2021屆物理魯科版大總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)15曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2021屆高考物理魯科版大一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)15曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解含解析課時(shí)作業(yè)15曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解時(shí)間：45分鐘1．關(guān)于物體的受力和運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（D）A．物體在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不變B．物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，某點(diǎn)的加速度方向就是通過(guò)這一點(diǎn)曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向C．物體受到變化的合力作用時(shí),它的速度大小一定改變D．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,一定受到與速度不在同一直線(xiàn)上的外力作用解析：本題考查曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件．如果合力與速度方向不垂直，必然有沿速度方向的分力，速度大小一定改變，故A錯(cuò)誤；物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)某一點(diǎn)的曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向是該點(diǎn)的速度方向，而不是加速度方向，比如平拋運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤；物體受到變化的合力作用時(shí)，它的速度大小可以不改變,比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是一定受到與速度不在同一直線(xiàn)上的外力作用，故D正確．2。質(zhì)點(diǎn)僅在恒力F的作用下，在xOy平面內(nèi)由坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的軌跡如圖所示,經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度的方向與x軸平行，則恒力F的方向可能沿（D）A．x軸正方向 B．x軸負(fù)方向C．y軸正方向 D．y軸負(fù)方向解析：曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡夾在v0與力中間，所以B、C錯(cuò)誤；曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的切線(xiàn)速度方向無(wú)限趨近力的方向，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到力的方向,故A錯(cuò)誤．選D.3.如圖所示，當(dāng)汽車(chē)靜止時(shí),車(chē)內(nèi)乘客看到窗外雨滴沿豎直方向OE勻速運(yùn)動(dòng)．從t＝0時(shí)汽車(chē)由靜止開(kāi)始做甲、乙兩種勻加速啟動(dòng)，甲種狀態(tài)啟動(dòng)后t1時(shí)刻，乘客看到雨滴從B處離開(kāi)車(chē)窗，乙種狀態(tài)啟動(dòng)后t2時(shí)刻,乘客看到雨滴從F處離開(kāi)車(chē)窗，F(xiàn)為AB的中點(diǎn)．則t1t2為(A）A．21 B．1eq\r(2）C．1eq\r（3) D．1（eq\r（2）－1)解析：雨滴在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其速度大小與水平方向的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),故t1t2＝eq\f（AB,v)eq\f（AF，v）＝21，選項(xiàng)A正確．4．某質(zhì)點(diǎn)在幾個(gè)恒力作用下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)突然將與質(zhì)點(diǎn)速度方向相反的一個(gè)力旋轉(zhuǎn)90°，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的敘述正確的是(C）A．質(zhì)點(diǎn)的速度一定越來(lái)越小B．質(zhì)點(diǎn)的速度可能先變大后變小C．質(zhì)點(diǎn)一定做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D．因慣性質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)解析：將與質(zhì)點(diǎn)速度方向相反的作用力F旋轉(zhuǎn)90°時(shí),該力與其余力的合力夾角為90°，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為eq\r（2)F，方向與速度的夾角為45°,質(zhì)點(diǎn)受力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向之間的夾角是銳角，所以質(zhì)點(diǎn)做速度增大的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第二定律得加速度a＝eq\f(\r（2）F，m），所以質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤．5．“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí)，沿曲線(xiàn)從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過(guò)程中，速度逐漸減小．在此過(guò)程中探月衛(wèi)星所受合力的方向可能的是(C)解析：衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度方向沿其軌跡的切線(xiàn)方向，由于速度逐漸減小，則合力方向與速度方向間的夾角大于90°，由軌跡的彎曲方向知，合力必指向其彎曲方向．故選C.6．質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在x軸方向的速度-時(shí)間圖象和y軸方向的位移—時(shí)間圖象分別如圖甲、乙所示，下列說(shuō)法正確的是(B）A．質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為3m/sB．