《(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十一)曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十一)曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解(含解析)(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十一)曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解(含解析)
1.(2019·新鄉(xiāng)五校聯(lián)考)在足球場(chǎng)上罰任意球時(shí),運(yùn)動(dòng)員踢出的足球,在行進(jìn)中繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門,守門員“望球莫及”,軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向,下列說法中正確的是( )
A.合外力的方向與速度方向在一條直線上
B.合外力的方向沿軌跡切線方向,速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)
C.合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向
D.合外力方向指向軌跡外側(cè),速度方向沿軌跡切線方向
解析:選C 足球做曲線運(yùn)動(dòng),則其速度方向?yàn)檐壽E的切線方向,根據(jù)物體做
2、曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知,合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè),故C正確。
2.兩個(gè)互成角度的勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度分別為v1和v2,加速度分別為a1和a2。關(guān)于它們的合運(yùn)動(dòng)的軌跡,下列說法正確的是( )
A.如果v1=v2=0,那么軌跡可能是曲線
B.如果v1=v2≠0,那么軌跡一定是曲線
C.如果a1=a2,那么軌跡一定是直線
D.如果a1∶a2=v1∶v2,那么軌跡一定是直線
解析:選D 當(dāng)v1=v2=0,將沿著合加速度方向,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),那么軌跡一定是直線,故A錯(cuò)誤;如果v1≠0,v2≠0,當(dāng)合初速度方向與合加速度方向共線時(shí),做直線運(yùn)動(dòng),若兩者不共線,那么軌跡一定是曲線,故B錯(cuò)誤
3、;如果a1=a2,只有當(dāng)合初速度與合加速度共線時(shí),才能做直線運(yùn)動(dòng),因此軌跡不一定是直線,故C錯(cuò)誤;當(dāng)a1∶a2=v1∶v2時(shí),即合初速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線,故D正確。
3.(2018·日照模擬)在一個(gè)光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,質(zhì)量為1 kg 的物體原來靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0),t=0時(shí)受到如圖所示隨時(shí)間變化的外力作用。圖甲中Fx表示沿x軸方向的外力,圖乙中Fy表示沿y軸方向的外力。下列描述正確的是( )
A.0~4 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線
B.0~4 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線
C.前2 s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后
4、2 s內(nèi)物體做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)
D.前2 s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后2 s內(nèi)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
解析:選C 0~2 s內(nèi)物體沿x軸方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),2 s時(shí)受沿y軸方向的恒力作用,與速度方向垂直,故2~4 s內(nèi)物體做類平拋運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)正確。
4.河水由西向東流,河寬為800 m,河中各點(diǎn)的水流速度大小為v水,各點(diǎn)到較近河岸的距離為x,v水與x的關(guān)系為v水=x(m/s)。讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河,小船劃水速度大小恒為v船=4 m/s。下列說法中正確的是( )
A.小船渡河的軌跡為直線
B.小船在河水中的最大速度是5 m/s
C.小船在距離南岸200 m處的速
5、度小于距北岸200 m處的速度
D.小船渡河的時(shí)間是160 s
解析:選B 因水流速度大小與離河岸的距離大小有關(guān),故小船的速度與河水速度的合速度大小和方向是變化的,小船渡河的軌跡為曲線,A錯(cuò)誤;河水速度最大為v水max=×400 m/s=3 m/s,故小船在水中的最大速度為vmax= m/s=5 m/s,B正確;小船距岸200 m處,水流速度均為1.5 m/s,故小船的速度大小相等,C錯(cuò)誤;小船渡河時(shí)間與水流速度大小無關(guān),tmin==200 s,D錯(cuò)誤。
5.在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),同時(shí)人頂著直桿以速度v0水平勻速移動(dòng)。經(jīng)過時(shí)間t,猴子沿桿向上
