2026届高考物理一轮复习专项练:曲线运动、运动的合成与分解
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内容正文:
曲线运动、运动的合成与分解
考点一:曲线运动的基本概念及条件
考向1:曲线运动的认识与理解
【例1】关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.物体受到的力不为恒力,物体一定做曲线运动
B.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变
C.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变
D.当物体受到与初速度方向不在同一条直线的合力作用时,物体一定做曲线运动
【答案】D
【详解】A.物体受到的力不为恒力,但若该力方向始终与速度方向共线,物体仍做直线运动,A错误;
B.若变化的合力方向始终与速度方向垂直(如匀速圆周运动),速度大小不变,B错误;
C.当合力不垂直于速度方向时,沿速度方向的分力会使速度大小改变,因此速度大小不可能一直不变,C错误;
D.当合力方向与初速度方向不共线时,物体速度方向会不断变化,物体一定做曲线运动,D正确;
故选D。
【变式1-1】关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.曲线运动一定是变加速运动
B.在恒力作用下,物体也能做曲线运动
C.曲线运动的速度可以不变
D.曲线运动的速度大小一定不断变化
【答案】B
【详解】A.曲线运动的加速度可以是恒定的(如平抛运动),因此不一定是变加速运动,故A错误;
B.恒力作用下,只要力与速度方向不共线(如平抛运动),物体即可做曲线运动,故B正确;
C.曲线运动的速度方向必然变化,速度矢量一定变化,故C错误;
D.曲线运动的速度大小可以不变(如匀速圆周运动),故D错误。
故选B。
【变式1-2】如图所示为播种时向右抛出的一粒谷子在空中运动的轨迹,则谷子经过图中A点的速度方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】向右抛出的一粒谷子,可知谷子经过图中A点的速度方向沿该点的切线方向向右。
故选A。
考向2:曲线运动的轨迹、速度方向与力的方向的关系
【例2】足球运动一直深受师生的喜爱。图中虚线为某次足球比赛时足球在空中的飞行轨迹,足球在空中运动时不旋转,轨迹在竖直平面内。则足球在最高点的速度v的方向和所受合力F的方向可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】足球做曲线运动,在最高点时有水平速度,且速度方向沿轨迹的切线方向;除受重力外还受空气阻力作用,则所受的合力F方向与速度方向夹角为钝角。
故选A。
【变式2-1】2024年12月中国第六代战斗机歼-36完成首飞,预计2027年列装空军,中国将成为全球首个装备六代机的国家。在某次测试中,歼-36沿圆弧从到大仰角加速爬升,下列四个选项中,歼-36所受合力的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】做曲线运动的物体受合外力方向指向轨迹的凹侧,速度方向沿轨迹的切线方向,因加速爬升,则合外力方向与速度方向夹角为锐角。
故选C。
【变式2-2】如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A.该电场由负点电荷形成
B.带电粒子一定是从P向Q运动
C.带电粒子在P点时的速度小于在Q点时的速度
D.带电粒子在P点时的加速度大于在Q点时的加速度
【答案】D
【详解】A.带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,受到的电场力指向电场线汇聚处,所以该电场是由正点电荷形成的,故A错误;
B.仅根据粒子的运动轨迹,无法确定粒子一定是从向运动,也有可能从向运动,故B错误;
C.若粒子从运动到,电场力方向与速度方向的夹角大于,电场力做负功,动能减小,速度减小,所以点速度大于点速度;若粒子从运动到,电场力做正功,动能增大,点速度还是大于点速度,故C错误;
D.电场线的疏密表示电场强度的大小,点处电场线比点处密,所以点电场强度大。根据,
