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  • 2021-05-26 发布

高一物理寒假作业第13天曲线运动运动的合成与分解新人教版

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真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 13 天 曲线运动 运动的合成与分解 考纲要求:II 难易程度:★★☆☆☆ 质量为 0.2 kg 的物体在水平面上运动,它的两个正交分速度图线分别如图甲、乙所示,由图可知 A.4 s 末物体的速度为 2 3 m/s B.最初 4 s 内物体的位移为8 2 m C.从开始至 6 s 末物体都做曲线运动 D.最初 4 s 内物体做直线运动,接下来的 2 s 内物体做曲线运动 【参考答案】B 【试题解析】A、由图可知,4 s 末,vy=4 m/s,vx=2 m/s,依据矢量的合成法则,则有:4 s 末物体的速度 为 2 2 2 24 2 m/s 2 5m/sx yv v v     ,故 A 错误。B、图象与时间轴围成的面积为物体运动的位移,开 始 4 s 内物体在 y 方向位移为 1 4 4 m 8 m2y     ,x 方向位移 2 4 m 8 mx    ,所以开始 4 s 内物体 的位移为8 2 m ,故 B 正确;CD、开始时物体初速度方向为 x 方向,加速度方向为 y 方向,两者不在一条 直线上,所以物体做曲线运动,4 s 末物体的速度方向与 x 方向夹角的正切值为 4 22 y x v v   ,4 s 后加速度 大小分别为 2 24 m/s 2 m/s2ya   ; 2 22 m/s 1m/s2xa   ,加速度方向与 x 方向夹角的正切值为 2 1 y x a a  , 所以速度方向与加速度方向在同一条直线上,所以物体要做直线运动,故 CD 错误。综上所述本题答案是: B。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 【知识补给】 曲线运动的分类 分类 特点 特例 匀变速曲线运动 ①物体所受的合外力方向与初速度的方向 不在同一条直线上;②合外力是恒力 平抛运动 变加速曲线运动 ①物体所受的合外力方向与初速度的方向 不在同一条直线上;②合外力是变力 匀速圆周运动 合运动与分运动的关系 等时性 各分运动经历的时间与合运动经历的时间相同 独立性 一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,互不干扰 等效性 各分运动叠加起来与合运动有相同的效果,即分运动与合运动是一种等效 替代的关系 绳(或杆)端速度分解方法 (1)确定绳(或杆)端的定点。绳(或杆)两端物体运动时,绳(或杆)在转动,若绳(或杆)的一端不 动,另一端运动,则不动的一端为定点;若绳(或杆)的两端均在运动,则欲分解的速度对应的物体端为 动点,另一端为等效定点。本例中滑轮右侧这段绳的上端为定点,与 B 相连的下端为动点。 (2)速度分解的方向。确定定点之后,动点(研究对象)的速度可分解为沿绳(或杆)伸长(或缩短)的 方向和垂直绳(或杆)使绳(或杆)绕定点转动的方向。牢牢记住实际速度是合速度。 (3)绳(或杆)两端物体均在运动,则沿绳(或杆)的方向(弹力方向)速度相等。 小船渡河模型 (1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。 (2)三种速度:船在静水中的速度 v1、水的流速 v2、船的实际速度 v。 (3)三种情景 ①过河时间最短:船头正对河岸,渡河时间最短, 1 = dt v短 (d 为河宽)。 ②过河路径最短(v2v1 时):合速度不可能垂直于河岸,无法垂直河岸渡河。确定方法如下:如图所示, 以 v2 矢量末端为圆心,以 v1 矢量的大小为半径画弧,从 v2 矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方 向航程最短。由图可知 1 2 sin v v   ,最短航程 2 1 = sin vdx dv 短 。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 如图所示,在水平力 F 作用下,物体 B 沿水平面向右运动,物体 A 恰匀速上升,那么以下说法正确的 是 A.物体 B 正向右做匀减速运动 B.物体 B 正向右做加速运动 C.地面对 B 的摩擦力减小 D.斜绳与水平成 30°时, : 3 : 2A Bv v  如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体 A 和 B,它们通过一根绕过定滑 轮 O 的不可伸长的轻绳相连接,物体 A 以速率 vA=10 m/s 匀速运动,在绳与轨道成 30°角时,物体 B 的速 度大小 vB 为 A. 5 3m/s3 B. 20 3m/s3 C.5 m/s D.20 m/s 如图甲所示,质量 m=1 kg 的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,已知物体沿 x 方向和 y 方向的 x–t 图象和 vy–t 图象如图乙、丙所示。t=0 时刻,物体位于原点 O。g 取 10 m/s2。则以下说法正确的有 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 A.物体做匀变速曲线运动,加速度大小为 3 m/s2 B.t=5 s 时刻物体的位置坐标为(15 m,5 m) C.t=10 s 时刻物体的速度大小为 7 m/s D.