2021高考人教版物理一轮复习课时作业：第4章第1讲曲线运动运动的合成与分解(含解析)

1、课时作业 对应学生用书 P369 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，7 10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 Bx 轴负方向 C. y 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

2、，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

3、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 ab 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

4、，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 N B 质点的初速度为 3 m/s C.质点做匀速直线运动 D 质点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 vy= 4 m/s,在 x 方向上做匀加速直线运动，a = t = 1.5 m/s2,故质点所受合外力 F = ma= 3 N , A 正确；质点的初速度 V人vX+ vy = 5 m/s, B 错误；质点做匀变速曲线运动，C 错 误

5、；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 0 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 a时，棒的角速度为（） A vsin a AT B. v Lsin a _ VCOSa CT D. Lcosa 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, 所示，合速度v实=L,沿竖直方向的速度分量等于 v,即wlsina= v, v sin ,故 B 正确。 Lsi n a 如图 所以3 = 6.如图所示，AB 杆以恒定角速度3绕 A 点在竖直平面内顺时针转动，并带 动

6、套在固定水平杆 0C 上的小环M运动，A0 间距离为 h。运动开始时 AB 杆在竖 直位置，则经过时间 t（小环仍套在 AB 和 0C 杆上），小环 M 的速度大小为（ ） coh coh A. 2 B- COS cot COSot C .oh D .oha n ot 答案 A 解析 经过时间 t,/0AB=ot,则 AM 的长度为 - ，则 AB 杆上与小环 M COS of 接触的点绕 A 点的线速度 v = coOSh将小环 M 的速度沿 AB 杆方向和垂直于 AB COS of 杆方向分解，垂直于 AB 杆方向的分速度等于速度 v,则小环 M 的速度 cosot oh t, COSGt

7、故A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 do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, pl 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 V2, C 正确，D 错误；运动员放箭处

8、离目标的距离为d2+ x2,又 x= vit= vi 故d2 + x2 匚 vid 2 djv? +v2 啟 ” 二 d + v2 二 ，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 ( ) vi d. v2+ v2 v2 g v2 d v2 v2 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

9、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 t = 0 时刻起，由坐标原 点 0(0,0)处从静止开始运动，其沿 x 轴和 y 轴方向运动的速度一时间图象如图甲、 乙所示，关于物体在 04 s

10、 这段时间内的运动，下列说法中正确的是( ) A .前 2s 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 C. 4 s 末物体坐标为(4 m,4 m) D. 4 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 xi=2 m=

11、2 m， Vy 2 在后 2 s 内，x 轴方向的位移 X2= Vxt= 2x 2 m= 4 m，y 轴方向位移 y= 2 m =2 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=

12、7，。乙能垂直于河岸渡河，对乙 vs in 60 船则有 v水=vcos60，可得甲船在该时间内沿水流方向的位移为 （vcos60 + v 7水）盘60-3LV2L，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 vo= 3 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

13、线运动。若合速度的方向与 y 轴夹角为a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 的大小与时间 t 成正比 D. tana与时间 t 成正比 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 2 解析（1）蜡块的竖直分位移 y= V0t,水平分位移 x= at2，联立得 y22vx, 2 a 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 vy = v0，水平分速度 vx

14、 = at，合速度 v = p v?+ vy = vo+ a2t2，故 C 错误。tana=乎=警，故 D 正确。 vy vo vx （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 竖直 方向做匀速直线运动，位移 y= vot，解得 vx= 4 cm/s,此时 R 的合速度 v=寸 v? + v2 =5 cm/so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 vo= 4 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，g= 10 m/s1 2)。求： 竖直方向做竖直上抛运动，28 = 2 廿 vi 水平方向做匀加速直线运动，3so=刁1。 解得 vi = 6 m/s。 (2)由竖直方向的对称性可知，小球再经过 ti到 x 轴，水平方向做初速度为零