复习课时作业及详细解析第16讲运动的合成与分解

苏州市网上教师学校/2014届高三物理一轮复习课时作业及详细解析：第16讲运动的合成与分解.eq\a\vs4\al\co1(基础热身)图K16－11．[2013·金华模拟]一质点在xOy平面内的运动轨迹如图K16－1所示，下列判断正确的是()A．若在x方向始终匀速运动，则在y方向先减速后加速运动B．若在x方向始终匀速运动，则在y方向先加速后减速运动C．若在y方向始终匀速运动，则在x方向一直加速运动D．若在y方向始终匀速运动，则在x方向一直减速运动2．[2013·唐山一模]一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动的说法中正确的是()A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2B．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于10m/s2C．可能做匀减速直线运动，加速度大小是15m/s2D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是5m/s23．如图K16－2所示，直线AB和CD是彼此平行且笔直的河岸，若河水不流动，小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P.若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河流中水的流速处处相等，现仍保持小船船头垂直河岸由A点匀加速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的()图K16－2A．直线PB．曲线QC．曲线SD．直线R4．如图16－3所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m的吊环，他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面1.2m，当他在离吊环的水平距离为2m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上抛出时的速度是(g取10m/s2)()图K16－3A．1.8m/sB．3.2m/sC．3.6m/sD．6.8m/seq\a\vs4\al\co1(技能强化)5．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶，以下给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图(图中O为圆心)中正确的是()ABCD图K16－46．[2013·盐城摸底]如图K16－5所示，滑板运动员在水平地面上向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力．则运动员()图K16－5A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后B．在空中水平方向先加速后减速C．在空中轨迹为抛物线D．越过杆后仍落在滑板起跳的位置7．[2013·扬州模拟]如图K16－6所示，光滑水平桌面上有一小球以速度v向右匀速运动，当它经过靠近桌边的竖直木板的ad边正前方时，木板开始做自由落体运动．若木板开始运动时，cd边与桌面相齐，则小球在木板上的正投影轨迹不可能是图K16－7中的()图K16－6ABCD图K16－78．河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图K16－8甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则()甲乙图K16－8A．船渡河的最短时间是60sB．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C．船在河水中航行的轨迹是一条直线D．船在河水中的最大速度是5m/s9．质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图K16－9所示，下列说法正确的是()图K16－9A．质点的初速度为5m/sB．质点所受的合外力为3NC．质点初速度的方向与合外力方向垂直D．2s末质点速度大小为6m/s10．如图K16－10所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为l.现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90°角)，关于此过程，下述说法正确的是()图K16－10A．重物M做匀速直线运动B．重物M做匀变速直线运动C．重物M的最大速度是ωlD．重物M的速度先增大后减小11．[2013·宁波质检]宽9m的成型玻璃以2m/s的速度向右匀速运动，在切割工序处，金刚割刀的速度为10m/s，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：(1)金刚割刀的轨道应如何控制？(2)切割一次的时间多长？(3)所生产的玻璃板的规格是怎样的？12．“歼－20”战斗机质量为m，以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力(1)用x表示水平位移，y表示竖直位移，试画出“歼－20”的运动轨迹简图，并简述作图理由(2)若测得当飞机在水平方向的位移为L时，它的上升高度为h.求“歼－20”受到的升力大小(3)求当飞机上升到h高度时飞机的速度．eq\a\vs4\al\co1(挑战自我)13．[2013·内江一模]减速带是公路上常见的一种交通设施，通常安装在学校附近学生出入较多的公路上．当汽车到达减速带前都要减速，然后低速通过减速带，从而保障汽车和行人的安全．当汽车通过减速带时可简化为如图K16－11所示的模型．两面对称的减速带截面的底面宽度为d，高为h，一辆质量为m可视为质点的汽车在减速带上上升时，在水平方向上可视为速度为v0匀速直线运动，在竖直方向可视为初速度为零的匀加速直线运动，那么：(1)汽车到达减速带顶端A时的速度为多大？(2)在上升阶段，汽车对减速带的作用力为多大？