内容正文:
课时跟踪检测(九) 运动的合成与分解
1.关于曲线运动的描述,下列说法正确的是 ( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.物体在恒力作用下,不可能做曲线运动
C.物体在变力作用下,一定做曲线运动
D.两个变速运动的合运动必为曲线运动
2.(2025·三明高一期中)光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图所示。一小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,之后一直沿轨道运动直至轨道末端,在此过程中小球的速度方向与初速度方向相同和相反的次数分别是 ( )
A.2;3 B.2;2
C.3;2 D.3;3
3.(双选)如图所示,骑射运动中,运动员骑马沿直线AB运动,C处有一标靶,AB垂直BC,运动员在B处沿垂直AB方向放箭,没有击中标靶。要击中靶,下列调整可行的是 ( )
A.在B点左侧垂直AB方向放箭
B.在B点右侧垂直AB方向放箭
C.在B点朝标靶左侧放箭
D.在B点朝标靶右侧放箭
4.如图,一小铁球在水平光滑桌面上沿直线MN做匀速直线运动,若在桌面上A点放置一磁铁(图中未画出),铁球的运动轨迹如图中曲线MQ所示,P为曲线MQ上一点,若铁球在P点的速度方向与AP连线垂直,则铁球在沿曲线MQ运动的过程中 ( )
A.做匀变速曲线运动
B.在P点处于平衡状态
C.在P点的速率大于在M点的速率
D.速率先减小后增大
5.如图所示,塔吊水平摆臂摆动半径为15 m,某次作业将摆臂末端一个重物从某高度缓缓放到地面,在t=50 s的时间里摆臂摆过60°角,绕绳机向下匀速释放钢绳的速度为0.4 m/s,经50 s重物到达地面。该次作业中重物相对地面的位移大小约为 ( )
A.15 m B.20 m
C.25 m D.30 m
6.一学生学习物理后知道当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少。一无风的下雨天,某同学为了测定雨滴下落速度的大小,他打着雨伞以2 m/s的速度向左匀速走动,发现当伞把与竖直方向成37°时,他淋到的雨最少,忽略因伞运动而带动的空气流动,则雨滴相对地面竖直下落到伞面前瞬间的速度大小为(sin 37°=0.6) ( )
A. m/s B.2 m/s
C. m/s D. m/s
7.(2024·江西高考)(双选)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处。如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为v0,末速度v沿x轴正方向。在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度vx和竖直方向分速度vy与时间t的关系,下列图像可能正确的是 ( )
8.如图,塔吊吊起重物的过程中,吊钩将重物竖直吊起的同时,小车带动吊钩沿水平吊臂以恒定速率v匀速向右运动。第一次重物沿直线ABC运动,直线ABC与竖直方向所成角度为α(图中未标出);第二次重物沿曲线ABC运动,曲线ABC的中点B处的切线与竖直方向所成角度为θ。两次重物都在同一竖直面内运动,则在重物从A运动到C的过程中 ( )
A.第一次的运动时间较短
B.第二次的运动平均速度较大
C.第一次吊钩竖直方向运动的速度大小恒为
D.第二次吊钩竖直方向运动的速度最大值为
9.(2025·漳州高一检测)路灯维修车如图所示,车上带有竖直自动升降梯。若一段时间内,车匀加速向左沿直线运动的同时,梯子匀加速上升,则关于这段时间内对站在梯子上的工人的描述不正确的是 ( )
A.工人运动轨迹可能是曲线
B.工人运动轨迹可能是直线
C.工人一定做匀变速运动
D.工人可能做变加速运动
10.某实验小组的同学为了探究运动的合成与分解,将一蜡块放在竖直的玻璃管内,蜡块沿玻璃管向上做匀速直线运动,同时在水平外力的作用下使玻璃管沿水平方向做匀变速直线运动,描绘出的蜡块的轨迹图线如图所示,从运动开始经2 s的时间蜡块由原点运动到图中的A点,A点的坐标如图。则下列说法正确的是 ( )
A.蜡块沿玻璃管向上的速度为0.6 m/s
B.蜡块的加速度大小为1.6 m/s2
C.2 s末蜡块的速度大小为2.2 m/s
D.经过足够长的时间,轨迹可以平行于x轴
11.(10分)物体A放在光滑水平桌面上,在多个恒力的作用下做匀速运动,其速度v0的方向与直线OO'成30°角。假设物体所受恒力的方向都与水平桌面平行,图中仅画出了与直线OO'垂直的恒力F1,其他力没有画出。已知v0=10 m/s,F1=5 N,物体A的质量m=2 kg,F1、v0、OO'在同一平面内,若某时刻撤掉F1,求:
(1)物体A最小的速度;(4分)
(2)物体A速度达到最小值需要的时间。(6分)
12.(12分)如图所示,质量m=2.0 kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为x=5t,y=5t2,根据以上条件,求:
