2015届高考物理曲线运动(1)讲义
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课题:曲线运动知识点一:曲线运动的位移和速度1.曲线运动的定义所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类,即直线运动和曲线运动.运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动.2.曲线运动的位移曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段.曲线运动的位移是矢量,其大小为有向线段的长度,方向是从出发点指向所研究的位置.3.曲线运动的速度.(1)物体做曲线运动时,速度的方向时刻都在改变.(2)物体在某一点(或某一时刻)的速度方向为沿曲线在这一点的切线方向.要点诠释1.曲线运动的速度方向(1)质点在某一点(或某一时刻)的速度方向沿曲线在该点的切线方向.(2)曲线运动的速度方向时刻改变.速度是描述运动的一个重要的物理量,它既有大小,又有方向.如果物体在运动过程中只有速度大小的改变,而速度方向不变,则物体只能做直线运动.因此,若物体做曲线运动,表明物体的速度方向时刻变化.2.运动性质是变速运动(1)无论物体做怎样的曲线运动,由于轨迹上各点的切线方向不同,物体的速度方向时刻发生变化,因此,曲线运动一定是变速运动.(2)曲线运动是否为匀变速运动决定于物体是否受到恒力作用,如抛体运动中,由于物体只受重力作用,其加速度不变,故物体做匀变速运动,这与物体的运动轨迹无关.典例强化例1.下列说法正确的是()A.物体在恒力作用下可能做曲线运动B.物体在变力作用下不可能做曲线运动C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度的方向不在同一直线上D.物体在变力作用下有可能做曲线运动举一反三1.关于物体的运动,下列说法中正确的是()A.物体做曲线运动时,它所受到的合力一定不为零B.做曲线运动的物体,有可能处于平衡状态C.做曲线运动的物体,速度方向一定时刻改变D.做曲线运动的物体,受到的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上知识点二:曲线运动的条件1.从运动学的角度看:质点加速度的方向与速度的方向不在一条直线上时,质点就做曲线运动.2.从动力学的角度看:当物体所受合外力不为零,且合外力方向与速度方向不在同一条直线上时,物图 3 体做曲线运动.要点诠释1.物体做曲线运动的条件(1)物体受到的合外力方向与其运动方向不共线时,物体做曲线运动.(2)根据牛顿第二定律,物体的加速度方向与其合外力方向一致,因此物体做曲线运动时,其加速度方向与它的运动方向不在一条直线上.(3)若物体的合外力(或加速度)方向与它的运动方向在一条直线上,物体就做直线运动.3.判断物体做直线运动还是曲线运动的方法.(判断时应紧扣物体做曲线运动的条件进行分析)(1)明确物体的初速度方向.(2)分析合外力的方向或加速度的方向.(3)分析两个方向的关系,从而作出判断.典例强化例1.如图1所示,物体在恒力F 作用下沿曲线从A 运动到B ,这时突然使它所受的力方向反向而大小不变(即由F 变为-F ).在此力作用下,关于物体以后的运动情况,下列说法正确的是( ).A .物体不可能沿曲线Ba 运动B .物体不可能沿直线Bb 运动C .物体不可能沿曲线Bc 运动D .物体不可能沿原曲线由B 返回A举一反三1.质点在一平面内沿曲线由P 运动到Q ,如果用v 、a 、F 分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列各图中所标方向可能正确的是 ( ).随堂基础巩固1.对做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )A .速度与合外力不可能在同一条直线上B .加速度与合外力可能不在同一条直线上C .加速度和速度有可能在同一直线上D .合外力的方向一定是变化的2.如图2所示,小钢球m 以初速v 0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,从图中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3.从高处斜向下抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图3所示,其中正确的是( ).A .图(a )B .图(b )C .图(c )D .图(d )4.一个物体以初速度v 0从A 点开始在光滑的水平面上运动,一个水平力作用在物体上,物体的运动轨迹如图4中的实线所示,B 为轨迹上的一点,虚线是经过A 、B 两点并与轨迹相切的直线.虚线和实线将水平面分成五个区域,则关于施力物体的位置,下列各种说法中正确的是( ) 图 1图2图 5 A .如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域中B .如果这个力是引力,则施力物体可能在③区域中C .如果这个力是斥力,则施力物体一定在②区域中D .如果这个力是斥力,则施力物体可能在⑤区域中课时跟踪训练1.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是( )A .