2020届高三物理一轮复习专题分类练习卷：曲线运动【含答案】

1、曲线运动题型一曲线运动的动力学分析【例1】如图所示，在水平水平恒力F作用下完成了一段优美的弧线 MN.Vm与Vn正好成90。角，则此过程中，则受到的恒力可能是图中的（）丹A. FiB. F2C. F3D. F4【变式1】.（2019金华联考）春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图甲所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平 Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为图 乙中的（）甲A .直线OA B.曲线OBC.曲线OCD.曲线OD【变式2】图示为质点做匀变速运动的轨迹示意图，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好垂直。则质点从 A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是（）A.质

2、点经过C点的速率比D点大B.质点经过A点时的动能小于经过D点时的动能C.质点经过D点时的加速度比B点的加速度大D.质点从B到E过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小题型二运动的合成与分解【例2】（2019 上海闸北调研）质量为2 kg的质点在xOy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不，下列说法正确的是（）A.质点的初速度为5 m/sC. 2 s末质点速度大小为 6 m/s【变式1】(2019山东实验中学段考律为x= - 2t2-4t, y=3t2+6t(式中的物理量单位均为国际单位(A.物体在x轴方向上做匀减速直线运动C.物体运动的轨迹是一条直线B.质点所受的合外力

3、为D. 2 s内质点的位移大小约为)一物体在以3 N ,做匀加速曲线运动12 mxOy为直角坐标系的平面上运动，其运动规),关于物体的运动，下列说法正确的是)B.物体在y轴方向上做匀加速直线运动D.物体运动的轨迹是一条曲线离固定目标的最近距离为d.()A.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为dv2viB.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为dd + v2C.箭射到目标的最短时间为-d.只要击中侧向的固定目标，箭在刚射出时的速度大小一定为v=wpn2【变式3】如图，图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v-t图象如图乙所示.人顶杆沿水

4、平地面运动的s-t图象如图丙所示.若以地面为参考系，下列说法中正确的(ms)s inA.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在2s内做匀变速曲线运动C. t=0时猴子的速度大小为 8m/sD. t=2s时猴子的加速度为 4m/s2【变式2】(2019湖南衡阳八中模拟)在民族运动会中有一个骑射项目，运动员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vi,运动员静止时射出的箭速度为V2.跑道题型三 运动分解中的两类实例模型小船渡河问题1 .小船渡河问题的分析思路今运动匚小船的实际运动J 运动的分解:2 .小船渡河的两类问题、三种情景渡河时间最短3当船头方向垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间 t

5、min- -v船渡河位移最短如果v船v水，当船头方向与上游夹角。满足v船cos 0= v水时，合速度垂直于河岸，渡河位移最短，等于河宽d渡河位移最短3i如果v船v水，当船头方向(即v船方 向)与合速度方向垂直时，渡河位移 最短，等于dv水v船【例3】小船在200 m宽的河中横渡，水流速度为2 m/s,船在静水中的速度为 4 m/s.(1)若小船的船头始终正对对岸，它将在何时、何处到达对岸？(2)要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多长？(3)小船渡河的最短时间为多长？(4)若水流速度是5 m/s,船在静水中的速度是 3 m/s,则怎样渡河才能使船漂向下游的距离最短？最短距离是多少？【变式1】(

6、2019安徽合肥模拟)如图所示，在宽为 H的河流中，甲、乙两船从相距 *H, A、B两个码头同BC到时开始渡河，船头与河岸均成 60。角，两船在静水中的速度大小相等，且乙船恰能沿 达正对岸的C.则下列说法正确的是（）A.两船不会相遇B.两船在C点相遇C.两船在AC的中点相遇D.两船在BC的中点相遇【变式2】如图所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽度为a.在船下水点A的下游距离为b处是瀑布.为了使小船渡河安全（不掉到瀑布里去），则lb hA .小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t=Q vB.小船轨迹垂直河岸渡河位移最小，渡河速度最大，最大速度为avC.当小船沿轨迹 AB渡河时，船在静水

7、中的取小速度为vmin =-avD .当小船沿轨迹 AB渡河时，船在静水中的取小速度为vmin= rrb2【变式3.（多选）船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离的变化关系如图乙所示，则A.船渡河的最短时间60 sB.要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度是5 m/s 绳（杆）端速度分解模型模型特点：绳（杆）拉物体或物体拉绳（杆），以及两物体通过绳（杆）相连，物体运动方向与 绳（杆）不在一条直线上，求解运动过程中它们的速度关系，都属于该模型.（2）模型分析合运动一绳拉物体的实际运动速度V

8、分运动V2其一：沿绳（或杆）的分速度 V1 i其二：与绳（或杆）垂直的分速度（3）解题原则：根据沿绳（杆）方向的分速度大小相等求解.常见实例如下:情景图示分解图示砂杆（注：A沿斜面下滑）VBSin a=定量结论Vb=VaCOS 0VACOS 0= V0VACOS a=VaCOS aVbCOS 3基本思路确定合速度（物体实际运动）一分析运动规律一确定分速度方向一平行四边形定则求解（4）解题思路研究对象 扇扁6 杆与物的 搂触点.合达动接触点的运动J沿着绳4杆）一| 方向分解 垂立蝇杆突破口后扇面i的分速度大小相等【例4】如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物

9、和小车速度的大小分别为Vb、Va,贝心A . VA VbB . va VbC.绳的拉力等于B的重力D.绳的拉力大于B的重力【变式1】如图所示，一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙与水平地面滑动.当AB杆和墙的夹角为。时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为Vi, B端沿地面滑动的速度大小为V2,则Vi、V2的关系是（）A. Vl=V2B . Vl=V2cos 0C. vi = V2tan 0D . vi = V2Sin0【变式2】如图所示，人在岸上拉船，不计绳与轮之间的摩擦，已知船的质量为m,水的阻力恒为f,当轻绳与水平面的夹角为。时，船的速度为 v,此时人的拉力大小为 F,则此时()A .人拉绳行走的速度

