高考物理二輪復習專項訓練模型9運動合成分解模型（解析版）

模型9運動的合成與分解模型1.（2023高考全國乙卷）小車在水平地面上沿軌道從左向右運動，動能一直增加。如果用帶箭頭線段表示小車在軌道上相應位置處所受合力，下列四幅圖可能正確的是（）A. B.C. D.【參考答案】D【命題意圖】本題考查加速曲線運動及其相關知識點。【解題思路】根據(jù)題述，動能一直增加，所受合力方向可能正確的是D。2.（2023高考選擇性考試遼寧卷）某同學在練習投籃，籃球在空中的運動軌跡如圖中虛線所示，籃球所受合力F的示意圖可能正確的是（）A. B. C. D.【參考答案】A【名師解析】籃球做曲線運動，所受重力豎直向下，空氣阻力與速度方向相反，所受合力指向運動軌跡的凹側。圖A正確。3.（2023高考江蘇學業(yè)水平選擇性考試）達·芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗：一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動，沿途連續(xù)漏出沙子。若不計空氣阻力，則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是（）A. B.C. D.【參考答案】D【名師解析】罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動，在時間SKIPIF1<0內水平方向增加量SKIPIF1<0，豎直方向做在自由落體運動，在時間SKIPIF1<0增加SKIPIF1<0；說明水平方向位移增加量與豎直方向位移增加量比值一定，則連線的傾角就是一定的。D正確。最新模擬題1.(2024長春重點高中質檢)如圖所示，長L＝0.5m的直桿一端可繞固定軸O無摩擦轉動，另一端靠在物塊B上，B的表面光滑，當B在圖示位置被鎖定時θ=SKIPIF1<0，現(xiàn)解除鎖定，控制物塊B由靜止開始水平向左做a=0.2m/s2的勻加速直線運動，則在t=1s時，直桿端點A的線速度為（）A.SKIPIF1<0m/s B.SKIPIF1<0m/s C.SKIPIF1<0m/s D.SKIPIF1<0m/s【參考答案】C【名師解析】物塊B由靜止開始水平向左做a=0.2m/s2的勻加速直線運動，則在t=1s時，B的速度大小v=at=0.2×1m/s=0.2m/s運動的位移為x=SKIPIF1<0at2=0.1m而桿的長度為L=0.5m，依據(jù)三角知識，則有SKIPIF1<0得θ′=SKIPIF1<0如圖將A點的速度分解接觸點A的實際運動，即合運動為在A點垂直于桿的方向的運動，該運動由水平向左的分運動和豎直向下的分速度組成，所以vASKIPIF1<0那么直桿端點A的線速度為vASKIPIF1<0m/s=SKIPIF1<0m/s故選C。2.（2024遼寧十校聯(lián)合體）某實驗小組做風洞試驗，俯視圖如圖所示，實線表示一豎直墻壁，風力水平向左，他們把一個質量為SKIPIF1<0的小球以SKIPIF1<0的初速度水平拋出，初速度方向與豎直墻壁的夾角SKIPIF1<0，已知重力加速度SKIPIF1<0，小球受到的水平風力大小恒為2N，風洞空間足夠大，小球運動過程中沒有與風洞壁發(fā)生碰撞。下列說法正確的是（）A.小球做變加速曲線運動B.小球的加速度為SKIPIF1<0C.當小球在右側虛線運動的過程中離虛線所在豎直面最遠時小球的位移是SKIPIF1<0D.當小球達到虛線正下方時小球的速率為SKIPIF1<0【參考答案】C【名師解析】依題意，小球受豎直向下的重力和水平向左的風力作用，二者均為恒力，且滿足合力與速度不共線，所以小球做勻變速曲線運動。