2024-2025學(xué)年高考物理一輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)專題11曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解含解析

PAGEPAGE1專題11曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)問一曲線運(yùn)動(dòng)1．速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，是沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向．?dāng)?shù)學(xué)中切線有兩個(gè)方向，物理學(xué)中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向只有一個(gè)，依據(jù)質(zhì)點(diǎn)由A→B還是由B→A，確定質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向．2．運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在變更，所以曲線運(yùn)動(dòng)肯定是變速運(yùn)動(dòng)．3．運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的加速度方向與速度方向不在同一條直線上．4．合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡肯定夾在合外力方向與速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè)．合外力方向與軌跡的關(guān)系學(xué)問二運(yùn)動(dòng)的合成與分解1．遵循的法則位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則．2．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間相等，即同時(shí)起先、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止．(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參加幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其他運(yùn)動(dòng)的影響．(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的效果．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)．分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有完全相同的效果．3．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推斷4．兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推斷標(biāo)準(zhǔn)：看合初速度方向與合加速度方向是否共線；看合外力是否恒定.兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)假如v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)假如v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)對點(diǎn)練習(xí)下列關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是()A．加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不行能是曲線運(yùn)動(dòng)B．加速度變更的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng)C．物體在恒定合力作用下不行能做曲線運(yùn)動(dòng)D．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向與加速度方向肯定不在同始終線上【答案】D【解析】只要加速度與速度方向不共線，不管加速度恒定還是變更，物體肯定做曲線運(yùn)動(dòng)，同樣，只要合力與速度方向不共線，不管合力恒定還是變更，物體肯定做曲線運(yùn)動(dòng)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確．(多選)某質(zhì)點(diǎn)在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)對它施加一個(gè)水平恒力，則下列說法正確的是()A．施加水平恒力以后，質(zhì)點(diǎn)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．施加水平恒力以后，質(zhì)點(diǎn)可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．施加水平恒力以后，質(zhì)點(diǎn)可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．施加水平恒力以后，質(zhì)點(diǎn)馬上有加速度，速度也馬上變更【答案】AB【解析】當(dāng)水平恒力的方向與速度的方向在同一條直線上時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；當(dāng)水平恒力的方向與速度的方向不在同一條直線上時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，B正確；因?yàn)槭┘拥牧Ψ较虿蛔儯詿o論力的方向與速度的方向關(guān)系如何，質(zhì)點(diǎn)都不行能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；速度不能發(fā)生突變，D錯(cuò)誤．著陸傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng)，風(fēng)速越大，則著陸傘()A．下落的時(shí)間越短 B．下落的時(shí)間越長C．下落的時(shí)間不變 D．無法推斷【答案】C【解析】依據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，水平方向吹來的風(fēng)不會影響豎直方向的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確．如圖所示，跳傘員在著陸傘打開一段時(shí)間以后，在空中做勻速運(yùn)動(dòng)．若跳傘員在無風(fēng)時(shí)豎直勻速下落，著地速度大小是4.0m/s.當(dāng)有正東方向吹來的風(fēng)，風(fēng)速大小是3.0m/s.則跳傘員著地時(shí)的速度()A．大小為5.0m/s，方向偏西B．大小為5.0m/s，方向偏東C．大小為7.0m/s，方向偏西D．大小為7.0m/s，方向偏東【答案】A【解析】跳傘員著地時(shí)的速度大小v＝eq\r(42＋32)m/s＝5m/s.因風(fēng)從正東方向吹來，故跳傘員速度方向偏西．選項(xiàng)A正確．