资源描述
第4单元 曲线运动 万有引力与航天课时作业(十一)第11讲运动的合成与分解1.关于运动的合成,下列说法正确的是()A.同一直线上的两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动B.不在同一直线上的两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动C.不在同一直线上的两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动D.水平方向上匀速运动和竖直方向上匀加速运动的合运动一定是平抛运动2.一物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点处开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化的图像如图K11-1甲、乙所示,则对该物体运动过程的描述正确的是()图K11-1A.物体在03s内做直线运动B.物体在34s内做直线运动C.物体在34s内做曲线运动D.物体在03s内做变加速运动3.小船过河时,船头偏向上游且与上游河岸成角,船相对静水的速度大小为v,其航线恰好垂直于河岸.现水流速度稍有增大,为保持航线和到达对岸的时间不变,下列措施中可行的是()A.减小角,增大船速vB.角和船速v均增大C.保持角不变,增大船速vD.增大角,保持船速v不变4.2016宁夏六盘山高中期中 如图K11-2所示,用一小车通过轻绳提升一滑块,滑块沿竖直光滑杆上升,在某一时刻,两段绳恰好垂直,且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为,此时小车的速度为v0,则此时滑块竖直上升的速度为()图K11-2A.v0B.v0sinC.v0cosD.v0cos5.2017洛阳期末 有甲、乙两只船,它们在静水中航行的速度分别为v1、v2,现在两船从同一渡口向河对岸开去,已知甲船想用最短时间渡河,乙船想以最短航程渡河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,则甲、乙两船渡河所用时间之比为()A.v22v12 B.v12v22 C.v2v1 D.v1v26.如图K11-3所示,在河面上方20m的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30.若人以恒定的速率v=3m/s拉绳,使小船靠岸,则()图K11-3A.5s时绳与水面的夹角为60B.5s内小船前进了15mC.5s时小船的速率为3.75m/sD.5s时小船与岸距离为15m7.图K11-4中实线为河岸,河水的流动方向沿图中v的箭头方向,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,则其中可能正确的是()图K11-48.如图K11-5所示,在光滑水平面上有两条互相平行的直线l1、l2且二者间距为确定值,AB是这两条直线的垂线,A点在直线l1上,B、C两点在直线l2上且间距为确定值.一个物体沿直线l1以确定的速度匀速向右运动,如果物体要从A点运动到C点,图中1、2、3为可能的路径,则可以在物体通过A点时()图K11-5A.获得由A指向B的任意瞬时速度,物体的路径是2B.获得由A指向B的确定瞬时速度,物体的路径是2C.持续受到平行于AB方向的恒力,物体的路径可能是1D.持续受到平行于AB方向的恒力,物体的路径可能是39.质量为m的物体在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90(大小不变)后,物体可能做()A.加速度大小为F3m的匀变速直线运动B.加速度大小为2F3m的匀变速直线运动C.加速度大小为2F3m的匀变速曲线运动D.匀速直线运动10.如图K11-6甲、乙所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动,且向他左侧的固定目标拉弓放箭.假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭的速度为v2,跑道离固定目标的最近距离OC=d.若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则()图K11-6A.运动员放箭处离目标的距离为v1v2dB.运动员放箭处离目标的距离为v12+v22v2dC.箭射到固定目标的最短时间为dv2D.箭射到固定目标的最短时间为dv22-v1211.如图K11-7所示,河道宽L=200m,越到河中央河水的流速越大,且流速大小满足u=0.2x(x是离河岸的距离,0xL2).一小船在静水中的速度v=10m/s,小船从A处出发,船头垂直于河岸方向渡河到达对岸B处.设船的运动方向与水流方向的夹角为,下列说法正确的是()图K11-7A.小船渡河时间大于20sB.A、B两点间距离为2002mC.到达河中央前小船的加速度大小为0.2m/s2D.在河中央时最小,且tan=0.512.一小船渡河,河宽d=180m,水流速度v1=2.5m/s.若船在静水中的速度为v2=5m/s,则:(1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多大?(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多大?13.