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2021《好题》快递2 运动合成与分解
考点一 运动的合成与分解
1.(多选)如图所示,红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管水平向右做直线运动,则下列说法正确的是( )
A.若玻璃管匀速运动,则蜡块的轨迹可能为曲线3
B.若玻璃管匀速运动,则蜡块的轨迹为直线2
C.若玻璃管匀加速运动,则蜡块的轨迹可能为曲线1
D.若玻璃管匀加速运动,则蜡块的轨迹可能为曲线4
【答案】BD
【解析】
AB.红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,若玻璃管在水平方向上做匀速直线运动,合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,物体做直线运动,知轨迹可能为直线2,A错误、B正确;
CD.红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,若玻璃管在水平方向上做匀加速直线运动,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动。根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间,合力的方向大致指向轨迹凹的一向,知轨迹可能为曲线4,C错误、D正确。
故选BD。
2.在水平桌面上放置一张纸,画有如图所示的平面直角坐标系,一个涂有颜料的小球沿轴正方向运动(不计球与纸间的摩擦),经过原点时,白纸从静止开始沿轴正方向做匀加速直线运动,经过一段时间,纸面上留下的痕迹可能为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
白纸从静止开始沿轴正方向做匀加速直线运动,等效为小球相对于白纸在x方向上沿x轴负方向做匀加速直线运动,即水平方向上的合力指向x负方向;小球在y方向上沿y轴正方向做匀速直线运动,合力为零,故总的合力指向x负方向,指向轨迹内侧,小球的合运动为匀变曲(类平抛);
故选A。
3.如图,雨点正在以4 m/s的速度竖直下落,小明同学以3 m/s的速度水平匀速骑行,为使雨点尽量不落在身上,手中伞杆应与竖直方向所成夹角为( )
A.30°
B.37°
C.45°
D.0°
【答案】B
【解析】
由题意可知,雨点以4 m/s的速度竖直下落,小明同学以3 m/s的速度水平匀速骑行,根据平行四边形定则,设小明同学的速度与雨滴竖直下落速度的合速度与竖直方向成θ角,有
则
故选B。
4.质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.1,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为x=5.0t,y=0.5t2(单位均为m),g取10m/s2。根据以上条件,下列说法正确的是( )
A.物体运动的轨迹是直线
B.任意时间内的速度变化量的方向是沿y轴负方向
C.物体所受的合外力大小、方向都是恒定不变的
D.物体对水平面的压力不变,物体所受的滑动摩擦力也不变
【答案】C
【解析】
A.物体在y方向上做匀加速直线运动,在x方向上做匀速直线运动,有
可知物体运动的轨迹是抛物线,故A错误;
B.因为加速度不变,且方向沿y轴正方向,可知速度的变化量的方向沿y轴正方向,故B错误;
C.因为物体在x方向上的加速度为零,y方向上的加速度为1m/s2,则合加速度为1m/s2,大小和方向都不变,则合力的大小和方向不变,故C正确;
D.因为物体的运动轨迹是曲线,滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,则滑动摩擦力的方向在变化,故D错误;
故选C。
考点二 小船渡河问题
5.(多选)如图所示,若小船渡河时船头指向③方向,则所用时间为100 s。已知小船在静水中的速度为2 m/s,②方向与河岸成30°角,河水的流速为1.5 m/s,则( )。
A.河的宽度为200 m
B.在小船渡河过程中船头指向③方向时,小船到达对岸的位置与出发点间的距离为200 m
C.在小船渡河过程中船头指向④方向时,船的实际速度可以达到3.5 m/s
D.在小船渡河过程中船头指向②方向时,渡河的时间为200 s
【答案】AD
【解析】
A.当小船在静水中的速度方向与河岸垂直时,小船渡河时间最短
t=
那么河宽
d=vct=2×100 m=200 m
A项正确;
B.当小船以最短时间渡河时,小船沿着水流方向的距离
s=vst=1.5×100 m=150 m
那么到达对岸的位置与出发点间的距离
x==250 m
B项错误;
C.船在静水中的速度为2 m/s,河水的流速为1.5 m/s,那么当小船船头方向与河岸成某一角度进行渡河时,船的实际速度最大值不大于3.5m/s,C项错误;
D.当船以船头方向与河岸成30°角渡河时,船渡河的时间
t'== s=200s
D项正确;
故选AD。
6.如图所示,两艘型号相同的游船停靠在钱塘江南岸边A码头位置,已知江水自西向东流速恒定为v,且各处水流速度相同。两艘船在静水中行驶的速度均为。一艘船从A点船头向着方向行驶,过江时间为,船的位移为;另一艘船头向着方向行驶,过河时间为,船的位移为。若与河岸的垂线的夹角相等,且忽略江宽变化,则有( )