内容正文:
第四章 曲线运动 万有引力与航天
第1讲 曲线运动 运动的合成与分解
[基础对点练]
1.(曲线运动的性质)在第23届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹(如图所示).在此过程中轮滑演员( )
A.速度始终保持不变
B.运动状态始终保持不变
C.速度方向沿曲线上各点的切线方向
D.所受合力方向始终与速度方向一致
解析:C [轮滑演员做曲线运动,速度方向不断变化,运动状态不断变化,故A、B错误;做曲线运动的轮滑演员的速度方向沿曲线上各点的切线方向,C正确;轮滑演员所受合力方向与速度方向不在同一条直线上,D错误.]
2.(力与运动的关系)如图甲所示,在足球场上罚任意球时,运动员踢出的足球,在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门,守门员“望球莫及”,球的轨迹如图乙所示.关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向,下列说法正确的是( )
A.合外力的方向与速度方向在一条直线上
B.合外力的方向沿轨迹切线方向,速度方向指向轨迹内侧
C.合外力方向指向轨迹内侧,速度方向沿轨迹切线方向
D.合外力方向指向轨迹外侧,速度方向沿轨迹切线方向
解析:C [足球做曲线运动,则其速度方向为轨迹的切线方向,根据物体做曲线运动的条件可知,合外力的方向一定指向轨迹的内侧,故C正确,A、B、D错误.]
3.(力与曲线运动轨迹的关系)一辆自行车在水平路面上运动的轨迹如图所示,则( )
A.①可能是合力的方向
B.②可能是速度的方向
C.③可能是加速度的方向
D.④可能是从A运动到D位移的方向
解析:C [做曲线运动的物体,其轨迹向合力所指方向弯曲,由题图可知A处合力的方向不可能是①,A错误;曲线运动的速度方向是曲线上该点的切线方向,所以B处速度应沿曲线切线方向,B错误;加速度方向与合力方向一致,合力方向指向曲线的凹侧,可知③可能是加速度的方向,C正确;位移的方向是从初位置指向末位置,因此④不可能是从A运动到D位移的方向,D错误.]
4.(力与曲线运动轨迹的关系)如图所示,在一张白纸上,用手平推直尺沿纵向匀速移动,同时让铅笔尖靠着直尺横向匀加速移动,则笔尖画出的轨迹应为( )
解析:C [笔尖在水平方向做匀加速直线运动,在竖直方向做匀速直线运动,结合加速度指向曲线运动轨迹的凹侧可知C正确.]
5.(力与运动的关系)如图所示,光滑水平面内的xOy直角坐标系中,一质量为1 kg的小球沿x轴正方向匀速运动,速度大小为1 m/s,经过坐标原点O时,小球受到的一沿y轴负方向、大小为1 N的恒力F突然撤去,其他力不变,则关于小球的运动,下列说法正确的是( )
A.做变加速曲线运动
B.任意两段时间内速度变化大小都相等
C.经过x、y坐标相等的位置时所用时间为1 s
D.1 s末速度大小为 m/s
答案:D
6.(速度的分解)曲柄连杆结构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件,如图所示,连杆下端连接活塞Q,上端连接曲轴P.在工作过程中,活塞Q在汽缸内上下做直线运动,带动曲轴绕圆心O旋转,若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度等于v0
B.当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度大于v0
C.当O、P、Q在同一直线时,活塞运动的速度等于v0
D.当O、P、Q在同一直线时,活塞运动的速度大于v0
解析:A [当OP与OQ垂直时,设∠PQO=θ,此时活塞的速度为v,将P的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度;将活塞的速度v分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度,则此时v0cos θ=v cos θ,即v=v0,选项A正确,B错误;当O、P、Q在同一直线时,P沿杆方向的速度为零,则活塞运动的速度等于0,选项C、D错误.]
7.(速度的合成)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风力有关
D.运动员着地速度与风力无关
解析:B [运动员同时参与了两个分运动,竖直方向向下落和水平方向随风飘,两个分运动同时发生,相互独立,因而,水平风速越大,落地的合速度越大,但落地时间不变,故选项B正确,A、C、D错误.]
8.(小船渡河)某小船在河宽为d、水速恒定为v的河中渡河,第一次用最短时间从渡口向对岸开去,此时小船在静水中航行的速度为v1,所用时间为t1;第二次用最短航程从同一渡口向对岸开去,此时小船在静水中航行的速度为v2,所用时间为t2,结果两次恰好抵达对岸的同一地点,则( )
A.第一次所用时间t1=
B.第二次所用时间t2=
C.两次