速率B .速度C .加速度D .合外力2.下列关于曲线运动的说法中正确的是( )A .曲线运动一定是变速运动B .变速运动一定是曲线运动C .速率不变的曲线运动没有加速度D .曲线运动一定是匀加速运动3.关于曲线运动的速度,下列说法正确的是( )A .速度的大小与方向都在时刻变化B .速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化C .速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化D .质点在某一点的速度方向是曲线上该点的切线方向4.在弯道上高速行驶的赛车后轮突然脱离赛车,关于脱离了赛车的后轮的运动情况,以下说法正确的是( )A .仍然沿着汽车行驶的弯道运动B .沿着与弯道垂直的方向飞出C .沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D .上述情况都有可能5.若已知物体运动的初速度v 0的方向及它受到的恒定的合外力F 的方向,下图中曲线a 、b 、c 、d 表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )6.做曲线运动的物体,在其轨迹曲线上某一点的加速度方向( ) A .为通过该点的曲线的切线方向 B .与物体在这一点时所受合外力方向垂直 C .与物体在这一点的速度方向一致 D .与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为零7.物体受到几个恒力的作用处于平衡状态,若再对物体施加一个恒力,则物体可能( )A .静止B .做匀速直线运动C .做变加速曲线运动D .做匀变速曲线运动8.撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动.若有水滴从伞面边缘最高处O 飞出,如图5所示.则飞出伞面后的水滴可能( )A .沿曲线Oa 运动B .沿直线Ob 运动C .沿曲线Oc 运动D .沿圆弧Od 运动9.一个质点受到两个互成锐角的恒力F 1和F 2作用,由静止开始运动,若运动中保持二力方向不变,但F 1突然减小到F 1-ΔF ,则该质点以后( )A .一定做变加速曲线运动B .在相等的时间内速度的变化一定相等C .可能做匀速直线运动D .可能做变加速直线运动10.一个质点在恒力F 作用下,在xOy 平面上从O 点运动到B 点的轨迹如图6所示,且在A 点时的速度方向与x 轴平行,则恒力F 的方向可能是( )A .沿+x 方向B .沿-x 方向C .沿+y 方向D .沿-y 方向11.下列说法中正确的是( ) 图4A.合外力方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动B.合外力方向与速度方向成锐角时,物体做曲线运动C.合外力方向与速度方向成钝角时,物体做减速直线运动D.合外力方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动12.一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动,已知在此过程中只受一个恒力F作用,运动轨迹如图7所示.则由M到N的过程中,速度的大小()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大13.如图8所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体从M点到N点的运动过程中,物体的速度()A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D .先减小后增大图6图7 图8。
《专题一 曲线运动》辅导讲义其中的“ I”、“ Ⅱ”的含义如下:“ I”相当于课程标准中的“了解” 和“认识”,即对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用。
“ Ⅱ”相当于课程标准中的“理解”和“应用”,即对所列知识要理解其确切含义及其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。
这部分内容知识点较多,且极容易结合天体运动、机械能、复合场(电场和磁场)等内容综合命题。
其中运动的合成与分解要求能求解小船过河问题、绳子牵连问题、能判断物体的运动轨迹;抛体运动中的斜抛运动只需要定性知道;平抛运动要求掌握其运动规律,并能求解相关问题;能分析判断物体是否做匀速圆周运动及其角速度、线速度、半径之间的关系,能分析向心加速度的变化;离心现象为Ⅰ类知识点,要求能判断物体是否做离心运动;向心力是Ⅱ类要求,要求能理解应用,能用来处理与机械能、万有引力定律、复合场等知识的综合问题,这类试题主观性强,综合力度大,与生活实际以及新科技联系紧密。
二、知识要点讲解一、曲线运动 物体的运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动。
