優(yōu)化探究（新課標(biāo)）2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 第1講 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解知能提升演練

1、曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 隨堂反饋1.如圖所示，圖中紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升，若紅蠟塊在A點(diǎn)勻速上升的同時(shí)，使玻璃管水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的()A直線PB.曲線QC曲線R D.無(wú)法確定解析：紅蠟塊參與了豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，由于蠟塊在任一點(diǎn)的合速度方向是斜向右上方的，而合加速度方向水平向右，故蠟塊的軌跡是曲線，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)中加速度方向總是指向曲線的凹側(cè)可知，選項(xiàng)B正確答案：B2.(多選)如圖所示為在平靜海面上兩艘拖船A、B拖著駁船C運(yùn)動(dòng)的示意圖A、B的速度分別沿著纜繩CA、CB方向，A、B、C不在一條直線上由于纜繩不

2、可伸長(zhǎng)，因此C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，由此可知C的()A速度大小可以介于A、B的速度大小之間B速度大小一定不小于A、B的速度大小C速度方向可能在CA和CB的夾角范圍外D速度方向一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)解析：C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，C的速度大小一定不小于A、B的速度大小，A錯(cuò)誤，B正確；C的速度方向一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)，C錯(cuò)誤，D正確答案：BD3.如圖所示，人沿平直的河岸以速度v行走，且通過(guò)不可伸長(zhǎng)的繩拖船，船沿繩的方向行進(jìn)，此過(guò)程中繩始終與水面平行當(dāng)繩與河岸的夾角為時(shí)，船的速率為()Avsin B.Cvcos D.解析： 由

3、于人的速度平行于河岸，而船沿繩的方向行進(jìn)，所以二者通過(guò)繩子構(gòu)成關(guān)聯(lián)體，人走動(dòng)的過(guò)程同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：一是沿繩方向的運(yùn)動(dòng)，二是垂直于繩方向的運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)將人沿河岸運(yùn)動(dòng)的速度v沿繩方向和垂直于繩方向分解，如圖所示，其中沿繩方向的分速度vcos 就是船的速度所以，本題答案為C.答案：C4.(多選)(2020天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處)，下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)()A小環(huán)剛釋放時(shí)輕繩中

4、的張力一定大于2mgB小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度為(1)dC小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于D小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于解析：小環(huán)釋放后，v增加，而v1vcos ，v1增大，由此可知小環(huán)剛釋放時(shí)重物具有向上的加速度，故繩中張力一定大于2mg，A項(xiàng)正確；小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，繩與直桿間的夾角為45，重物上升的高度h(1)d，B項(xiàng)正確；如圖所示，將小環(huán)速度v進(jìn)行正交分解，其分速度v1與重物上升的速度大小相等，v1vcos 45v，所以，小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確答案：ABD5一質(zhì)量為2 kg的物體在如圖甲所示的xOy平面上運(yùn)動(dòng)，在x

5、軸方向上的vt圖象和在y軸方向上的xt圖象分別如圖乙、丙所示，下列說(shuō)法正確的是()A前2 s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B物體的初速度為8 m/sC2 s末物體的速度大小為8 m/sD前2 s內(nèi)物體所受的合力為16 N解析：物體在x軸方向上做初速度vx8 m/s、加速度a4 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在y軸方向上做速度vy4 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中AP曲線所示，為一個(gè)拋物線，拋物線的頂點(diǎn)在P處物體所受合力恒為8 N(方向?yàn)閤軸負(fù)方向)，初速度大小為 m/s4 m/s，方向與合力方向不在同一條直線上，故物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A正確，B、D錯(cuò)誤；2 s末，vx0，vy4 m/s，則合速度為

6、4 m/s，C錯(cuò)誤答案：A課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1(2020天水模擬)對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)講，以下說(shuō)法中正確的是()A加速度恒定的運(yùn)動(dòng)可能是曲線運(yùn)動(dòng)B運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)任何觀察者來(lái)說(shuō)都是不變的C當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的加速度逐漸減小時(shí)，其速度也一定逐漸減小D作用在質(zhì)點(diǎn)上的所有力消失后，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度將不斷減小解析：加速度恒定的運(yùn)動(dòng)可能是曲線運(yùn)動(dòng)，如平拋運(yùn)動(dòng)，A正確；運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)不同的觀察者來(lái)說(shuō)可能不同，如勻速水平飛行的飛機(jī)上落下的物體，相對(duì)地面做平拋運(yùn)動(dòng)，相對(duì)飛機(jī)上的觀察者做自由落體運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與加速度方向同向時(shí)，即使加速度減小，速度仍增加，C錯(cuò)誤；作用于質(zhì)點(diǎn)上的所有力消失后，質(zhì)點(diǎn)的速度將不變，D錯(cuò)誤答案：A

