2019届高考物理(课标通用)一轮复习课时跟踪检测:(十二) 曲线运动 运动的合成与分解(普通高中)含解析

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课时跟踪检测(十二) 曲线运动 运动的合成与分解 [A级——基础小题练熟练快] ★1.(2018·重庆月考)关于两个运动的合成,下列说法正确的是( ) A.两个直线运动的合运动一定也是直线运动 B.方向不共线的两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动 C.小船渡河的运动中,小船的对地速度一定大于水流速度 D.小船渡河的运动中,水流速度越大,小船渡河所需时间越短 解析:选B 两个直线运动可以合成为直线运动(匀速直线+匀速直线),也可以合成为曲线运动(匀变速直线+匀速直线),故选项A错误;两个分运动为匀速直线运动,没有分加速度,合运动就没有加速度,则合运动一定是匀速直线运动,则选项B正确;小船对地的速度是合速度,其大小可以大于水速(分速度)、等于水速、或小于水速,故选项C错误;渡河时间由小船垂直河岸方向的速度决定,由运动的独立性知与水速的大小无关,选项D错误。 ★2.[多选]一质点在xOy平面内的运动轨迹如图所示,下列判断正确的是( ) A.质点沿x轴方向可能做匀速运动 B.质点沿y轴方向可能做变速运动 C.若质点沿y轴方向始终匀速运动,则沿x轴方向可能先加速后减速 D.若质点沿y轴方向始终匀速运动,则沿x轴方向可能先减速后加速 解析:选BD 质点做曲线运动,合力大致指向轨迹凹侧,即加速度大致指向轨迹凹侧,由题图可知加速度方向指向弧内,不可能沿y轴方向,x轴方向有加速度分量,所以沿x轴方向上,质点不可能做匀速运动,y轴方向可能有加速度分量,故质点沿y轴方向可能做变速运动,A错误,B正确;质点在x轴方向先沿正方向运动,后沿负方向运动,最终在x轴方向上的位移为零,所以质点沿x轴方向不能一直加速,也不能先加速后减速,只能先减速后反向加速,C错误,D正确。 3.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),t=0时受到如图所示随时间变化的外力作用,图甲中Fx表示沿x轴方向的外力,图乙中Fy表示沿y轴方向的外力,下列描述正确的是( )

A.0~4 s内物体的运动轨迹是一条直线 B.0~4 s内物体的运动轨迹是一条抛物线 C.前2 s内物体做匀加速直线运动,后2 s内物体做匀加速曲线运动 D.前2 s内物体做匀加速直线运动,后2 s内物体做匀速圆周运动 解析:选C 0~2 s内物体沿x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,2 s时受沿y轴方向的恒力作用,与速度方向垂直,故2~4 s内物体做类平抛运动,C项正确。 ★4.(2018·石家庄质检)一小船过河时,船头与上游河岸夹角为α,其航线恰好垂直于河岸,已知小船在静水中的速度为v,现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且能准时到达河对岸,下列措施中可行的是( ) A.减小α角,减小船速v B.减小α角,增大船速v C.增大α角,增大船速v D.增大α角,减小船速v 解析:选B 由题意可知,小船相对水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸,如图所示,当水流速度v1稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,则船速变化如图v′所示,可知B正确。 ★5.如图所示,开始时A、B间的细绳呈水平状态,现由计算机控制物体A的运动,使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动,则下列v ­t图像中,最接近物体B的运动情况的是( )

解析:选A 将与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度v1和垂直于绳方向的速度v2,则物体B的速度vB=v1=vsin θ,在t=0时刻