(轨迹为直线的运动叫做直线运动)1.曲线运动的条件 合外力(或加速度)的方向与速度方向不在一条直线上从运动学角度说:物体的加速度方向跟速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动. 从动力学的角度说:如果物体所受合外力的方向跟速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动.当物体受到的合力为恒力(大小恒定、方向不变)时,物体做匀变速曲线运动,如平抛运动、斜抛运动等,其轨迹为抛物线.当物体受到的合力大小恒定而方向总跟速度的方向垂直,则物体将做匀速圆周运动.如果物体受到约束,只能沿圆形轨道运动,而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动,是变速率圆周运动.合力的方向并不总跟速度方向垂直.例1 一个静止在光滑水平面上质量为m 的物块在水平外力F 的作用下运动,力F 与时间t 的关系为:F=2t 2,则物体的运动性质如何?解析:质量为m 的物块受到重力、支持力和外力F 的作用,其合外力为F =2t 2.由牛顿第二定律可知F=ma ,所以a =m F =mt 22,随着时间的增加,加速度也在增大,因此物块做变加速直线运动.点评:初速度为零,合外力方向不变时,物体做直线运动。
第四章 曲线运动 万有引力与航天考点一 曲线运动1.(2013·安徽理综,6分)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m 3/min ,水离开喷口时的速度大小为163m/s ,方向与水平面夹角为60°,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g 取10 m/s 2)( )A .28.8 m 1.12×10-2 m3 B .28.8 m 0.672 m 3C .38.4 m 1.29×10-2 m 3D .38.4 m 0.776 m 3解析:选A 本题考查曲线运动的规律,意在考查考生利用物理规律解决实际问题的能力。
将初速度正交分解,得竖直方向分速度v y =v sin 60°=24 m/s ,水在竖直方向做竖直上抛运动,水柱的高度h =v 2y2g =28.8 m ,水柱上升的时间t =v y g=2.4 s ,故水柱的水量V =Qt =1.12×10-2m 3。
2.(2011·江苏,3分)如图所示,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 OA =OB .若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间 t 甲、t 乙的大小关系为 ( )A. t 甲<t 乙B. t 甲=t 乙C. t 甲>t 乙D .无法确定解析:设水流的速度为v 水,学生在静水中的速度为v 人,从题意可知v 人>v 水,设OA =OB =L ,对甲同学t 甲=L v 人+v 水+Lv 人-v 水=2v 人L v 2人-v 2水,对乙同学来说,要想垂直到达B 点,其速度方向要指向上游,并且来回时间相等,即t 乙=2Lv 2人-v 2水,则t 甲t 乙=v 人v 2人-v 2水即t 甲>t 乙,C正确.答案:C3.(2010·江苏,3分)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O 点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )A .大小和方向均不变B .大小不变,方向改变C .大小改变,方向不变D .大小和方向均改变解析:本题考查运动的合成与分解,意在考查考生处理实际运动问题的能力;本题橡皮参与了两个分运动,一个是沿水平方向与铅笔速度一样的匀速直线运动,另一个是竖直方向上与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动,这两个直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动,故选项A 正确.答案:A4.(2011·四川理综,7分)(7分)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R .将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y 轴重合,在R 从坐标原点以速度v 0=3 cm/s 匀速上浮的同时,玻璃管沿x 轴正方向做初速为零的匀加速直线运动.同学们测出某时刻R 的坐标为(4,6),此时R 的速度大小为________cm/s ,R 在上升过程中运动轨迹的示意图是________.(R 视为质点)解析:(1)蜡块竖直方向匀速运动,故运动时间t =y v =6 cm 3 cm/s =2 s ;蜡块水平方向做匀加速直线运动,由平均速度公式可知,x =v x t 2⇒v x =2x t =4 cm/s ,故此时R 的速度v =v 20+v 2x=5 cm/s ,轨道曲线弯向加速度的方向,蜡块水平方向加速运动,故D 项正确.答案:(1)5 D5.(2011·江苏,16分)如图所示,长为 L 、内壁光滑的直管与水平地面成 30°角固定放置.将一质量为 m 的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量 M =km 的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为 g )(1)求小物块下落过程中的加速度大小; (2)求小球从管口抛出时的速度大小; (3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于22L. 