2016屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章第1課運(yùn)動(dòng)的合成與分解練習(xí)

1、PAGE PAGE 10第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力定律考試大綱新課程標(biāo)準(zhǔn)1.運(yùn)動(dòng)的合成與分解2拋體運(yùn)動(dòng)3勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度4勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力5離心現(xiàn)象6萬有引力定律及其應(yīng)用7環(huán)繞速度8第二宇宙速度和第三宇宙速度9經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀(1)會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)(2)會(huì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)知道向心加速度(3)能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力分析生活和生產(chǎn)中的離心現(xiàn)象(4)關(guān)注拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系(5)通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程知道萬有引力定律認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義，體會(huì)科學(xué)定律對(duì)人類探索未知世界的作用會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)

2、星的環(huán)繞速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.第一單元拋 體 運(yùn) 第1課運(yùn)動(dòng)的合成與分解復(fù)習(xí)策略：1.在切實(shí)理解概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，要掌握好研究處理問題的方法，如運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成法處理渡船的問題、運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的正交分解法處理平拋運(yùn)動(dòng)的問題、運(yùn)用臨界條件確定常見模型(桿、繩)束縛下圓周運(yùn)動(dòng)的問題等2掌握四個(gè)基本問題：基本原理(萬有引力提供天體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力)；基本公式(eq f(GmM,r2)meq f(v2,r)mr2mreq f(42,T2)mg)；基本常識(shí)(萬有引力恒量的確立；地球表面的物體所受萬有引力近似等于物體的重力；幾類衛(wèi)星的速度問題)；基本應(yīng)用(計(jì)算天體的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)新天體；計(jì)算衛(wèi)

3、星的速度等)記憶秘訣：運(yùn)動(dòng)具有四個(gè)性，合分具有等效性、等時(shí)性和矢量性，分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性平拋必是勻加速，運(yùn)動(dòng)分解正交法圓周合力不為零，運(yùn)動(dòng)必是變加(或減)速；臨界條件要確立，動(dòng)力能量相結(jié)合eq avs4al(考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解)1曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 曲線運(yùn)動(dòng)的速度：曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是曲線上某點(diǎn)的切線方向，是時(shí)刻改變的，具有加速度，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(1)從動(dòng)力學(xué)角度看，如果物體所受合外力的方向跟物體的速度方向不在同一條直線上，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)(2)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看，就是加速度方向與速度方向不在同一條直線上經(jīng)常研究的曲線運(yùn)動(dòng)有平拋運(yùn)動(dòng)和勻速

4、圓周運(yùn)動(dòng)3運(yùn)動(dòng)的合成與分解 已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)的分解兩者互為逆運(yùn)算，在對(duì)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際效果分解，也可以采用正交分解4遵循的法則 運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)的各物理量，即位移、速度、加速度的合成與分解，由于它們都是矢量，故遵循平行四邊形定則5合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性：各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)存在，同時(shí)消失，經(jīng)歷的時(shí)間一定相等(2)獨(dú)立性：各分運(yùn)動(dòng)是各自獨(dú)立的，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的疊加與合運(yùn)動(dòng)具有相同的效果(4)矢量性：運(yùn)動(dòng)的合成與分解都遵循平行四邊形定則,1如圖所示，小鋼球m以初速v0在光滑水平面

5、上運(yùn)動(dòng)，后受到磁極的側(cè)向作用力而做如圖所示的曲線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，從圖可知磁極的位置及極性可能是(D)A磁極在A位置，極性一定是N極B磁極在B位置，極性一定是S極C磁極在C位置，極性一定是N極D磁極在B位置，極性無法確定解析：小鋼球受磁極的吸引力而做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向只會(huì)向受吸引力的方向偏轉(zhuǎn)，因而磁極位置只可能在B點(diǎn)又磁極的N極或S極對(duì)小鋼球都有吸引力，故極性無法確定，故選D.2如圖，船從A處開出后沿直線AB到達(dá)對(duì)岸，若AB與河岸成37角，水流速度為4 m/s，則船從A點(diǎn)開出的最小速度為(B) A2 m/sB2.4 m/sC3 m/s D3.5 m/s解析：由于船沿直線AB運(yùn)動(dòng)，因此船的合速度v合沿