θ=0°, vB=0,C项错误;之后随θ增大,sin θ增大,B的速度增大,但开始时θ变化快,速度增加得快,图线的斜率大,随θ增大,速度增加得慢,若绳和杆足够长,则物体B的速度趋近于A的速度,只有A项正确。 [B级——中档题目练通抓牢] 6.(2018·洛阳模拟)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为s,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( ) A.相对地面的运动轨迹为直线 B.相对地面做变加速曲线运动 C.t时刻猴子对地速度的大小为v0+at D.t时间内猴子对地的位移大小为s2+h2 解析:选D 猴子竖直向上做匀加速直线运动,水平向右做匀速直线运动,其合运动是匀变速曲线运动,A、B错误;t时刻猴子对地速度的大小为v=v02+a2t2,C错误;t时间内猴子对地的位移是指合位移,其大小为s2+h2,D正确。 7.[多选](2018·德阳一诊)甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为v0,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成θ角,如图所示,已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为L,则下列判断正确的是( ) A.乙船先到达对岸 B.若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变 C.不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ角,甲船总能到达正对岸的A点 D.若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离仍然为L 解析:选BD 将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向,抓住分运动和合运动具有等时性,知甲、乙两船到达对岸的时间相等,渡河的时间t=dvsin θ,故A错误;若仅是河水流速v0

增大,则渡河的时间仍为t=dvsin θ,两船的渡河时间都不变,故B正确;只有甲船速度大于水流速度时,甲船才可能到达河的正对岸A点,故C错误;若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时间不变,根据速度的分解,船在沿岸方向的分速度仍不变,两船之间的相对速度不变,则两船之间的距离仍然为L,故D正确。 8.(2018·泉州模拟)如图所示,一质点受一恒定合外力F作用从y轴上的A点平行于x轴射出,经过一段时间到达x轴上的B点,在B点时其速度垂直于x轴指向y轴负方向,质点从A到B的过程,下列判断正确的是( ) A.合外力F可能指向y轴负方向 B.该质点的运动为匀变速运动 C.该质点的速度大小可能保持不变 D.该质点的速度一直在减小 解析:选B 物体受到一恒力,从A到B,根据曲线运动条件,则有合外力的方向在x轴负方向与y轴负方向之间,不可能沿y轴负方向,否则B点的速度不可能垂直x轴,故A错误;由于受到一恒力,因此做匀变速曲线运动,故B正确;因受到一恒力,因此不可能做匀速圆周运动,所以速度大小一定变化,故C错误;根据力与速度的夹角,可知,速度先减小后增大,故D错误。 9.如图所示,在竖直平面内的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=4 m/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取10 m/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。 解析:(1)设正方形的边长为s0。

小球竖直方向做竖直上抛运动,v0=gt1,2s0=v02t1

水平方向做匀加速直线运动,3s0=v12t1 解得v1=6 m/s。 (2)由竖直方向运动的对称性可知,小球再经过t1到达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),运动轨迹及N如图。

(3)到N点时竖直分速度大小为v0=4 m/s, 水平分速度vx=a水平tN=2v1=12 m/s, 故v2=v02+vx2=410 m/s。 答案:(1)6 m/s (2)见解析图 (3)410 m/s 10.河宽60 m,水流速度v1=6 m/s,小船在静水中的速度v2

=3 m/s,求:

(1)小船渡河的最短时间; (2)小船渡河的最短航程。 解析:(1)当小船垂直河岸航行时,渡河时间最短, tmin=dv2=603 s=20 s。

(2)因为船速小于水速,所以小船一定向下游漂移。如图所示,以v1矢量末端为圆心,以v2矢量的大小为半径画弧,从v1矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向时航程最短。 由图可知,最短航程为

x短=dsin θ=v1v2d=63×60 m=120 m。

答案:(1)20 s (2)120 m [C级——难度题目自主选做] ★11.如图所示,甲、乙两船在同一条水流匀速的河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岸均成α角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点,如果划船速度大小相同,且

两船相遇不影响各自的航行,下列判断正确的是( ) A.甲船也能到达M点正对岸 B.甲船渡河时间一定短 C.两船相遇在NP直线上的某点(非P点) D.渡河过程中两船不会相遇 解析:选C 乙船垂直河岸到达正对岸,说明水流方向向右;甲船参与了两个分运动,沿着船头指向的匀速运动,随着水流方向的匀速运动,故不可能到达M点正对岸,故A错误;小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=vsin α,小船过河的时间t

=dvy=dvsin α,故甲、乙两船到达对岸的时间相同,故B错误;以