一物体在光滑水平面上运动,它在x方向和y方向上的两个分运动的速度时间图像如图K11-8所示.(1)判断物体的运动性质;(2)计算物体的初速度大小;(3)计算物体在前3s内和前6s内的位移大小.图K11-8课时作业(十二)第12讲抛体运动1.2018沈阳东北育才学校月考 某人站在平台上水平抛出一球,球离开平台时的速度为v1,落地时速度为v2,忽略空气阻力,图K12-1中能够正确地反映速度矢量演变过程(相邻速度矢量间的时间间隔相同)的是()图K12-12.2018长沙一中月考 某同学玩飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度vavb,不计空气阻力,则两支飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是图K12-2中的()图K12-23.如图K12-3所示,从倾角为的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上时速度与斜面的夹角为.若把初速度变为3v0,小球仍落在斜面上,则以下说法正确的是()图K12-3A.夹角将变大B.夹角与初速度大小无关C.小球在空中的运动时间不变D.P、Q间距是原来间距的3倍4.如图K12-4所示,将小球从空中的A点以速度v水平向右抛出,不计空气阻力,小球刚好擦过竖直挡板落在地面上的B点.若使小球的落地点位于挡板和B点之间,下列方法可行的是()图K12-4A.在A点将小球以小于v的速度水平抛出B.在A点将小球以大于v的速度水平抛出C.在A点正下方某位置将小球以小于v的速度水平抛出D.在A点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出5.如图K12-5所示,斜面底端上方高h处有一小球以水平初速度v0抛出,恰好垂直打在斜面上,斜面的倾角为30,则关于h和v0的关系,图K12-6的图像中正确的是()图K12-5图K12-66.2017湖北荆襄联考 如图K12-7所示,圆弧形凹槽固定在水平地面上,其中ABC是以O为圆心的一段圆弧,位于竖直平面内.现有一小球从水平桌面的边缘P点向右水平飞出,该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道.OA与竖直方向的夹角为1,PA与竖直方向的夹角为2.下列判断正确的是()图K12-7A.tan1tan2=2B.cot1tan2=2C.cot1cot2=2D.tan1cot2=27.如图K12-8所示,窗子上、下沿间的高度差H=1.6m,墙的厚度d=0.4m,某人在与墙壁距离为L=1.4m、离窗子上沿高度为h=0.2m处的P点将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出,小物件直接穿过窗口并落在水平地面上,g取10m/s2,则v的取值范围是()图K12-8A.v7m/sB.v2.3m/sC.3m/sv7m/sD.2.3m/sv3m/s8.2018海南八校联考 如图K12-9所示,某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔废球,结果恰好从桶的右侧边缘飞到地面.若不计空气阻力,为了能把废球扔进垃圾桶中,则此人水平抛球时,可以做出的调整为()图K12-9A.初速度大小不变,抛出点在原位置正上方B.初速度大小不变,抛出点在原位置正下方C.减小初速度,抛出点位置不变D.增大初速度,抛出点在原位置正上方9.2018安徽芜湖一中期中 如图K12-10所示,一小球从A点做自由落体运动,另一小球从B点做平抛运动,两小球恰好同时到达C点,已知AC高为h,两小球在C点相遇前瞬间速度大小相等,方向成60夹角,重力加速度为g.由以上条件可求出()图K12-10A.从A、B抛出的两小球到达C点所用时间之比为12B.做平抛运动的小球初速度大小为6gh2C.A、B两点的高度差为3h4D.A、B两点的水平距离为3h210.2018浙江诸暨中学期中 如图K12-11所示,三个小球从同一高度处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O是O在水平面上的投影点,且OAOBOC=135.若不计空气阻力,则下列说法正确的是()图K12-11A.v1v2v3=135B.三个小球下落的时间相同C.三个小球落地时的速度相同D.三个小球落地时的动能相同11.2017河北定州中学周练 如图K12-12所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为=53的斜面顶端,并刚好沿斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,g取10m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6,则:(1)小球水平抛出的初速度v0是多少?(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?(3)若小球与斜面间的动摩擦因数=0.5,斜面高H=16m,小球到达斜面底端的速度为多大?图K12-1212.火灾与消防是一个非常古老的话题.在各类自然灾害中,火灾是一种不受时间、空间限制,发生频率很高的灾害.