6、移動(dòng)的高度為h,人頂桿沿水平地面移動(dòng)的距離為s,如圖所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法中正確的是( )
A.相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線
B.相對(duì)地面做變加速曲線運(yùn)動(dòng)
C.t時(shí)刻猴子對(duì)地速度的大小為v0+at
D.t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為
解析:選D 猴子豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),其合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤;t時(shí)刻猴子對(duì)地速度的大小為v=,C錯(cuò)誤;t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移是指合位移,其大小為,D正確。
6.如圖所示,開始時(shí)A、B間的細(xì)繩呈水平狀態(tài),現(xiàn)由計(jì)算機(jī)控制物體A的運(yùn)動(dòng),使其恰好以速度v沿豎直桿勻速下滑,經(jīng)細(xì)繩通過定滑輪拉動(dòng)物體B在
7、水平面上運(yùn)動(dòng)。下列v -t圖像中,最接近物體B的運(yùn)動(dòng)情況的是( )
解析:選A 將與物體A相連的繩端速度v分解為沿繩伸長(zhǎng)方向的速度v1和垂直于繩方向的速度v2,則物體B的速度vB=v1=vsin θ,在t=0時(shí)刻θ=0°, vB=0,C項(xiàng)錯(cuò)誤;之后隨θ增大,sin θ增大,B的速度增大,但開始時(shí)θ變化快,速度增加得快,圖線的斜率大,隨θ增大,速度增加得慢,若繩和桿足夠長(zhǎng),則物體B的速度趨近于A的速度,只有A項(xiàng)正確。
[B級(jí)——保分題目練通抓牢]
7.如圖所示,一條河岸筆直的河流水速恒定,甲、乙兩小船同時(shí)從河岸的A點(diǎn)沿與河岸的夾角均為θ的兩個(gè)不同方向渡河。已知兩小船在靜水中航
8、行的速度大小相等。下列說法正確的是( )
A.甲先到達(dá)對(duì)岸
B.乙先到達(dá)對(duì)岸
C.渡河過程中,甲的位移小于乙的位移
D.渡河過程中,甲的位移大于乙的位移
解析:選C 兩小船在靜水中航行的速度大小相等,且渡河方向與河岸的夾角均為θ,所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等;根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,船在平行于河岸方向上的分速度不影響渡河時(shí)間,所以甲、乙兩小船同時(shí)到達(dá)對(duì)岸,A、B錯(cuò)誤。甲船在平行于河岸方向上的速度為v甲′=v水 -v甲cos θ,乙船在平行于河岸方向上的速度為v乙′=v水+v乙cos θ,兩船在平行于河岸方向上的位移分別為x甲=v甲′t,x乙=v乙′t,則x甲
9、于河岸方向上的位移相同,故在渡河過程中,甲的位移小于乙的位移,C正確,D錯(cuò)誤。
8.(2019·麗江調(diào)研)一人騎自行車向東行駛,當(dāng)車速為4 m/s時(shí),他感到風(fēng)從正南方向吹來,當(dāng)車速增加到7 m/s時(shí),他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45°)吹來。假設(shè)風(fēng)速的方向和大小恒定,則風(fēng)對(duì)地的速度大小為( )
A.7 m/s B.6 m/s
C.5 m/s D.4 m/s
解析:選C 當(dāng)車速為4 m/s時(shí),人感到風(fēng)從正南方向吹來,畫出矢量圖如圖(a )所示,故風(fēng)對(duì)地的速度大小沿行駛方向的分速度為4 m/s,當(dāng)車速增加到7 m/s時(shí),他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45°)吹來,畫出矢量
10、圖如圖(b)所示,可知,風(fēng)對(duì)地的速度大小沿著垂直行駛方向的分速度大小為3 m/s,因此風(fēng)對(duì)地的速度大小為5 m/s,故C正確。
9.在一光滑的水平面上建立xOy平面坐標(biāo)系,一質(zhì)點(diǎn)在水平面上從坐標(biāo)原點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),沿x方向和y方向的x-t圖像和vy-t圖像分別如圖甲、乙所示,求:
(1)運(yùn)動(dòng)后4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的最大速度;
(2)4 s末質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離。
解析:(1)由題圖可知,質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為vx==2 m/s,在運(yùn)動(dòng)后4 s內(nèi),沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的最大速度為4 m/s,則運(yùn)動(dòng)后4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm==2 m/s。
(2)0~2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)沿y軸正
11、方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),2~4 s內(nèi)先沿y軸正方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),再沿y軸負(fù)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),
此時(shí)加速度大小為a== m/s2=3 m/s2
