高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力和航天 核心素养提升练十 4.1 曲线运动 运动的合成与分解(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、曲线运动运动的合成与分解(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分,14题为单选题,5题为多选题)1. 假若某物体受到多个恒力作用而处于平衡状态,某时刻撤去其中一个恒力而保持其余恒力都不变,则此后物体可能()A.做匀速直线运动B.做抛物线运动C.做圆周运动D.静止【解析】选B。物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某一个恒力时,余下力的合力与此力大小相等、方向相反,说明物体受到的合力恒定不变,若原来的力与速度方向相反,撤去此力后,物体的合力与速度方向相同,物体做匀加速直线运动;若原来的力与速度方向相同,撤去此力后,物体的合力与速度方向相反,物体
2、做匀减速直线运动;若物体原来做匀速直线运动,而且原来的力与速度不在同一直线上时,撤去此力后,物体的合力与速度方向不在同一直线上,则物体做匀变速曲线运动,若刚好垂直,则做平抛运动。所以B正确,A、C、D错误。2.“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力的方向可能的是()【解析】选C。卫星运动的速度方向沿其轨迹的切线方向,由于速度逐渐减小,则合力方向与速度方向间的夹角大于90,由轨迹的弯曲方向知,合力必指向其弯曲方向。故选C。3.(2019廊坊模拟)2017年10月7日,钱塘江大潮如期而至,冲浪顶尖高手驾着竞技摩托艇在江面运动
3、,在某段时间内其两个分运动的规律为x=-2t2-6t,y=1.5t2+4t,xOy为直角坐标系,则下列说法正确的是()A.摩托艇在x轴方向的分运动是匀减速直线运动B.摩托艇的运动是匀变速直线运动C.摩托艇的运动是匀变速曲线运动D.摩托艇的运动开始为直线而后变为曲线【解析】选C。由题意可知,在x轴方向的加速度与初速度均为负值,该分运动为匀加速直线运动,A项错误;由表达式可得,x轴方向:ax=-4 m/s2,v0x=-6 m/s,y轴方向:ay=3 m/s2,v0y=4 m/s,分析可知,摩托艇的加速度与速度不共线,且加速度恒定,故摩托艇的运动是匀变速曲线运动,C项正确,B、D两项错误。4.(20
4、19六安模拟)小船在400米宽的河中横渡,河水流速是2 m/s,船在静水中的航速是4 m/s,要使船的航程最短,则船头的指向和渡河的时间t分别为()A.船头应垂直指向对岸,t=100 sB.船头应与上游河岸成60角,t= sC.船头应垂直指向对岸,t= sD.船头应与下游河岸成60角,t=100 s【解析】选B。当合速度的方向与河岸垂直时,渡河位移最短,设船头与上游河岸方向的夹角为,则cos=,所以=60,渡河的位移x=d=400 m,根据矢量合成法则有v合= m/s=2 m/s,渡河时间t= s= s,故B正确,A、C、D错误。【加固训练】各种大型的货运站中少不了悬臂式起重机,如图所示,该起
5、重机的悬臂保持不动,可沿悬臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿悬臂水平方向运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又使货物沿竖直方向做匀减速运动。此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是图中的()【解析】选D。由于货物在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀减速运动,故货物所受的合外力竖直向下,由曲线运动的特点:所受的合外力要指向圆弧内侧可知,对应的运动轨迹可能为D。5.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当
6、小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是(重力加速度为g)( )A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB.小环到达B处时,重物上升的高度为(-1)dC.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于【解析】选A、B、D。如图所示,将小环速度v进行正交分解,其分速度v1与重物上升的速度大小相等。小环释放后,v增加,而v1=vcos ,v1增大,由此可知小环刚释放时重物具有向上的加速度,故绳中张力一定大于2mg,A项正确;小环到达B处时,绳与直杆间的夹角为45,重物上升的高度h=(-1)d,B项正确;当小环下滑距离d时,v1=vco
7、s45=v,所以,小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于,C项错误,D项正确。二、计算题(本题共15分,需写出规范的解题步骤)6.一小船渡河,河宽d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s。(1)若船在静水中的速度为v2=5 m/s,求:欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(2)若船在静水中的速度v2=1.5 m/s,要使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?【解析】(1)若v2=5 m/s。欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向,当船头垂直河岸时,如图甲所示,合
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