高考物理二轮复习专项训练模型9运动合成分解模型（解析版）

模型9运动的合成与分解模型1.（2023高考全国乙卷）小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（）A. B.C. D.【参考答案】D【命题意图】本题考查加速曲线运动及其相关知识点。【解题思路】根据题述，动能一直增加，所受合力方向可能正确的是D。2.（2023高考选择性考试辽宁卷）某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是（）A. B. C. D.【参考答案】A【名师解析】篮球做曲线运动，所受重力竖直向下，空气阻力与速度方向相反，所受合力指向运动轨迹的凹侧。图A正确。3.（2023高考江苏学业水平选择性考试）达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是（）A. B.C. D.【参考答案】D【名师解析】罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，在时间SKIPIF1<0内水平方向增加量SKIPIF1<0，竖直方向做在自由落体运动，在时间SKIPIF1<0增加SKIPIF1<0；说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定，则连线的倾角就是一定的。D正确。最新模拟题1.(2024长春重点高中质检)如图所示，长L＝0.5m的直杆一端可绕固定轴O无摩擦转动，另一端靠在物块B上，B的表面光滑，当B在图示位置被锁定时θ=SKIPIF1<0，现解除锁定，控制物块B由静止开始水平向左做a=0.2m/s2的匀加速直线运动，则在t=1s时，直杆端点A的线速度为（）A.SKIPIF1<0m/s B.SKIPIF1<0m/s C.SKIPIF1<0m/s D.SKIPIF1<0m/s【参考答案】C【名师解析】物块B由静止开始水平向左做a=0.2m/s2的匀加速直线运动，则在t=1s时，B的速度大小v=at=0.2×1m/s=0.2m/s运动的位移为x=SKIPIF1<0at2=0.1m而杆的长度为L=0.5m，依据三角知识，则有SKIPIF1<0得θ′=SKIPIF1<0如图将A点的速度分解接触点A的实际运动，即合运动为在A点垂直于杆的方向的运动，该运动由水平向左的分运动和竖直向下的分速度组成，所以vASKIPIF1<0那么直杆端点A的线速度为vASKIPIF1<0m/s=SKIPIF1<0m/s故选C。2.（2024辽宁十校联合体）某实验小组做风洞试验，俯视图如图所示，实线表示一竖直墙壁，风力水平向左，他们把一个质量为SKIPIF1<0的小球以SKIPIF1<0的初速度水平抛出，初速度方向与竖直墙壁的夹角SKIPIF1<0，已知重力加速度SKIPIF1<0，小球受到的水平风力大小恒为2N，风洞空间足够大，小球运动过程中没有与风洞壁发生碰撞。下列说法正确的是（）A.小球做变加速曲线运动B.小球的加速度为SKIPIF1<0C.当小球在右侧虚线运动的过程中离虚线所在竖直面最远时小球的位移是SKIPIF1<0D.当小球达到虚线正下方时小球的速率为SKIPIF1<0【参考答案】C【名师解析】依题意，小球受竖直向下的重力和水平向左的风力作用，二者均为恒力，且满足合力与速度不共线，所以小球做匀变速曲线运动。故A错误；根据二力合成的平行四边形定则，可得SKIPIF1<0根据牛顿第二定律，有SKIPIF1<0故B错误；根据小球的受力和初状态，可知小球在水平面内做类平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，建立三维坐标系，其中沿墙方向为x轴，垂直于墙为y轴，竖直方向为z轴，当小球在右侧虚线运动的过程中离虚线所在竖直面最远时，有SKIPIF1<0又SKIPIF1<0联立，解得此时小球的位移是SKIPIF1<0故C正确；根据类平抛运动的对称性，可知当小球达到虚线正下方时小球的水平面内的速率为SKIPIF1<0，竖直方向的速率为SKIPIF1<0当小球达到虚线正下方时小球的速率为SKIPIF1<0故D错误。3.（2023安徽宣城期末）如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹．已知在ts末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则（）A.ts内恒力F做功为SKIPIF1<0m(v02-v2)B.质点所受合外力的大小为SKIPIF1<0C.质点到达B点时的速度大小为SKIPIF1<0D.恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且SKIPIF1<0【参考答案】BCD【名师解析】.根据动能定理，ts内恒力F做的功为SKIPIF1<0，故A错误；.到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，恒力F的方向与速度方向成钝角，如图所示：在x′方向上根据数学知识可得：v=v0sinθ在y′方向根据数学知识可得：v0cosθ=ayt根据牛顿第二定律有：F=may解得：SKIPIF1<0，SKIPIF1<0即恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且SKIPIF1<0，故B,D正确；设质点从A点运动到B经历时间t1，设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得：Fcosθ=ma1，Fsinθ=ma2根据运动学公式可得：v0=a1t1，vB=a2t1，解得质点到达B点时的速度大小为SKIPIF1<0，故C正确；4..(2023云南昆明一中第9次质检)如图所示，在粗糙水平地面上有一质量为M物块，物块固连一轻质滑轮，并用轻绳按如图所示方式拉着物块运动，拉力恒为F，物块与地面间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，当物块运动到轻绳之间的夹角为SKIPIF1<0时，物块的速度为SKIPIF1<0，则此时（）A.物块的加速度为SKIPIF1<0B.物块的加速度为SKIPIF1<0C.拉绳子的速度为SKIPIF1<0D.拉绳子的速度为SKIPIF1<0【参考答案】BC【名师解析】如图1所示，由受力分析得物块的加速度为SKIPIF1<0故A错误，B正确；如图2所示，假设经过足够小的SKIPIF1<0时间，则滑轮运动过的距离为SKIPIF1<0，此时，在原来的绳子上取AB段与现在绳子长度相同，其余部分SKIPIF1<0则为绳子收缩掉的长度，由于时间很小，故SKIPIF1<0则收缩掉的绳子长度SKIPIF1<0故有SKIPIF1<0即SKIPIF1<0或如图3所示，将滑轮的速度v分解为沿绳方向SKIPIF1<0和垂直轻绳方向，则拉绳子的速度是滑轮两侧绳子运动速度之和，即SKIPIF1<0，故C正确，D错误。5.（2023广东广州名校联考）一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个（）A．B．C． D．【参考答案】．C【名师解析】物体自由下落到某处突然受一恒定水平向右的风力，此时合力向右下方，则轨迹应向右弯曲，且拐弯点的切线方向应与速度方向相同，即竖直向下；风停止后，物体只受重力，即合力竖直向下，轨迹应向下弯曲。故选C。6.（2023河北张家口宣化一中二模）如图所示，一长方形木板放置在水平地面上，在木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板跟木板之间并不接触。现在有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动，同时木板以相同大小的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，物块的质量为m，为让方形物块沿图示方向匀速运动，需要对物块沿挡板方向施加推力，则推力F的大小为（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【参考答案】A【名师解析】设物块沿挡板方向的速度为SKIPIF1<0，与木板的相对速度为SKIPIF1<0物块相对于木板的运动方向如图所示，根据运动的合成和分解规律可知根据几何关系可得SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0木板对物块的摩擦力SKIPIF1<0方向与SKIPIF1<0方向相反，挡板对物块的支持力为SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0则挡板对物块摩擦力的大小为SKIPIF1<0联立可得SKIPIF1<0对物块沿SKIPIF1<0方向根据平衡条件得SKIPIF1<0故A正确，BCD错误。7.（2023浙江十所名校期中联考）如图1所示是一个单线轨直线滑台模组，滑块可以在电路的控制下做各种直线运动。现将两个相同的单线轨直线滑台模组十字组合成一个整体，并将一只笔固定在一个滑块上，如图2所示。笔沿y轴匀速移动，同时沿x轴分别匀速、匀加速、匀减速移动，得到了1、2、3三条笔尖的运动轨迹，如图3所示。下列关于笔尖的运动轨迹，判断正确的是（）