故A錯誤；根據(jù)二力合成的平行四邊形定則，可得SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第二定律，有SKIPIF1<0故B錯誤；根據(jù)小球的受力和初狀態(tài)，可知小球在水平面內做類平拋運動，在豎直方向做自由落體運動，建立三維坐標系，其中沿墻方向為x軸，垂直于墻為y軸，豎直方向為z軸，當小球在右側虛線運動的過程中離虛線所在豎直面最遠時，有SKIPIF1<0又SKIPIF1<0聯(lián)立，解得此時小球的位移是SKIPIF1<0故C正確；根據(jù)類平拋運動的對稱性，可知當小球達到虛線正下方時小球的水平面內的速率為SKIPIF1<0，豎直方向的速率為SKIPIF1<0當小球達到虛線正下方時小球的速率為SKIPIF1<0故D錯誤。3.（2023安徽宣城期末）如圖所示，在光滑水平桌面上有一個質量為m的質點，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點開始做曲線運動，圖中曲線是質點的運動軌跡．已知在ts末質點的速度達到最小值v，到達B點時的速度方向與初速度v0的方向垂直，則（）A.ts內恒力F做功為SKIPIF1<0m(v02-v2)B.質點所受合外力的大小為SKIPIF1<0C.質點到達B點時的速度大小為SKIPIF1<0D.恒定外力F的方向與初速度的反方向成θ角指向曲線內側，且SKIPIF1<0【參考答案】BCD【名師解析】.根據(jù)動能定理，ts內恒力F做的功為SKIPIF1<0，故A錯誤；.到達B點時的速度方向與初速度v0的方向垂直，恒力F的方向與速度方向成鈍角，如圖所示：在x′方向上根據(jù)數(shù)學知識可得：v=v0sinθ在y′方向根據(jù)數(shù)學知識可得：v0cosθ=ayt根據(jù)牛頓第二定律有：F=may解得：SKIPIF1<0，SKIPIF1<0即恒定外力F的方向與初速度的反方向成θ角指向曲線內側，且SKIPIF1<0，故B,D正確；設質點從A點運動到B經歷時間t1，設在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，根據(jù)牛頓第二定律可得：Fcosθ=ma1，F(xiàn)sinθ=ma2根據(jù)運動學公式可得：v0=a1t1，vB=a2t1，解得質點到達B點時的速度大小為SKIPIF1<0，故C正確；4..(2023云南昆明一中第9次質檢)如圖所示，在粗糙水平地面上有一質量為M物塊，物塊固連一輕質滑輪，并用輕繩按如圖所示方式拉著物塊運動，拉力恒為F，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，當物塊運動到輕繩之間的夾角為SKIPIF1<0時，物塊的速度為SKIPIF1<0，則此時（）A.物塊的加速度為SKIPIF1<0B.物塊的加速度為SKIPIF1<0C.拉繩子的速度為SKIPIF1<0D.拉繩子的速度為SKIPIF1<0【參考答案】BC【名師解析】如圖1所示，由受力分析得物塊的加速度為SKIPIF1<0故A錯誤，B正確；如圖2所示，假設經過足夠小的SKIPIF1<0時間，則滑輪運動過的距離為SKIPIF1<0，此時，在原來的繩子上取AB段與現(xiàn)在繩子長度相同，其余部分SKIPIF1<0則為繩子收縮掉的長度，由于時間很小，故SKIPIF1<0則收縮掉的繩子長度SKIPIF1<0故有SKIPIF1<0即SKIPIF1<0或如圖3所示，將滑輪的速度v分解為沿繩方向SKIPIF1<0和垂直輕繩方向，則拉繩子的速度是滑輪兩側繩子運動速度之和，即SKIPIF1<0，故C正確，D錯誤。5.（2023廣東廣州名校聯(lián)考）一物體由靜止開始自由下落，一小段時間后突然受一恒定水平向右的風力的影響，但著地前一段時間風突然停止，則其運動的軌跡可能是圖中的哪一個（）A．B．C． D．