高考物理能力提升知识点优化41曲线运动运动的合成与分解.doc

高考物理能力提升知识点优化：4.1曲线运动 运动的合成与分解一、单项选择题(本大题共4小题，每题6分，共24分，每题只有一个选项符合题意)1和F2作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去F2，那么物体的运动情况将是()1的方向做匀加速直线运动2.(创新题)如下图，起重机将货物沿竖直方向匀加速吊起，同时又沿横梁水平匀速向右运动.此时，站在地面上观察，货物运动的轨迹可能是选项中的()3.(·高考)如下图，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OAOB.假设水流速度不变，两人在静水中游速相等，那么他们所用时间t甲、t乙的大小关系为()甲<t乙甲t乙甲>t乙 4.(易错题)质量m4 kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用沿x轴方向的力F18 N作用了2 s，然后撤去F1；再用沿y轴方向的力F224 N作用了1 s，那么质点在这3 s内的轨迹为()二、双项选择题(本大题共5小题，每题8分，共40分，每题有两个选项符合题意)5.(·模拟)一小船在河中xOy平面内运动的轨迹如下图，以下判断正确的选项是()A.假设小船在x方向始终匀速，那么在y方向先加速后减速B.假设小船在x方向始终匀速，那么在y方向先减速后加速C.假设小船在y方向始终匀速，那么在x方向先减速后加速D.假设小船在y方向始终匀速，那么在x方向先加速后减速6.如下图的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩，在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以dH2t2(SI)(SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度)规律变化，那么物体做()C.加速度大小、方向均不变的曲线运动 D.加速度大小、方向均变化的曲线运动7.河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中速度与时间的关系如图乙所示.假设要使船以最短时间渡河，那么()A.船渡河的最短时间是60 sB.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直D.船在河水中的最大速度是5 m/s8.(·模拟)在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1 kg的物体原来静止在坐标原点O(0,0)，从t0时刻起受到如下图随时间变化的外力作用，Fy表示沿y轴方向的外力，Fx表示沿x轴方向的外力，以下说法中正确的选项是()A.前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B.后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C.4 s末物体坐标为(4 m，4 m)D.4 s末物体坐标为(12 m,4 m)9.(·模拟)如下图，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v10，假设这时B的速度为v2，那么()2v1 2v1 20 20三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(预测题)(16分) 一物体在光滑水平面上运动，它在x方向和y方向上的两个分运动的速度时间图象如下图.(1)判断物体的运动性质；(2)计算物体的初速度大小；(3)计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小.11.(易错题)(20分)如下图，质量m2.0 kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，物体运动过程中的坐标与时间的关系为，g10 m/s2.根据以上条件，求：(1)t10 s时刻物体的位置坐标；(2)t10 s时刻物体的速度和加速度的大小与方向.答案解析1和F2合的方向一致，经过一段时间后，撤去F2，F1与v不在同一直线上，故物体必做曲线运动；由于F1恒定，由a，知a也恒定，故应为匀变速曲线运动，选项A正确.2.【解析】选C.由题意，货物参与了竖直方向的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动.实际运动轨迹应为两个分运动的合运动，由于货物在任一点的合速度方向均斜向右上方，而合加速度方向竖直向上，二者不共线，故货物运动的轨迹为曲线，A、B错；又因合加速度总指向轨迹的凹侧，故C对，D错.【变式备选】(·模拟)甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H，河水流速为v0，划船速度均为v，出发时两船相距H，甲、乙两船船头均与河岸成60°角，如下图.