A.x轴匀速移动得到轨迹3 B.x轴匀加速移动得到轨迹1C.x轴匀减速移动得到轨迹2 D.x轴匀加速移动得到轨迹3【参考答案】B【名师解析】．笔沿y轴匀速移动，若同时沿x轴匀速运动，则合运动为匀速直线运动，轨迹为直线轨迹2，A错误；若同时沿x轴匀加速运动，加速度（合外力）沿x轴方向，轨迹弯向x轴，则x轴匀加速移动得到轨迹1，B正确，D错误；若同时沿x轴匀减速运动，加速度（合外力）沿x轴负方向，轨迹弯向-x轴，则x轴匀减速移动得到轨迹3，C错误。8.（2023辽宁鞍山一模）“歼-20”再次闪亮登场2022珠海航展。如图所示，战机先水平向右，再沿曲线SKIPIF1<0向上，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SKIPIF1<0段曲线飞行时，战机（）A.所受合外力不变B.所受合外力方向竖直向上C.竖直方向的分速度不变D.水平方向的分速度逐渐减小【参考答案】D【名师解析】．战机飞行速率不变，合力方向始终与速度方向垂直，即指向圆心，所受合外力方向不断变化，不是竖直向上的，故AB错误；飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vy=vsinθ，增大，即竖直方向的分速度逐渐增大，故C错误；飞机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vx=vcosθ，减小，即水平方向的分速度减小，故D正确。9.（2023浙江名校联盟联考）如图，水平桌面上有一涂有黑色墨水的小球，给小球一个初速度使小球向右做匀速直线运动，它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时，木板开始做自由落体运动（球与板之间的相互作用力忽略不计）。若木板开始运动时，cd边与桌面相齐平，则小球在木板上留下的轨迹是（）A. B. C. D.【参考答案】D【名师解析】给小球一个初速度使小球向右做匀速直线运动，它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时，木板开始做自由落体运动，可知小球在木板上留下的轨迹可以视为水平方向的匀速直线运动，竖直方向为反方向的自由落体运动，轨迹D正确。10.（2023安徽合肥六中质检）曲柄滑块机构是机械设计中最基础的机构之一，广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的机构中，可以把往复移动转换为不整周或整周的回转运动。某种曲柄滑块机构的构造如下图，圆盘半径为R，以角速度为SKIPIF1<0做顺时针匀速转动。P为圆盘边缘上的固定转轴，可以绕着O点做完整的圆周运动；Q为滑块，被固定槽限定只能沿着轴线SKIPIF1<0往复运动；不可形变、足够长的连杆一端穿过转轴P，另一端穿过固定在滑块上的转轴。图示时刻OP连线垂直于轴线SKIPIF1<0，OPQ夹角为SKIPIF1<0。以下说法正确的是（）A.转轴P的加速度大小为SKIPIF1<0B.图示时刻滑块处于加速状态C.图示时刻滑块的速度大小为SKIPIF1<0D.其他条件不变，改变连杆的长度有可能使滑块做匀速运动【参考答案】AC【名师解析】转轴SKIPIF1<0做匀速圆周运动，加速度大小为SKIPIF1<0，故A正确；如图所示，设转轴P速度方向与连杆的夹角为SKIPIF1<0，滑块速度方向与连杆的夹角为SKIPIF1<0，转轴P与滑块沿杆方向的分速度相等，则有SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0根据几何关系可知图示时刻满足SKIPIF1<0则图示时刻滑块的速度大小为SKIPIF1<0由于转盘做顺时针匀速转动，在图示时刻之前，当连杆刚好与SKIPIF1<0垂直时，SKIPIF1<0为0，设此时滑块速度方向与连杆的夹角为SKIPIF1<0，则滑块速度为SKIPIF1<0可知在图示位置前滑块速度已经达到最大值，则图示时刻滑块处于减速状态，故B错误，C正确；根据SKIPIF1<0转动过程中，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0不断变化，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0大小不变，则SKIPIF1<0不断变化，故滑块不可能做匀速运动，与杆的长度无关，故D错误。11．(2023苏州八校模拟).