解析:(1)设细线中的张力为T ,根据牛顿第二定律 Mg -T =Ma T -mg sin30°=ma 且M =km 解得a =2k -12(k +1)g(2)设M 落地时的速度大小为v ,m 射出管口时速度大小为v 0,M 落地后m 的加速度为a0.根据牛顿第二定律-mg sin30°=ma0匀变速直线运动,v2=2a Lsin30°,v20-v2=2a0L(1-sin30°)解得v0=k-22(k+1)gL(k>2)(3)平抛运动x=v0tL sin30°=12gt2解得x=Lk-2 2(k+1)则x<22L,得证答案:(1)2k-1 2(k+1)g(2)k-22(k+1)gL(k>2)(3)见解析考点二平抛运动6.(2013·江苏,3分)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。
第1讲曲线运动运动的合成与分解一、曲线运动1.速度的方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的________.2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是________运动.3.运动的条件:二、运动的合成与分解1.分运动和合运动:一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动即________,物体的实际运动即________.2.运动的合成:已知________________,包括位移、速度和加速度的合成.3.运动的分解:已知________________,解题时应按实际效果分解或正交分解.4.遵循的法则位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循________________.,生活情境右图为建筑工地塔吊示意图,在驾驶工人的操作下,小车A可在起重臂上左右移动,同时又可使重物上下移动,若起重臂不转动,则(1)小车A向左匀速运动,同时拉重物的绳子匀速缩短,则重物相对地面为直线运动.( )(2)小车A向左匀加速运动,同时拉重物的绳子匀速缩短,则重物相对地面为曲线运动.( )(3)小车A向左运动的速度v1,重物B向上运动的速度v2,则重物B对地速度为v=√v12+v22.( )(4)做曲线运动的物体.其速度时刻变化,所以物体所受合力一定不为零.( )(5)两个互成角度的初速度均为零的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动.( )考点一物体做曲线运动的条件及轨迹分析1.合力方向与轨迹的关系无力不拐弯,拐弯必有力.曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧.2.合力方向与速率变化的关系跟进训练1.[人教版必修2P6演示实验改编]在演示“做曲线运动的条件”的实验中,有一个在水平桌面上向右做直线运动的小钢球,第一次在其速度方向上放置条形磁铁,第二次在其速度方向上的一侧放置条形磁铁,如图所示,虚线表示小球的运动轨迹.观察实验现象,以下叙述正确的是( )A.第一次实验中,小钢球的运动是匀变速直线运动B.第二次实验中,小钢球的运动类似平抛运动,其轨迹是一条抛物线C.该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向D.该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上2.(多选)一个质点在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示,在A点时的速度方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿图示中( )A.F1的方向 B.F2的方向C.F3的方向 D.F4的方向3.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福.如图所示,孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动.孔明灯的运动轨迹可能为图乙中的( )A.直线OA B.曲线OBC.曲线OC D.曲线OD考点二运动的合成与分解运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们均是矢量,故合成与分解都遵守平行四边形定则.跟进训练4.如图所示,乒乓球从斜面上滚下,它以一定的速度做直线运动,在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口时,对着乒乓球横向吹气,则关于乒乓球的运动,下列说法中正确的是( )A.乒乓球将偏离原有的运动路径,但不能进入纸筒B.乒乓球将保持原有的速度方向继续前进C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒D.只有用力吹气,乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒5.2020年3月3日消息,国网武汉供电公司每天用无人机对火神山医院周边线路进行巡检,一次最长要飞130分钟,它们是火神山医院的电力“保护神”.