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力大小為3NC．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直D．2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6m/s解析:本題借助v。t圖象和s-t圖象分析運(yùn)動(dòng)的合成問(wèn)題．當(dāng)t＝0時(shí)通過(guò)圖甲可以看出質(zhì)點(diǎn)在x軸方向的分運(yùn)動(dòng)為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，初速度為vx＝3m/s，通過(guò)圖乙可以看出質(zhì)點(diǎn)在y軸方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度大小為vy＝4m/s,因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為v0＝eq\r（v\o\al（2，x)＋v\o\al（2,y））＝5m/s，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在y軸方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，在x軸方向加速度為ax＝eq\f（Δv，Δt）＝eq\f（6－3，2)m/s2＝1。5m/s2,由牛頓第二定律可知質(zhì)點(diǎn)在x軸方向所受合力為Fx＝max＝3N，所以質(zhì)點(diǎn)所受合外力為3N,故B正確；質(zhì)點(diǎn)初速度方向與x軸方向成銳角,與合外力方向不垂直，故C錯(cuò)誤;在2s末質(zhì)點(diǎn)在x軸方向分速度為6m/s,y軸方向分速度為4m/s，合速度為2eq\r（13)m/s，故D錯(cuò)誤．7.如圖所示，旋臂式起重機(jī)的旋臂保持不動(dòng)，可沿旋臂“行走”的天車(chē)有兩個(gè)功能,一是吊著貨物沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，二是吊著貨物沿旋臂水平運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)天車(chē)吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛,同時(shí)又啟動(dòng)天車(chē)上的起吊電動(dòng)機(jī)，使貨物沿豎直方向向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．此時(shí)，我們站在地面上觀察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的（A）解析：本題結(jié)合生活情境考查曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡問(wèn)題．站在地面上觀察，貨物既在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng),又在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)貨物在水平方向的速度大小為v，在豎方向上的加速度大小為a,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,貨物水平位移大小為x＝vt，豎直位移大小為y＝eq\f（1,2)at2，聯(lián)立得到y(tǒng)＝eq\f(ax2，2v2)，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，軌跡是開(kāi)口向上的拋物線(xiàn)的右側(cè)部分，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．8.(多選）如圖所示，一不可伸縮、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線(xiàn)跨過(guò)同一高度處的兩個(gè)光滑輕質(zhì)定滑輪連接著質(zhì)量相同的物體A和B，A套在固定的光滑水平桿上，物體、細(xì)線(xiàn)、滑輪和桿都在同一豎直平面內(nèi),水平細(xì)線(xiàn)與桿的距離為h＝0。2m．當(dāng)傾斜細(xì)線(xiàn)與桿的夾角α＝53°時(shí),同時(shí)無(wú)初速度釋放A和B。關(guān)于A、B此后的運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是(cos53°＝0.6，sin53°＝0。8，重力加速度g取10m/s2）(AC）A．當(dāng)53°<α〈90°時(shí),A、B的速率之比vAvB＝1cosαB．當(dāng)53°<α〈90°時(shí)，A、B的速率之比vAvB＝cosα1C．A獲得最大速率時(shí)，α＝90°D．B獲得最大速率時(shí)，α＝90°解析：本題考查運(yùn)動(dòng)的分解．將A的速度分解為沿細(xì)線(xiàn)方向和垂直于細(xì)線(xiàn)方向，在沿細(xì)線(xiàn)方向上，A的分速度等于B的速度大小，有vAcosα＝vB，則vAvB＝1cosα，故A正確，B錯(cuò)誤;當(dāng)α<90°時(shí)，細(xì)線(xiàn)對(duì)A有沿運(yùn)動(dòng)方向的力的作用,A的速率增大，當(dāng)α>90°時(shí),細(xì)線(xiàn)對(duì)A有與運(yùn)動(dòng)方向相反的力的作用，A的速率減小,可知在α＝90°時(shí)A的速率最大，同理,對(duì)B進(jìn)行分析可知,α＝90°時(shí)，B的速率為零，故C正確，D錯(cuò)誤．9．一條小船在靜水中的速度為3m/s，它要渡過(guò)一條寬為60m的長(zhǎng)直河道，河水流速為4m/s,則（D）A．這條船不可能渡過(guò)這條河B．這條船過(guò)河時(shí)間可能為15sC．這條船可以渡過(guò)這條河,而且過(guò)河時(shí)的合速度可以為9m/sD．這條船能夠過(guò)河的最小位移為80m解析：本題考查小船渡河問(wèn)題．當(dāng)船在垂直于河岸方向有分速度，船就能渡過(guò)河,故A錯(cuò)誤；當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間tmin＝eq\f（d,v1）＝eq\f(60,3）s＝20s，可知小船過(guò)河時(shí)間不可能為15s，故B錯(cuò)誤；當(dāng)船頭與河岸方向平行時(shí)，合速度最大，為7m/s，小于9m/s，故C錯(cuò)誤;當(dāng)船頭與合速度方向垂直時(shí)，船的位移最小,設(shè)合速度與河岸間的夾角為θ，則sinθ＝eq\f（3，4)＝eq\f(60，x），x＝80m，故D正確．10。如圖所示，甲、乙兩船在同一條水流勻速的河流中同時(shí)開(kāi)始渡河,M、N分別是甲、乙兩船的出發(fā)點(diǎn)，兩船頭與河岸均成α角，甲船船頭恰好對(duì)準(zhǔn)N點(diǎn)的正對(duì)岸P點(diǎn),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間乙船恰好到達(dá)P點(diǎn)．