这种灾害随着人类用火的历史而伴生,以防范和治理火灾为目的的消防工作(古称“火政”)也就应运而生.在今天大力推行安全生产之际,消防工作更是重中之重.如图K12-13甲所示是消防车正在机场进行水柱灭火演练的情景.一学生模拟消防水柱如图乙所示.水在空中运动,A、B为其运动轨迹上的两点.已知水在A点的速度大小为v=6m/s,方向与竖直方向的夹角为45,水运动到B点时速度方向与竖直方向的夹角为37(sin37=0.6,cos37=0.8).不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.根据一定规律,试估算:(1)水到达B点时的速度大小;(2)A、B两点间的高度差.甲乙图K12-13课时作业(十三)第13讲圆周运动1.图K13-1为某品牌自行车的部分结构.A、B、C分别是飞轮边缘、大齿盘边缘和链条上的点.现在提起自行车后轮,转动脚蹬子,使大齿盘和飞轮在链条带动下转动,下列说法错误的是()图K13-1A.A、B、C三点线速度大小相等B.A、B两点的角速度大小相等C.A、B两点的向心加速度与飞轮、大齿盘半径成反比D.由图中信息知,A、B两点的角速度之比为312.2018天津南开中学期中 如图K13-2所示,O1为皮带传动的主动轮的轴心,轮半径为r1;O2为从动轮的轴心,轮半径为r3;r2为固定在从动轮上的小轮半径.已知r3=2r1,2r2=3r1.A、B和C分别是3个轮边缘上的点,则A、B、C的向心加速度之比是()图K13-2A.421B.843C.211D.6323.2018贵阳一中开学摸底 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图K13-3所示,在某路段汽车向左水平拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些,汽车的运动可看作是半径为R的圆周运动.设内、外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L,已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()图K13-3A.gRhL B.gRhdC.gRLh D.gRdh4.2017日照三模 如图K13-4所示,放在水平转台上的物体A、B能随转台一起以角速度匀速转动,A、B的质量分别为m、2m,A和B与转台间的动摩擦因数均为,A与转台中心的距离为2r,B与转台中心的距离为r.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则下列说法正确的是()图K13-4A.转台对A的摩擦力一定为mgB.转台对B的摩擦力一定为2m2rC.转台的角速度最大为grD.转台的角速度逐渐增大的过程中,B比A先滑动5.2018山东师大附中模拟 如图K13-5所示,在粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图K13-5A.A、B的运动属于匀变速曲线运动B.B的向心力是A的向心力的2倍C.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D.若B先滑动,则B与A之间的动摩擦因数A小于盘与B之间的动摩擦因数B6.如图K13-6所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有两个质量均为m的小环(可视为质点)同时从大环两侧的对称位置由静止滑下,两小环同时滑到大环底部时,速度都为v,重力加速度为g,则此时大环对轻杆的拉力大小为()图K13-6A.(2m+M)gB.Mg-mv2RC.2mg+v2R+Mg D.2mv2R-g+Mg7.2016彭州五校联考 如图K13-7所示,半径R=1m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上的一点.在O点的正上方将一个可视为质点的小球以初速度v0=2m/s水平抛出时,半径OA方向恰好与v0的方向相同.若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,则圆盘转动的角速度可能是()图K13-7A.2rad/sB.4rad/sC.6rad/sD.8rad/s8.转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图K13-8所示.转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识.假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔过程中涉及的物理知识的叙述正确的是()图K13-8A.笔杆上的点离O点越近,则做圆周运动的角速度越小B.笔杆上的点离O点越近,则做圆周运动的向心加速度越小C.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的D.若该同学使用中性笔,则笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动而被甩走9.2017广州一测 如图K13-9所示,在角锥体表面上放一个物体,角锥体绕竖直轴转动.当角锥体旋转角速度增大时,物体仍和角锥体保持相对静止,则角锥体对物体的()图K13-9A.