2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)課時分層作業(yè)15曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解

課時分層作業(yè)(十五)曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解基礎(chǔ)強(qiáng)化練1.在光滑水平桌面上，滑塊以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動，從某時刻起先，在水平面內(nèi)受到一個與速度v0方向垂直的恒力F作用，如圖所示．此后滑塊的運(yùn)動軌跡可能是()A．直線OPB．曲線OQC．直線OMD．曲線ON2.如圖所示，一架執(zhí)行救援任務(wù)的直升機(jī)用纜繩將被救人員豎直向上勻速拉起，同時直升機(jī)沿水平方向勻速飛行．若僅增大直升機(jī)水平勻速飛行的速度，以地面為參考系，則被救人員()A．上升時間變短B．上升時間變長C．運(yùn)動速度不變D．運(yùn)動速度變大3．[2024·山東濰坊檢測]質(zhì)點從P點到Q點做勻變速曲線運(yùn)動，軌跡如圖所示，運(yùn)動到N點時速度方向與加速度方向相互垂直．下列說法正確的是()A．M點的速率比N點小B．M點的加速度比N點小C．P點的加速度方向與速度方向平行D．從P到Q的過程中加速度方向與速度方向的夾角始終減小4.(多選)如圖所示為中國無人機(jī)“翼龍”起飛時的照片，假設(shè)無人機(jī)即將起飛時水平分速度為40m/s，豎直分速度為0，無人機(jī)起飛后在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，起飛后，當(dāng)無人機(jī)運(yùn)動的水平位移為160m時，其豎直位移也為160m，下列說法正確的是()A．無人機(jī)的運(yùn)動軌跡為傾斜的直線B．此過程無人機(jī)運(yùn)動的時間為4sC．無人機(jī)的加速度大小為20m/s2D．此時無人機(jī)的豎直分速度大小為120m/s5．端午賽龍舟是中華民族的傳統(tǒng)．若某龍舟在競賽前劃向競賽點的途中要渡過寬72m且兩岸平直的河，龍舟在靜水中劃行的速率為4m/s，河水的流速為3m/s，下列說法正確的是()A．該龍舟以最短時間渡河通過的位移為96mB．該龍舟在河中的最大速率約為8m/sC．該龍舟渡河的最短時間為18sD．該龍舟不行能沿垂直河岸的航線抵達(dá)對岸6.[2024·重慶調(diào)研]在光滑的水平面上，一質(zhì)量為m＝2kg的滑塊在水平方向恒力F＝4N的作用下運(yùn)動．如圖所示給出了滑塊在水平面上運(yùn)動的一段軌跡，滑塊過P、Q兩點時速度大小均為v＝5m/s，滑塊在P點的速度方向與PQ連線夾角α＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則下列說法正確的是()A．水平恒力F的方向與PQ連線成53°夾角B．滑塊從P點運(yùn)動到Q點的時間為3sC．滑塊從P點運(yùn)動到Q點的過程中速度最小值為3m/sD．P、Q兩點連線的距離為10m7.(多選)在消防搶險的行動中，消防隊員經(jīng)常借助云梯進(jìn)行救人或滅火作業(yè)．如圖所示，在訓(xùn)練中，為了節(jié)約時間，在消防車以0.2m/s2的加速度水平向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的同時，一質(zhì)量為60kg的消防隊員相對豎直固定在車上長為20m的梯子以1m/s的速度勻速上爬．若以地面為參考系，取g＝10m/s2，則消防隊員()A．做勻速運(yùn)動B．運(yùn)動軌跡為拋物線C．從起先到爬到梯頂?shù)倪^程中平均速度大小為eq\r(5)m/sD．從起先到爬到梯頂?shù)倪^程中受到的合外力沖量大小為1.2×104N·s實力提升練8．(多選)如圖為玻璃自動切割生產(chǎn)線示意圖．玻璃以恒定的速度向右運(yùn)動，兩側(cè)的滑軌與玻璃的運(yùn)動方向平行，滑桿與滑軌垂直，且可沿滑軌左右移動．割刀通過沿滑桿滑動和隨滑桿左右移動實現(xiàn)對移動玻璃的切割．要使切割后的玻璃是矩形，以下做法正確的是()A．