2021年高考物理一轮复习第4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课后作业含解析

1、第1讲曲线运动运动的合成与分解时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16题为单选，710题为多选)1.质点仅在恒力f的作用下，在xoy平面内由坐标原点运动到a点的轨迹如图所示，经过a点时速度的方向与x轴平行，则恒力f的方向可能沿()ax轴正方向 b.x轴负方向cy轴正方向 d.y轴负方向答案d解析曲线运动的轨迹夹在v0与力中间，所以b、c错误。曲线运动的速度方向无限趋近力的方向，但永远不能达到力的方向，故a错误，d正确。2.如图所示，某河段两岸平行，越靠近中央水流速度越大。一条小船(可视为质点)沿垂直于河岸的方向航行，它在静水中的速度为v，沿水流方向

2、及垂直于河岸方向建立直角坐标系xoy，则该小船渡河的大致轨迹是()答案c解析小船沿垂直于河岸的方向航行，它在静水中的速度为v，河水越靠近中央水流速度越大，越接近河岸水流速度越小，相当于小船先具有向下游的加速度，后具有向上游的加速度，结合曲线运动的条件，故c正确。3(2019广东高考模拟)2018珠海航展上，我国五代战机“歼20”再次闪亮登场。表演中，战机先水平向右，再沿曲线ab向上(如图)，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿ab段曲线飞行时，战机()a所受合外力大小为零b所受合外力方向竖直向上c竖直方向的分速度逐渐增大d水平方向的分速度不变答案c解析战机沿曲线a

3、b运动时，由于速度方向是变化的，则速度是变化的，故战机的加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，战机所受的合外力不为零，a错误；战机在ab段做曲线运动的速率不变，所受合外力与速度方向垂直，由于速度方向时刻在变，则合外力的方向也时刻在变化，并非始终都竖直向上，b错误；战机飞行速率不变，沿ab曲线飞行时速度与竖直方向的夹角逐渐增大，故竖直方向的分速度逐渐增大，水平方向的分速度逐渐减小，c正确，d错误。4有一个质量为2 kg的质点在xoy平面上运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是()a质点所受的合外力为3 nb质点的初速度为3 m/sc质点做匀速直线运动d质点

4、初速度的方向与合外力的方向垂直答案a解析由题图乙可知，质点在y方向上做匀速运动，速度大小vy4 m/s，在x方向上做匀加速直线运动，a1.5 m/s2，故质点所受合外力fma3 n，a正确；质点的初速度v5 m/s，b错误；质点做匀变速曲线运动，c错误；质点初速度的方向与合外力的方向(x方向)不垂直，d错误。5.如图所示，长为l的直棒一端可绕固定轴o转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为时，棒的角速度为()a. b. c. d.答案b解析棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒斜向左上，如图所示，合速度v实l，沿竖直方向的速度分量等于v，即lsinv，所

5、以，故b正确。6. (2020辽宁丹东高三上学期总复习阶段测试)自行车转弯时，可近似看成自行车绕某个定点o(图中未画出)做圆周运动，如图所示为自行车转弯时的俯视图，自行车前、后两轮轴a、b相距l，虚线表示两轮转弯的轨迹，ob距离为l，前轮所在平面与车身夹角30，此时轮轴b的速度大小v23 m/s。则轮轴a的速度v1大小为()a. m/s b.2 m/s c. m/s d.3 m/s答案b解析过a和b分别作车轮的垂线，两线的交点即为o点，如图所示：根据两轮沿车身方向的速度相等得：v2v1cos30，所以v12 m/s，a、c、d错误，b正确。7.民族运动会上有一骑射项目如图所示，运动员骑在奔跑的

6、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()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答案bc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。8如图为玻璃自动切割生产线示意图。图中，玻璃以恒定的速度向右运动，两侧的滑轨与玻璃

7、的运动方向平行。滑杆与滑轨垂直，且可沿滑轨左右移动。割刀通过沿滑杆滑动和随滑杆左右移动实现对移动玻璃的切割。要使切割后的玻璃是矩形，以下做法正确的是()a保持滑杆不动，仅使割刀沿滑杆运动b滑杆向左移动的同时，割刀沿滑杆滑动c滑杆向右移动的同时，割刀沿滑杆滑动d滑杆向右移动的速度必须与玻璃运动的速度相同答案cd解析割刀实际参与两个分运动，即沿玻璃的运动和垂直玻璃方向的运动，为了割下的玻璃是矩形，割刀相对玻璃的运动速度应垂直玻璃，所以滑杆向右移动的速度必须与玻璃运动的速度相同，故c、d正确。若滑杆不动，割刀相对玻璃向左运动的同时，沿滑杆运动，玻璃割下来不是矩形，故a错误。滑杆向左移动，割刀相对玻璃

8、的水平分速度也向左，玻璃也不会是矩形，故b错误。9在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t0时刻起，由坐标原点o(0,0)处从静止开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度时间图象如图甲、乙所示，关于物体在04 s这段时间内的运动，下列说法中正确的是()a前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动b后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向c4 s末物体坐标为(4 m,4 m)d4 s末物体坐标为(6 m,2 m)答案ad解析前2 s内，物体在y轴方向速度为零，由图看出，物体沿x轴方向做匀加速直线运动，故a正确；在后2 s内，物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，根据

9、运动的合成得知，物体做匀加速曲线运动，加速度沿y轴方向，故b错误；在前2 s内，物体在x轴方向的位移x1t2 m2 m，在后2 s内，x轴方向的位移x2vxt22 m4 m，y轴方向位移yt2 m2 m，则4 s末物体的坐标为(6 m，2 m)，故c错误，d正确。10.如图所示，河的宽度为l，河水流速为v水，甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2l，甲、乙船头均与岸边成60角，且乙船恰好能直达正对岸的a点。则下列判断正确的是()a甲船正好也在a点靠岸b甲船在a点左侧靠岸c甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇d甲、乙两船到达对岸的时间相等答案bd解析甲、乙两船渡河时间相等，为t，乙能

10、垂直于河岸渡河，对乙船则有v水vcos60，可得甲船在该时间内沿水流方向的位移为(vcos60v水)l2l，甲船在a点左侧靠岸，甲、乙两船不能相遇。综上所述，a、c错误，b、d正确。二、非选择题(本题共2小题，共30分)11.(13分)某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体r。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v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。(1)若合速度的方向与y轴夹角为则红蜡块r的()a分位移y与x成正比b分位移y的平方与x成正比c合速度v

11、的大小与时间t成正比dtan与时间t成正比(2)同学们测出某时刻r的坐标为(4,6)，此时r的速度大小为_cm/s。请画出r在上升过程中运动轨迹的示意图(r视为质点)。答案(1)bd(2)5图见解析解析(1)蜡块的竖直分位移yv0t，水平分位移xat2，联立得y2x，所以y的平方与x成正比，故b正确，a错误。蜡块的竖直分速度vyv0，水平分速度vxat，合速度v，故c错误。tan，故d正确。(2)小圆柱体r水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移xt，竖直方向做匀速直线运动，位移yv0t，解得vx4 cm/s，此时r的合速度v5 cm/s。小圆柱体r所受合力的方向沿x轴方向，根据曲线运动的特点，轨迹应向受力的一侧弯曲，如图所示。12(17分)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。一小球从坐标原点沿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，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。答案(1)6 m/s(2)图见解析(3)4 m/s解析(1)设正方形