支持力将减小B.支持力将增大C.静摩擦力将不变D.静摩擦力将增大10.2017西安一模 如图K13-10所示,一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直轨道最低点A处,B为轨道最高点,C、D为圆的水平直径两端点,轻质弹簧的一端固定在圆心O点,另一端与小球拴接.已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k=mgR,原长为L=2R,弹簧始终处于弹性限度内.现给小球一水平初速度v0,则()图K13-10A.无论v0为多大,小球均不会离开圆轨道B.若2gRv04gR,小球就能做完整的圆周运动D.若小球能做完整圆周运动,则v0越大,小球与轨道间的最大压力与最小压力之差就会越大11.如图K13-11所示,在光滑水平面上有一光滑小孔O;一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg的物体B.(g取10m/s2)(1)当小球A沿半径r=0.1m的圆做匀速圆周运动时,其角速度为=10rad/s,则物体B对地面的压力为多大?(2)当小球A的角速度为多大时,物体B处于将要离开而尚未离开地面的临界状态?图K13-1112.2018北京朝阳区期中 某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验.所用器材有:玩具小车(可视为质点)、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m).将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图K13-12所示,托盘秤的示数为1.00kg;将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数为1.40kg;将小车从凹形桥模拟器上某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为1.80kg,且凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动.重力加速度g取10m/s2,求:(1)玩具小车的质量m;(2)玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力大小F;(3)玩具小车经过最低点时的速度大小v.图K13-12课时作业(十四)第14讲万有引力与天体运动1.有同学这样探究太阳的密度:正午时分让太阳光垂直照射一个当中有小孔的黑纸板,接收屏上出现了一个小圆斑,测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离,可大致推出太阳直径;他掌握的数据有太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、引力常量;在最终得出太阳密度的过程中,他用到的物理规律是小孔成像和()A.牛顿第二定律B.万有引力定律C.万有引力定律、牛顿第二定律D.万有引力定律、牛顿第三定律2.牛顿提出太阳和行星间的引力F=Gm1m2r2后,为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,也遵循这个规律,他进行了“月地检验”.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍,“月地检验”是计算月球公转的()A.周期是地球自转周期的1602B.向心加速度是自由落体加速度的1602C.线速度是地球自转地表线速度的602倍D.角速度是地球自转地表角速度的602倍3.2017甘肃河西五市二模 已知一质量为m的物体静止在北极与赤道时对地面的压力差为F,假设地球是质量分布均匀的球体,半径为R,则地球的自转周期为()A.T=2mRF B.T=2FmRC.T=2mFR D.T=2RmF4.2017广西五市联考 金星和地球在同一平面内绕太阳公转,且公转轨道均视为圆形,如图K14-1所示.在地球上观测,发现金星与太阳可呈现的视角(太阳与金星均视为质点,它们与眼睛连线的夹角)有最大值,最大视角的正弦值为n,则金星的公转周期为()图K14-1A.(1-n2)32年B.(1-n2)34年C.n3年D.n3年5.2018山西太原五中期中 小明同学通过网络搜索获取了地月系统的相关数据资料如下表:地球半径R=6400km月球绕地球转动的线速度v=1km/s地球表面重力加速度g0=9.80m/s2月球绕地球转动周期T=27.3d月球表面重力加速度g=1.56m/s2引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2根据这些数据可以估算出的物理量是()A.月球半径B.月球质量C.地、月之间的距离D.月球的第一宇宙速度6.2017衡阳县校级月考 据报道,一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动,如图K14-2所示.假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”体积较大的星体的表面物质,达到质量转移的目的,且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变,双星平均密度可视为相同,则在最初演变的过程中()图K14-2A.