图K16－11课时作业（十六）【基础热身】1．A[解析]若在某一坐标轴方向上为匀速运动，因x＝vt，即x正比于时间t，则该轴可看作时间轴．再根据图象分析另一坐标轴方向上的运动性质．可以看出，若x方向匀速运动，y方向位移的斜率是先减小后增大，故y方向先减速运动后加速运动，同理，若y方向匀速运动，x方向是先加速运动后减速运动．2．B[解析]平衡状态是指静止或匀速直线运动状态，处于平衡状态的物体撤去两个力后，其余三个力的合力等于这两个力的合力，大小在5N和25N之间，且为恒力．因此，加速度大小在2.5m/s2和12.5m/s2之间，选项C错误；由于撤去两个力后，合力的方向与初速度方向的夹角未知，物体一定做匀变速运动，但不一定是匀变速直线运动，匀速圆周运动是变加速运动，选项B正确，选项A、D均错误．3．C[解析]小船在流动的河水中行驶时，同时参与两个方向的分运动，一是沿水流方向的匀速直线运动，二是沿垂直于河岸方向的匀加速直线运动；沿垂直于河岸方向小船具有加速度，由牛顿第二定律可知，小船所受的合外力沿该方向；根据物体做曲线运动时轨迹与其所受合外力方向的关系可知，小船的运动轨迹应弯向合外力方向，故轨迹可能是S.选项D正确．4．D[解析]球在水平方向做匀速运动，有x＝v0t，在竖直方向做竖直上抛运动，有vt－eq\f(1,2)gt2＝H－h，将x＝2m，v0＝2m/s，H＝3m，h＝1.2m，g＝10m/s2代入解得v＝6.8m/s，选项D正确．【技能强化】5．C[解析]物体做匀速圆周运动的条件是物体所受的合力指向圆心，雪橇所受滑动摩擦力的方向与运动方向相反，由此判断只有C选项符合以上条件．6．CD[解析]根据题意，运动员和滑板保持相同的水平速度，越过横杆后会仍然落在滑板上，则其起跳时脚对滑板的作用力竖直向下，选项A、B错误，选项D正确；忽略阻力，运动员在空中的轨迹应为抛物线，选项C正确．7．ACD[解析]木板自由下落，以木板为参照物，小球向上做匀加速运动，且向右做匀速运动，可以想象成重力向上的平抛运动，选项A、C、D不可能．

8．BD[解析]当船头指向垂直于河岸时，船的渡河时间最短，其时间t＝eq\f(d,v)＝eq\f(300,3)s＝100s，选项A错误、选项B正确．因河水流速不均匀，所以船在河水中的航线是一条曲线，当船行驶至河中央时，船速最大，最大速度v＝eq\r(42＋32)m/s＝5m/s，选项C错误、选项D正确．9．AB[解析]由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为1.5m/s2，受力Fx＝3N，由y方向的位移图象可知，在y方向做匀速直线运动，速度为vy＝4m/s，受力Fy＝0.因此质点的初速度为5m/s，选项A正确；受到的合外力为3N，选项B正确；质点的初速度方向与合外力方向不垂直，选项C错误；2s末质点速度应该为v＝eq\r(62＋42)m/s＝2eq\r(13)m/s，选项D错误．10．CD[解析]由题知，C点的速度大小为vC＝ωl，设vC与绳之间的夹角为θ，把vC沿绳和垂直绳方向分解可得，v绳＝vCcosθ，在转动过程中θ先减小到零再反向增大，故v绳先增大后减小，重物M做变加速运动，其最大速度为ωl，C、D正确．11．(1)割刀速度方向与玻璃板速度方向成arccoseq\f(1,5)角(2)0.92s(3)宽9m、长1.84m[解析](1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度，其分速度的效果是恰好相对玻璃垂直切割．设割刀的速度v2的方向与玻璃板速度v1的方向之间的夹角为θ，如图所示．要保证割下的均是矩形的玻璃板，则v1＝v2cosθ所以cosθ＝eq\f(v1,v2)＝eq\f(1,5)，即θ＝arccoseq\f(1,5)所以，要割下矩形板，割刀速度方向与玻璃板速度所成角度为θ＝arccoseq\f(1,5).(2)切割一次的时间t＝eq\f(d,v2sinθ)＝eq\f(9,10×\r(1－\f(1,25)))s＝0.92s.(3)切割出的矩形玻璃板的规格为：宽度d＝9m，长度l＝v1t＝2×0.92m＝1.84m.12．(1)见解析(2)mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2hv\o\al(2,0),gL2)))(3)eq\f(v0,L)eq\r(L2＋4h2)、与水平方向夹角为arctaneq\f(2h,L)[解析](1)“歼－20”战斗机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受重力和竖直向上的恒定升力，做匀加速直线运动，该运动为类平抛运动．轨迹如图所示．(2)水平方向：L＝v0t竖直方向：h＝eq\f(1,2)at2解得a＝eq\f(2hv\o\al(2,0),L2)由牛顿第二定律，有F－mg＝ma解得F＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2hv\o\al(2,0),gL2))).(3)水平方向速度vx＝v0竖直方向速度vy＝eq\r(2ah)＝eq\r(2×\f(2hv\o\al(2,0),L2)h)＝eq\f(2hv0,L)则v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝v0eq\r(1＋\f(4h2,L2))＝eq\f(v0,L)eq\r(L2＋4h2)合速度与水平方向夹角为θ，tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(2h,L)得θ＝arctaneq\f(2h,L).【挑战自我】13．(1)v0eq\r(1＋\f(16h2,d2))(2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8hv\o\al(2,0),d2)＋g))[解析](1)汽车在水平方向上匀速通过减速带的时间t0＝eq\f(d,v0)根据对称性，汽车到达减速带顶端的时间t＝eq\f(d,2v0)在竖直方向上，根据平均速度公式vt＝2eq\x\to(v)＝eq\f(2h,t)汽车到达减速带顶端时的速率v合＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\