为粒子电荷量,为电场强度,粒子在点受到的电场力大。再根据牛顿第二定律,
可得粒子在点的加速度大于在点的加速度,故D正确。
故选D。
考点二:运动的合成与分解
考向1:合运动与分运动的关系
【例3】关于运动的合成和分解,下列说法正确的是( )
A.合运动的速度一定大于分运动的速度
B.运动的合成和分解实质是对描述运动的物理量的合成与分解
C.合运动的时间等于各分运动的时间之和
D.分运动是变速直线运动,则合运动必是曲线运动
【答案】B
【详解】A.合速度的大小由分速度的矢量和决定,可能小于分速度(如分速度方向相反时),故A错误;
B.运动的合成与分解本质是对位移、速度、加速度等矢量的合成与分解,符合矢量叠加法则,故B正确;
C.分运动与合运动是同时发生的,时间必然相等,而非相加,故C错误;
D.若两个分运动的合加速度方向与合速度方向共线,即使分运动是变速直线运动,合运动仍为直线运动,故D错误。
故选B。
【变式3-1】在光滑水平面上,一物体沿正东方向做匀速直线运动。从某时刻起对物体施加一水平向南的力,若水平力越大,则物体在相等时间内( )
A.向东发生的位移不变 B.向东发生的位移越大
C.向南发生的位移不变 D.总位移不变
【答案】A
【详解】从某时刻起对物体施加一水平向南的力,若水平力越大,则加速度越大,向南发生的位移和总位移越大,向东方向的运动状态不变,则向东发生的位移不变。
故选A。
【变式3-2】人们在研究曲线运动时,往往利用“化曲为直”的思想,将物体的运动分解为沿两个方向的分运动。以下关于合运动和分运动的说法正确的是( )
A.两个初速度为零的匀加速直线运动,其合运动为匀变速曲线运动
B.若两个分运动是直线运动,则合运动一定也是直线运动
C.当一个分运动停止运动时,另一个分运动可能还在运动中
D.合运动的速度大小可以小于两个分运动的速度大小
【答案】D
【详解】A.两个初速度为零的匀加速直线运动,其合初速度也为零,加速度不为零,根据运动条件可判断,合运动为初速度为零的匀加速直线运动,故A错误;
B.两个分运动是直线运动,其合运动不一定是直线运动。故B错误;
C.合运动和分运动具有等时性,同时开始,同时进行,同时停止,故C错误;
D.合运动和两个分运动满足平行四边形定则,平行四边形的对角线可以小于两个邻边,所以合运动的速度大小可以小于两个分运动的速度大小。故D正确。
故选D。
考向2:合运动性质的判断
【例4】如图为直升飞机吊装全地形车的情景,飞机水平匀速飞行的同时把全地形车往上提升,让全地形车竖直向上做匀加速直线运动。若以全地形车刚开始向上运动的位置为坐标原点,竖直向上为y轴正方向,飞机飞行方向为x轴正方向,则全地形车的运动轨迹为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】全地形车水平方向做匀速直线运动,设速度为,竖直方向上做匀加速直线运动,设加速度为,可得,
所以图像是一个运动轨迹弯向合力方向的抛物线。
故选C。
【变式4-1】如图所示,工地上常用的塔吊起吊重物时,塔吊的水平横臂保持静止,悬挂重物的小车沿水平横臂匀速运动,同时使小车正下方吊钩上的重物匀速上升。关于重物的运动,下列判断正确的是( )
A.做曲线运动 B.做匀变速曲线运动
C.匀速直线运动 D.匀减速直线运动
【答案】C
【详解】重物在竖直方向和水平方向都做匀速运动,说明它所受合外力为零,一定做匀速直线运动。
故选C。
【变式4-2】如图所示,某次救灾演习中,一架直升飞机在悬停状态下向下投放物资。救灾物资在重力作用下竖直下落,下落中途刮起水平方向的大风,已知水平风力恒定,则下列说法中正确的是( )
A.物资的落地时间不受该风力影响
B.物资的落地时间会因为该风力变长
C.刮风后物资的轨迹可能是图中a直线
D.刮风后物资的轨迹可能是图中b曲线
【答案】A
【详解】AB.因风力沿水平方向,物资在竖直方向受力不变,则物资的落地时间不受该风力影响,选项A正确,B错误;
CD.刮风后物资受到向下的重力和水平向右的风力,合力方向斜向右下方,而合力的方向指向轨迹的凹侧,可知ab都不是物资的运动轨迹,选项CD错误。
故选A。
考点三:小船过河模型
考向1:最短时间过河问题
【例5】河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则( )
