2024年高考物理二轮复习模型9运动合成分解模型（解析版）

2024高考物理二轮复习80热点模型

最新高考题模拟题专项训练

模型9运动的合成与分解模型

最新高考题

1.（2023高考全国乙卷）小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用

带箭头线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（）

【参考答案】D

【命题意图】本题考查加速曲线运动及其相关知识点。

【解题思路】根据题述，动能一直增加，所受合力方向可能正确的是D。

2.（2023高考选择性考试辽宁卷）某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线

c.D.

F/1

//।//।

/\/

✓*/।

/।，।

/।

/<

【参考答案】A

【名师解析】

篮球做曲线运动，所受重力竖直向下，空气阻力与速度方向相反，所受合力指向运动轨迹的

凹侧。图A正确。

3.（2023高考江苏学业水平选择性考试）达•芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐

子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中

能反映空中沙子排列的几何图形是（）

【参考答案】D

【名师解析】

罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，在时间Af内水平方向增加量〃△/，竖直方向做

在自由落体运动，在时间"增加gA*；说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比

值一定，则连线的倾角就是一定的。

D正确。

最新模拟题

1.（2024长春重点高中质检）如图所示，长L=0.5m的直杆一端可绕固定轴。无摩擦转动，

另一端靠在物块8上，8的表面光滑，当B在图示位置被锁定时0=37,现解除锁定，控制

物块B由静止开始水平向左做a=0.2m/s2的匀加速直线运动,则在Qis时，直杆端点A的线

速度为（）

B

///////Z///////////7Z///////

1413

A.—m/sB.—m/sC.-in/sD.—m/s

425325

【参考答案】C

【名师解析】

物块3由静止开始水平向左做a=0.2m/s2的匀加速直线运动,则在/=ls时，B的速度大小

v=〃/=0.2x1m/s=0.2m/s

运动的位移为

kgMR.用

而杆的长度为L=0.5m,依据三角知识，则有

sin。=03十0・Log

0.5

得

夕=53°

如图将A点的速度分解

二二

接触点4的实际运动，即合运动为在A点垂直于杆的方向的运动,该运动由水平向左的分

运动和竖直向下的分速度组成，所以

V

VA=.

COS，

那么直杆端点A的线速度为

0.21

VA=-----m/s=—m/s

0.63

故选Co

2.（2024辽宁十校联合体）某实验小组做风洞试验，俯视图如图所示，实线表示一竖直墙

壁，风力水平向左，他们把一个质量为加=0.3kg的小球以%=5m/s的初速度水平抛出，

初速度方向与竖直墙壁的夹角8=37。，已知重力加速度g=10m小2,小球受到的水平风

力大小恒为2N,风洞空间足够大，小球运动过程中没有与风洞壁发生碰撞。下列说法正确

的是（）

B.小球的加速度为一m/s?

3

C.当小球在右侧虚线运动的过程中离虚线所在竖直面最远时小球的位移是8至m

5

D.当小球达到虚线正下方时小球的速率为坦叵m/s

3

【参考答案】C

【名师解析】

依题意，小球受竖直向下的重力和水平向左的风力作用，二者均为恒力，且满足合力与速度

不共线，所以小球做匀变速曲线运动。故A错误；

根据二力合成的平行四边形定则，可得

F=｛（一）?+/=V13N

根据牛顿第二定律，有

FIOVB

m/s2

m3

故B错误;

根据小球的受力和初状态,可知小球在水平面内做类平抛运动，在竖直方向做自由落体运动,

建立三维坐标系，其中沿墙方向为X轴，垂直于墙为y轴，竖直方向为Z轴，当小球在右侧

虚线运动的过程中离虚线所在竖直面最远时，有

(vcos370)21,

x=~~()—~~~—y=%sin37%,z=

又

F风%cos37。

4=­，A=---------

m/

联立，解得此时小球的位移是

,n~~2~r3V22

I=yjx4~y+z=———rn

故C正确；

根据类平抛运动的对称性，可知当小球达到虚线正下方时小球的水平面内的速率为%,竖

直方向的速率为

当小球达到虚线正下方时小球的速率为

v=Vvo+=13mZs

故D错误。

3.(2023安徽宣城期末)如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为〃?的质点，在沿平行

于桌面方向的恒定外力/作用下，以初速度vo从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的

运动轨迹.已知在fs末质点的速度达到最小值v,到达8点时的速度方向与初速度w的方向

垂直，则()