它们做圆周运动的万有引力保持不变B.它们做圆周运动的角速度不断变小C.体积较大的星体做圆周运动的轨道半径变大,线速度变大D.体积较大的星体做圆周运动的轨道半径变小,线速度变大7.2017广东汕头一模 假设地球和金星都绕太阳做匀速圆周运动,已知金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离,那么()A.地球公转的线速度大于金星公转的线速度B.地球公转的角速度大于金星公转的角速度C.地球公转的周期大于金星公转的周期D.地球公转的加速度小于金星公转的加速度8.“探路者”宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中发现A、B两颗均匀球形天体,两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星,测得两颗卫星的周期相等,以下判断正确的是()A.天体A、B的质量一定不相等B.两颗卫星的线速度一定相等C.天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D.天体A、B的密度一定相等9.2016重庆巴蜀中学一诊 地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a,地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r1,向心加速度为a1.已知引力常量为G,地球半径为R,地球赤道表面的重力加速度为g.下列说法正确的是()A.地球质量M=aR2GB.地球质量M=a1r12GC.a、a1、g的关系是aa10,且h+h小于地球同步卫星的高度,则()A.二者的角速度均小于地球自转角速度B.“天舟一号”的线速度小于“天宫二号”的线速度C.二者运动周期均小于地球自转周期D.二者做圆周运动的向心加速度大于地面上物体的重力加速度7.2017郑州质量检测2017年4月10日,三名宇航员在国际空间站停留173天后,乘坐“联盟MS-02”飞船从国际空间站成功返回,并在哈萨克斯坦附近着陆.设国际空间站在离地面高度为400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球同步卫星轨道高度为36000km,地球半径为6400km.下列说法正确的是()A.飞船在返回地球的过程中机械能守恒B.经估算,国际空间站的运行周期约为90minC.国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度D.返回时,需先让飞船与国际空间站脱离,再点火加速,然后即可下降8.2018贵阳摸底 为了对火星及其周围的空间环境进行探测,我国于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”.假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时,周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火星的自转影响,引力常量为G.仅利用以上数据,可以计算出()A.火星的密度B.“萤火一号”的质量C.火星表面的重力加速度D.火星对“萤火一号”的引力9.2016西北师大附中期末 宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体,并记录下物体的运动轨迹如图K15-3所示,其中O为抛出点.若该星球半径为4000km,引力常量G=6.6710-11Nm2kg-2,则下列说法正确的是()图K15-3A.该星球表面的重力加速度为4.0m/s2B.该星球的质量为2.41023kgC.该星球的第一宇宙速度为4.0km/sD.若发射一颗该星球的同步卫星,则同步卫星的绕行速度一定大于4.0km/s10.两颗相距足够远的行星a、b半径均为R0,两行星各自周围卫星的公转速度的平方v2与公转半径的倒数1r的关系图像如图K15-4所示,则下列关于两颗行星及它们的卫星的描述正确的是()图K15-4A.行星a的质量较大B.行星a的第一宇宙速度较大C.取相同公转半径,行星a的卫星的向心加速度较小D.取相同公转速度,行星a的卫星的周期较小11.如图K15-5所示,太空中存在一些离其他恒星较远、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在半径为R的同一圆轨道上运行;另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行.设这三个星体的质量均为M,并设两种系统的运动周期相同,引力常量为G,则()图K15-5A.直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同B.此三星系统的运动周期为T=4RR5GMC.三角形三星系统中星体间的距离为L=3125RD.三角形三星系统中星体的线速度大小为125GMR12.试将一天的时间记为T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g.