保持滑桿不動，僅使割刀沿滑桿運(yùn)動B．滑桿向左移動的同時，割刀沿滑桿滑動C．滑桿向右移動的同時，割刀沿滑桿滑動D．滑桿向右移動的速度必需與玻璃運(yùn)動的速度相同9.如圖所示，水平光滑長桿上套有一物塊Q.跨過懸掛于O點的輕小光滑圓環(huán)的輕繩一端連接Q，另一端懸掛一物塊P.設(shè)輕繩的左邊部分與水平方向的夾角為θ，初始時θ很?。F(xiàn)將P、Q由靜止同時釋放，關(guān)于P、Q以后的運(yùn)動下列說法正確的是()A.當(dāng)θ＝60°時，P、Q的速度之比是eq\r(3)∶2B．當(dāng)θ＝90°時，Q的速度最大C．當(dāng)θ＝90°時，Q的速度為零D．當(dāng)θ向90°增大的過程中Q的合力始終增大10(多選)如圖所示，某河寬d＝150m，水流的速度大小為v1＝1.5m/s，一小船以靜水中的速度v2渡河，且船頭方向與河岸成θ角，小船恰好從河岸的A點沿直線勻速到達(dá)河對岸的B點；若船頭方向保持不變，小船以eq\f(3,2)v2的速度航行，則小船從河岸的A點沿與河岸成60°角的直線勻速到達(dá)河對岸的C點．下列推斷正確的是()A．v2＝1.5m/sB．θ＝30°C．小船從A點運(yùn)動到B點的時間為100sD．小船從A點運(yùn)動到C點的時間為eq\f(200\r(3),3)s11.(多選)為了探討空氣動力學(xué)問題，如圖所示，某人將質(zhì)量為m的小球從距地面高h(yuǎn)處以肯定初速度水平拋出，在距拋出點水平距離L處，有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管，上管口距地面的高度為eq\f(h,2).小球在水平方向上受恒定風(fēng)力作用，且小球恰能無碰撞地通過管口，則下列說法正確的是()A．小球的初速度大小為Leq\r(\f(g,h))B．風(fēng)力的大小為eq\f(2mgL,h)C．小球落地時的速度大小為2eq\r(gh)D．小球落地時的速度大小為eq\r(2gh)課時分層作業(yè)（十五）1．解析：滑塊受到一個與速度v0方向垂直的恒力F作用，則滑塊將做曲線運(yùn)動，軌跡向F方向彎曲，即滑塊可能沿著曲線ON運(yùn)動，故選D.答案：D2．解析：若僅增大直升機(jī)水平勻速飛行的速度，豎直方向上的運(yùn)動不變，上升時間不變，故A、B錯誤；被救人員速度v＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(水))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(豎)))，水平速度增大，則運(yùn)動速度增大，故C錯誤，D正確．答案：D3．解析：由題意知質(zhì)點做勻變速曲線運(yùn)動，N點的速度方向與加速度方向垂直，則M點的速度方向與加速度方向的夾角大于90°，故從M到N的過程中，外力對質(zhì)點做負(fù)功，質(zhì)點的動能減小，速率減小，A錯誤；整個過程中質(zhì)點的加速度不變，B錯誤；P點的加速度方向與速度方向不在一條直線上，C錯誤；由曲線運(yùn)動的軌跡可知，質(zhì)點從P到Q的過程中，加速度方向與速度方向的夾角始終減小，D正確．答案：D4．解析：無人機(jī)起飛后在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，加速度方向與速度方向不共線，所以無人機(jī)做曲線運(yùn)動，選項A錯誤；無人機(jī)運(yùn)動的時間t＝eq\f(x,vx)＝eq\f(160,40)s＝4s，選項B正確；豎直方向上，依據(jù)h＝eq\f(1,2)at2得無人機(jī)的加速度大小a＝eq\f(2h,t2)＝2×eq\f(160,42)m/s2＝20m/s2，選項C正確；無人機(jī)的豎直分速度大小vy＝at＝20×4m/s＝80m/s，選項D錯誤．答案：BC5．解析：當(dāng)該龍舟垂直河岸航行時渡河時間最短，可得tmin＝eq\f(d,v船)＝eq\f(72,4)s＝18s，沿河岸方向的位移x＝v水tmin＝54m，則該龍舟以最短時間渡河通過的位移s＝eq\r(d2＋x2)＝eq\r(722＋542)m＝90m，A錯誤，C正確；當(dāng)該龍舟在靜水中的速度與水流速度方向相同時合速度最大，則最大速度為4m/s＋3m/s＝7m/s<8m/s，B錯誤；由于該龍舟在靜水中的速度大于河水的流速，因此該龍舟的合速度方向可以垂直河岸，該龍舟能夠沿垂直河岸的航線抵達(dá)對岸，D錯誤．