6、AB方向，根據(jù)平行四邊形定則可知，當(dāng)v船垂直于直線AB時(shí)，船有最小速度，由圖知v船v水sin 372.4 m/s，選項(xiàng)B正確課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1如圖所示，某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ソ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是(C)A水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間長(zhǎng)B水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間短C水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間不變D路程、時(shí)間與水速無關(guān)解析：游泳者相對(duì)于岸的速度為他相對(duì)于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度與岸的夾角越小，路程越長(zhǎng)，但過河時(shí)間teq f(d,v人)，與水速無關(guān)，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確2A、B兩物體通過一根跨過定滑輪的輕

7、繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以v1的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是、時(shí)，如圖所示物體B的運(yùn)動(dòng)速度vB為(繩始終有拉力)(D)A.eq f(v1sin ,sin ) B.eq f(v1cos ,sin )C.eq f(v1sin ,cos ) D.eq f(v1cos ,cos )解析：設(shè)物體B的運(yùn)動(dòng)速度為vB，此速度為物體B合運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)效果，兩分運(yùn)動(dòng)分別為：沿繩收縮方向的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為v繩B；垂直繩方向的圓周運(yùn)動(dòng)，速度分解如圖所示，則有vBeq f(v繩B,cos ).物體A的合運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的速度為v1，它也產(chǎn)生兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)效果，分別是：沿繩伸長(zhǎng)方向的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)

8、其速度為v繩A；垂直繩方向的圓周運(yùn)動(dòng)，它的速度分解如圖所示，則有v繩Av1cos .由于對(duì)應(yīng)同一根繩，其長(zhǎng)度不變，故：v繩Bv繩A.根據(jù)三式解得：vBeq f(v1cos ,cos ).選項(xiàng)D正確3如圖所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是(A)AD點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大BA點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90CA點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大D從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小解析：質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，合力的大小方向均不變，加速度不變，故C錯(cuò)誤；由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D過程，合力做

9、正功，速率增大，A正確；A點(diǎn)的加速度方向與過A的切線也即速度方向夾角大于90，B錯(cuò)誤；從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤4在無風(fēng)的情況下，跳傘運(yùn)動(dòng)員從水平飛行的飛機(jī)上跳傘，下落過程中受到空氣阻力，如圖所示為描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時(shí)間t的圖象，可能正確的是(B)解析：跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力，其大小不變，方向豎直向下，還受到空氣阻力，其始終與速度反向，大小隨速度的增大而增大，反之則減小在水平方向上，運(yùn)動(dòng)員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力，故可知運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)在豎直方向上運(yùn)動(dòng)員在重力與空氣阻力的共同作用下先做加速度減小的加速運(yùn)

10、動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)由以上分析結(jié)合vt圖象的性質(zhì)可知只有B正確5一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1、F2的作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若保持二力方向不變，將F1突然增大為2F1，則此后質(zhì)點(diǎn)(B)A不一定做曲線運(yùn)動(dòng) B一定做勻變速運(yùn)動(dòng)C可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析：F1增大前，質(zhì)點(diǎn)沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)F1增大后，合力方向與F1剛增大時(shí)的質(zhì)點(diǎn)的速度不共線，因而做曲線運(yùn)動(dòng)由于二力方向不變，只將F1增大為2F1，所以合力不變，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)二、不定項(xiàng)選擇題6質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90(大小不變)后，物

11、體可能做(BC)A加速度大小為eq f(F3,m)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)B加速度大小為eq f(r(2)F3,m)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)C加速度大小為eq f(r(2)F3,m)的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：物體在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必有F3與F1、F2的合力等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向改變90時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力大小仍為F3，方向與改變方向后的F3夾角為90，故F合eq r(2)F3，加速度aeq f(F合,m)eq f(r(2)F3,m)，但因不知原速度方向與F合的方向間的關(guān)系，故有B、C兩種可能7質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xy平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y方

12、向的位移圖象如圖所示，下列說法正確的是(ABD)A質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/sB質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 NC質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直D2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為2eq r(13) m/s解析：由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy4 m/s，受力Fy0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項(xiàng)正確；受到的合外力為3 N，B選項(xiàng)正確；顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不垂直，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為veq r(6242) m/s2eq r(13) m/s，D選項(xiàng)正確8民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一騎射項(xiàng)目如圖所示，

