高考物理人教版一轮课后强化作业41曲线运动 运动的合成与分解高考.docx

高考物理人教版一轮课后强化作业41曲线运动 运动的合成与分解高考.docx

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高考物理人教版一轮课后强化作业41曲线运动运动的合成与分解高考

一、选择题

1．（2013·吉林重点中学模拟）

跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（　　）

A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作

B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害

C．运动员下落时间与风力无关

D．运动员着地速度与风力无关

[答案]　BC

[解析]　水平风力不会影响竖直方向的运动，所以运动员下落时间与风力无关，A错误，C正确。

运动员落地时竖直方向的速度是确定的，水平风力越大，落地时水平分速度越大，运动员着地时的合速度越大，有可能对运动员造成伤害，B正确，D错误。

2.

（2013·上海十三校联考）质点仅在恒力F的作用下，在xOy平面内由坐标原点运动到A点的轨迹如图所示，经过A点时速度的方向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿（　　）

A．x轴正方向B．x轴负方向

C．y轴正方向D．y轴负方向

[答案]　D

[解析]　物体做曲线运动时所受合力一定指向曲线的内侧（凹侧），选项BC错误；由于初速度与合力初状态时不共线，所以物体末速度不可能与合力共线，选项A错误，选项D正确。

3．（2013·河南洛阳一练）河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间关系如图乙所示，若船以最短时间渡河，则下列判断正确的是（　　）

A．船渡河的最短时间是100s

B．船在河水中的最大速度是5m/s

C．船在河水中航行的轨迹是一条直线

D．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直

[答案]　ABD

[解析]　根据题图可知，船在静水中的速度v静＝3m/s，河宽d＝300m，河水正中间流速最大为v水max＝4m/s，当船头始终垂直河岸渡河时，渡河时间最般，最短时间为tmin＝

＝100s，选项A、D对；船在河水中的最大速度是vmax＝

m/s＝5m/s，选项B对，设合速度与河岸夹角为θ，则tanθ＝

，因v水随河岸不断变化，故θ不断变化，故船在河水中航行的轨迹是一条曲线，选项C错。

4．如图所示，小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动后，受到磁极的侧向作用力而做图示的曲线运动到D点，由图可知磁极的位置及极性可能是（　　）

A．磁极在A位置，极性一定是N极

B．磁极在B位置，极性一定是S极

C．磁极在C位置，极性一定是N极

D．磁极在B位置，极性无法确定

[答案]　D

[解析]　小钢球受磁极的吸引力而做曲线运动，运动方向只会向受吸引力的方向偏转，因而磁极位置只可能在B点。

又磁极的N极或S极对小钢球都有吸引力，故极性无法确定。

5.

一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以恒定角速度ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是（　　）

A．hωB.

C.

D．hωtanθ

[答案]　C

[解析]　当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点转动的线速度为

。

设云层底面上光点的移动速度为v，则有vcosθ＝

，解得云层底面上光点的移动速度v＝

，选项C正确。

6.

（2013·长沙模拟）如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出的最小速度为（　　）

A．2m/sB．2.4m/s

C．3m/sD．3.5m/s

[答案]　B

[解析]　如图所示，当v船⊥v合时，v船最小，

v船＝v水sin37°＝2.4m/s。

7．一质量为2kg的物体在5个共点力作用下做匀速直线运动。

现同时撤去其中大小分别为10N和15N的两个力，其余的力保持不变。

下列关于此后该物体运动的说法中，正确的是（　　）

A．可能做匀减速直线运动，加速度大小为10m/s2

B．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小为5m/s2

C．可能做匀变速曲线运动，加速度大小可能为5m/s2

D．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能为10m/s2

[答案]　AC

[解析]　物体在5个共点力作用下处于平衡状态，合力为零，当撤去10N和15N的两个力时，剩余3个力的合力与这两个力的合力等大反向，即撤去力后5N≤F合≤25N,2.5m/s2≤a合≤12.5m/s2，由于剩余3个力的合力方向与原速度方向不一定在一条直线上，所以可能做匀变速曲线运动，也可能做匀变速直线运动，故A、C正确。

8．（2013·江苏南京四校月考）

如图所示，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力，若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是（　　）

