2020屆高三物理練習(xí) 曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 新人教版（通用）

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1、 第四章 第1單元 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 [課時(shí)作業(yè)] 命 題 設(shè) 計(jì) 難度　 目標(biāo)　 題號(hào)　　　　　　　　　　 較易 中等 稍難 單 一 目 標(biāo) 運(yùn)動(dòng)的合成 1 9 10 運(yùn)動(dòng)的分解 3、6 11 曲線運(yùn)動(dòng) 2 4 綜合 目標(biāo) 對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的綜合理解 5、7 8 12 一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1.如圖1所示，某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是 (　　) A．水速大時(shí)，路程

2、長，時(shí)間長 B．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間短 C．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間不變 圖1 D．路程、時(shí)間與水速無關(guān) 解析：游泳者相對(duì)于岸的速度為他相對(duì)于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度與岸的夾角越小，路程越長，但過河時(shí)間t＝，與水速無關(guān)，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確． 答案：C 2．在地面上觀察下列物體的運(yùn)動(dòng)，其中物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)的是 (　　) A．向東運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到一個(gè)向西的力的作用 B．正在豎直上升的氣球突然遭遇一陣北風(fēng) C．河水勻速流動(dòng)，正在河里勻速駛

3、向?qū)Π兜钠? D．在勻速行駛的列車上，相對(duì)列車水平向后拋出的一個(gè)小球 解析：A：質(zhì)點(diǎn)仍做直線運(yùn)動(dòng)； B：氣球的運(yùn)動(dòng)方向與受力方向不共線，做曲線運(yùn)動(dòng)； C：兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻速直線運(yùn)動(dòng)； D：若小球相對(duì)車向后拋出的速度與車前進(jìn)的速度大小相同，則小球相對(duì)地面的速度為 零，故做自由落體運(yùn)動(dòng)，為直線運(yùn)動(dòng)． 答案：B 3.A、B兩物體通過一根跨過定滑輪的輕繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以v1 的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是α、β時(shí)，如圖2所 示．物體B的運(yùn)動(dòng)速度vB為(繩始終有拉力) (　　) 圖2

4、 A．v1sinα/sinβ　　　　　　　B．v1cosα/sinβ C．v1sinα/cosβ D．v1cosα/cosβ 解析：設(shè)物體B的運(yùn)動(dòng)速度為vB，此速度為物體B合運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù) 它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)效果，兩分運(yùn)動(dòng)分別為：沿繩收縮方向的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度 為v繩B；垂直繩方向的圓周運(yùn)動(dòng)，速度分解如圖所示，則有vB=① 物體A的合運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的速度為v1，它也產(chǎn)生兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)效果，分別是：沿繩伸長方向 的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為v繩A；垂直繩方向的圓周運(yùn)動(dòng)，它的速度分 解如圖所示，則有v繩A=v1cosα② 由于對(duì)應(yīng)同一根繩，其長度不變，故： v繩B＝v繩A③ 根據(jù)

5、三式解得：vB＝v1cosα/cosβ.選項(xiàng)D正確． 答案：D 4.如圖3所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是 (　　) A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大 B．A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90° 圖3 C．A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大 D．從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小 解析：質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，合力的大小方向均不變，加速度不變，故C錯(cuò)誤；由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D過程

6、，合力做正功，速率增大，A正確；A點(diǎn)的加速度方向與過A的切線也即速度方向夾角大于90°，B錯(cuò)誤；從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤． 答案：A 5．質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2 不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)后，物體可能做 (　　) A．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) C．加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析：物體在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必有F3與F1、F2的合力 等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向改變

7、90°時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力大小仍為F3，方向與改變 方向后的F3夾角為90°，故F合＝F3，加速度a＝＝，但因不知原速度方向與 F合的方向間的關(guān)系，故C選項(xiàng)正確． 答案：C 6．(2020·江蘇高考)在無風(fēng)的情況下，跳傘運(yùn)動(dòng)員從水平飛行的飛機(jī)上跳傘，下落過程中受到空氣阻力，如圖4所示的描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時(shí)間t的圖象，可能正確的是 (　　) 圖4 解析：跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力，其大小不變，方向豎直向下，還受到空氣阻力，其始終與速度反向，大小隨速度的增大而增大，反