【參考答案】．C【名師解析】物體自由下落到某處突然受一恒定水平向右的風力，此時合力向右下方，則軌跡應向右彎曲，且拐彎點的切線方向應與速度方向相同，即豎直向下；風停止后，物體只受重力，即合力豎直向下，軌跡應向下彎曲。故選C。6.（2023河北張家口宣化一中二模）如圖所示，一長方形木板放置在水平地面上，在木板的上方有一條狀豎直擋板，擋板的兩端固定于水平地面上，擋板跟木板之間并不接觸?，F(xiàn)在有一個方形物塊在木板上沿擋板以某一速度運動，同時木板以相同大小的速度向左運動，木板的運動方向與豎直擋板垂直，已知物塊跟豎直擋板和水平木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，物塊的質量為m，為讓方形物塊沿圖示方向勻速運動，需要對物塊沿擋板方向施加推力，則推力F的大小為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【參考答案】A【名師解析】設物塊沿擋板方向的速度為SKIPIF1<0，與木板的相對速度為SKIPIF1<0物塊相對于木板的運動方向如圖所示，根據(jù)運動的合成和分解規(guī)律可知根據(jù)幾何關系可得SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0木板對物塊的摩擦力SKIPIF1<0方向與SKIPIF1<0方向相反，擋板對物塊的支持力為SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0則擋板對物塊摩擦力的大小為SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<0對物塊沿SKIPIF1<0方向根據(jù)平衡條件得SKIPIF1<0故A正確，BCD錯誤。7.（2023浙江十所名校期中聯(lián)考）如圖1所示是一個單線軌直線滑臺模組，滑塊可以在電路的控制下做各種直線運動?，F(xiàn)將兩個相同的單線軌直線滑臺模組十字組合成一個整體，并將一只筆固定在一個滑塊上，如圖2所示。筆沿y軸勻速移動，同時沿x軸分別勻速、勻加速、勻減速移動，得到了1、2、3三條筆尖的運動軌跡，如圖3所示。下列關于筆尖的運動軌跡，判斷正確的是（）

A.x軸勻速移動得到軌跡3 B.x軸勻加速移動得到軌跡1C.x軸勻減速移動得到軌跡2 D.x軸勻加速移動得到軌跡3【參考答案】B【名師解析】．筆沿y軸勻速移動，若同時沿x軸勻速運動，則合運動為勻速直線運動，軌跡為直線軌跡2，A錯誤；若同時沿x軸勻加速運動，加速度（合外力）沿x軸方向，軌跡彎向x軸，則x軸勻加速移動得到軌跡1，B正確，D錯誤；若同時沿x軸勻減速運動，加速度（合外力）沿x軸負方向，軌跡彎向-x軸，則x軸勻減速移動得到軌跡3，C錯誤。8.（2023遼寧鞍山一模）“殲-20”再次閃亮登場2022珠海航展。如圖所示，戰(zhàn)機先水平向右，再沿曲線SKIPIF1<0向上，最后沿陡斜線直入云霄。設飛行路徑在同一豎直面內，飛行速率不變，則沿SKIPIF1<0段曲線飛行時，戰(zhàn)機（）A.所受合外力不變B.所受合外力方向豎直向上C.豎直方向的分速度不變D.水平方向的分速度逐漸減小【參考答案】D【名師解析】．戰(zhàn)機飛行速率不變，合力方向始終與速度方向垂直，即指向圓心，所受合外力方向不斷變化，不是豎直向上的，故AB錯誤；飛機速度大小不變，與水平方向的傾角θ增大，則vy=vsinθ，增大，即豎直方向的分速度逐漸增大，故C錯誤；飛機速度大小不變，與水平方向的傾角θ增大，則vx=vcosθ，減小，即水平方向的分速度減小，故D正確。9.（2023浙江名校聯(lián)盟聯(lián)考）如圖，水平桌面上有一涂有黑色墨水的小球，給小球一個初速度使小球向右做勻速直線運動，它經過靠近桌邊的豎直木板ad邊前方時，木板開始做自由落體運動（球與板之間的相互作用力忽略不計）。