7、2在俄羅斯“2020國(guó)際軍事比賽”中我國(guó)參賽選手獲跳傘比賽第一名如圖所示，假設(shè)當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從直升機(jī)上由靜止跳下后，在下落過(guò)程中將會(huì)受到水平風(fēng)力的影響，下列說(shuō)法中正確的是()A風(fēng)力越大，運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間越長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)員可完成更多的動(dòng)作B風(fēng)力越大，運(yùn)動(dòng)員著地速度越大，有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害C運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力有關(guān)D運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力無(wú)關(guān)解析：水平風(fēng)力不會(huì)影響豎直方向的運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無(wú)關(guān)，A、C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)豎直方向的速度是確定的，水平風(fēng)力越大，落地時(shí)水平分速度越大，運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)的合速度越大，有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害，B正確，D錯(cuò)誤答案：B3已知河水的流速為v1，小船在靜水中的速度為v2

8、，且v2v1，下面用小箭頭表示小船及船頭的指向，則能正確反映小船在最短時(shí)間內(nèi)渡河、最短位移渡河的情景依次是()A B.C D.解析：船的實(shí)際速度是v1和v2的合速度，v1與河岸平行，對(duì)渡河時(shí)間沒(méi)有影響，所以v2與河岸垂直即船頭指向?qū)Π稌r(shí)，渡河時(shí)間最短為tmin，式中d為河寬，此時(shí)合速度與河岸成一定夾角，船的實(shí)際路線應(yīng)為所示最短位移即為d，應(yīng)使合速度垂直河岸，則v2應(yīng)指向河岸上游，實(shí)際路線為所示綜合可得選項(xiàng)C正確答案：C4.如圖所示，在一次消防演習(xí)中，消防隊(duì)員要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人為了節(jié)省救援時(shí)間，當(dāng)消防車勻速前進(jìn)的同時(shí)，人沿傾斜的梯子勻加速向上運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法

9、中正確的是()A消防隊(duì)員做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B消防隊(duì)員做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C消防隊(duì)員做變加速曲線運(yùn)動(dòng)D消防隊(duì)員水平方向的速度保持不變解析：由于消防隊(duì)員同時(shí)參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，由兩分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，其合運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng)，但軌跡為曲線，故B正確；消防隊(duì)員在水平方向的速度增大，D錯(cuò)誤答案：B5一物體由靜止開始自由下落，一小段時(shí)間后突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，但著地前一段時(shí)間內(nèi)風(fēng)力突然停止，則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是()解析：當(dāng)有水平向右的風(fēng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水平向右的加速度，風(fēng)力停止時(shí)，合力向下，且軌跡不能急折，再結(jié)合“合力的方向指向曲線的凹側(cè)”，故C項(xiàng)正確答案：C6(2020襄陽(yáng)模擬)物體在直角坐標(biāo)系xOy所在的平面

10、內(nèi)由O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，其沿坐標(biāo)軸方向的兩個(gè)分速度隨時(shí)間變化的圖象分別如圖甲、乙所示，則對(duì)該物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的描述正確的是()A物體在03 s做直線運(yùn)動(dòng)B物體在34 s做直線運(yùn)動(dòng)C物體在34 s做曲線運(yùn)動(dòng)D物體在03 s做變加速運(yùn)動(dòng)解析：物體在03 s內(nèi)，沿x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩運(yùn)動(dòng)合成，一定做曲線運(yùn)動(dòng)，且加速度恒定，A、D錯(cuò)誤；物體在34 s內(nèi)兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)都是勻減速運(yùn)動(dòng)，因在34 s內(nèi)，合速度與合加速度方向共線，故做直線運(yùn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤答案：B7.(2020大同模擬)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vA沿豎直桿