則質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2== s
則運(yùn)動(dòng)后的4 s內(nèi)沿y軸方向的位移
y=×2×m-×4× m=0
因此4 s末質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離等于沿x軸方向的位移
由題圖甲可知,4 s末質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離s=x=8 m。
答案:(1)2 m/s (2)8 m
10.(2019·杭州六校聯(lián)考)河寬60 m,水流速度v1=6 m/s,小船在靜水中的速度v2=3 m/s,求:
(1)小船渡河的最短時(shí)間;
(2)小船
12、渡河的最短航程。
解析:(1)當(dāng)小船垂直河岸航行時(shí),渡河時(shí)間最短,
tmin== s=20 s。
(2)因?yàn)榇傩∮谒?,所以小船一定向下游漂移。如圖所示,以v1矢量末端為圓心,以v2矢量的大小為半徑畫弧,從v1矢量的始端向圓弧作切線,則合速度沿此切線方向時(shí)航程最短。
由圖可知,最短航程為x短==d=×60 m=120 m。
答案:(1)20 s (2)120 m
[C級(jí)——難度題目適情選做]
11.如圖所示,甲、乙兩船在同一條水流勻速的河流中同時(shí)開始渡河,M、N分別是甲、乙兩船的出發(fā)點(diǎn),兩船頭與河岸均成α角,甲船船頭恰好對(duì)準(zhǔn)N點(diǎn)的正對(duì)岸P點(diǎn),經(jīng)過一段時(shí)間乙船恰好到達(dá)P點(diǎn)。
13、如果劃船速度大小相同,且兩船相遇不影響各自的航行。下列判斷正確的是( )
A.甲船也能到達(dá)M點(diǎn)正對(duì)岸
B.甲船渡河時(shí)間一定短
C.兩船相遇在NP直線上的某點(diǎn)(非P點(diǎn))
D.渡河過程中兩船不會(huì)相遇
解析:選C 乙船垂直河岸到達(dá)正對(duì)岸,說明水流方向向右;甲船參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),沿著船頭指向的勻速運(yùn)動(dòng),隨著水流方向的勻速運(yùn)動(dòng),故不可能到達(dá)M點(diǎn)正對(duì)岸,故A錯(cuò)誤;小船過河的速度為船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=vsin α,小船過河的時(shí)間t==,故甲、乙兩船到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間相同,故B錯(cuò)誤;以流動(dòng)的水為參考系,兩船相遇點(diǎn)在速度方向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)上,又由于乙船實(shí)際上沿著NP方向運(yùn)動(dòng),故相遇點(diǎn)在N
14、P直線上的某點(diǎn)(非P點(diǎn)),故C正確,D錯(cuò)誤。
12.(2019·東營(yíng)模擬)如圖所示,水平面上固定一個(gè)與水平面夾角為θ的斜桿A,另一豎直桿B以速度v水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),則從兩桿開始相交到最后分離的過程中,兩桿交點(diǎn)P的速度方向和大小分別為( )
A.水平向左,大小為v
B.豎直向上,大小為vtan θ
C.沿桿A斜向上,大小為
D.沿桿A斜向上,大小為vcos θ
解析:選C 兩桿的交點(diǎn)P參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),如圖所示,即水平向左的速度大小為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿桿B豎直向上的勻速運(yùn)動(dòng),交點(diǎn)P的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向沿桿A斜向上,交點(diǎn)P的速度大小為vP=,選項(xiàng)C正確。
13.如圖所示,在豎直平
15、面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系中,Oy豎直向上,Ox水平。設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力。一小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為v0=4 m/s,不計(jì)空氣阻力,到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示,(坐標(biāo)格為正方形,g取10 m/s2)求:
(1)小球在M點(diǎn)的速度v1;
(2)在圖中定性畫出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N;
(3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大小。
解析:(1)設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為s0。
小球豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),v0=gt1,2s0=t1
水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),3s0=t1
解得v1=6 m/s。
(2)由豎直方向運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,小球再經(jīng)過t1到達(dá)x軸,水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以回到x軸時(shí)落到x=12處,位置N的坐標(biāo)為(12,0),運(yùn)動(dòng)軌跡及N如圖。
(3)到N點(diǎn)時(shí)豎直分速度大小為v0=4 m/s,
水平分速度vx=a水平tN=2v1=12 m/s,
故v2==4 m/s。
答案:(1)6 m/s (2)見解析圖 (3)4 m/s