A.船渡河的最短时间是
B.船在行驶过程中,船头必须始终偏向河岸上游
C.船在河水中航行的轨迹是一条直线
D.船在河水中的最大速度是
【答案】D
【详解】A.当船头的指向与河岸垂直时,渡河时间最短,,故A错误;
BC.当静水速(即船头的指向)与河岸垂直时,渡河时间最短,由于水流速在变化,所以合运动不是直线运动,故BC错误;
D.当水流速最大时,合速度最大,最大速度为,故D正确。
故选D。
【变式5-1】小巴同学要过60m宽的小河,所在小船在静水中划行的速率为5m/s,河水的流速为3m/s,则最短渡河时间是 ( )
A.12s B.15s C.20s D.无法确定
【答案】A
【详解】当船头始终垂直指向正对岸时,船在垂直河岸方向的速度分量最大,此时渡河时间最短。
则有
故选A。
【变式5-2】如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。船在静水中的速度大小为4m/s,河流宽度为80m,水流速度大小为5m/s。下列说法正确的是( )
A.本次渡河的合速度大小为3m/s B.本次渡河的时间为20s
C.本次渡河的位移大小为80m D.B点位于A点河对岸下游60m
【答案】B
【详解】A.由题意,可得小船合速度大小为,故A错误;
B.船头始终垂直于河岸,渡河时间为,故B正确;
D.B点位置位于A点河对岸下游处,故D错误;
C.小船到达A点对岸下游,位移大小为,故C错误;
故选B。
考向2:最短位移渡河问题
1【例6】一小船渡河,河宽,水流速度,小船在静水中的速度,下列说法正确的是( )
A.小船不能垂直河岸渡河
B.小船最短渡河位移大小是
C.小船渡河过程中保持船头方向不变,若水流速度变小,则渡河时间变长
D.小船的最短渡河时间为
【答案】B
【详解】AB.因船的静水速度大于水流速度,则小船能垂直河岸渡过此河,即小船渡过此河最短位移为200m,故A错误,B正确;
C.小船渡河的时间取决于船速沿垂直于河岸方向的分量,与水流速度无关,则小船渡河过程中保持船头方向不变,若水流速度变大,则渡河时间不变,故C错误;
D.小船的最短渡河时间为
故D错误。
故选B。
【变式6-1】在两岸平行且宽度为240m的河流中,河水流速处处相同且大小为3m/s。某艘小船的静水速度大小为6m/s,则该小船渡河的最短时间和最短位移分别为( )
A.40s和240m B.80s和240m
C.40s和300m D.80s和300m
【答案】A
【详解】船头正对岸时,船的静水速度全部用于横向过河,时间仅由河宽和船速决定,即
当船速(6m/s)大于水速(3m/s)时,船可调整航向使合速度垂直河岸,即最短位移为240m。
故选A。
【变式6-2】端午赛龙舟是中华民族的传统比赛,某龙舟在比赛前划向比赛起点的途中要渡过80m宽两岸平直的河,龙舟在静水中划行的速率为8m/s,河水的流速为10m/s,下列说法正确的是( )
A.该龙舟以最短位移渡河通过的位移为80m
B.该龙舟渡河时船头垂直河岸,若水速突然变大,则渡河时间会变长
C.该龙舟渡河所用时间最少为10s
D.该龙舟可能沿垂直河岸的航线抵达对岸
【答案】C
【详解】A.龙舟在静水中速率为8m/s,小于河水流速10m/s,无法通过调整航向使合速度垂直河岸,因此最短位移渡河的位移大于河宽80m,故A错误;
B.渡河时间仅由河宽和船速垂直河岸的分量决定,与水速无关,水速变化不影响时间,故B错误;
C.最短时间渡河需船头垂直河岸,时间,故C正确;
D.因船速小于水速,合速度方向无法垂直河岸,故不可能沿垂直河岸航线抵达,故D错误。
故选C。
考点四:关联速度问题
考向1:绳子连接关联速度
【例7】用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸,如图所示,已知船的速度不变,则绳的速度( )
A.不变 B.逐渐增大
C.逐渐减小 D.先增大后减小
【答案】C
【详解】设连接小船的绳子与水平方向的夹角为,则绳的速度大小为
由于逐渐增大,逐渐减小,所以绳的速度逐渐减小。
故选C。
【变式7-1】影视作品中很多武打动作都要借助“威亚”来完成。如图所示,演员A借助“威亚”完成在地面上水平后退的动作。此时他的速度大小为v,身上的牵引绳与竖直方向的夹角为,则工作人员向下拉绳的速度大小为( )
A.v B. C. D.