1

B

vo|

4k

狄

'、F

A.tS内恒力尸做功为T〃1（W）2-V2）

B.质点所受合外力的大小为竺也二i

t

C.质点到达8点时的速度大小为^==^7

D.恒定外力F的方向与初速度的反方向成6角指向曲线内侧，且sin6=一

%

【参考答案】BCD

【名师解析】

1,1,

2

.根据动能定理，阳内恒力厂做的功为WF=\Ek=-mv--mv^,

故A错误；

.到达8点时的速度方向与初速度师的方向垂直，恒力F的方向与速度方向成钝角，如图所

v=vosin<9

在y'方向根据数学知识可得:

V()COS^=67y/

根据牛顿第二定律有：F=nuty

解得：FJM-F-,sin6='

t%

•八V

即恒定外力F的方向与初速度的反方向成。角指向曲线内侧，R.sin6=一,故B,D正确;

%

设质点从A点运动到8经历时间八，设在阳方向上的加速度大小为m,在垂直vo方向上的

加速度大小为02,

根据牛顿第二定律可得：

Fcos0=ma\,

FsinO=ma2

根据运动学公式可得：

vvi=a\t\,

所。2八，

解得质点到达8点时的速度大小为

故C正确：

4..(2023云南昆明一中第9次质检)如图所示，在粗糙水平地面上有一质量为M物块，物

块固连一轻质滑轮，并用轻绳按如图所示方式拉着物块运动，拉力恒为F,物块与地面间的

动摩擦因数为〃，当物块运动到轻绳之间的夹角为。时，物块的速度为叭则此时()

Fcos0-u{Mg-FsinO')

A.物块的加速度为--------丝1----------

M

(F+Fcos0)-u(Mg-Fsin0)

B.物块的加速度为^-----------'5----------

M

C.拉绳子的速度为U+VCOS。

D.拉绳子的速度为匕X

2

【参考答案】BC

【名师解析】如图1所示，由受力分析得物块的加速度为

(F+Fcos。)-〃(Mg-Fsin0)

a----------------------------

M

故A错误，B正确；

如图2所示，假设经过足够小的Af时间，则滑轮运动过的距离为此时，在原来的绳

了匕取48段与现在绳了•长度相同，其余部分BD+DC则为绳子收缩掠的长度，由于时间很

小，故

ZA«0°,ZABC*90°

则收缩掉的绳子长度

BD+DC=v-A/+v-A/-cos6

故有

-Ar=v-Ar+v-Ar-cos0

即y'=y+y.COS0

或如图3所示，将滑轮的速度V分解为沿绳方向丫-COS。和垂直轻绳方向，则拉绳子的速度

是滑轮两侧绳子运动速度之和，即/=丫+丫-058，故C正确，D错误。

5.(2023广东广州名校联考)一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平

向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个

()

【参考答案】.C

【名师解析】物体自由下落到某处突然受一恒定水平向右的风力，此时合力向右下方，则轨

迹应向右弯曲，且拐弯点的切线方向应与速度方向相同，即竖直向下；风停止后，物体只受

重力，即合力竖直向下，轨迹应向下弯曲。故选C。

6.（2023河北张家口宣化一中二模）如图所示，一长方形木板放置在水平地面上，在木板

的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板跟木板之间并不接触。现在

有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动，同时木板以相同大小的速度向左运动，木

板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为

和〃2,物块的质量为相，为让方形物块沿图示方向匀速运动，需要对物块沿挡板方向施加

推力，则推力尸的大小为（）

AA.—叵^mg+,夜—pmgB.果…

22

C.R/ngD.专任mg

【参考答案】A

【名师解析】

设物块沿挡板方向的速度为匕，与木板的相对速度为匕物块相对于木板的运动方向如图所

示，根据运动的合成和分解规律可知

根据几何关系可得

tan6=以=1

匕

可得

0=45°

木板对物块的摩擦力f2方向与匕方向相反，挡板对物块的支持力为

N=_sin6

其中

f2=42mg

则挡板对物块摩擦力的大小为

工=〃出

联立可得

fa

Ji=方必〃2mg

对物块沿匕方向根据平衡条件得

17,,“U06夜

F=f\+hcos45°=-^2mg+—^2mg

故A正确，BCD错误。

7.（2023浙江十所名校期中联考）如图1所示是一个单线轨直线滑台模组，滑块可以在电

路的控制下做各种直线运动。现将两个相同的单线轨直线滑台模组十字组合成一个整体，并

将一只笔固定在一个滑块上，如图2所示。笔沿y轴匀速移动，同时沿x轴分别匀速、匀加

速、匀减速移动，得到了1、2、3三条笔尖的运动轨迹，如图3所示。下列关于笔尖的运动

轨迹，判断正确的是（）

图1图1图3

A.x轴匀速移动得到轨迹3B.x轴匀加速移动得到轨迹1

C.x轴匀减速移动得到轨迹2D.x轴匀加速移动得到轨迹3

【参考答案】B

【名师解析】

.笔沿了轴匀速移动，若同时沿x轴匀速运动，则合运动为匀速直线运动，轨迹为直线轨迹

2,A错误;