如图所示,甲、乙两图分别是某一无人机在相互垂直的x方向和y方向运动的vt图象.在0~2 s内,以下判断正确的是( )A.无人机的加速度大小为10 m/s2,做匀变速直线运动B.无人机的加速度大小为10 m/s2,做匀变速曲线运动C.无人机的加速度大小为14 m/s2,做匀变速直线运动D.无人机的加速度大小为14 m/s2,做匀变速曲线运动6.[2022·广东深圳模拟]我国五代战机“歼20”再次闪亮登场.表演中,战机先水平向右,再沿曲线ab向上(如图所示),最后沿陡斜线直入云霄.设飞行路径在同一竖直面内,飞行速率不变,则沿ab段曲线飞行时,战机( )A.所受合外力大小为零B.所受合外力方向竖直向上C.竖直方向的分速度逐渐增大D.水平方向的分速度不变考点三小船渡河模型和关联速度模型素养提升角度1小船渡河问题1.合运动与分运动合运动→船的实际运动v合→平行四边形对角线分运动→船相对静水的运动v船水流的运动v水→平行四边形两邻边.两类问题、三种情景例1.如图所示,河水由西向东流,河宽为800 m,河中各点的水流速度大小为v水,各x(m/s)(x的单位为m),让小船船头垂点到较近河岸的距离为x,v水与x的关系为v水=3400直河岸由南向北渡河,小船划水速度大小恒为v船=4 m/s,则下列说法正确的是( ) A.小船渡河的轨迹为直线B.小船在河水中的最大速度是5 m/sC.小船在距南岸200 m处的速度小于在距北岸200 m处的速度D.小船渡河的时间是160 s角度2关联速度问题例2. 如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为m0,货物的质量为m,货车以速度v向左做匀速直线运动,在将货物提升到图示的位置时,下列说法正确的是( )A.货箱向上运动的速度大于vB.缆绳中的拉力F T等于(m0+m)gC.货箱向上运动的速度等于v cos θD.货物对货箱底部的压力等于mg[思维方法]绳(杆)关联问题的解题技巧(1)先确定合速度的方向(物体实际运动方向).(2)分析合运动所产生的实际效果;一方面使绳(杆)伸缩;另一方面使绳(杆)转动.(3)确定两个分速度的方向:沿绳(杆)方向的分速度和垂直绳(杆)方向的分速度,而沿绳(杆)方向的分速度大小相同.跟进训练7.如图所示,小球a、b用一细直棒相连,a球置于水平地面,b球靠在竖直墙面上,释放后b球沿竖直墙面下滑,当滑至细直棒与水平面成θ角时,两小球的速度大小之比为( )A.v av b =sin θ B.v av b=cos θC.v av b =tan θ D.v av b=1tanθ8.如图所示,一船夫以摇船载客为生往返于河的两岸.若该船夫摇船从河岸A点以v1的速度用最短的时间到对岸B点.第二次该船以v2的速度从同一地点以最短的路程过河到对岸B点,船轨迹恰好与第一次船轨迹重合.假设河水速度保持不变,则该船两次过河所用的时间之比是 ( )A.v1∶v2 B.v2∶v1C.v:12v22D.v22 v12第1讲曲线运动运动的合成与分解必备知识·自主排查一、1.切线方向2.变速二、1.分运动合运动2.分运动求合运动3.合运动求分运动4.平行四边形定则生活情境(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√关键能力·分层突破1.解析:本题考查曲线运动的轨迹问题.第一次实验中,小钢球受到沿着速度方向的吸引力作用,做直线运动,并且随着距离的减小吸引力变大,加速度变大,则小钢球的运动是非匀变速直线运动,选项A错误;第二次实验中,小钢球所受的磁铁的吸引力方向总是指向磁铁,方向与大小均改变,是变力,故小钢球的运动不是类似平抛运动,其轨迹也不是一条抛物线,选项B错误;该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上,但是不能说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向,故选项C错误,D正确.答案:D2.解析:曲线运动受到的合力总是指向曲线凹的一侧,但和速度永远不可能达到平行的方向,所以合力可能沿着F3的方向、F4的方向,不可能沿着F1的方向或F2的方向,C、D 正确,A、B错误.答案:CD3.解析:孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,则合外力沿Oy方向,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,故孔明灯做曲线运动,结合合力指向轨迹内侧可知运动轨迹可能为曲线OD,故D正确.答案:D4.解析:当乒乓球经过筒口时,对着乒乓球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒,要提前吹气才会进入纸筒,故A正确,B、C、D错误.答案:A5.解析:在0~2 s内,由速度-时间图象可知,x方向初速度为v0x=0,加速度为a x =6 m/s2,y方向初速度为v0y=0,加速度为a y=8 m/s2,根据平行四边形定则可以得到合初速度为v=0,合加速度为a=10 m/s2,而且二者方向在同一直线上,可知合运动为匀变速直线运动,故A正确,B、C、D错误.答案:A6.