如果劃船速度大小相同，且兩船相遇不影響各自的航行．下列判斷正確的是(C)A．甲船也能到達(dá)M點(diǎn)正對(duì)岸B．甲船渡河時(shí)間一定短C．兩船相遇在NP直線(xiàn)上的某點(diǎn)(非P點(diǎn))D．渡河過(guò)程中兩船不會(huì)相遇解析：乙船垂直河岸到達(dá)正對(duì)岸,說(shuō)明水流方向向右；甲船參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，沿著船頭指向的勻速運(yùn)動(dòng)，隨著水流方向的勻速運(yùn)動(dòng),故不可能到達(dá)M點(diǎn)正對(duì)岸，故A錯(cuò)誤；小船過(guò)河的速度為船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy＝vsinα，小船過(guò)河的時(shí)間t＝eq\f（d，vy)＝eq\f(d,vsinα)，故甲、乙兩船到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間相同，故B錯(cuò)誤；以流動(dòng)的水為參考系，兩船相遇點(diǎn)在速度方向延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)上，又由于乙船實(shí)際上沿著NP方向運(yùn)動(dòng)，故相遇點(diǎn)在NP直線(xiàn)上的某點(diǎn)（非P點(diǎn)),故C正確，D錯(cuò)誤．11．（多選）一艘快艇要從岸邊某位置處到達(dá)河中離岸邊100m遠(yuǎn)的一浮標(biāo)處，已知快艇在靜水中的速度vx與時(shí)間t的關(guān)系圖象和水流的速度vy與時(shí)間t的關(guān)系圖象分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法中正確的是(BCD）A．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線(xiàn)B．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線(xiàn)C．快艇最快到達(dá)浮標(biāo)處的時(shí)間為20sD．快艇最快到達(dá)浮標(biāo)處經(jīng)過(guò)的位移大于100m解析：本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解．由圖象可知，快艇的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)一個(gè)為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由此可知快艇的合加速度方向與合速度方向不在同一條直線(xiàn)上，即快艇的合運(yùn)動(dòng)為曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤，B正確；快艇在靜水中的速度垂直于河岸時(shí)，到達(dá)浮標(biāo)處所用時(shí)間最短，在垂直于河岸方向上的加速度a＝0。5m/s2，由d＝eq\f(1，2）at2得，t＝20s，故C正確；快艇在沿河岸方向上的位移x＝vy·t＝3×20m＝60m,所以快艇的最終位移s＝eq\r（x2＋d2）＝20eq\r(34）m〉100m，故D正確．12.（多選）如圖所示，在光滑水平桌面上有一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0從A點(diǎn)開(kāi)始做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),圖中曲線(xiàn)是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡．已知在ts末質(zhì)點(diǎn)的速度達(dá)到最小值v，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度方向與初速度v0的方向垂直，則（ABC)A．恒定外力F的方向與初速度的反方向成θ角指向曲線(xiàn)內(nèi)側(cè),且sinθ＝eq\f(v，v0）B．質(zhì)點(diǎn)所受合外力的大小為eq\f（m\r(v\o\al（2,0)－v2）,t）C．質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為eq\f（v0v,\r(v\o\al(2,0)－v2））D．ts內(nèi)恒力F做功為eq\f（1，2）m(veq\o\al（2,0）－v2）解析：本題借助運(yùn)動(dòng)軌跡考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解．分析可知，恒力F的方向應(yīng)與速度方向成鈍角，將速度按沿力的方向與垂直于力的方向分解，如圖所示．在x′方向上由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得v＝v0sinθ，在y′方向上由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得v0cosθ＝ayt，由牛頓第二定律有F＝may，解得F＝eq\f（m\r（v\o\al(2，0）－v2），t)，即恒力F的方向與初速度的反方向成θ角指向曲線(xiàn)內(nèi)側(cè),且sinθ＝eq\f（v,v0)。故A、B正確；設(shè)質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)歷時(shí)t1，設(shè)在v0方向上的加速度大小為a1，在垂直v0方向上的加速度大小為a2，由牛頓第二定律有Fcosθ＝ma1，F(xiàn)sinθ＝ma2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可得v0＝a1t1，vB＝a2t1,解得vB＝eq\f(v0v，\r（v\o\al(2，0)－v2）），故C正確；根據(jù)動(dòng)能定理得,ts內(nèi)恒力F做功為－eq\f（1，2)m（veq\o\al(2，0)－v2),故D錯(cuò)誤．13．一輛車(chē)通過(guò)一根跨過(guò)定滑輪的輕繩提升一個(gè)質(zhì)量為m的重物，開(kāi)始車(chē)在滑輪的正下方,繩子的端點(diǎn)離滑輪的距離是H。車(chē)由靜止開(kāi)始向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，繩子與水平方向的夾角為θ,如圖所示．試求：(1)車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的加速度的大小；(2)重物m在t時(shí)刻速度的大小．解析:(1)車(chē)在時(shí)間t內(nèi)向左運(yùn)動(dòng)的位移：x＝eq\f(H，tanθ)由車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，得：x＝eq\f（1,2)at2解得：a＝eq\f(2