如图所示，长度为L的轻杆上端连着一质量为m的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的边长为L，质量为SKIPIF1<0，重力加速度为g。若A、B之间，B与地面间皆光滑，则（）A.A、B分离时，二者加速度相等 B.A、B分离时，B的速度为SKIPIF1<0C.A落地前最大速度为SKIPIF1<0 D.A落地前最大加速度为SKIPIF1<0【参考答案】D【名师解析】设杆与地面夹角为SKIPIF1<0时，二者分离，根据机械能守恒定律有SKIPIF1<0对A，根据牛顿第二定律有SKIPIF1<0结合关联速度可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由于运动时间相等，可知A、B分离时，二者加速度不相等，故AB错误；A与B分离后继续下落得过程中机械能守恒，则SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，故C错误；A落地时的向心加速度为SKIPIF1<0根据运动的合成可知A落地前最大加速度为SKIPIF1<0，D正确。12.（2023南昌二中开学质检）如图所示为内燃机中轻质活塞和曲柄连杆结构的示意图和简图。气缸内高压气体推动活塞使其往复运动，某时刻活塞的速度为SKIPIF1<0，连杆AO与活塞轴线BO垂直，气缸中高压气体及外部大气对活塞作用力的合力大小为F，已知SKIPIF1<0，不计一切摩擦，则此刻（）

A.活塞对连杆AB的作用力为2FB.气缸壁对活塞的作用力为SKIPIF1<0C.连杆AB的A端沿连杆AB方向的线速度为SKIPIF1<0D.连杆OA的A端绕O点转动的线速度为SKIPIF1<0【参考答案】BD【名师解析】连杆AO与活塞轴线BO垂直时，由几何关系可知BA与BO之间的夹角SKIPIF1<0由于是轻质活塞，所以活塞所受合外力为零，活塞受连杆AB对其的推力SKIPIF1<0、气缸壁对其的弹力SKIPIF1<0和高压气体及外部大气对活塞的作用力作用，如图所示

根据平衡条件可得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0故A错误，B正确；．SKIPIF1<0沿连杆AB方向和垂直于连杆AB方向分解，如图所示

沿连杆AB方向的速度SKIPIF1<0连杆OA的A端绕O转动的线速度SKIPIF1<0故C错误，D正确。13.(2023长沙名校质检)某次英雄小伙子救人的过程，可用下图去描述：落水孩童抓住绳索停在A处，对面河岸上的小伙子从B处沿直线匀速游到A处，成功把人救起。河宽和间距如图中标注，假定河水在各处的流速均为SKIPIF1<0，则（）A.小伙子如果面对垂直于河岸的方向游，是不可能到达A点的B.小伙子渡河的时间一定为8sC.小伙子在静水中游泳的速度至少应为SKIPIF1<0，才能沿直线匀速游到A处D.只有小伙子总面对着A处游，沿直线匀速游到A处【参考答案】C【名师解析】由题可知，设小伙子在静水中的游泳的速度为SKIPIF1<0，小伙子的合运动方向是从B到A，作出小伙子游泳时合速度与两个分速度的关系如图所示：当SKIPIF1<0与合速度垂直时，SKIPIF1<0有最小值，设AB与河岸的夹角为SKIPIF1<0，根据几何关系有SKIPIF1<0即游泳时小伙子面对的方向是与合速度方向垂直，最小速度为SKIPIF1<0，故C正确；小伙子如果面对垂直于河岸的方向游，若相对于静水的速度为SKIPIF1<0此时恰好到达A点，故A错误；只有小伙子在静水中速度垂直于河岸时，小伙子渡河的时间为SKIPIF1<0小伙子在静水中的速度不与河岸垂直时，小伙子渡河的时间不等于8s，故B错误；若小伙子总面对着A处游，且速度一定时，由于两个匀速直线运动的合运动仍然为匀速直线运动，可知，其轨迹为一条直线，根据运动的合成可知，此时其合速度方向指向A点右侧，即到达不了A处，故D错误。。14.（2023江苏名校联考）．1949年4月，解放军“百万雄师过大江”。在某平直江段渡江时，战士所乘船只在静水中的速度为v1，江水流速为v2，若江水速度方向与江岸平行，下列说法正确的是（）A．船渡江时间与v2有关 B．当v1=v2时，船能到达正对岸C．当保持船头垂直江岸时，渡江时间最短 D．当保持船头垂直江岸时，渡江位移最小【参考答案】C【名师解析】船头垂直河岸渡河，船渡江时间只与v1有关，船渡江时间与v2无关，A错误；当v1＞v2时，船能到达正对岸，当v1=v2时，船不能到达正对岸，B错误；当保持船头垂直江岸时，渡江时间最短，C正确；当v1＞v2时，船头斜向上游，船能到达正对岸，渡江位移最小，但渡江时间不是最短，D错误。15.（2023安徽合肥