若木板開始運動時，cd邊與桌面相齊平，則小球在木板上留下的軌跡是（）A. B. C. D.【參考答案】D【名師解析】給小球一個初速度使小球向右做勻速直線運動，它經過靠近桌邊的豎直木板ad邊前方時，木板開始做自由落體運動，可知小球在木板上留下的軌跡可以視為水平方向的勻速直線運動，豎直方向為反方向的自由落體運動，軌跡D正確。10.（2023安徽合肥六中質檢）曲柄滑塊機構是機械設計中最基礎的機構之一，廣泛應用于往復活塞式發(fā)動機、壓縮機、沖床等的機構中，可以把往復移動轉換為不整周或整周的回轉運動。某種曲柄滑塊機構的構造如下圖，圓盤半徑為R，以角速度為SKIPIF1<0做順時針勻速轉動。P為圓盤邊緣上的固定轉軸，可以繞著O點做完整的圓周運動；Q為滑塊，被固定槽限定只能沿著軸線SKIPIF1<0往復運動；不可形變、足夠長的連桿一端穿過轉軸P，另一端穿過固定在滑塊上的轉軸。圖示時刻OP連線垂直于軸線SKIPIF1<0，OPQ夾角為SKIPIF1<0。以下說法正確的是（）A.轉軸P的加速度大小為SKIPIF1<0B.圖示時刻滑塊處于加速狀態(tài)C.圖示時刻滑塊的速度大小為SKIPIF1<0D.其他條件不變，改變連桿的長度有可能使滑塊做勻速運動【參考答案】AC【名師解析】轉軸SKIPIF1<0做勻速圓周運動，加速度大小為SKIPIF1<0，故A正確；如圖所示，設轉軸P速度方向與連桿的夾角為SKIPIF1<0，滑塊速度方向與連桿的夾角為SKIPIF1<0，轉軸P與滑塊沿桿方向的分速度相等，則有SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0根據(jù)幾何關系可知圖示時刻滿足SKIPIF1<0則圖示時刻滑塊的速度大小為SKIPIF1<0由于轉盤做順時針勻速轉動，在圖示時刻之前，當連桿剛好與SKIPIF1<0垂直時，SKIPIF1<0為0，設此時滑塊速度方向與連桿的夾角為SKIPIF1<0，則滑塊速度為SKIPIF1<0可知在圖示位置前滑塊速度已經達到最大值，則圖示時刻滑塊處于減速狀態(tài)，故B錯誤，C正確；根據(jù)SKIPIF1<0轉動過程中，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0不斷變化，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0大小不變，則SKIPIF1<0不斷變化，故滑塊不可能做勻速運動，與桿的長度無關，故D錯誤。11．(2023蘇州八校模擬).如圖所示，長度為L的輕桿上端連著一質量為m的小球A（可視為質點），桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的O點。置于同一水平面上的立方體B恰與A接觸，立方體B的邊長為L，質量為SKIPIF1<0，重力加速度為g。若A、B之間，B與地面間皆光滑，則（）A.A、B分離時，二者加速度相等 B.A、B分離時，B的速度為SKIPIF1<0C.A落地前最大速度為SKIPIF1<0 D.A落地前最大加速度為SKIPIF1<0【參考答案】D【名師解析】設桿與地面夾角為SKIPIF1<0時，二者分離，根據(jù)機械能守恒定律有SKIPIF1<0對A，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0結合關聯(lián)速度可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由于運動時間相等，可知A、B分離時，二者加速度不相等，故AB錯誤；A與B分離后繼續(xù)下落得過程中機械能守恒，則SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，故C錯誤；A落地時的向心加速度為SKIPIF1<0根據(jù)運動的合成可知A落地前最大加速度為SKIPIF1<0，D正確。