如圖所示，在滅火搶救過程中，消防隊(duì)員有時(shí)要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)．為了節(jié)約救援時(shí)間，消防隊(duì)員沿梯子勻加速向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)消防車勻速后退，則關(guān)于消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()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【答案】B【解析】依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成，知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，其合加速度的方向、大小不變，所以消防隊(duì)員做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A、C錯(cuò)誤，B正確；將消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向，知水平方向上的最終速度為勻速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因?yàn)檠靥葑臃较虻乃俣仍谒椒较蛏系姆炙俣仍谧儯韵狸?duì)員水平方向的速度在變，故D錯(cuò)誤．“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí)，沿曲線從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過程中，速度漸漸減小。在此過程中探月衛(wèi)星所受合力的方向可能的是()【答案】C【解析】衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度方向沿其軌跡的切線方向，由于速度漸漸減小，則合力方向與速度方向間的夾角大于90°，由軌跡的彎曲方向知，合力必指向其彎曲方向。故選C。2024年9月27日，錢塘江國際沖浪對抗賽實(shí)行，沖浪頂尖高手駕著競技摩托艇在江面運(yùn)動(dòng)，在某段時(shí)間內(nèi)其兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律為x=-2t2-6t，y=1.5t2+4t，xOy為直角坐標(biāo)系，則下列說法正確的是 ()A.摩托艇在x軸方向的分運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng)B.摩托艇的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.摩托艇的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.摩托艇的運(yùn)動(dòng)起先為直線而后變?yōu)榍€【答案】C【解析】由題意可知，在x軸方向的加速度與初速度均為負(fù)值，該分運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由表達(dá)式可得，x軸方向：ax=-4m/s2，v0x=-6m/s，y軸方向：ay=3m/s2，v0y=4m/s，分析可知，摩托艇的加速度與速度不共線，且加速度恒定，故摩托艇的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。各種大型的貨運(yùn)站中少不了懸臂式起重機(jī)，如圖所示，該起重機(jī)的懸臂保持不動(dòng)，可沿懸臂“行走”的天車有兩個(gè)功能，一是吊著貨物沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，二是吊著貨物沿懸臂水平方向運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛，同時(shí)又使貨物沿豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，我們站在地面上視察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的 ()【答案】D【解析】由于貨物在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，故貨物所受的合外力豎直向下，由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：所受的合外力要指向圓弧內(nèi)側(cè)可知，對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為D。如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好相互垂直，則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是 ()A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小【答案】A【解析】質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，所以加速度不變，C錯(cuò)誤；由于在D點(diǎn)速度方向與加速度方向垂直，則在A、B、C點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向的夾角為鈍角，所以質(zhì)點(diǎn)由A到B到C到D速率減小，所以C點(diǎn)速率比D點(diǎn)的大，A正確，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)由B到E的過程中，加速度方向與速度方向的夾角始終減小，D錯(cuò)誤。某人橫渡一河流，船劃行速度和水流淌速度肯定，此人過河最短時(shí)間為T1；若此船用最短的位移過河，則需時(shí)間為T2，若船速大于水速，則船速與水速之比為()A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE【答案】A【解析】設(shè)船速為v1，水速為v2，河寬為d，則由題意可知：T1=QUOTE；當(dāng)此人用最短位移過河時(shí)，即合速度v方向應(yīng)垂直于河岸，如圖所示，則T2=QUOTE；聯(lián)立可得：QUOTE=QUOTE，進(jìn)一步得QUOTE=QUOTE。如圖所示，用一小車通過輕繩提升一滑塊，滑塊沿豎直光滑桿上升，某一時(shí)刻，兩段繩恰好垂直，且拴在小車一端的繩與水平方向的夾角為θ，此時(shí)小車的速度為v0，則此時(shí)滑塊豎直上升的速度為 ()A.v0 B.v0sinθC.v0cosθ D.QUOTE【答案】A【解析】小車的速度等于沿繩子方向和垂直于繩子方向速度的合速度，如圖所示：依據(jù)平行四邊形定則，有v0cosθ=v繩，而滑塊的速度等于沿繩子方向和垂直于繩子方向速度的合速度，則有v滑cosα=v繩，由于兩繩子相互垂直，所以α=θ，則由以上兩式可得，滑塊的速度就等于小車的速度。一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩提升一個(gè)質(zhì)量為m的重物，起先車在滑輪的正下方，繩子的端點(diǎn)離滑輪的距離是H。車由靜止起先向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，繩子與水平方向的夾角為θ，如圖所示。試求： (1)車向左運(yùn)動(dòng)的加速度的大?。?2)重物m在t時(shí)刻速