10、为vcos 0B.人拉绳行走的速度为vcos 0C.船的加速度为Fcos 9- fm一，FfD.船的加速度为【变式3】如图所示，悬线一端固定在天花板上的。点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿.现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角 为。时，小球上升的速度大小为（）A . vsin 0B. vcos 0C. vtan 0vD.tan 0参考答案热点题型一曲线运动的动力学分析MN.Vm与VN正好成90【例1】如图所示，在水平水平恒力F作用下完成了一段优美

11、的弧线角，则此过程中，则受到的恒力可能是图中的（）口二二- VNVmM丹A . FiB. F2C. F3D. F4【答案】 C【解析】根据图示物体由 M向N做曲线运动，物体在 Vm方向的速度减小，同时在 Vn方向的速度增大，故合外力的方向指向F2方向下方，故F3的方向可能是正确的，C正确，A、B、D错误.【变式1】.（2019金华联考）春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图甲所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平 Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为图 乙中的（）甲乙A ,直线OAB.曲线OBC.曲线OCD.曲线OD【答案】D【解析】孔明灯在竖直 Oy方向做匀加速运动，在水

12、平 Ox方向做匀速运动，则合外力沿 Oy方向，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿 Oy方向，故孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为曲线OD,故D正确.【变式2】图示为质点做匀变速运动的轨迹示意图，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好垂直。则质点从 A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是（）AA.质点经过C点的速率比D点大B.质点经过A点时的动能小于经过 D点时的动能C.质点经过D点时的加速度比B点的加速度大D.质点从B到E过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小【答案】AD【解析】质点运动到 D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿 D点轨迹的切线

13、 方向，则知加速度斜向左上方，合外力也斜向左上方，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定 不变，质点由A到D过程中，合外力做负功，由动能定理可得，C点的速度比D点速度大，质点经过A点时的动能大于经过 D点时的动能，故A正确，B错误；质点做匀变速曲线运动， 则有加速度不变，所以质点经过D点时的加速度与 B点相同，故C错误；质点从B到E过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，故D正确。所以AD正确，BC错误。题型二运动的合成与分解【例2】（2019 上海闸北调研）质量为2 kg的质点在xOy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不，下列说法正确的是（）A.质点的初速度为 5 m

14、/sB.质点所受的合外力为 3 N ,做匀加速曲线运动C. 2 s末质点速度大小为 6 m/sD. 2 s内质点的位移大小约为 12 m【答案】ABD【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Fx= 3 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Vy= 4 m/s,受力Fy=0.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 ,显然，质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上，B选项正确；2 s末质点速度应该为 v=#62 + 42 m/s=2jT3 m/s, C选项错1灰；2 s内x方向上位移大小 x=vxt + 2at2

15、= 9 m, y方向上位移大小 y= 8 m,合位移大小1 = 由2 + y2 = 0 m= 100 m即船将在正对岸下游 100 m处靠岸.(2)要使小船到达正岸，合速度v应垂直于河岸，如图甲所示，则cos 0= 3=4 = 1 故 0= 60d 200100,3即船的航向与上游河岸成60,渡河时间 t=v=4ss=L s.(3)考虑一般情况，设船头与上游河岸成任意角为如图乙所示.船渡河的时间取决于垂直于河岸方向的分速度v = v船sin也故小船渡河的时间为t=-d.当0= 90,即船头与河岸v 船 sin 0垂直时，渡河时间最短，最短时间为tmin=50 s.乙(4)因为v船=3 m/s

16、VbB. Va VbC.绳的拉力等于B的重力D.绳的拉力大于B的重力AD【解析】小车 A向左运动的过程中，小车的速度是合速度，可分解为沿绳方向与垂直于绳方向的速度，如图所不，由图可知vb= vaCOS 0,则vbva,小车向左运动的过程中。角减小,vB增大，B向上做加速运动，故绳的拉力大于B的重力.故选项 A、D正确.【变式1】如图所示，一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙与水平地面滑动.当 AB杆和墙的夹角为。时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为vi, B端沿地面滑动的速度大小为V2,则vi、A . Vl = v2v2的关系是（）B . Vi= v2cos 0C. vi = V2tan 0D. vi=

17、 V2sin【解析】.将A、B两点的速度分解为沿 AB方向与垂直于 AB方向的分速度，沿 AB方向的 速度分别为v1“和V2j由于AB不可伸长，两点沿AB方向的速度分量应相同，则有Vi / = Vicos0, V2“ = V2Sin 0,由 vi/ = V2”，得 v1=V2tan 0,选项 C 正确.【变式2】如图所示，人在岸上拉船,不计绳与轮之间的摩擦，已知船的质量为m,水的阻力恒为f,当轻绳与水平面的夹角为。时，船的速度为 v,此时人的拉力大小为 F,则此时A .人拉绳行走的速度为vcos 0B.人拉绳行走的速度为Fcos （ fc.船的加速度为-m-一，F f D.船的加速度为【答案】AC【解析】将船的速度进行分解如图所示，人拉绳行走的速度v人=血。$&A对，B错；绳对船的拉力等于人拉绳的力，即绳的拉力大小为F,与水平方向成。角，因此Fcos 0-f=Fcos 0 fma,得 a = 一m一 C对 D-力崩【变式3】如图所示，悬线一端固定在天花板上的。点，另一