13、運(yùn)動(dòng)員騎在奔跑的馬上，彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2，跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短，則(BC)A運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq f(dv2,v1)B運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq f(dr(veq oal(2,1)veq oal(2,2),v2)C箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為eq f(d,v2)D箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為eq f(d,r(veq oal(2,2)veq oal(2,1)解析：要想以箭在空中飛行的時(shí)間最短的情況下?lián)糁心繕?biāo)，v2必須垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目標(biāo)，如

14、圖所示，故箭射到目標(biāo)的最短時(shí)間為eq f(d,v2)，C正確，D錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq r(d2x2)，又xv1tv1eq f(d,v2)，故eq r(d2x2)eq r(d2blc(rc)(avs4alco1(f(v1d,v2)sup12(2)eq f(dr(veq oal(2,1)veq oal(2,2),v2)，A錯(cuò)誤，B正確9如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以dH2t2(式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做(BC)A速度大小

15、不變的曲線運(yùn)動(dòng)B速度大小增加的曲線運(yùn)動(dòng)C加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)D加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng)解析：物體B參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，由豎直方向A、B間的距離dH2t2類比初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律xeq f(1,2)at2可知物體B勻加速上升，加速度a4 m/s2，因此物體B在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)10小船從A碼頭出發(fā)，沿垂直于河岸的方向渡河，若小河寬為d，小船渡河速度v船恒定，河水中各點(diǎn)水流速度大小與各點(diǎn)到較近河岸邊的距離成正比，v水kx，x是各點(diǎn)到近岸的距離(xeq f(d,2)，k為

16、常量)，要使小船能夠到達(dá)距A正對(duì)岸為s的B碼頭則下列說法中正確的是(AC)A小船渡河的速度v船eq f(kd2,4s)B小船渡河的速度v船eq f(kd2,2s)C小船渡河的時(shí)間為eq f(4s,kd)D小船渡河的時(shí)間為eq f(2s,kd)解析：xeq f(d,2)時(shí)，垂直河岸方向勻速運(yùn)動(dòng)xv船t，水流方向v水kxkv船t，可知水流方向勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度akv船，xeq f(d,2)時(shí)，水流方向勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船運(yùn)動(dòng)到河中間時(shí)，即eq f(d,2)v船t，eq f(s,2)eq f(1,2)at2，可解得答案為A、C.三、非選擇題11一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩子提升一個(gè)質(zhì)量為m的重物，開始

17、車在滑輪的正下方，繩子的端點(diǎn)離滑輪的距離是H.車由靜止開始向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t繩子與水平方向的夾角為，如圖所示，試求：(1)車向左運(yùn)動(dòng)的加速度的大?。?2)重物m在t時(shí)刻速度的大小解析：(1)汽車在時(shí)間t內(nèi)向左走的位移：xHcot .又汽車勻加速運(yùn)動(dòng)xeq f(1,2)at2，所以aeq f(2x,t2)eq f(2Hcot ,t2).(2)此時(shí)汽車的速度v汽ateq f(2Hcot ,t).由運(yùn)動(dòng)的分解知識(shí)可知，汽車速度v汽沿繩的分速度與重物m的速度相等，即：v物v汽cos ，得：v物eq f(2Hcot cos ,t).答案：(1)eq f(2Hcot ,t2)(2)eq f(2H

18、cot cos ,t)12寬9 m的成形玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進(jìn)，在切割工序處，金剛割刀的速度為10 m/s，為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，則：(1)金剛割刀的軌道應(yīng)如何控制？(2)切割一次的時(shí)間多長(zhǎng)？解析：(1)由題目條件知，割刀運(yùn)動(dòng)的速度是實(shí)際的速度，所以為合速度其分速度的效果是恰好相對(duì)玻璃垂直切割設(shè)割刀的速度v2的方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度v1的方向之間的夾角為，如圖所示要保證割下均是矩形的玻璃板，則由v2是合速度得：v1v2cos .所以cos eq f(v1,v2)eq f(1,5)，即arccos eq f(1,5).所以，要割下矩形玻璃板，割刀速度方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度方向成