若同时沿X轴匀加速运动，加速度（合外力）沿X轴方向，轨迹弯向X轴，则X轴匀加速移

动得到轨迹1,B正确，D错误；若同时沿x轴匀减速运动，加速度（合外力）沿x轴负方

向，轨迹弯向-x轴，则x轴匀减速移动得到轨迹3,C错误。

8.（2023辽宁鞍山一模）“歼-20”再次闪亮登场2022珠海航展。如图所示，战机先水平

向右，再沿曲线向上，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率

不变，则沿段曲线飞行时，战机（）

A.所受合外力不变

B.所受合外力方向竖直向上

C.竖直方向的分速度不变

D.水平方向的分速度逐渐减小

【参考答案】D

【名师解析】

.战机飞行速率不变，合力方向始终与速度方向垂直，即指向圆心，所受合外力方向不断变

化，不是竖直向上的，故AB错误；飞机速度大小不变，与水平方向的倾角J增大，则

vywsin，，增大，即竖宜方向的分速度逐渐增大，故C错误；飞机速度大小不变，与水平方

向的倾角。增大，则也=vcos/减小，即水平方向的分速度减小，故D正确。

9.（2023浙江名校联盟联考）如图，水平桌面上有一涂有黑色墨水的小球，给小球一个初

速度使小球向右做匀速直线运动，它经过靠近桌边的竖直木板〃边前方时，木板开始做自

由落体运动（球与板之间的相互作用力忽略不计）。若木板开始运动时，cd边与桌面相齐

平，则小球在木板上留下的轨迹是（）

A.B.C.D.

【参考答案】D

【名师解析】给小球一个初速度使小球向右做匀速直线运动，它经过靠近桌边的竖直木板

/边前方时，木板开始做自由落体运动，可知小球在木板上留下的轨迹可以视为水平方向

的匀速直线运动，竖直方向为反方向的自由落体运动，轨迹D正确。

10.（2023安徽合肥六中质检）曲柄滑块机构是机械设计中最基础的机构之一，广泛应用于

往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的机构中，可以把往复移动转换为不整周或整周的回转

运动。某种曲柄滑块机构的构造如下图，圆盘半径为R,以角速度为力做顺时针匀速转动。

P为圆盘边缘上的固定转轴，可以绕着。点做完整的圆周运动；Q为滑块，被固定槽限定只

能沿着轴线OO'往复运动；不可形变、足够长的连杆一端穿过转轴P，另一端穿过固定在

滑块上的转轴。图示时刻OP连线垂直于轴线OO',OPQ夹角为8。以下说法正确的是（）

A.转轴P的加速度大小为6/R

B.图示时刻滑块处于加速状态

C.图示时刻滑块的速度大小为。H

D.其他条件不变，改变连杆的长度有可能使滑块做匀速运动

【参考答案】AC

【名师解析】

转轴P做匀速圆周运动，加速度大小为a=32R,故A正确;

设转轴P速度方向与连杆的夹角为滑块速度方向与连杆的夹角为a，转轴p与滑块沿

杆方向的分速度相等，则有

滑块

vpcos0=vcosa

可得

vpcos0a)Rcos0

V滑块=-----------―--------------

cosacosa

根据几何关系可知图示时刻满足

0=a

则图示时刻滑块的速度大小为

%块=8R

由于转盘做顺时针匀速转动，在图示时刻之前，当连杆刚好与0P垂直时，。为0,设此时

697?cos0°coR_

滑块速度方向与连杆的夹角为％,则滑块速度为晞块=工^=诋＞0穴

可知在图示位置前滑块速度已经达到最大值，则图示时刻滑块处于减速状态，故B错误，C

正确;

口Reose

根据明块

cosa

转动过程中，9、a不断变化，R、。大小不变，则丫滑块不断变化，故滑块不可能做匀速

运动，与杆的长度无关，故D错误。

11.（2023苏州八校模拟）.如图所示，长度为L的轻杆上端连着一质量为机的小球A（可视

为质点），杆的下端用钱链固接于水平面上的。点。置于同一水平面上的立方体B恰与A

接触，立方体B的边长为L,质量为4帆，重力加速度为g。若A、B之间，B与地面间皆

A.A、B分离时，二者加速度相等B.A、B分离时，B的速度为《处

2

C.A落地前最大速度为工叵D.A落地前最大加速度为姮g

24

【参考答案】D

【名师解析】

设杆与地面夹角为。时，二者分离，根据机械能守恒定律有

mgLQ一sin。）=gmv\+；x4mVg

对A,根据牛顿第二定律有

结合关联速度可知

jsin0=vB

由于运动时间相等，可知A、B分离时，二者加速度不相等，故AB错误;