11、勻速下滑，經(jīng)細(xì)繩通過(guò)定滑輪拉動(dòng)物體B在水平面上運(yùn)動(dòng)，則在下列的vt圖象中，最接近物體B的運(yùn)動(dòng)情況的是()解析：如圖所示，與物體A相連的繩端速度vA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vBv1vAsin ，在t0時(shí)刻0，vB0，C錯(cuò)誤；之后隨增大，sin 增大，B的速度增大，但開始時(shí)變化快，速度增加得快，圖線的斜率大，若繩和桿足夠長(zhǎng)，則物體B的速度趨近于A的速度，A正確，B、D錯(cuò)誤答案：A8一小船在靜水中的速度為3 m/s，它在一條河寬為150 m，水流速度為4 m/s的河流中渡河，則該小船()A能到達(dá)正對(duì)岸B渡河的時(shí)間可能少于50 sC以最短時(shí)間渡河時(shí)，它沿水流

12、方向的位移大小為200 mD以最短位移渡河時(shí)，位移大小為150 m解析：因?yàn)樾〈陟o水中的速度小于水流速度，所以小船不能到達(dá)正對(duì)岸，故A錯(cuò)誤；當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間t50 s，故渡河時(shí)間不能少于50 s，故B錯(cuò)誤；以最短時(shí)間渡河時(shí)，沿水流方向位移xv水t200 m，故C正確；當(dāng)v船與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)渡河位移最短，設(shè)此時(shí)船頭與河岸的夾角為，則cos ，故渡河位移s200 m，故D錯(cuò)誤答案：C二、多項(xiàng)選擇題9如圖所示，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車A通過(guò)一根繞過(guò)定滑輪的長(zhǎng)繩吊起一重物B，設(shè)重物和小車速度的大小分別為vB、vA，則()AvAvBBvAvBC繩的拉力等于B的重力D繩的拉力大于

13、B的重力解析：小車A向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小車的速度是合速度，可分解為沿繩方向與垂直于繩方向的速度，如圖所示，由圖可知vBvAcos ，則vBvA，小車向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中角減小，vB增大，B做向上的加速運(yùn)動(dòng)，故繩的拉力大于B的重力故A、D正確答案：AD10(2020濰坊模擬)河水的流速與離河岸距離的關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示若要使船以最短時(shí)間渡河，則()A船渡河的最短時(shí)間是100 sB船在行駛過(guò)程中，船頭始終與河岸垂直C船在河水中航行的軌跡是一條直線D船在河水中的最大速度是5 m/s解析：當(dāng)船頭指向垂直于河岸時(shí)，船的渡河時(shí)間最短，其時(shí)間t s100 s，A、B正確；因河水

14、流速是變化的，所以船在河水中的航線是一條曲線，當(dāng)船行駛至河中央時(shí)，船速最大，最大速度v1 m/s5 m/s，C錯(cuò)誤，D正確答案：ABD三、非選擇題11小船勻速橫渡一條河流，當(dāng)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí)，在出發(fā)后10 min到達(dá)對(duì)岸下游120 m處；若船頭保持與河岸成角向上游航行，在出發(fā)后12.5 min到達(dá)正對(duì)岸(已知sin 370.6，sin 530.8)，求：(1)水流速度大小v1；(2)河的寬度d及船頭與河岸的夾角.解析：船在靜水中速度大小為v2，由題設(shè)t110 min，t212.5 min，BC120 m(1)當(dāng)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí)，如圖甲所示，水流速度大小v1 m/s0.2 m/s.(2)若船頭保持與河岸成角向上游航行，如圖乙所示，由題意得t2v2cos v1v2解得d200 m，53.答案：(1)0.2 m/s(2)200 m5312水平桌面上有兩個(gè)玩具車A和B，兩者用一輕質(zhì)細(xì)橡皮筋相連，在橡皮筋上有一紅色標(biāo)記R.在初始時(shí)橡皮筋處于拉直狀態(tài)，A、B和R分別位于直角坐標(biāo)系中的(0,2l)、(0，l)和(0,0)點(diǎn)已知A從靜止開始沿y軸正向做加速度大小為a的勻加速運(yùn)動(dòng)；B平行于x軸朝x軸正向勻速運(yùn)動(dòng)在兩車此后運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，標(biāo)記R在某時(shí)刻通過(guò)點(diǎn)(l，l)假設(shè)橡