【答案】B
【详解】将演员A的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直细绳方向的速度,则沿细绳方向的速度等于工作人员拉绳的速度,即
故选B。
【变式7-2】如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以速率vA=10m/s匀速运动,在绳与轨道成30°角时,物体B的速度大小vB为( )
A.5m/s B. C. D.20m/s
【答案】C
【详解】将B的速度分解如图所示
则有,
解得
故选C。
考向2:杆连接关联速度
【例8】甲图为一款发动机的机械传动装置的示意图,可简化为图乙,曲轴OA绕固定的O点自由转动,通过连杆AB使活塞左右滑动。已知曲轴OA长为,连杆AB长为,绕O点沿顺时针方向匀速转动的角速度为,下列说法正确的是( )
A.当OA杆与AB垂直时,活塞的速度小于
B.当OA杆与AB垂直时,活塞的速度大于
C.当OA与AB共线时,活塞的速度大于
D.当OA与AB共线时,活塞的速度等于
【答案】B
【详解】AB.当OA杆与连杆AB夹角为,连杆AB与水平方向夹角为时,速度分解如图所示:
根据运动的合成与分解,沿杆方向的分速度
,,
二者沿杆方向的分速度是相等
解得
当时,此时连杆AB与圆相切,其中
代入数据联立解得,即活塞的速度大于,故A错误,B正确;
CD.当OA与AB共线时,A点沿AB的瞬时速度为零,B的瞬时速度为零,即活塞的速度等于零,故CD错误。
故选B。
【点睛】将速度分解成沿杆、垂直杆两个方向进行分析,根据几何关系解答。本题以一款发动机的机械传动装置为背景,考查了对关联速度的理解,要求熟悉几何法的运用。
【变式8-1】直角侧移门结构可简化成图甲(俯视)。玻璃门的两端滑轮A、B通过一根可自由转动的轻杆连接,滑轮可沿直角导轨自由滑动(滑轮视为质点)。玻璃门的宽度为L=1m。关门时,拉住把手使滑轮A从初始位置由静止开始做加速度为1m/s²的匀加速运动,当A达到乙图位置时,滑轮B的速度大小为( )
A. B. C.1m/s D.
【答案】A
【详解】拉住把手使滑轮A从初始位置由静止开始做加速度为1m/s²的匀加速运动,当A达到乙图位置时,对A有
解得此时滑轮A的速度大小为
滑轮A与滑轮B沿玻璃门方向的分速度大小相等,则有
解得滑轮B的速度大小为
故选A。
【变式8-2】如图甲是家用的人字梯,结构简图如图乙所示,该人字梯由两个完全相同的梯子AM、AN通过顶端的铰链(大小不计)连接而成。某次使用完人字梯后需要将其收拢起来,让梯子的底端M、N两点均以恒定的速率v贴着地面向中间滑动,某时刻,梯子AM、AN和竖直方向的夹角均为30°,则此时梯子顶部铰链速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】将M、A两点的速度分解,如图,则
解得
故选A。
真题练习
1、图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片,轨迹OA段是直线,AB段是曲线,巡视器质量为135kg,则巡视器( )
A.受到月球的引力为1350N B.在AB段运动时一定有加速度
C.OA段与AB段的平均速度方向相同 D.从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度
【答案】B
【详解】A.在月球上的g与地球不同,故质量为135kg的巡视器受到月球的引力不是1350N,故A错误;
B.由于在AB段运动时做曲线运动,速度方向一定改变,一定有加速度,故B正确;
C.平均速度的方向与位移方向相同,由图可知OA段与AB段位移方向不同,故平均速度方向不相同,故C错误;
D.根据位移的定义可知从O到B的位移大小等于OB的连线长度,故D错误。
故选B。
2.小车在水平地面上沿轨道从左向右运动,动能一直增加。如果用带箭头的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.
【答案】D
【详解】AB.小车做曲线运动,所受合外力指向曲线的凹侧,故AB错误;
CD.小车沿轨道从左向右运动,动能一直增加,故合外力与运动方向夹角为锐角,C错误,D正确。
故选D。
3.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.