A与B分离后继续下落得过程中机械能守恒，则

—mv；+mgLsin30°——mv

解得u=J券，故C错误;

A落地时的向心加速度为例=彳

根据运动的合成可知A落地前最大加速度为a=旧+gg,D正确o

12.（2023南昌二中开学质检）如图所示为内燃机中轻质活塞和曲柄连杆结构的示意图和简

图。气缸内高压气体推动活塞使其往复运动，某时刻活塞的速度为%,连杆AO与活塞轴线

80垂直，气缸中高压气体及外部大气对活塞作用力的合力大小为F,已知不

2

计一切摩擦，则此刻（）

A.活塞对连杆AB的作用力为2尸

B.气缸壁对活塞的作用力为上产

3

C.连杆AB的A端沿连杆48方向的线速度为2叵%

3o

D.连杆0A的A端绕。点转动的线速度为%

【参考答案】BD

【名师解析】

连杆A。与活塞轴线80垂直时，由几何关系可知BA与5。之间的夹角6=30°

由于是轻质活塞，所以活塞所受合外力为零，活塞受连杆48对其的推力耳、气缸壁对其的

弹力工和高压气体及外部大气对活塞的作用力作用，如图所示

根据平衡条件可得耳cos。=尸，耳sin6=g

解得F、=当~F，F2

故A错误，B正确；

.%沿连杆AB方向和垂直于连杆4B方向分解，如图所示

连杆0A的A端绕。转动的线速度v=%.=%

cos30

故C错误，D正确。

13.（2023长沙名校质检）某次英雄小伙子救人的过程，可用下图去描述：落水孩童抓住绳索

停在A处，对面河岸上的小伙子从B处沿直线匀速游到A处，成功把人救起。河宽和间距

如图中标注，假定河水在各处的流速均为2m/s,则（）

二二二一一一二

二三二:1三fym尹—「二.二三：

B

A.小伙子如果面对垂直于河岸的方向游，是不可能到达A点的

B.小伙子渡河的时间一定为8s

C.小伙子在静水中游泳的速度至少应为L2m/s,才能沿直线匀速游到A处

D.只有小伙子总面对着A处游，沿直线匀速游到A处

【参考答案】C

【名师解析】

由题可知，设小伙子在静水中的游泳的速度为匕，小伙子的合运动方向是从B到A,作出小

伙子游泳时合速度与两个分速度的关系如图所示:

当匕与合速度垂直时，匕有最小值，设A3与河岸的夹角为。，根据几何关系有

12

sin0=,—=0.6

V122+162

即游泳时小伙子面对的方向是与合速度方向垂直，最小速度为匕=v^sin6»=1.2m/s,故c

正确；

小伙子如果面对垂直于河岸的方向游，若相对于静水的速度为

M=v7j<tan37=2x0.75m/s=1.5m/s

此时恰好到达A点，故A错误；

只有小伙子在静水中速度垂直于河岸时，小伙子渡河的时间为t=—s=8s

2

小伙子在静水中的速度不与河岸垂直时，小伙子渡河的时间不等于8s,故B错误；

若小伙子总面对着A处游，且速度一定时，由于两个匀速直线运动的合运动仍然为匀速直

线运动，可知，其轨迹为一条直线，根据运动的合成可知，此时其合速度方向指向A点右

侧，即到达不了4处，故D错误。

O

14.（2023江苏名校联考）.1949年4月，解放军“百万雄师过大江”。在某平直江段渡江时，

战士所乘船只在静水中的速度为盯，江水流速为也，若江水速度方向与江岸平行，下列说

法正确的是（）

A.船渡江时间与吸有关

B.当力=以时，船能到达正对岸

C.当保持船头垂直江岸时，渡江时间最短

D.当保持船头垂直江岸时，渡江位移最小

【参考答案】C

【名师解析】船头垂直河岸渡河，船渡江时间只与VI有关，船渡江时间与V2无关，A错误；

当V/>U2时，船能到达正对岸，当刃=也时，船不能到达正对岸，B错误；当保持船头垂直

江岸时，渡江时间最短，C正确；当时