8、之則減?。谒椒较蛏?，運(yùn)動(dòng)員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力，故可知運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)．在豎直方向上運(yùn)動(dòng)員在重力與空氣阻力的共同作用下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)．由以上分析結(jié)合v－t圖象的性質(zhì)可知只有B正確． 答案：B 7.如圖5所示，用一根長桿和兩個(gè)定滑輪的組合裝置來提升重物M，長 桿的一端放在地上通過鉸鏈聯(lián)結(jié)形成轉(zhuǎn)軸，其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪 正下方O點(diǎn)處，在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩，繞過兩個(gè)滑輪后掛上重 物M.C點(diǎn)與O點(diǎn)距離為l.現(xiàn)在桿的另一端用力．使其逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)，由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了90°角)，此過

9、 程中下述說法中正確的是 (　　) A．重物M做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．重物M做勻變速直線運(yùn)動(dòng) C．重物M的最大速度是ωl D．重物M的速度先減小后增大 解析：由題知，C點(diǎn)的速度大小為vC＝ωl，設(shè)vC與繩之間的夾角為θ，把vC沿繩和垂直繩方向分解可得，v繩＝vCcosθ，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中θ先減小到零再反向增大，故v繩先增大后減小，重物M做變加速運(yùn)動(dòng)，其最大速度為ωl，C正確． 答案：C 8.質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在x－y平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y 方向的位移圖象如圖6所示，下列說法正確的是

10、 (　　) A．質(zhì)點(diǎn)的初速度為4 m/s B．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N C．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直 圖6 D．2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s 解析：由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx＝3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy＝4 m/s，受力Fy＝0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；受到的合外力為3 N，B選項(xiàng)正確；顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不垂直，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v＝ m/s＝2 m/s，D選項(xiàng)

11、錯(cuò)誤． 答案：B 9.民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一騎射項(xiàng)目如圖7所示，運(yùn)動(dòng)員騎在奔跑的馬上，彎 弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)．假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn) 動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2，跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d. 要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短，則 (　　) A．運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為 B．運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為 C．箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為 D．箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為 解析：要想以箭在空中飛行的時(shí)間最短的情況下?lián)糁心繕?biāo)，v2必須垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目標(biāo)，如圖所示，故箭射到目標(biāo)的最短時(shí)間為，C對(duì)，D錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)員放箭處離目

12、標(biāo)的距離為，又s＝v1t＝v1·，故＝＝，A、B錯(cuò)誤． 答案：C 10.如圖8所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊 鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)， 吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2(式中H為吊 臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做 (　　) A．速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng) 圖8 B．速度大小增加的直線運(yùn)動(dòng) C．加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng) D．加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng) 解

13、析：物體B參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，由豎直方向A、B間的距離d＝H－2t2類比初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律x＝at2可知物體B勻加速上升，加速度a＝4 m/s2，因此物體B在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)． 答案：C 二、計(jì)算題(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11. (14分)一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩子提升一個(gè)質(zhì)量為m的重物，開始車在滑輪的 正下方，繩子的端點(diǎn)離滑輪的距離是H.車由靜止開始向左做勻加速運(yùn) 動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t繩子與水平方

14、向的夾角為θ，如圖9所示，試求： (1)車向左運(yùn)動(dòng)的加速度的大小； (2)重物m在t時(shí)刻速度的大?。? 圖9 解析：(1)汽車在時(shí)間t內(nèi)向左走的位移：x＝Hcotθ 又汽車勻加速運(yùn)動(dòng)x＝at2 所以a＝＝ (2)此時(shí)汽車的速度v汽＝at＝ 由運(yùn)動(dòng)的分解知識(shí)可知，汽車速度v汽沿繩的分速度與重物m的速度相等，即v物＝v汽 cosθ 得v物＝. 答案：(1)　(2) 12．(16分)寬9 m的成形玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進(jìn)，在切割工序處，金剛割 刀的速度為10 m/s，為了使割下的玻璃板

15、都成規(guī)定尺寸的矩形，則： (1)金剛割刀的軌道應(yīng)如何控制？ (2)切割一次的時(shí)間多長？ 解析：(1)由題目條件知，割刀運(yùn)動(dòng)的速度是實(shí)際的速度，所以為合速度．其分速度 的效果是恰好相對(duì)玻璃垂直切割． 設(shè)割刀的速度v2的方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度v1的方向之間的夾角為 θ，如圖所示．要 保證割下均是矩形的玻璃板，則由v2是合速度得v1＝v2cosθ 所以cosθ＝＝， 即θ＝arccos 所以，要割下矩形玻璃板，割刀速度方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度方向成θ＝arccos角． (2)切割一次的時(shí)間t＝＝ s≈0.92 s 答案：(1)割刀速度方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度方向成arccos角　(2)0.92 s