(1)试求地球同步卫星P的轨道半径RP;(2)若已知一卫星Q位于赤道上空且卫星Q运动方向与地球自转方向相反,赤道上一城市A的人平均每三天观测到卫星Q四次掠过他的上空,试求Q的轨道半径RQ.课时作业(十一)1.C解析 同一直线上的两个匀变速直线运动的加速度若大小相等、方向相反,则这两个运动的合运动是匀速直线运动或静止不动,选项A错误;不在同一直线上的两个匀速直线运动的合加速度为零,合速度不为零,则这两个运动的合运动仍然是匀速直线运动,选项B错误;不在同一直线上的两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动,若合加速度和合初速度不共线,则该合运动是匀变速曲线运动,若合初速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,则该合运动是匀变速直线运动,选项C正确;水平方向上匀速运动和竖直方向上匀加速运动的合运动不一定是平抛运动,只有竖直方向上是自由落体运动,才是平抛运动,选项D错误.2.B解析03s内,物体在x方向上做匀速直线运动,在y方向上做匀加速直线运动,将两个运动合成,物体一定做曲线运动,且加速度恒定,A、D错误;34s内,物体在两个方向的分运动都是匀减速运动,在3s末,合速度与合加速度方向相同,则其做直线运动,B正确,C错误.3.A解析 船相对静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸,当水流速度v1稍有增大时,为保持航线不变,且准时到达对岸,如图所示,可知应减小角并增大船速v,选项A正确,选项B、C、D错误.4.A解析 对小车,沿绳方向的分速度v1=v0cos,对滑块,设竖直上升的速度为v,则沿绳方向的分速度v2=vcos,而速度v1=v2,故v=v0,选项A正确.5.A解析 甲船想用最短时间渡河,则所用时间t1=dv1,且航线与下游的夹角的正切值tan=v1v水,乙船想以最短航程渡河,则有sin=v2v水,所用时间t2=dv2cos,故所用时间之比t1t2=v2cosv1=v22v12,选项A正确.6.D解析 由几何关系可知,开始时小船与滑轮间的绳长为hsin30=40m,此时小船与岸的距离为x1=203m,5s后,绳子向左移动了vt=15m,则小船与滑轮间的绳长为40m-15m=25m,此时小船与岸的距离为x2=252-202m=15m,选项D正确;设5s时绳与水面的夹角为,则有tan=2015,解得=53,选项A错误;5s内小船前进的距离x=203m-15m=19.6m,选项B错误;小船的速度为合速度,由沿绳的速度及垂直绳的速度合成得出,如图所示,故5s时小船的速率v船=vcos53=5m/s,选项C错误.7.AB解析 当船头垂直指向河岸时,船在静水中的速度与水流速度的合速度方向偏向下游,选项A正确,选项C错误;当船头偏上游时,若船在静水中的速度与水流速度的合速度垂直于河岸,则船的运动轨迹垂直于河岸,选项B正确;当船头偏向下游时,船在静水中的速度与水流速度的合速度方向应偏向下游,选项D错误.8.BC解析 若物体通过A点时获得由A指向B的大小确定的分速度,使其合速度指向C,则路径为2,选项B正确;若物体通过A点时持续受到平行于AB方向的恒力作用,则做类平抛运动,路径可能为1,选项C正确.9.BC解析 物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动,则F3与F1、F2的合力等大、反向,当F3大小不变、方向改变90时,F1、F2的合力大小仍为F3,方向与改变方向后的F3的夹角为90,故F合=2F3,加速度a=F合m=2F3m.若初速度方向与F合方向共线,则物体做匀变速直线运动;若初速度方向与F合方向不共线,则物体做匀变速曲线运动,选项B、C正确.10.BC解析 联系“小船渡河模型”可知,射出的箭的两个分速度为v1、v2,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,箭射出的方向应与马运动的方向垂直,故箭射到固定目标的最短时间为t=dv2,箭的速度v=v12+v22,所以运动员放箭处离固定目标的距离为x=vt=v12+v22v2d,选项B、C正确.11.BD解析 小船渡河时间t=Lv=20s,选项A错误;河水流速u1=0.2vt=2t(t10s)、u2=0.2(200-vt)=40-2t(10st20s),小船沿河岸方向的平均速度为10m/s,两段过程的加速度大小均为a=2m/s2,沿河岸方向的分位移y=vt=200m,故A、B两点间距离s=L2+y2=2002m,选项B正确,选项C错误;船的运动方向与水流方向的夹角的正切tan=vu,当x=100m,即u=20m/s时,最小,且tan=0.5,选项D正确.12.(1)船头垂直于河岸36s905m(2)船头与上游河岸成60角243s180m解析 将船实际的速度(合速度)分解为垂直于河岸方向和平行于河岸方向的两个分速度.垂直于河岸方向的分速度影响渡河的时间,而平行于河岸方向的分速度只影响船在平行于河岸方向的位移.(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直于河岸方向,当船头垂直于河岸时.如图甲所示,合速度沿倾斜方向,垂直于河岸方向的分速度为v2=5m/s.渡河时间t=dv2=1805s=36s,合速度v=v12+v22=525m/s,合位移x=vt=905m.(2)欲使船渡河的航程最短,合速度应垂直于河岸方向,船头应偏向上游方向.