解析:战机在同一竖直面内做曲线运动,且运动速率不变,由于速度方向是变化的,则速度是变化的,故战机的加速度不为零,根据牛顿第二定律可知,战机所受的合力不为零,故A错误;战机在同一竖直平面内做匀速率曲线运动,所受合力与速度方向垂直,由于速度方向时刻在变化,则合外力的方向也时刻在变化,故B错误;由以上分析可知,战机所受合力始终都与速度方向垂直,斜向左上方,对合力和速度进行分解,竖直方向上做加速运动,水平方向上做减速运动,即竖直分速度增大,水平分速度减小,所以选项C正确,D错误.答案:C例1 解析:小船在南北方向上为匀速直线运动,在东西方向上先加速,到达河中间后再减速,速度与加速度不共线,小船的合运动是曲线运动,选项A错误;当小船运动到河中间时,东西方向上的分速度最大,v水=3 m/s,此时小船的合速度最大,最大值v m=5 m/s,选项B正确;小船在距南岸200 m处的速度等于在距北岸200 m处的速度,选项C错误;小船的渡河时间t=dv船=8004s=200 s,选项D错误.答案:B例2 解析:将货车的速度进行正交分解,如图所示.由于绳子不可伸长,货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等,有v1=v cos θ,故选项C正确;由于θ不断减小,v1不断增大,故货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,故选项A错误;拉力大于(m0+m)g,故选项B错误;货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,属于超重,故箱中的物体对箱底的压力大于mg,故选项D错误.答案:C7.解析:如图所示,将a球速度分解成沿着杆与垂直于杆方向,同时b球速度也是分解成沿着杆与垂直于杆两方向.对于a球v=v acos θ,对于b球v=v bsin θ,由于同一杆,则有v acosθ=v bsin θ,所以v av b=tan θ,故选C.答案:C8.解析:由题意可知,船夫两次驾船的轨迹重合,知合速度方向相同,第一次船的静水速度垂直于河岸,第二次船的静水速度与合速度垂直,如图所示.船两次过河的合位移相等,则渡河时间之比等于船两次过河的合速度之反比,则t1 t2=v2合v1合=v2tanθv1sinθ=v2v1cos θ,而cos θ=v2v1可得t1t2=v22v12,故D项正确.答案:D。
曲线运动(1)
一.曲线运动的理解
1、关于曲线运动, 以下说法正确的是 ( )
A .曲线运动是一种变速运动
B .做曲线运动的物体合外力一定不为零
C .做曲线运动的物体所受合外力一定是变化的
D .曲线运动不可能是一种匀变速运动
2、一个质点做曲线运动时( )
A 、速度的大小一定在时刻变化
B 、速度的方向一定在时刻变化
C 、它一定是一种变速运动
D 、它可能是速率不变的运动
3、下列叙述中正确的是( )
A 、在变力的作下不可能做曲线运动
B 、在变力作用下不可能做直线运动
C 、在变力和恒力作用下都可能做直线运动
D 、在变力和恒力作用下都可能做曲线运动
4.某质点在恒力F 作用下,F 从A 点沿下图中曲线运动到B 点,到达B 点后,
质点受到的力大小仍为F ,但方向相反,则它从B 点开始的运动轨迹可能是
图中的哪条曲线?( )
A .曲线a
B .直线b
C .曲线c
D .三条曲线均有可能
5.如图a ,甲车自西向东做匀加速运动,乙车由南向北做匀速运动,到达O 位置之前, 车上的人看到甲车运动轨迹大致是图b 中的
6、狗拉着雪撬在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶,下图为四个关于雪橇受到的牵引 力F 及摩擦力f 的示意图(O 为圆心),其中正确的是 ( )
7.在高处拉低处小船时,通常在河岸上通过滑轮用钢绳拴船,若拉绳的速度为4m /s ,当拴船的绳与水平方向成60°时,船的速度是多少?
答案: 8m /
s O 东 南
北
西
乙 甲 a b A B C D
8.A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上,现物体A
以v1的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时,
如图所示.物体B的运动速度v B为(绳始终有拉力)( )
A.v1sinα/sinβ B.v1cosα/sinβ
C.v1sinα/cosβ D.v1cosα/cosβ
9.如图2所示,A物块以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平方向上运动.当细绳与水平面夹角为θ时,求物体B运动的速度大小.
二.渡河问题
1.一小船在静水中的速度为3 m/s,它在一条河宽150 m,流速为4 m/s的河流中渡河,则下列说法正确的是( )
A.小船不可能到达正对岸 B.小船渡河时间不少于50 s
C.小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为200 m
D.小船以最短位移渡河时,位移大小为150 m
2.一条河宽400 m,水流的速度为4 m/s,船相对静水的速度5 m/s,要想渡河的时间最短,渡河的最短时间是_______s;此时船沿河岸方向漂移_______m。
若要以最短位移渡河,则最短位移为_______m,相应的渡河时间为_______s。
3.船在静水中的航速v1=4 m/s,该船横渡400m宽的河,河水流速v2=2 m/s,求:
(a)要使船到达对岸时间最短,船头应指向何处?最短时间是多少?
