2018届高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解

曲线运动 运动的合成与分解跟踪演练·强化提升【课堂达标检测】1.(2017·枣庄模拟)如图所示,质点沿曲线从A向B做减速运动,则质点在运动路线上C点时合外力的方向可能正确的是()A.F1B.F2C.F3D.F4【解析】选A。当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,曲线运动轨迹特点是轨迹夹在合力与速度方向之间,合力大致指向轨迹的凹侧,根据该特点知,只有方向F1、F2可能,又由于质点做减速运动,所以合外力与速度之间的夹角是钝角,所以合外力的方向正确的是F1,故A正确。2.(2017·成都模拟)如图所示,光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴正方向成角,与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy,则()A.因为有Fx,质点一定做曲线运动B.如果Fy>Fx,质点向y轴一侧做曲线运动C.如果Fy<Fxtan,质点向x轴一侧做曲线运动D.如果Fy=Fx,质点做直线运动【解析】选C。若Fx=Fycot,则合力方向与速度方向在同一条直线上,物体做直线运动,故A错误;若Fxtan>Fy,则合力方向与速度方向不在同一条直线上,合力偏向于速度方向下侧,则质点向x轴一侧做曲线运动,若Fxtan<Fy,则合力方向与速度方向不在同一条直线上,合力偏向于速度方向上侧,质点向y轴一侧做曲线运动,故C正确,B、D错误。3.(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图,当运动员从直升机由静止跳下后,在下落过程中不免会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是()A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害C.运动员下落时间与风力无关D.运动员着地速度与风力无关【解析】选B、C。运动员同时参与了两个分运动,竖直方向向下落和水平方向随风飘,两个分运动同时发生,相互独立,因而,水平风速越大,落地的合速度越大,但落地时间不变,故选项B、C正确,A、D错误。4.(2017·厦门模拟)河宽d=60m,水流速度v1=3m/s,小船在静水中的速度v2=6m/s,求:导学号42722078(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?(3)若水流速度变为v3=10m/s,要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?【解析】(1)当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短,则有:tmin=10s(2)小船以最短距离过河时,则静水中的速度斜着向上游,合速度垂直河岸,设与河岸的夹角为,则有:cos=解得:=60°最短的航程:x=60m(3)因为水流速度大于小船的静水速度,所以合速度的方向不可能垂直河岸,则小船不可能到达正对岸。当合速度的方向与静水速度的方向垂直时,渡河航程最短。设此时静水速度的方向与河岸的夹角为,如图所示,则:cos=0.6,解得:=53°根据几何关系,则有:=因此最短的航程:s=d=100m答案:(1)船垂直河岸过河时间最短10s(2)开船方向与河岸夹角为60°60m(3)小船应偏向上游与河岸成53°渡河100m【金榜创新预测】5.在长约1.0m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个适当的圆柱形的红蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,并迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。将此玻璃管倒置安装在小车上,并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体,小车从A位置由静止开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升,经过一段时间后,小车运动到虚线表示的B位置,如图所示,按照如图建立坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是选项中的()【解析】选C。当合速度的方向与合力(合加速度)的方向不在同一条直线上时,物体将做曲线运动,且轨迹夹在速度与合力方向之间,合力大致指向轨迹的凹侧。蜡块的合初速度方向竖直向上,合加速度方向水平向右,不在同一直线上,合力的方向指向轨迹的凹侧,故C正确,A、B、D错误。6.如图所示,甲、乙两船在同一河岸边A、B两处,两船船头方向与河岸均成角,且恰好对准对岸边C点。若两船同时开始渡河,经过一段时间t,同时到达对岸,乙船恰好到达正对岸的D点。若河宽d、河水流速均恒定,两船在静水中的划行速率恒定,不影响各自的航行,下列判断正确的是()A.两船在静水中的划行速率不同B.甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小C.两船同时到达D点D.河水流速为【解析】选C。由题意可知,两船渡河的时间相等,两船沿垂直河岸方向的分速度v1相等,由v1=vsin知两船在静水中的划行速率v相等,选项A错误;乙船沿BD到达D点,故河水流速v水方向沿AB方向,且v水=vcos,甲船不可能到达正对岸,甲船渡河的路程较大,选项B错误;由于甲船沿垂直河岸的位移d=vsin·t,沿AB方向的位移大小x=(vcos+v水)t,解得x=AB,故两船同时到达D点,选项C正确;根据速度的合成与分解,v水=vcos,而vsin=,解得v水=,选项D错误。7.如图所示,某人沿水平地面向左匀速直线运动,利用跨过定滑轮的轻绳将一物体A沿竖直方向放下,在此过程中,下列结论正确的是导学号42722079()A.人的速度和物体A的速度大小相等B.物体A做匀变速直线运动C.物体A的加速度不断减小D.细绳对A的拉力大于重力,且逐渐增大【解析】选D。设绳子与水平方向的夹角为,将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,沿绳子方向的分速度等于A的速度,则有vA=v人cos,人向左做匀速直线运动,则增大,且越向左变大越快,则A做速度减小,且加速度增大的减速运动,因F-mg=ma,故A、B、C错误,D正确。【加固训练】(多选)如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知()A.物体A做匀速运动B.物体A做加速运动C.物体A所受摩擦力逐渐增大D.物体A所受摩擦力逐渐减小【解析】选B、D。设物体B下降的速度大小为v,物体A实际运动的速度为合速度,该合速度可以分解为沿细线方向的分速度v1和垂直细线方向的分速度v2,其中v1=v,如图所示,根据几何关系,可得vA=,当B匀速下降,A水平向左运动时,增大,所以vA增大,即物体A做加速运动,选项B正确,A错误;当B匀速下降时,细线上的张力FT=GB恒定不变,再选取A为研究对象,根据竖直方向上平衡,可得地面对物体A的支持力FN=GA-FTsin=GA-GBsin,所以物体A所受摩擦力Ff=FN=(GA-GBsin),可见,增大时,Ff减小,选项C错误,D正确。