2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題四曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天第1講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解提能演練

第1講曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)鞏固練1.(2022年廈門模擬)汽車在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，坐在車?yán)锏男≡瓢l(fā)現(xiàn)車內(nèi)掛飾偏離了豎直方向，如圖所示.設(shè)轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車所受的合外力為F，關(guān)于本次轉(zhuǎn)彎，下列圖示可能正確的是() A B C D【答案】A2.(2022年宜春質(zhì)檢)如圖所示，乒乓球從斜面上滾下，以一定的速度沿直線勻速運(yùn)動(dòng).在與乒乓球路徑相垂直的方向上放一個(gè)紙筒(紙筒的直徑略大于乒乓球的直徑)，當(dāng)乒乓球經(jīng)過筒口的正前方時(shí)，對(duì)著球橫向吹氣，則關(guān)于乒乓球的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A.乒乓球?qū)⒈３衷械膭?dòng)能繼續(xù)前進(jìn)B.乒乓球一定能沿吹氣方向進(jìn)入紙筒C.乒乓球?qū)⑵x原來的運(yùn)動(dòng)方向，但不會(huì)進(jìn)入紙筒D.只有用力吹氣，乒乓球才能沿吹氣方向進(jìn)入紙筒【答案】C3.(2022年成都模擬)(多選)如圖所示，汽車以速度v向右沿水平面勻速運(yùn)動(dòng)，通過繩子提升重物M，當(dāng)繩子與水平方向的夾角為α?xí)r()A.重物上升的速度為vcosαB.重物上升的速度為vC.繩子的拉力大于重物的重力D.繩子的拉力等于重物的重力【答案】AC【解析】將小車的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向的速度等于重物上升的速度，由平行四邊形定則得重物上升速度為v1＝vcosα，A正確，B錯(cuò)誤；車子向右勻速運(yùn)動(dòng)過程中，α角逐漸減小，所以重物的速度增大，重物做加速上升運(yùn)動(dòng)，則繩子的拉力應(yīng)大于重物的重力，C正確，D錯(cuò)誤.4.(2022年信陽一模)抗洪救災(zāi)中，戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟欲最快將受困群眾送到對(duì)岸.關(guān)于沖鋒舟的運(yùn)動(dòng)情況，如圖所示的四幅圖中正確的是(設(shè)水速和船的靜水速度均恒定，虛線為船的運(yùn)動(dòng)軌跡)() A B C D【答案】D5.如圖所示，一條小船位于200m寬的河的正中央A處，從這里向下游1003m處有一危險(xiǎn)區(qū).當(dāng)時(shí)水流的速度為4m/s，為了使小船避開危險(xiǎn)區(qū)沿直線到達(dá)對(duì)岸，小船在靜水中的速度至少應(yīng)是()A.433m/s B.833m/s【答案】C【解析】如圖所示，小船剛好避開危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，設(shè)小船的合速度與水流速度的夾角為θ，則有tanθ＝1001003＝33，因此θ＝30°.v船＝v水sinθ＝46.(2023年重慶一模)如圖，一滑板愛好者在水平面滑行，看到橫桿后起跳，人與滑板分離，越過橫桿后仍落在滑板上，忽略一切阻力，則()A.整個(gè)過程中人和滑板組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒B.起跳時(shí)滑板對(duì)人做正功C.起跳時(shí)腳對(duì)滑板的作用力斜向后D.起跳時(shí)人相對(duì)滑板豎直向上運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】整個(gè)過程中人和滑板組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，而豎直方向動(dòng)量不守恒，則總動(dòng)量不守恒，A錯(cuò)誤；起跳時(shí)人的水平速度不變，豎直速度變大，人的動(dòng)能增加，由于滑板對(duì)人的支持力沒有位移，則滑板對(duì)人不做功，人的動(dòng)能變大是由于人本身對(duì)自己做功，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員既參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，又參與了豎直上拋運(yùn)動(dòng).各分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，水平方向的分運(yùn)動(dòng)與滑板的運(yùn)動(dòng)情況一樣，最終落在滑板的原位置.所以豎直起跳時(shí)，人相對(duì)滑板豎直向上運(yùn)動(dòng)，滑板對(duì)人水平方向無作用力，豎直方向?qū)θ说淖饔昧ωQ直向上，則人對(duì)滑板的作用力應(yīng)該是豎直向下，C錯(cuò)誤，D正確.7.如圖所示，用細(xì)線將小球懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右以大小為v0的速度勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中懸線始終保持豎直，則該過程中小球運(yùn)動(dòng)的速度()A.方向時(shí)刻在變，大小恒為2v0B.方向與豎直向上成45°角，大小恒為v0C.方向與豎直向上成45°角，大小恒為2v0D.方向與豎直向上成45°角，大小恒為2v0【答案】C【解析】小球運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向，速度大小均為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示.