必考点01 曲线运动　运动的合成与分解-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点01 曲线运动　运动的合成与分解 题型一 曲线运动的条件和特征 例题1（2022·湖北·武汉东湖新技术开发区教育发展研究院高一期末）运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中，帮助运动员提高成绩。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．烟尘颗粒速度始终不变 B．烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动 C．P点处的加速度方向可能水平向左 D．Q点处的合力方向可能竖直向下 【答案】D 【解析】A．曲线运动的速度大小可能不变，但方向一定在变，故A错误； B．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，可知烟尘颗粒所受的力在变化，故不可能是匀变速曲线运动，故B错误； C．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，故P点处的加速度方向可能斜右上方，故C错误； D．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧知Q点处的合力方向可能竖直向下，故D正确。 故选D． 例题2 （2022春•闵行区校级期中）关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B．平抛运动是一种匀变速曲线运动 C．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的 D．做圆周运动的物体，所受合力总是指向圆心的 【答案】B 【解析】A、物体在恒力作用下有可能做曲线运动，如平抛运动，故A错误； B、做平抛运动的物体只受重力，加速度恒定，所以平抛运动是一种匀变速曲线运动，故B正确； C、做匀速圆周运动的物体，所受合力的大小不变，方向时刻指向圆心，所受合力是变化的，故C错误； D、对于做变速圆周运动的物体，同时存在改变物体运动速率的切向力和改变物体运动方向的向心力，这两个力的合力方向不指向圆心，只有做匀速圆周运动的物体所受合力才总是指向圆心，故D错误。 故选B． 【解题技巧提炼】 1.运动轨迹的判断 (1)若物体所受合力方向与速度方向在同一直线上，则物体做直线运动. (2)若物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动. 2.曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系 (1)速度方向与运动轨迹相切； (2)合力方向指向曲线的“凹”侧； (3)运动轨迹一定夹在速度方向和合力方向之间. 3.合力方向与速率变化的关系 题型二 运动的合成与分解 例题1 （2022·浙江宁波·高一期末）如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽，某时刻队伍整齐的排头刚到达，在A点的体育老师此时准备从队伍前沿经直线匀速到达边处某点，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度，B、C之间的距离为，则以下说法正确的是（　　） A．体育老师的速度可能为 B．体育老师速度方向与平行 C．体育老师可能在到达边 D．若体育老师要跑到边中点D处，其速度大小为 【答案】C 【解析】AB．体育老师匀速运动从A到BC边某处，且不影响跑操队伍，则其一方面沿着队伍行进方向的速度不能小于2m/s，另一方面还要有一个垂直于跑操队伍前进方向的速度，其实际速度（）一定大于2m/s，与AB有一定夹角，故A、B都错误； C．若体育老师在到达边，则其垂直于跑操队伍前进方向的速度 带入数据可得=6m/s，体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度，其合速度即可，作为体育老师，是可以实现的，故C正确； D．若体育老师要跑到边中点D处，则运动时间 则其垂直于跑操队伍前进方向的速度，体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度，则合速度，故D错误。 故选C． 例题2（2022春•邢台月考）已知小船在静水中的速率是v1＝5m/s，现让该船渡过某条河流，假设这条河流的两岸是理想的平行线，河宽d＝100m，河水均匀流动且速率为v2＝3.2m/s，方向与河岸平行，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，回答下列问题： （1）若要以最短时间过河，小船船头的指向朝哪里？ （2）若行驶过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸，则渡过时间t1是多少？小船到达对岸时向下偏移的位移x是多少？ （3）欲使小船到达河的正对岸，则船头应与河岸上游方向的夹角α为多大？渡河时间t2为多少？ 【答案】（1）若要以最短时间过河，行驶过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸； （2）若行驶过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸，则渡过时间为20s，小船到达对岸时向下偏移的位移x是64m； （3）欲使小船到达河的正对岸，则船头应与河岸上游方向的夹角α为53°，渡河时间t2为25s。 【解析】（1）行驶过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸，则过河时间最短。 （2）若行驶过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸，则渡过时间为： 小船到达对岸时向下偏移的