【答案】D
【详解】罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,在时间内水平方向增加量,竖直方向做在自由落体运动,在时间增加;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。
故选D。
4.如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】B
【详解】设两边绳与竖直方向的夹角为,塔块沿竖直方向匀速下落的速度为,将沿绳方向和垂直绳方向分解,将沿绳子方向和垂直绳方向分解,可得
解得
由于塔块匀速下落时在减小,故可知v一直增大。
故选B。
5.如图,人沿平直的河岸以速度行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行,当绳与河岸的夹角为,船的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】将人的运动速度v沿着绳子方向和垂直绳子方向正交分解,如图,由于绳子始终处于绷紧状态,因而小船的速度等于人沿着绳子方向的分速度
根据此图得
v船=vcosα
故选C。
6.1935年5月,红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对静水速度1m/s,则突击队渡河所需的最短时间为( )
A.75s B.95s
C.100s D.300s
【答案】D
【详解】河宽一定,当木船船头垂直河岸时,在河宽方向上的速度最大,渡河用时最短,即木船相对静水的速度,渡河时间最短为
故选D。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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曲线运动、运动的合成与分解
考点一:曲线运动的基本概念及条件
考向1:曲线运动的认识与理解
【例1】关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.物体受到的力不为恒力,物体一定做曲线运动
B.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变
C.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变
D.当物体受到与初速度方向不在同一条直线的合力作用时,物体一定做曲线运动
【变式1-1】关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.曲线运动一定是变加速运动
B.在恒力作用下,物体也能做曲线运动
C.曲线运动的速度可以不变
D.曲线运动的速度大小一定不断变化
【变式1-2】如图所示为播种时向右抛出的一粒谷子在空中运动的轨迹,则谷子经过图中A点的速度方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【例2】足球运动一直深受师生的喜爱。图中虚线为某次足球比赛时足球在空中的飞行轨迹,足球在空中运动时不旋转,轨迹在竖直平面内。则足球在最高点的速度v的方向和所受合力F的方向可能为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】2024年12月中国第六代战斗机歼-36完成首飞,预计2027年列装空军,中国将成为全球首个装备六代机的国家。在某次测试中,歼-36沿圆弧从到大仰角加速爬升,下列四个选项中,歼-36所受合力的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A.该电场由负点电荷形成
B.带电粒子一定是从P向Q运动
C.带电粒子在P点时的速度小于在Q点时的速度
D.带电粒子在P点时的加速度大于在Q点时的加速度
考点二:运动的合成与分解
考向1:合运动与分运动的关系
【例3】关于运动的合成和分解,下列说法正确的是( )
A.合运动的速度一定大于分运动的速度
B.运动的合成和分解实质是对描述运动的物理量的合成与分解
C.合运动的时间等于各分运动的时间之和
D.分运动是变速直线运动,则合运动必是曲线运动
【变式3-1】在光滑水平面上,一物体沿正东方向做匀速直线运动。从某时刻起对物体施加一水平向南的力,若水平力越大,则物体在相等时间内( )
A.向东发生的位移不变 B.向东发生的位移越大
C.向南发生的位移不变 D.总位移不变
【变式3-2】人们在研究曲线运动时,往往利用“化曲为直”的思想,将物体的运动分解为沿两个方向的分运动。以下关于合运动和分运动的说法正确的是( )
A.两个初速度为零的匀加速直线运动,其合运动为匀变速曲线运动
B.若两个分运动是直线运动,则合运动一定也是直线运动
C.当一个分运动停止运动时,另一个分运动可能还在运动中
D.合运动的速度大小可以小于两个分运动的速度大小
考向2:合运动性质的判断
【例4】如图为直升飞机吊装全地形车的情景,飞机水平匀速飞行的同时把全地形车往上提升,让全地形车竖直向上做匀加速直线运动。若以全地形车刚开始向上运动的位置为坐标原点,竖直向上为y轴正方向,飞机飞行方向为x轴正方向,则全地形车的运动轨迹为( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】如图所示,工地上常用的塔吊起吊重物时,塔吊的水平横臂保持静止,悬挂重物的小车沿水平横臂匀速运动,同时使小车正下方吊钩上的重物匀速上升。关于重物的运动,下列判断正确的是( )
A.做曲线运动 B.做匀变速曲线运动
C.匀速直线运动 D.匀减速直线运动
【变式4-2】如图所示,某次救灾演习中,一架直升飞机在悬停状态下向下投放物资。救灾物资在重力作用下竖直下落,下落中途刮起水平方向的大风,已知水平风力恒定,则下列说法中正确的是( )
A.物资的落地时间不受该风力影响
