2019-2020年高考物理一轮复习 第四章 第1课 运动的合成与分解练习.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 第四章 第1课 运动的合成与分解练习考试大纲新课程标准1.运动的合成与分解2抛体运动3匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度4匀速圆周运动的向心力5离心现象6万有引力定律及其应用7环绕速度8第二宇宙速度和第三宇宙速度9经典时空观和相对论时空观(1)会用运动合成与分解的方法分析抛体运动(2)会描述匀速圆周运动知道向心加速度(3)能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力分析生活和生产中的离心现象(4)关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系(5)通过有关事实了解万有引力定律的发现过程知道万有引力定律认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用会计算人造卫星的环绕速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.第1课运动的合成与分解复习策略：1.在切实理解概念和规律的基础上，要掌握好研究处理问题的方法，如运用运动的合成法处理渡船的问题、运用运动的正交分解法处理平抛运动的问题、运用临界条件确定常见模型(杆、绳)束缚下圆周运动的问题等2掌握四个基本问题：基本原理(万有引力提供天体做圆周运动所需的向心力)；基本公式(mmr2mrmg)；基本常识(万有引力恒量的确立；地球表面的物体所受万有引力近似等于物体的重力；几类卫星的速度问题)；基本应用(计算天体的质量，发现新天体；计算卫星的速度等)记忆秘诀：运动具有四个性，合分具有等效性、等时性和矢量性，分运动具有独立性平抛必是匀加速，运动分解正交法圆周合力不为零，运动必是变加(或减)速；临界条件要确立，动力能量相结合1曲线运动的特点 曲线运动的速度：曲线运动中速度的方向是曲线上某点的切线方向，是时刻改变的，具有加速度，因此曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动2物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度看，如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在同一条直线上，物体就做曲线运动(2)从运动学角度看，就是加速度方向与速度方向不在同一条直线上经常研究的曲线运动有平抛运动和匀速圆周运动3运动的合成与分解 已知分运动求合运动称为运动的合成；已知合运动求分运动称为运动的分解两者互为逆运算，在对物体的实际运动进行分解时，可以根据实际效果分解，也可以采用正交分解4遵循的法则 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们都是矢量，故遵循平行四边形定则5合运动与分运动的关系(1)等时性：各分运动与合运动总是同时存在，同时消失，经历的时间一定相等(2)独立性：各分运动是各自独立的，不受其他分运动的影响(3)等效性：各分运动的叠加与合运动具有相同的效果(4)矢量性：运动的合成与分解都遵循平行四边形定则,1如图所示，小钢球m以初速v0在光滑水平面上运动，后受到磁极的侧向作用力而做如图所示的曲线运动到D点，从图可知磁极的位置及极性可能是(D)A磁极在A位置，极性一定是N极B磁极在B位置，极性一定是S极C磁极在C位置，极性一定是N极D磁极在B位置，极性无法确定解析：小钢球受磁极的吸引力而做曲线运动，运动方向只会向受吸引力的方向偏转，因而磁极位置只可能在B点又磁极的N极或S极对小钢球都有吸引力，故极性无法确定，故选D.2如图，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37角，水流速度为4 m/s，则船从A点开出的最小速度为(B) A2 m/sB2.4 m/sC3 m/s D3.5 m/s解析：由于船沿直线AB运动，因此船的合速度v合沿AB方向，根据平行四边形定则可知，当v船垂直于直线AB时，船有最小速度，由图知v船v水sin 372.4 m/s，选项B正确课时作业一、单项选择题1如图所示，某人游珠江，他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是(C)A水速大时，路程长，时间长B水速大时，路程长，时间短C水速大时，路程长，时间不变D路程、时间与水速无关解析：游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间t，与水速无关，故A、B、D均错误，C正确2A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是、时，如图所示物体B的运动速度vB为(绳始终有拉力)(D)A. B.C. D.解析：设物体B的运动速度为vB，此速度为物体B合运动的速度，根据它的实际运动效果，两分运动分别为：沿绳收缩方向的分运动，设其速度为v绳B；垂直绳方向的圆周运动，速度分解如图所示，则有vB.物体A的合运动对应的速度为v1，它也产生两个分运动效果，分别是：沿绳伸长方向的分运动，设其速度为v绳A；垂直绳方向的圆周运动，它的速度分解如图所示，则有v绳Av1cos .由于对应同一根绳，其长度不变，故：v绳Bv绳A.根据三式解得：vB.选项D正确3如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是(A)AD点的速率比C点的速率大BA点的加速度与速度的夹角小于90CA点的加速度比D点的加速度大D从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小解析：质点做匀变速曲线运动，合力的大小方向均不变，加速度不变，故C错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D过程，合力做正功，速率增大，A正确；A点的加速度方向与过A的切线也即速度方向夹角大于90，B错误；从A到D加速度与速度的夹角一直变小，D错误4在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，如图所示为描绘下落速度的水平分量大小vx、竖直分量大小vy与时间t的图象，可能正确的是(B)解析：跳伞运动员在空中受到重力，其大小不变，方向竖直向下，还受到空气阻力，其始终与速度反向，大小随速度的增大而增大，反之则减小在水平方向上，运动员受到的合力是空气阻力在水平方向上的分力，故可知运动员在水平方向上做加速度逐渐减小的减速运动在竖直方向上运动员在重力与空气阻力的共同作用下先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动由以上分析结合vt图象的性质可知只有B正确5一个质点受到两个互成锐角的力F1、F2的作用，由静止开始运动，若保持二力方向不变，将F1突然增大为2F1，则此后质点(B)A不一定做曲线运动 