答案：C6．解析：滑塊在水平恒力作用下由P點到Q點，滑塊過P、Q兩點時速度大小均為v＝5m/s，即水平恒力不做功，所以力應(yīng)當(dāng)和位移的方向垂直，A錯誤；把滑塊在P點的速度分解到垂直于PQ方向上有v2＝vsinα＝3m/s，由題意知在這個方向上滑塊先減速后反向加速，由牛頓其次運(yùn)動定律得，運(yùn)動的加速度a＝eq\f(F,m)＝2m/s2，由于運(yùn)動具有對稱性，得滑塊從P到Q的時間t＝2×eq\f(v2,a)＝3s，B正確；把速度分解到PQ方向上有v1＝vcosα＝4m/s，滑塊在PQ方向上做勻速運(yùn)動，所以當(dāng)滑塊在垂直于PQ方向上的速度等于零時，速度最小，為4m/s，C錯誤；P、Q兩點之間的距離為PQ＝v1t＝12m，D錯誤．答案：B7．解析：以地面為參考系，消防隊員做類平拋運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡為拋物線，選項B正確，A錯誤；由題意可知，該過程中消防隊員在豎直方向上的位移大小為y＝20m，該過程中所用時間為t＝eq\f(y,v0)＝20s，消防隊員在水平方向上的位移大小為x＝eq\f(1,2)at2＝40m，則消防隊員的實際位移大小為s＝eq\r(x2＋y2)＝20eq\r(5)m，故消防隊員從起先到爬到梯頂?shù)倪^程中平均速度大小為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(s,t)＝eq\r(5)m/s，選項C正確；消防隊員從起先到爬到梯頂?shù)倪^程中受到的合外力沖量大小為I＝ma·t＝240N·s，選項D錯誤．答案：BC8．解析：割刀實際參加兩個分運(yùn)動，即沿玻璃運(yùn)動方向的運(yùn)動和垂直玻璃運(yùn)動方向的運(yùn)動．為了割下的玻璃是矩形，割刀相對玻璃的運(yùn)動速度應(yīng)垂直玻璃，所以滑桿向右移動的速度必需與玻璃運(yùn)動的速度相同，故C、D兩項正確；若滑桿不動，割刀相對玻璃向左運(yùn)動的同時，沿滑桿運(yùn)動，玻璃割下來不是矩形，故A項錯誤；滑桿向左移動，割刀相對玻璃的水平分速度也向左，玻璃也不會是矩形，故B項錯誤．答案：CD9．解析：P、Q用同一根繩連接，則Q沿繩子方向的速度與P的速度相等，分解vQ如圖所示．當(dāng)θ＝60°時，Q的速度vQcos60°＝vP，解得eq\f(vP,vQ)＝eq\f(1,2)，故A錯誤；P的機(jī)械能最小時，即Q到達(dá)O點正下方時，此時Q的速度最大，即當(dāng)θ＝90°時，Q的速度最大，故B正確，C錯誤；當(dāng)θ向90°增大的過程中Q的合力漸漸減小，當(dāng)θ＝90°時，Q的速度最大，加速度為零，合力為零，故D錯誤．答案：B10．解析：小船速度合成狀況如圖所示，則小船從A點運(yùn)動到B點的過程，有v2cosθ＝v1，小船從A點運(yùn)動到C點的過程，依據(jù)正弦定理，有eq\f(\f(3,2)v2,sin（180°－60°）)＝eq\f(v1,sin（60°－θ）)，解得θ＝30°，v2＝eq\r(3)m/s，A錯誤，B正確；小船從A點運(yùn)動到B點的時間t1＝eq\f(d,v2sinθ)＝100eq\r(3)s，從A點運(yùn)動到C點的時間t2＝eq\f(d,\f(3,2)v2sinθ)＝eq\f(200\r(3),3)s，C錯誤，D正確．答案：BD11．解析：小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，故從拋出點到上管口的運(yùn)動過程中，有eq\f(h,2)＝eq\f(gt2,2)，小球在水平方向上做勻減速運(yùn)動，因恰能無碰撞地通過管口，故小球到管口時水平速度剛好減為零，設(shè)小球的初速度為v0，有L＝eq\f(v0＋0,2)t，聯(lián)立以上兩式解得v0＝2Leq\r(\f(g,h))，故A錯誤；設(shè)風(fēng)力大小為F，依據(jù)牛頓其次定律，得小球在水平方向上的加速度大小a＝eq\f(F,m)，依題設(shè)條件，有0－veq\o\al(\s\