(b)要使船的航程最短,船头应指向何处?最短航程是多少?所用时间是多少?
4.船在静水中的航速v1=2 m/s,该船横渡400m宽的河,河水流速v2=4 m/s,求:
(a)要使船到达对岸时间最短,船头应指向何处?最短时间是多少?
(b)要使船的航程最短,船头应指向何处?最短航程是多少?所用时间是多少?
5..船以4m/s`的速度垂直河岸渡河,水流的速度为5m/s。
若河宽为120m,试分析
计算:(1)船能否垂直到达对岸(2)船需要多少时间才能到达对岸?(3)船登陆的地点离出发点的距离是多少?
三.平抛运动
1.物体在平抛运动过程中,在相等的时间内,下列哪个量是相等的
A 、速度的增量
B 、加速度
C 、竖直位移
D 、平均速率
2.从水平匀速速飞行的直升飞机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是
A.从飞机上看,物体静止
B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方
C.从地面上看,物体做平抛运动
D.从地面上看,物体做自由落体运动
3.一个物体以初速度v 0水平抛出,经过时间t 其竖直方向速度大小与v 0大小相等,那么t 为( )
A.v 0g
B.2v 0g
C.v 02g
D.2v 0g
4、某人在距地面某一高度处以初速度v 水平抛出一物体,落地速度大小为2v ,则它在空中飞行的时间及距地面抛出的高度为 ( ) A .g v g v 2,2 B .g v g v 49,232 C .g v g v 43,232 D .g v g v 23,32 5.一个物体以初速度v 0水平抛出,落地时速度为v ,那么物体运动时间是 A 、(v-v 0)/g B 、(v+v 0)/g C 、g /v v 202- D 、g /v v 2
02+ 6.在同一点O 抛出的三个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则三个物体做平抛运动的初速度v A 、v B 、v C 的关系和三个物体做平抛运动的时间t A 、t B 、t C 的关系分别是
A .v A >v
B >v
C ,t A >t B >t C B .v A =v B =v C ,t A =t B =t C C .v A <v B <v C ,t A >t B >t C
D .v A >v B >v C ,t A <t B <t C
7.如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上.物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足 ( )
A.tan =sinθ C.tan =tanθ
B.tan =cosθ D.tan =2tanθ
8.一个质量为5.0kg 的石块从塔顶水平抛出,抛出的速度为5.0m/s ,经过4.0s 的时间落
到地面上。
石块受到的空气阻力忽略不计,重力加速度g =10m/s 2。
求:(1)塔的高度。
(2)石块在落地前瞬间速度大小。
9. 如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的
同一水平线上,枪口与目标靶之间的距离s=100 m ,子弹射出的水平速度
v=200m/s ,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,
取重力加速度g 为10 m/s 2,求:(1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长
时间子弹击中目标靶?(2)目标靶从静止到被击中下落的距离? C
O
图5-2-10
10.平抛一物体,当抛出1s 后它的速度方向与水平方向成450角,落地时速度方向与水平方向
成600角,取g=10m/s 2,求:(1)初速度;(2)落地速度;(3)开始抛出时距地面的高度;(4)水平射程.
11.如图所示,小球自A 点以某一初速做平抛运动,飞行一段时间后垂直打在斜面上的B 点,已知A 、B 两点水平距离为8米, =300,求A 、B 间的高度差。
12..如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O 点水平飞出,经过3.0 s 落到斜坡上的A 点。
已知O 点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m =50 kg 。
不计空气阻力。
(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g 取10 m/s 2)求:
⑴A 点与O 点的距离L ;
⑵运动员离开O 点时的速度大小;
⑶运动员落到A 点时的合速度。
【答案】⑴75m ⑵20m/s
13.一个木块从高h=0.8m 的水平桌子的左边A 以初速度v 0=2m/s 向右滑行,离开桌面后落到C 点,距桌子右边B 的水平距离s=0.32m 处(图4-4),已知木块与桌面间的摩擦因数μ=0.2,
求:(取g=10m/s 2,木块视为质点)
(1)木块离开桌面时的速度大小为多少?
(2)桌面长为多少?
A
B。