合成之后合速度方向與豎直向上成45°角，大小恒為2v0，C正確，A、B、D錯(cuò)誤.8.(2022年深圳聯(lián)考)小船過河時(shí)，船頭與上游河岸夾角為α，其航線恰好垂直于河岸，已知船在靜水中的速度為v，現(xiàn)水流速度稍有增大，為保持航線不變，且能準(zhǔn)時(shí)到達(dá)河對(duì)岸，下列措施中可行的是()A.減小α角，減小船速vB.減小α角，增大船速vC.增大α角，增大船速vD.增大α角，減小船速v【答案】B【解析】由題意可知，船相對(duì)水的速度為v，其航線恰好垂直于河岸，當(dāng)水流速度v1稍有增大，為保持航線不變，且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸，如圖所示.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解有v1＝vcosα，可知要減小α角，增大船速v，B正確，A、C、D錯(cuò)誤.綜合提升練9.如圖所示的機(jī)械裝置可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng).連桿AB、OB可繞圖中A、B、O三處的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿OB在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)可通過連桿AB使滑塊在水平橫桿上左右滑動(dòng).已知OB桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，當(dāng)連桿AB與水平方向夾角為α，AB桿與OB桿的夾角為β時(shí)，滑塊的水平速度大小為()A.ωLsinβsinα B.ωLcos【答案】D【解析】設(shè)滑塊的水平速度大小為v，A點(diǎn)的速度的方向沿水平方向，如圖將A點(diǎn)的速度分解.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知，沿桿方向的分速度vA分＝vcosα，B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)際速度是圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，可以分解為沿桿方向的分速度和垂直于桿方向的分速度，如圖設(shè)B的線速度為v'，則vB分＝v'cosθ＝v'cos(β－90°)＝v'sinβ，v'＝ωL，又二者沿桿方向的分速度是相等的，即vA分＝vB分，聯(lián)立可得v＝ωLsinβcos10.如圖所示，滑塊a、b用繩跨過定滑輪相連，a套在水平桿上.現(xiàn)使a以速度v從P位置勻速運(yùn)動(dòng)到Q位置，則滑塊b()A.做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大于vB.做減速運(yùn)動(dòng)，速度小于vC.做加速運(yùn)動(dòng)，速度小于vD.做加速運(yùn)動(dòng)，速度大于v【答案】C【解析】對(duì)a進(jìn)行速度分解可得：滑塊b的速度vb＝vsinθ，a以速度v從P位置勻速運(yùn)動(dòng)到Q位置時(shí)，θ增大，則vb增大，滑塊b做加速運(yùn)動(dòng)，但是由于sinθ＜1，則vb＜v，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.11.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊受水平恒力F作用在光滑的水平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，速度大小由v變?yōu)?v，且速度方向恰好改變了90°.則()A.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，恒力先做正功后做負(fù)功B.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中物塊的機(jī)械能增加了12mvC.恒力F的方向與MN的連線垂直D.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，速率的最小值為32【答案】D【解析】從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中物塊的速度變化量為Δv＝v2+(3v)2＝2v，如圖所示，故恒力F的方向與v'成θ＝30°.由前面分析可知，恒力F與速度方向夾角先大于90°，后小于90°，故恒力F先做負(fù)功，再做正功，A錯(cuò)誤；從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中物塊的動(dòng)能增加了ΔEk＝12m(3v)2－12mv2＝mv2，B錯(cuò)誤；曲線運(yùn)動(dòng)在相互垂直的兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)均為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則在初速度方向的位移為y＝v2t，與初速度垂直的方向的位移為x＝3v2t，tanα＝y(tǒng)x＝33，即α＝30°.已知θ＝30°，又β＝120°，可知恒力F的方向與MN的連線不垂直，C錯(cuò)誤；將初速度分解到F方向和垂直于F方向，當(dāng)沿F方向分速度減小到0時(shí)12.如圖所示，在一次軍事演習(xí)中，離地500m高處的飛機(jī)以100m/s向東發(fā)射一枚炸彈，恰好擊中以20m/s的速度向東勻速運(yùn)動(dòng)的汽車，已知炸彈受到水平向西的風(fēng)，風(fēng)力大小為重量的0.2倍，g取10m/s2.求：(1)炮彈運(yùn)動(dòng)到地面的速度；(2)飛行員在飛機(jī)和敵車的水平距離為多少時(shí)投彈，才能擊中敵車.解：(1)因炸彈受到水平向西風(fēng)力，大小為重量的0.2倍，由牛頓第二定律得，炸彈水平方向的加速度為a＝Fm＝2m/s2所以水平方向炸彈做加速度為a＝2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直位移h＝12gt2，解得t＝落地時(shí)豎直方向速度v1＝gt，解得v1＝100m/s，落地時(shí)水