当船垂直于河岸过河时,如图乙所示,有v2sin=v1,得=30.所以当船头与上游河岸成60角时,航程最短,为x=d=180m.渡河时间t=dv2cos30=180523s=243s.13.(1)匀变速曲线运动(2)50m/s(3)3013m180m解析(1)由图像可知,物体在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速运动,先减速再反向加速,所以物体做匀变速曲线运动.(2)两个方向上的初速度分别为vx0=30m/s,vy0=-40m/s则物体的初速度v0=vx02+vy02=50m/s.(3)在前3s内:x3=vxt3=90my3=vy02t3=-60m则s3=x32+y32=3013m在前6s内,x6=vxt6=180my6=vt6=40-4026m=0则s6=180m.课时作业(十二)1.D解析 因为平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,在竖直方向上为自由落体运动,水平分速度不变,所以速度的变化量等于竖直方向上速度的变化量,根据v=gt,小球速度变化量的方向与g的方向相同,总是竖直向下,选项D正确,选项A、B、C错误.2.A解析 两飞镖做平抛运动,水平位移相等,由x=v0t可得,a的运动时间小,在竖直方向上,由h=12gt2可得,b的竖直位移大,飞镖落在靶上与竖直方向的夹角的正切tan=v0gt,则a对应的夹角大,选项A正确.3.B解析 由图可知,tan(+)=vyvx=gtv0,而tan=yx=gt22v0t=gt2v0,可知tan+=2tan,为定值且与初速度v0无关,选项A错误,选项B正确;运动时间t=2v0tang,初速度变为原来的3倍,则运动时间变为原来的3倍,选项C错误;P、Q间距s=xcos=v0tcos=2v02tangcos,初速度变为原来的3倍,则P、Q间距变为原来的9倍,选项D错误.4.D解析 小球做平抛运动,运动时间t=2hg,水平位移x=v0t=v02hg,在A点将小球以小于v的速度水平抛出,则运动时间不变,水平位移减小,故小球被挡住,不能落到挡板和B之间,选项A错误;在A点将小球以大于v的速度水平抛出,则运动时间不变,水平位移增大,故小球落到B的右边,选项B错误;在A点正下方某位置将小球以小于v的速度水平抛出,则运动时间减小,水平位移也减小,故小球将被挡板挡住,选项C错误;在A点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出,则运动时间增大,水平位移可能减小,小球有可能落在挡板与B之间,选项D正确.5.D解析 将小球刚要打到斜面上的速度沿竖直方向和水平方向进行分解,则有tan30=v0vy,vy=gt,x=v0t,y=12gt2,由几何关系得tan30=h-yx,解得h=5v022g,因此h-v0图像应是开口向上的抛物线,h-v02图像应是过原点的直线,选项A、B、C错误,选项D正确.6.A解析 平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,在竖直方向上为自由落体运动,速度方向与水平方向的夹角为1,则tan1=vyv0=gtv0,位移方向与竖直方向的夹角为2,则tan2=xy=2v0gt,故tan1tan2=2,选项A正确.7.C解析 若小物件恰好碰到窗子上沿,则有L=v1t1,h=12gt12,解得v1=7m/s;同理,若小物件恰好碰到窗子下沿,则有L+d=v2t2,h+H=12gt22,解得v2=3m/s;要使小物件直接穿过窗口并落在水平地面上,则v的取值范围是3m/sv7m/s,选项C正确.8.BC解析 废球做平抛运动,在水平方向上,有x=v0t,在竖直方向上,有h=12gt2,联立可得h=gx22v02,为了能把废球扔进垃圾桶中,即使水平位移x减小,可减小初速度或降低抛出点的高度,选项B、C正确.9.BC解析 小球从A点做自由落体运动,下降h过程所用时间tAC=2hg,末速度大小为v1=2gh,故做平抛运动的小球的末速度大小为v2=v1=2gh,方向与竖直方向成60角斜向右下方,则做平抛运动的小球的初速度v0=v2sin60=6gh2,在C点时的竖直分速度vy=v2cos60=2gh2,由vy=gtBC,得tBC=h2g,故tACtBC=21,选项A错误,选项B正确;做平抛运动的小球的竖直分位移h2=vy22g=h4,故A、B两点的高度差为h=h-h2=3h4,A、B两点的水平距离x=v0tBC=32h,选项C正确,选项D错误.10.AB解析 小球在竖直方向上的运动为自由落体运动,下降h高度所用时间t=2hg,故三个小球下落的时间相同,选项B正确;小球在水平方向上的运动为匀速运动,有x=v0t,则做平抛运动的小球的初速度之比v1v2v3=135,选项A正确;小球落地时的速度v=v02+g2t2,则三个小球落地时的速度和动能都不相同,选项C、D错误.11.(1)3m/s(2)1.2m(3)15m/s解析(1)小球落到斜面上时速度方向与斜面平行,有vy=v0tan53在竖直方向上,有vy2=2gh解得vy=4m/s,v0=3m/s故小球水平抛出的初速度为3m/s.(2)由vy=gt1得t1=0.4s故水平位移s=v0t1=30.4m=1.2m.(3)设小球在斜面上下滑的加速度为a,有mgsin53-mgcos53=ma小球刚落到斜面上时的速度v1=v02+vy2=5m/s设小球滑到斜面底端时的速度为v2,则有v22-v12=2aHsin53解得v2=15m/s.12.