A．增大抛射速度v0，同时减小抛射角θ

B．减小抛射速度v0，同时减小抛射角θ

C．增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0

D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度v0

[答案]　C

[解析]　

篮球被抛出后做斜抛运动，其实运动可分解为水平方向上速度vx＝v0cosθ的匀速直线运动和竖直方向上初速度vy＝v0sinθ的竖直上抛运动，如图所示。

因为篮球垂直击中A点，所以篮球在竖直方向上的末速度为零，当沿水平方向移动抛射点时，并不改变竖直方向的高度差h，故篮球抛出后的运动时间t＝

不变，篮球在竖直方向上升的初速度vy＝gt不变。

因为水平方向上的位移减小，而运动时间不变，所以水平速度vx减小，由矢量关系图知，C正确。

二、非选择题

9.

如图所示，A、B两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端，当A物体以速度v向左运动时，系A、B的绳分别与水平方向成α、β角，此时B物体的速度大小为________，方向________。

[答案]　

v　水平向右

[解析]　

根据A、B两物体的运动情况，将两物体此时的速度v和vB分别分解为两个分速度v1（沿绳的分量）和v2（垂直绳的分量）以及vB1（沿绳的分量）和vB2（垂直绳的分量），如图，由于两物体沿绳的速度分量相等，v1＝vB1，vcosα＝vBcosβ

则B物体的速度方向水平向右，其大小为vB＝

v

10．如图所示，用船A拖着车B前进，若船匀速前进，速度为vA，当OA绳与水平方向夹角为θ时，求：

（1）车B运动的速度vB多大？

（2）车B是否做匀速运动？

[答案]　

（1）vAcosθ　

（2）不做匀速运动

[解析]　　

（1）把vA分解为一个沿绳子方向的分速度v1和一个垂直于绳的分速度v2，如图所示，所以车前进的速度vB应等于vA的分速度v1，即vB＝v1＝vAcosθ

（2）当船匀速向前运动时，θ角逐渐减小，车速vB将逐渐增大，因此，车B不做匀速运动。

11．（2014·淮北模拟）某日清晨，中国海监船在执行东海定期维权巡航执法过程中，发现从事非法调查作业活动的某船只位于图甲中的A处，预计在80秒的时间内将到达图甲的C处，我国海监执法人员立即调整好航向，沿直线BC从静止出发恰好在运动了80秒时到达C处，而此时该非法船只也恰好到达C处，我国海监部门立即对非法船只进行了驱赶。

非法船只一直做匀速直线运动且AC与BC距离相等，我国海监船运动的v－t图象如图乙所示。

（1）求非法船只的速度大小；

（2）若海监船加速与减速过程的加速度大小不变，海监船从B处由静止开始若以最短时间准确停在C点，需要加速的时间为多少？

[答案]　

（1）15m/s　

（2）30

s

[解析]　

（1）结合图象可知海监船运行的位移即为v－t图线与横坐标轴所围的面积：

x＝

×[（70－30）＋80]×20m＝1200m

由运动学公式x＝vt

代入数据可求得：

v＝15m/s

（2）由加速度定义式：

a＝

代入数据可求加速与减速过程中加速度大小分别为：

a1＝

m/s2＝

m/s2，a2＝

m/s2＝2m/s2

设加速时间为t1，减速时间为t2，要使时间最短有a1t1＝a2t2

a1t

＋

a2t

＝x

解得t1＝30

s

12．如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平。

设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。

一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v0＝4m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示，（坐标格为正方形，g＝10m/s2）求：

（1）小球在M点的速度v1；

（2）在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N；

（3）小球到达N点的速度v2的大小。

[答案]　

（1）6m/s　

（2）（12,0）　（3）4

m/s

[解析]　

（1）设正方形的边长为s0。

竖直方向做竖直上抛运动，v0＝gt1,2s0＝

t1

水平方向做匀加速直线运动，3s0＝

t1。

解得v1＝6m/s。

（2）由竖直方向的对称性可知，小球再经过t1到x轴，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，所以回到x轴时落到x＝12处，位置N的坐标为（12,0）。

（3）到N点时竖直分速度大小为v0＝4m/s，

水平分速度vx＝a水平tN＝2v1＝12m/s，故v2＝

＝4

m/s。