12.（2023南昌二中開學質檢）如圖所示為內燃機中輕質活塞和曲柄連桿結構的示意圖和簡圖。氣缸內高壓氣體推動活塞使其往復運動，某時刻活塞的速度為SKIPIF1<0，連桿AO與活塞軸線BO垂直，氣缸中高壓氣體及外部大氣對活塞作用力的合力大小為F，已知SKIPIF1<0，不計一切摩擦，則此刻（）

A.活塞對連桿AB的作用力為2FB.氣缸壁對活塞的作用力為SKIPIF1<0C.連桿AB的A端沿連桿AB方向的線速度為SKIPIF1<0D.連桿OA的A端繞O點轉動的線速度為SKIPIF1<0【參考答案】BD【名師解析】連桿AO與活塞軸線BO垂直時，由幾何關系可知BA與BO之間的夾角SKIPIF1<0由于是輕質活塞，所以活塞所受合外力為零，活塞受連桿AB對其的推力SKIPIF1<0、氣缸壁對其的彈力SKIPIF1<0和高壓氣體及外部大氣對活塞的作用力作用，如圖所示

根據(jù)平衡條件可得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0故A錯誤，B正確；．SKIPIF1<0沿連桿AB方向和垂直于連桿AB方向分解，如圖所示

沿連桿AB方向的速度SKIPIF1<0連桿OA的A端繞O轉動的線速度SKIPIF1<0故C錯誤，D正確。13.(2023長沙名校質檢)某次英雄小伙子救人的過程，可用下圖去描述：落水孩童抓住繩索停在A處，對面河岸上的小伙子從B處沿直線勻速游到A處，成功把人救起。河寬和間距如圖中標注，假定河水在各處的流速均為SKIPIF1<0，則（）A.小伙子如果面對垂直于河岸的方向游，是不可能到達A點的B.小伙子渡河的時間一定為8sC.小伙子在靜水中游泳的速度至少應為SKIPIF1<0，才能沿直線勻速游到A處D.只有小伙子總面對著A處游，沿直線勻速游到A處【參考答案】C【名師解析】由題可知，設小伙子在靜水中的游泳的速度為SKIPIF1<0，小伙子的合運動方向是從B到A，作出小伙子游泳時合速度與兩個分速度的關系如圖所示：當SKIPIF1<0與合速度垂直時，SKIPIF1<0有最小值，設AB與河岸的夾角為SKIPIF1<0，根據(jù)幾何關系有SKIPIF1<0即游泳時小伙子面對的方向是與合速度方向垂直，最小速度為SKIPIF1<0，故C正確；小伙子如果面對垂直于河岸的方向游，若相對于靜水的速度為SKIPIF1<0此時恰好到達A點，故A錯誤；只有小伙子在靜水中速度垂直于河岸時，小伙子渡河的時間為SKIPIF1<0小伙子在靜水中的速度不與河岸垂直時，小伙子渡河的時間不等于8s，故B錯誤；若小伙子總面對著A處游，且速度一定時，由于兩個勻速直線運動的合運動仍然為勻速直線運動，可知，其軌跡為一條直線，根據(jù)運動的合成可知，此時其合速度方向指向A點右側，即到達不了A處，故D錯誤。。14.（2023江蘇名校聯(lián)考）．1949年4月，解放軍“百萬雄師過大江”。在某平直江段渡江時，戰(zhàn)士所乘船只在靜水中的速度為v1，江水流速為v2，若江水速度方向與江岸平行，下列說法正確的是（）A．船渡江時間與v2有關 B．當v1=v2時，船能到達正對岸C．當保持船頭垂直江岸時，渡江時間最短 D．當保持船頭垂直江岸時，渡江位移最小【參考答案】C【名師解析】船頭垂直河岸渡河，船渡江時間只與v1有關，船渡江時間與v2無關，A錯誤；當v1＞v2時，船能到達正對岸，當v1=v2時，船不能到達正對岸，B錯誤；當保持船頭垂直江岸時，渡江時間最短，C正確；當v1＞v2時，船頭斜向上游，船能到達正對岸，渡江位移最小，但渡江時間不是最短，D錯誤。15.（2023安徽合肥