(1)52m/s(7.07m/s)(2)0.7m解析(1)水在A点时的水平速度v1=vsin45水在B点时的速度vB=v1sin37解得vB=52m/s=7.07m/s.(2)水在竖直方向上的运动为匀加速运动,位移h=vBy2-vAy22g而vAy=vcos45,vBy=vBcos37,解得h=0.7m.课时作业(十三)1.B解析A、B、C三点由同一链条传动,线速度大小相等;由=vr知,A、B两点的角速度大小不相等,且AB=4214=3;由an=v2r知,A、B两点的向心加速度与飞轮、大齿盘半径成反比,选项B错误,选项A、C、D正确.2.B解析A和B由同一皮带传动,线速度大小相等,由an=v2r可得,A、B的向心加速度之比aAaB=r3r1=2;C和B绕同一轴转动,角速度相等,由an=2r可得,B、C的向心加速度之比aBaC=r3r2=43,所以aAaBaC=843,选项B正确.3.B解析 设路面倾角为,由牛顿第二定律得mgtan=mv2R,而tan=hd,联立可得速度v=gRhd,选项B正确.4.B解析 对A或B,由静摩擦力提供向心力,故转台对A、B的摩擦力均为2m2r,选项A错误,B正确;对A,有mg2m2r,得角速度g2r,选项C错误;在转台的角速度逐渐增大的过程中,A先达到最大静摩擦力,故A比B先滑动,选项D错误.5.C解析A、B随圆盘一起做匀速圆周运动,加速度方向变化,属于非匀变速曲线运动,由向心力Fn=m2r可知,A、B的向心力大小相等,选项A、B错误;对A,有B对A的摩擦力fA=m2r,对B,有fB-fA=m2r,其中fA=fA,则盘对B的摩擦力fB=2fA,选项C正确;若B先滑动,则对A、B整体,有2Bmgm2r,则盘与B之间的动摩擦因数B小于B与A之间的动摩擦因数A,选项D错误.6.C解析 小环在最低点时,有FN-mg=mv2R,则每个小环对大环的压力FN=mg+mv2R,对大环,由平衡条件得FT=2FN+Mg=2mg+v2R+Mg,则大环对轻杆的拉力F=FT=2mg+v2R+Mg,选项C正确.7.BD解析 小球做平抛运动,运动时间t=Rv0=0.5s,对圆盘,有t=nT=2n(n=1,2,3,),故角速度=4nrad/s(n=1,2,3),选项B、D正确.8.BD解析 笔杆上各点绕同一转轴转动,角速度相等,由an=2r可得,离O点越近的点做圆周运动的向心加速度越小,选项A错误,选项B正确;笔杆上的各点由重力、弹力等提供向心力,选项C错误;若快速转动,则笔尖上的小钢珠有可能因向心力不足做离心运动而被甩走,选项D正确.9.AD解析 设锥面的倾角为,对物体,有FNcos+fsin=mg,fcos-FNsin=m2r,解得f=mgsin+mr2cos,FN=mgcos-mr2sin,当角速度增大时,静摩擦力f增大,支持力FN减小,选项A、D正确.10.AC解析 因小球受弹簧弹力作用压紧轨道,故小球在任何位置都不会脱离轨道,选项A正确,选项B错误;从最低点到最高点,有-2mgR=12mv2-12mv02,因v的最小值为0,故v0的最小值为4gR,即只要v04gR,小球就能做完整的圆周运动,选项C正确;在最低点,有FN1-mg-kR=mv02R,在最高点,有FN2+mg-kR=mv2R,则两弹力之差FN=FN1-FN2=6mg,其大小与v0无关,选项D错误.11.(1)30N(2)20rad/s解析(1)对小球A,由牛顿第二定律得FT1=m2r=10N对物体B,由平衡条件得Mg=FT1+FN解得FN=30N由牛顿第三定律得FN=FN=30N.(2)物体B将要离开地面时,拉力FT2=Mg对小球A,由牛顿第二定律得FT2=m2r解得=20rad/s.12.(1)0.40kg(2)8.0N(3)2m/s解析(1)由题中数据可知小车的质量m=1.40kg-1.00kg=0.40kg.(2)由题中数据可知凹形桥模拟器的质量m0=1.00kg设秤盘对凹形桥模拟器的支持力为FN,凹形桥模拟器对秤盘的压力为FN,根据力的平衡条件,对凹形桥模拟器,有F+m0g=FN根据牛顿第三定律可得FN=FN而FN=m示g其中m示=1.80kg联立解得F=8.0N.(3)小车通过最低点时,凹形桥模拟器对小车的支持力F与小车重力的合力提供向心力,有F-mg=mv2R根据牛顿第三定律可得F=F联立解得v=2m/s.课时作业(十四)1.C解析 对地球,有GMmr2=m2T2r,可得太阳的质量M,再由直径求得体积V,则由=MV可得密度,用到的物理规律是万有引力定律、牛顿第二定律,选项C正确.2.B解析 在地面,自由落体加速度g=GMR2,在月球处,向心加速度an=GM60R2,向心加速度是自由落体加速度的1602,选项B正确.3.A解析 物体静止在北极时,有F1=GMmR2,物体静止在赤道时,有F2+m2T2R=GMmR2,压力差为F=F1-F2=m2T2R,则T=2mRF,选项A正确.4.D解析 金星与太阳可呈现的最大视角的正弦值n=r金r地,由开普勒第三定律得r金r地3=T金T地2,则金星的公转周期为n3年,选项D正确.5.C解析 月球绕地球运动,轨道半径r=vT2,无法计算月球的质量和半径,也无法计算月球的第一宇宙速度,选项C正确.6.C解析 设体积较小的星体质量为m1,轨道半径为r1,体积较大的星体质量为m2,轨道半径为r2,双星间的距离为L,转移的质量为m,则它们之间的万有引力为
展开阅读全文