内容正文:
十二 曲线运动 运动的合成与分解
(建议用时:40分钟)
1.(多选)一物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动,一个水平力作用在物体上,物体的运动轨迹如图中实线所示,图中B为轨迹上的一点,虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划分为5个区域,则关于施力物体的位置,下面说法正确的是( )
A.如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域
B.如果这个力是引力,则施力物体一定在②区域
C.如果这个力是斥力,则施力物体可能在②区域
D.如果这个力是斥力,则施力物体一定在④区域
AC 解析:做曲线运动物体的运动轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧,所以如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域,故A正确,B错误;如果这个力是斥力,则施力物体可能在②区域,但一定不在④区域,故C正确,D错误。
2.如图所示,一物体以速度v向左运动,从A位置开始受到恒力F的作用。四位同学画出了物体此后可能的运动轨迹AB和物体在B点的速度方向,四种画法正确的是( )
A B
C D
A 解析:物体做曲线运动时,合外力指向运动轨迹弯曲的内侧,C项错误;物体做曲线运动时,其运动轨迹在力的方向和速度方向之间,A正确,B、D错误。
3.在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动,同时人顶着杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为s,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法正确的是( )
A.相对地面的运动轨迹为直线
B.相对地面做变加速曲线运动
C.t时刻猴子对地速度的大小为v0+at
D.t时间内猴子对地的位移大小为
D 解析:猴子竖直向上做匀加速直线运动,水平向右做匀速直线运动,其合运动是匀变速曲线运动,相对地面的轨迹为曲线,A、B错误;t时刻猴子对地速度的大小为v=,D正确。,C错误;t时间内猴子对地的位移是指合位移,其大小为
4.(2021·湖南模考)(多选)甲、乙两同学相约去参观博物馆。两人同时从各自家中出发,沿同一直线相向而行,经过一段时间后两人会合。身上携带的运动传感器分别记录了他们在这段时间内的速度大小随时间的变化关系,如图所示。其中,甲的速度大小随时间变化的图线为两段 圆弧,则( )
A.在t1时刻,甲、乙两人速度相同
B.0~t2时间内,乙所走路程大于甲
C.在t3时刻,甲、乙两人的加速度大小相等
D.0~t4时间内,甲、乙两人的平均速率相同
AD 解析:前2 s内,物体在y轴方向上没有速度,由题图甲可以看出,物体沿x轴方向做匀加速直线运动,A正确;后2 s内,物体在x轴方向上做匀速直线运动,在y轴方向做匀加速直线运动,根据运动的合成知,物体做匀加速曲线运动,加速度沿y轴方向,B错误;前2 s内,物体在x轴方向上的位移为s1=×2 m=2 m,则4 s末物体的坐标为 (6 m,2 m),C错误,D正确。t=×2 m=2 m,后2 s内,物体在x轴方向上的位移为s2=vxt=2×2 m=4 m,物体在y轴方向上的位移为y=t=
5.(多选)如图所示,小船以大小为v1、方向与上游河岸成θ角的速度(在静水中的速度)从A处过河,经过时间t正好到达正对岸的B处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸B处,在水流速度不变的情况下,不可以采取的方法是( )
A.只增大v1大小,不必改变θ角
B.只增大θ角,不必改变v1大小
C.在增大v1的同时,也必须适当增大θ角
D.在增大v1的同时,也必须适当减小θ角
ABD 解析:若只增大v1大小,不改变θ角,则小船在水流方向上的分速度增大,小船不可能垂直到达对岸,故A错误;若只增大θ角,不改变v1大小,同理可知,小船在水流方向上的分速度减小,小船不可能垂直到达对岸,故B错误;若在增大v1的同时,适当增大θ角,这样可以保证小船在水流方向上的分速度不变,而垂直河岸的分速度增大,则小船能垂直到达对岸,且时间更短,故C正确;若增大v1的同时,适当减小θ角,则小船在水流方向上的分速度增大,小船不能垂直到达对岸,故D错误。
6.人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是( )
A.v0sin θ B.
C.v0cos θ D.
D 解析:由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动,一个是沿着与它相连接的绳子方向的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动。而物体A的实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动。它们之间的关系如图所示,
由三角函数知识可得vA=,所以A、B、C错误,D正确。
7.根据高中所