B.物资的落地时间会因为该风力变长
C.刮风后物资的轨迹可能是图中a直线
D.刮风后物资的轨迹可能是图中b曲线
考点三:小船过河模型
考向1:最短时间过河问题
【例5】河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则( )
A.船渡河的最短时间是
B.船在行驶过程中,船头必须始终偏向河岸上游
C.船在河水中航行的轨迹是一条直线
D.船在河水中的最大速度是
【变式5-1】小巴同学要过60m宽的小河,所在小船在静水中划行的速率为5m/s,河水的流速为3m/s,则最短渡河时间是 ( )
A.12s B.15s C.20s D.无法确定
【变式5-2】如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。船在静水中的速度大小为4m/s,河流宽度为80m,水流速度大小为5m/s。下列说法正确的是( )
A.本次渡河的合速度大小为3m/s B.本次渡河的时间为20s
C.本次渡河的位移大小为80m D.B点位于A点河对岸下游60m
考向2:最短位移渡河问题
1【例6】一小船渡河,河宽,水流速度,小船在静水中的速度,下列说法正确的是( )
A.小船不能垂直河岸渡河
B.小船最短渡河位移大小是
C.小船渡河过程中保持船头方向不变,若水流速度变小,则渡河时间变长
D.小船的最短渡河时间为
【变式6-1】在两岸平行且宽度为240m的河流中,河水流速处处相同且大小为3m/s。某艘小船的静水速度大小为6m/s,则该小船渡河的最短时间和最短位移分别为( )
A.40s和240m B.80s和240m
C.40s和300m D.80s和300m
【变式6-2】端午赛龙舟是中华民族的传统比赛,某龙舟在比赛前划向比赛起点的途中要渡过80m宽两岸平直的河,龙舟在静水中划行的速率为8m/s,河水的流速为10m/s,下列说法正确的是( )
A.该龙舟以最短位移渡河通过的位移为80m
B.该龙舟渡河时船头垂直河岸,若水速突然变大,则渡河时间会变长
C.该龙舟渡河所用时间最少为10s
D.该龙舟可能沿垂直河岸的航线抵达对岸
考点四:关联速度问题
考向1:绳子连接关联速度
【例7】用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸,如图所示,已知船的速度不变,则绳的速度( )
A.不变 B.逐渐增大
C.逐渐减小 D.先增大后减小
【变式7-1】影视作品中很多武打动作都要借助“威亚”来完成。如图所示,演员A借助“威亚”完成在地面上水平后退的动作。此时他的速度大小为v,身上的牵引绳与竖直方向的夹角为,则工作人员向下拉绳的速度大小为( )
A.v B. C. D.
【变式7-2】如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以速率vA=10m/s匀速运动,在绳与轨道成30°角时,物体B的速度大小vB为( )
A.5m/s B. C. D.20m/s
考向2:杆连接关联速度
【例8】甲图为一款发动机的机械传动装置的示意图,可简化为图乙,曲轴OA绕固定的O点自由转动,通过连杆AB使活塞左右滑动。已知曲轴OA长为,连杆AB长为,绕O点沿顺时针方向匀速转动的角速度为,下列说法正确的是( )
A.当OA杆与AB垂直时,活塞的速度小于
B.当OA杆与AB垂直时,活塞的速度大于
C.当OA与AB共线时,活塞的速度大于
D.当OA与AB共线时,活塞的速度等于
【变式8-1】直角侧移门结构可简化成图甲(俯视)。玻璃门的两端滑轮A、B通过一根可自由转动的轻杆连接,滑轮可沿直角导轨自由滑动(滑轮视为质点)。玻璃门的宽度为L=1m。关门时,拉住把手使滑轮A从初始位置由静止开始做加速度为1m/s²的匀加速运动,当A达到乙图位置时,滑轮B的速度大小为( )
A. B. C.1m/s D.
【变式8-2】如图甲是家用的人字梯,结构简图如图乙所示,该人字梯由两个完全相同的梯子AM、AN通过顶端的铰链(大小不计)连接而成。某次使用完人字梯后需要将其收拢起来,让梯子的底端M、N两点均以恒定的速率v贴着地面向中间滑动,某时刻,梯子AM、AN和竖直方向的夹角均为30°,则此时梯子顶部铰链速度大小为( )
A. B. C. D.
真题练习
1、图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片,轨迹OA段是直线,AB段是曲线,巡视器质量为135kg,则巡视器( )
A.受到月球的引力为1350N B.在AB段运动时一定有加速度
C.OA段与AB段的平均速度方向相同 D.从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度
2.小车在水平地面上沿轨道从左向右运动,动能一直增加。如果用带箭头的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.
3.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.
4.如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
5.如图,人沿平直的河岸以速度行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行,当绳与河岸的夹角为,船的速率为( )
A. B. C. D.
6.1935年5月,红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对静水速度1m/s,则突击队渡河所需的最短时间为( )
A.75s B.95s
C.100s D.300s
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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