(1)2 s内物体的位移大小;(5分)
(2)t=2 s时刻物体的速度方向和x轴正方向夹角的正切值。(7分)
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课时跟踪检测(九)
1.选A 曲线运动的速度方向一直在变,所以曲线运动一定是变速运动,故A正确;物体在恒力作用下也可能做曲线运动,只要力的方向始终不和速度方向共线即可,故B错误;当变力始终与物体速度共线时,物体在该力作用下将做变加速直线运动,故C错误;若两个变速运动的合力与合速度在一条直线上,则合运动为直线运动,故D错误。
2.选A 小球做曲线运动时速度沿轨迹切线方向,如图所示,可知在此过程中小球的速度方向与初速度方向相同的次数为2,相反的次数为3。
3.选AC 由于惯性,箭射出后有向右运动的速度,垂直AB方向放箭要击中标靶,就要在B点左侧放箭,故A正确,B错误;由于惯性,箭射出后有向右运动的速度,在B点放箭要击中标靶,就要在B点朝标靶左侧放箭,故C正确,D错误。
4.选C 铁球在沿曲线MQ运动的过程中,所受磁铁的磁力大小和方向均在改变,故铁球做非匀变速曲线运动,A错误;铁球在P点受磁铁的磁力,不处于平衡状态,B错误;从M点到P点,铁球的速度方向与所受磁力方向的夹角为锐角,在P点的速度方向与所受磁力方向垂直,从P点到Q点,铁球的速度方向与所受磁力方向的夹角为钝角,铁球的速率先增大后减小,在P点的速率最大,C正确,D错误。
5.选C 根据题意可知,经50 s重物下降的高度为h=vt=0.4×50 m=20 m,在50 s的时间里摆臂摆过60°角,根据几何关系可知重物运动的水平距离为x=15 m,则重物相对地面的位移大小约为s== m=25 m,故选C。
6.选C 由题意及几何关系可得tan 37°=,v雨= m/s,故选C。
7.选AD 由于小鱼在运动过程中只受重力作用,则小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即vx为一定量,则有x=vxt,A可能正确,C错误;小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则有y=vy0t-gt2,vy=vy0-gt,且vy最终减为0,B错误,D可能正确。
8.选D 由于小车带动吊钩沿水平吊臂以恒定速率v向右运动,所以这两次重物在水平方向上做一样的匀速运动,时间相等,A错误;两次运动的总位移和时间都相等,则平均速度也相等,B错误;第一次重物沿直线ABC运动,说明竖直方向上也做匀速运动,根据速度的分解可求得吊钩竖直方向速度大小恒为,C错误;第二次重物沿曲线ABC运动,说明竖直方向上做变速运动,在B点速度最大,根据速度的分解可求得吊钩竖直方向速度最大值为,D正确。
9.选D 工人运动的合速度v=,合加速度a=,如果合速度方向与合加速度方向在一条直线上工人就做直线运动,不在一条直线上工人就做曲线运动,由于车和梯子的初速度未知、加速度未知,所以工人的运动轨迹可能是曲线,也可能是直线,由于车匀加速向左沿直线运动的同时,梯子匀加速上升,加速度恒定,则工人一定做匀变速运动。故选D。
10.选A 由题意可知,蜡块在竖直方向做匀速直线运动,由y=vyt,得vy== m/s=0.6 m/s,故A正确;水平方向上蜡块做初速度为零的匀加速直线运动,则由x=at2,得a== m/s2=0.8 m/s2,故B错误;2 s末蜡块的水平速度大小为vx=at=0.8×2 m/s=1.6 m/s,所以2 s末蜡块的速度大小为v== m/s= m/s,故C错误;由于沿y轴的正方向蜡块做匀速直线运动,即使经过足够长的时间沿y轴方向的速度保持不变,则合速度不可能平行于x轴,故D错误。
11.解析:(1)由题意可知,撤掉F1后,物体A受到的合力与F1等大反向,将初速度分解到OO'与垂直于OO'两个方向,当垂直于OO'方向的分速度变为0时,物块A的速度最小,
即为vmin=v0cos 30°=10× m/s=5 m/s,
方向沿OO'。
(2)撤掉F1后,物体A的加速度大小为
a== m/s2=2.5 m/s2
由垂直于OO'方向的分速度减小为0,可知
t== s=2 s。
答案:(1)5 m/s,方向沿OO' (2)2 s
12.解析:(1)由物体运动过程中的坐标与时间的关系
x=5t=10 m,y=5t2=20 m,
即2 s内物体的位移为s==10 m。
(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系式,比较物体在两个方向的运动学公式x=v0t,解得v0=5 m/s,
y=at2,解得a=10 m/s2,
当t=2 s时,vy=at=20 m/s,
速度方向和x轴正方向夹角的正切值
tan θ===4。
答案:(1)10 m (2)4
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