B一定做匀变速运动C可能做匀速直线运动 D可能做匀变速直线运动解析：F1增大前，质点沿合力方向做匀加速直线运动F1增大后，合力方向与F1刚增大时的质点的速度不共线，因而做曲线运动由于二力方向不变，只将F1增大为2F1，所以合力不变，质点做匀变速曲线运动二、不定项选择题6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(BC)A加速度大小为的匀变速直线运动B加速度大小为的匀变速直线运动C加速度大小为的匀变速曲线运动D匀速直线运动解析：物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，必有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夹角为90，故F合F3，加速度a，但因不知原速度方向与F合的方向间的关系，故有B、C两种可能7质量为2 kg的质点在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是(ABD)A质点的初速度为5 m/sB质点所受的合外力为3 NC质点初速度的方向与合外力方向垂直D2 s末质点速度大小为2 m/s解析：由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为1.5 m/s2，受力Fx3 N，由y方向的位移图象可知在y方向做匀速直线运动，速度为vy4 m/s，受力Fy0.因此质点的初速度为5 m/s，A选项正确；受到的合外力为3 N，B选项正确；显然，质点初速度方向与合外力方向不垂直，C选项错误；2 s末质点速度应该为v m/s2 m/s，D选项正确8民族运动会上有一骑射项目如图所示，运动员骑在奔跑的马上，弯弓放箭射击侧向的固定目标假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的弓箭速度为v2，跑道离固定目标的最近距离为d.要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则(BC)A运动员放箭处离目标的距离为B运动员放箭处离目标的距离为C箭射到固定目标的最短时间为D箭射到固定目标的最短时间为解析：要想以箭在空中飞行的时间最短的情况下击中目标，v2必须垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目标，如图所示，故箭射到目标的最短时间为，C正确，D错误；运动员放箭处离目标的距离为，又xv1tv1，故，A错误，B正确9如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩，在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以dH2t2(式中H为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做(BC)A速度大小不变的曲线运动B速度大小增加的曲线运动C加速度大小、方向均不变的曲线运动D加速度大小、方向均变化的曲线运动解析：物体B参与了两个方向的运动，一个是水平方向上的匀速直线运动，另一个是在竖直方向上的运动，由竖直方向A、B间的距离dH2t2类比初速度为零的匀加速直线运动规律xat2可知物体B匀加速上升，加速度a4 m/s2，因此物体B在竖直方向做匀加速直线运动，两个运动的合成为匀变速曲线运动10小船从A码头出发，沿垂直于河岸的方向渡河，若小河宽为d，小船渡河速度v船恒定，河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸边的距离成正比，v水kx，x是各点到近岸的距离(x，k为常量)，要使小船能够到达距A正对岸为s的B码头则下列说法中正确的是(AC)A小船渡河的速度v船B小船渡河的速度v船C小船渡河的时间为D小船渡河的时间为解析：x时，垂直河岸方向匀速运动xv船t，水流方向v水kxkv船t，可知水流方向匀加速运动，加速度akv船，x时，水流方向匀减速运动，当船运动到河中间时，即v船t，at2，可解得答案为A、C.三、非选择题11一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是H.车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为，如图所示，试求：(1)车向左运动的加速度的大小；(2)重物m在t时刻速度的大小解析：(1)汽车在时间t内向左走的位移：xHcot .又汽车匀加速运动xat2，所以a.(2)此时汽车的速度v汽at.由运动的分解知识可知，汽车速度v汽沿绳的分速度与重物m的速度相等，即：v物v汽cos ，得：v物.答案：(1)(2)12宽9 m的成形玻璃以2 m/s的速度连续不断地向前行进，在切割工序处，金刚割刀的速度为10 m/s，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：(1)金刚割刀的轨道应如何控制？(2)切割一次的时间多长？解析：(1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度其分速度的效果是恰好相对玻璃垂直切割设割刀的速度v2的方向与玻璃板运动速度v1的方向之间的夹角为，如图所示要保证割下均是矩形的玻璃板，则由v2是合速度得：v1v2cos .所以cos ，即arccos .所以，要割下矩形玻璃板，割刀速度方向与玻璃板运动速度方向成arccos角(2)切割一次的时间t s0.92 s.答案：(1)割刀速度方向与玻璃板运动速度方向成arccos角(2)0.92 s13如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力一物体从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v04 m/s.不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示(坐标格为正方形，取g10 m/s2)求：(1)小球在M点的速度v1.(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N.(3)小球到达N点的速度v2的大小解析：(1)设正方形的边长为s0.竖直方向做竖直上抛运动，v0gt1，2s0t1；水平方向做匀加速直线运动，3s0t1.解得：v16 m/s.(2)由竖直方向的对称性可知，小球再经过t1回到x轴，水平方向从O点做初速度为零的匀加速直线运动，所以再回到x轴时落到x12 m处，位置N的坐标为(12 m，0)(3)到N点时竖直分速度大小为v04 m/s，水平分速度vxa水平tN2v112 m/s，故v24 m/s.答案：(1)6 m/s(2)见解析(3)4 m/s