水平外力的大小为 0.8 N 如图所示,汽车向右沿水平面做匀速直线运动,通过绳子提升重物 M。若不计绳子质量和绳子与滑轮间 的摩擦,则在提升重物的过程中,下列有关判断正确的是 A.重物减速上升 B.重物加速上升 C.绳子张力不断增大 D.地面对汽车的支持力不断减小 如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一红蜡块 R(R 视为质点)。将玻璃管的开 口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与 y 轴重合,在 R 从坐标原点以速度 v0=3 cm/s 匀速上浮的同时,玻璃管沿 x 轴正向做初速度为零的匀加速直线运动,合速度的方向与 y 轴夹角为α。则关于红蜡块 R 的运动说法中不 正确的是 A.合速度 v 的大小与时间 t 成正比 B.分位移 x 与 t 的平方成正比 C.分位移 y 的平方与 x 成正比 D.tan α与时间 t 成正比 如图所示,甲、乙两船在同条河流同一侧河岸的 M、N 两个位置渡河,甲船船头正对河岸,乙船的船头 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 与河岸上游成β角,两船在静水中的速度大小相同,结果两船都能到达河对岸的 P 点,NP 垂直于河岸,MP 与河岸的下游成α角,甲船过河时间为 1t ,乙船过河时间为 2t 。则下列说法正确的是 A. 1t > 2t B. 1t < 2t C.tan α=tan β D. 1tan cos   一轻杆两端分别固定质量为 mA 和 mB 的两个小球 A 和 B(可视为质点)。将其放在一个光滑球形容器中 从位置 1 开始下滑,如图所示,当轻杆到达位置 2 时球 A 与球形容器球心等高,其速度大小为 v1,已知此 时轻杆与水平方向成θ=30°角,B 球的速度大小为 v2,则 A.v2= 1 2 v1 B.v2=2v1 C.v2=v1 D.v2= 3 v1 【参考答案】 【点睛】解决本题的关键知道 B 的实际速度是合速度,沿绳子方向上的分速度等于 A 的速度,根据平行四 边形定则求出两物体速度的关系。 B 将 B 点的速度分解如图所示。则有: 2 2 cos30A Bv v v v  , ,解得: 20 3 m/scos30 3 A B vv   , 故选 B。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 【点睛】根据运动的合成与分解,结合 A 的速度与 B 的速度沿着绳子方向的速度大小相等,结合平行四边 形定则求出物体 B 的速度。 为 20.4 m/s ,A 错误;物体在 x 轴方向有: 3.0x t ,在 y 轴方向有: 2 21 0.22 yy a t t  ,则 t=5 s 时,x=15 m,y=5 m,B 正确;t=10 s 时,  22 2 23 0.4 10 m/s=5 m/sx yv v v     ,C 错误;由牛顿第二定律 F=ma, 得 1 0.4 N 0.4 NF    ,D 错误;选 B。 【点睛】根据物体坐标与时间的关系得到物体在 x 轴、y 轴方向的分速度和加速度,判断出物体的运动性质, 将分速度合成得到物体的速度。根据牛顿第二定律求出水平外力。 B A、设绳子与水平方向的夹角为α,将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方 向的速度等于 M 的速度,根据平行四边形定则得,vM=vcos α,车子在匀速向右的运动过程中,绳子与水平 方向的夹角为α减小,所以 M 的速度增大,M 做加速上升运动,故 A 错误,B 正确;C.车速一定,重物速 度随着角度的减小逐渐加快,重物在做加速上升,角度越来越小,由 vM=vcos α,可知,在相等的时间内, 速度的增加变小,则加速度越来越小,逐渐趋于匀速运动,绳子张力等于 Mg+Ma,a 为加速度,加速度减小, 重力不变,张力减小,而且α角减小,汽车受绳子竖直方向的分力减小,所以支持力增加,故 CD 错误故选 B。 A A 项,红蜡块 R 从坐标原点匀速上浮,玻璃管沿 x 轴正向做初速度为零的匀加速直线运动,所以有 水平方向速度为 at ,竖直方向速度为3 cm/s ,所以合速度大小为 2 29 a t ,故 A 项错误。B、水平方向做 匀加速运动: 21 2x at ,所以分位移 x 与 t 的平方成正比,故 B 正确;C 项,红蜡块 R 从坐标原点以速度3 cm/s 匀速上浮,所以分位移 3y t ,玻璃管沿 x 轴正向做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为 a,所以 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 21 2x at ,因此 2 18y x a  ,是常数,故 C 项正确;D 项,由 C 项分析可知 tan 3 at  ,玻璃管沿 x 轴正向 做匀加速直线运动,加速度恒定,所以 tan 与时间 t 成正比,故 D 项正确。本题选不正确的,所以不正确 的是 A。综上所述本题答案是 A。 1tan cos   ,故 D 正确,C 错误。所以 BD 正确,AC 错误。 C 球 A 与球形容器球心等高,速度 v1 方向竖直向下,速度分解如图所示,有 v11=v1sin 30°= 1 2 v1,球 B 此时速度方向与杆成α=60°角,因此 v21=v2cos60°= 1 2 v2,沿杆方向两球速度相等,即 v21=v11,解得 v2=v1, C 项正确。