乙船恰好能垂直到达对岸A点，那么以下判断正确的选项是()A.甲、乙两船到达对岸的时间不同B.v2v0，乙能垂直于河岸渡河，对乙船，由vcos60°v0，可得v2v0，甲船在该时间内沿水流方向的位移为(vcos60°v0)H，刚好到达A点，综上所述，A、C错误，B、D正确.3.【解析】选C.设OAOBl，人在静水中的速度和水流速度分别是v1、v2，那么甲往复的时间为t甲即t甲，乙往复的时间为t乙，比拟两者大小可知t甲>t乙，所以C对.1的作用下由静止开始从坐标系的原点O沿x轴方向加速运动，加速度a12 m/s2，速度为v1a1t14 m/s，对应位移x1a1t4 m，到2 s末撤去F1再受到沿y轴方向的力F2的作用，质点在x轴方向匀速运动，x2v1t24 m，在y轴方向加速运动，y轴方向的加速度a26 m/s2，对应的位移ya2t3 m，物体做曲线运动，且合外力指向运动轨迹凹侧，A、B、C项错误，D项正确.5.【解析】选B、D.做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧，假设小船在x方向匀速，那么合外力一定在竖直方向上，由曲线运动的规律和小船运动轨迹可知，小船所受的合外力先沿y轴负方向，再沿y轴正方向，在y轴方向先减速后加速，故A错，B对，同理C错，D对.6.【解析】选B、C. B物体参与了两个运动，一个是水平方向的匀速运动，另一个是在竖直方向上的运动，由d H2t2可知，A、B之间距离匀加速减小，且加速度a4 m/s2，因此B在竖直方向上做匀加速运动，两个运动的合成为匀加速曲线运动，B、C正确，A、D错误.7.【解析】选B、D.当船头指向垂直于河岸时，船的渡河时间最短，B正确；从图甲中可以看出，河宽为d300 m，从图乙中可看出，垂直河岸的速度即为船速3 m/s，所以渡河的最短时间t100 s，A错误；因河水流速不均匀，所以船在河水中的航线是一条曲线，当船行驶至河中央时，船速最大，最大速度v m/s5 m/s，C错误，D正确.8.【解析】选A、D.前2 s内物体只受x轴方向的作用力，故沿x轴做匀加速直线运动，A正确；其加速度为ax2 m/s2，位移为x1axt24 m.后2 s内物体沿x轴方向做匀速直线运动，位移为x28 m，沿y轴方向做匀加速直线运动，加速度为ay2 m/s2，位移为yayt24 m，故4 s末物体坐标为(12 m，4 m)，D正确.9. 1可分解为两个分速度v和v，如下图，其中v为沿绳方向的速度，其大小等于重物B的速度v2；v2v1cos，为v1与v间的夹角.当A上升至与定滑轮的连线水平的位置时，90°，cos0，即此时v20，且v2v1，故A、D正确.【总结提升】绳端物体速度的分解方法及规律1.分解方法：在进行绳拉船模型绳末端速度的分解时，应从以下两个方面考虑：(1)速度分解的一个根本原那么就是按实际效果来进行分解.物体的实际运动方向就是合速度的方向，然后分析由这个合速度所产生的实际效果，以确定两个分速度的方向.(2)跨过定滑轮绳拉物体运动的速度分解：物体速度v沿绳方向的分速度就是绳子拉长或缩短的速度.物体速度v垂直于绳子的分速度是以滑轮支点为圆心的圆周运动末端的线速度.2.分解规律：由于绳长不变，所以绳两端所连接的两个物体沿绳方向速度相等.10.【解析】(1)由题图可知，物体在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀变速运动，先减速再反向加速，所以物体做匀变速曲线运动. (3分)(2)vx030 m/s，vy040 m/sv050 m/s (2分)(3)x3vxt90 m (2分)|y3|t60 m (2分)那么s130 m (2分)x6vxt180 m (2分)y6 t×6 m0 (2分)那么s2x6180 m. (1分)答案：(1)匀变速曲线运动(2)50 m/s(3)30 m180 m11.【解题指南】解答此题要关注以下三点：(1)分析x方向、y方向两运动方程确定运动的性质和特点.(2)根据运动性质和特点确定t10 s时的位置坐标.(3)应用运动的合成方法确定t10 s时的速度和加速度大小及方向.【解析】(1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为，代入时间t10 s，可得：×10 m30 m (3分)2×102 m20 m (3分)即t10 s时刻物体的位置坐标为(30,20). (2分)(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系式，比拟物体在两个方向的运动学公式，可求得：v03.0 m/s，a0.4 m/s2 (4分)当t10 s时，vy×10 m/s4.0 m/sv m/s5.0 m/s.tan即速度方向与x轴正方向夹角为53°. (4分)物体在x轴方向做匀速运动，在y轴方向做匀加速运动，a0.4 m/s2，沿y轴正方向. (4分)答案：(1)(30,20)(2)5. 0 m/s，与x轴正方向夹角为53°0.4 m/s2，沿y轴正方向