第10讲 曲线运动、运动的合成与分解(专项训练)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-25
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摘要:
**基本信息**
以曲线运动概念为起点,通过运动合成与分解规律统摄小船渡河、绳杆模型等应用,构建“概念-规律-模型”三级递进的方法体系,强化科学推理与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|曲线运动基本概念|2题|轨迹判断、速度与合力方向关系分析|从运动条件到轨迹特征,建立曲线运动认知基础|
|运动合成与分解|4题|合运动性质判断、分运动独立性应用|基于矢量合成法则,推导直线运动合成规律|
|小船渡河模型|3题|最短时间与位移计算、动态调整策略|应用运动分解解决渡河问题,体现模型化思维|
|绳杆末端速度分解|5题|关联速度分解方法、能量与动量综合|通过速度分解模型,深化运动关联性理解|
|重难创新演练|2题|速端曲线分析、实际情境应用|拓展非常规问题,培养质疑创新能力|
|真题实战演练|2题|高考高频考点综合应用|对接命题趋势,强化科学论证与解题规范|
内容正文:
第10讲 曲线运动、运动的合成与分解(专项训练)(原卷版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 曲线运动的基本概念及条件 1
⏳ 题型02 运动的合成与分解 2
⏳ 题型03 小船渡河模型 3
⏳ 题型04 绳(杆)连接物末端速度分解模型 5
重难·创新演练 8
真题·实战演练 9
模拟·基础演练
⏳题型01 曲线运动的基本概念及条件
考查重点:物体作曲线运动的条件及分类、运动轨迹的判断、曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系
1.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)一辆汽车在水平公路上转弯,沿圆弧从 M 点向 N 点减速行驶,汽车转弯时所受合外力 F 的方向可能是( )
A. B. C. D.
2.▶新情境◀(2026·辽宁·一模)2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从a点运动到b点,则两架飞机在飞行过程中( )
A.速度可能不变
B.加速度可能不变
C.两架飞机在b点的速度可能相同
D.两架飞机飞行的路程可能相同
⏳题型02 运动的合成与分解
考查重点:合运动与分运动的关系、两个互成角度的直线运动的合运动性质的判断
3.(2026·河北·三模)某次无人机表演时,某架无人机竖直向上做匀速直线运动的同时,水平方向上运动的速度—时间()图像如图所示,水平向右为正方向。以水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向,无人机的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2026·海南·模拟预测)一小木块在空中由静止释放,木块仅受重力及一水平向右恒定风力的作用,关于木块在空中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.木块运动的加速度逐渐变大 B.木块运动的轨迹为曲线
C.木块运动的轨迹为向右下方的直线 D.木块处于超重状态
5.▶新情境◀(2026·辽宁·模拟预测)辽宁国家级非物质文化遗产“金州龙舞”表演中,舞者操控的龙珠在0~时间内同时参与水平和竖直方向的运动,其水平、竖直方向的分速度随时间变化图像分别如图甲、乙所示,这段时间内龙珠的运动轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
6.(2026·河北·模拟预测)(多选)一质量为2kg的物体在如图甲所示的平面内运动,在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.前2s内物体做匀变速曲线运动
B.物体的初速度为8m/s
C.1.25s末物体的速度大小为5m/s
D.前2s内物体所受的合外力为16N
⏳题型03 小船渡河模型
考查重点:最短渡河时间与最短渡河位移
7.(2026·江苏·模拟预测)如图所示,小船从河岸由静止出发过河,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对于静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸。已知船在运动过程中受到恒定的水的阻力,发动机牵引力随水流情况实时调整,下列说法正确的是( )
A.若要保持航线垂直河岸且缩短过河时间,可适当增大α角并减小船速v
B.船在过河过程中重力与浮力的合力始终为零,因此船的机械能守恒
C.船从出发点到对岸的整个运动过程中,合外力的总冲量为零
D.若水流速度增大,要保持航线垂直且准时到达,可适当减小α角并增大船速v
8.(2025·内蒙古乌兰察布·模拟预测)如图所示,两平行河岸的宽度为d=150m,水流速度大小为v1=5m/s,方向沿着河岸,一条小船从河岸的某点渡河到对岸,船在静水中的速度为v2大小恒定,船头与垂直河岸方向的夹角为30°时,小船相对河岸的速度大小为v,方向与垂直河岸方向的夹角为60°,下列说法正确的是( )
A.
B.v=5m/s
C.小船渡河时间为20s
D.小船渡河位移大小为300m
9.(2025·湖北·模拟预测)如图所示,两平行河岸的间距为d,水稳定沿着河岸流动,一条小船从河岸渡到河对岸,船在静水中的速度(为已知量)指向河的上游与河岸的夹角为37°,船速(即合速度)(为未知量)指向河的下游与河岸的夹角也为37°,水流的速度(为未知量),,,下列说法正确的是( )
A.船速 B.水速
C.小船被冲向下游的距离为 D.小船渡河的时间为
⏳题型04 绳(杆)连接物末端速度分解模型
考查重点:绳(杆)连接物末端速度分解模型
10.▶新考法◀(2026·山东聊城·三模)一刚性杆AB,初始时紧靠在竖直墙面上静止放置,杆长为l,在其中点C处固定一个质量为m、大小不计的小球。在保证A端不脱离墙面的情况下,控制B端沿着水平地面以速度v向右匀速运动,A、B和O三点始终在同一竖直平面内。则( )
A.当杆与地面成角时,小球的速度大小为
B.小球的竖直分速度为定值
C.当杆与地面成30°时,杆对小球的作用力大小为
D.从开始到杆与地面成30°的过程中,杆对小球做的功为
11.(2026·河南濮阳·模拟预测)如图所示,物体、放在等高的水平桌面上,用轻绳连接后跨过光滑的定滑轮,重球用一小段轻绳拴接后系于水平绳的点,将重球由静止释放,发现重球竖直向下加速运动,某一时刻左侧轻绳与水平方向的夹角为,右侧轻绳与水平方向的夹角为。此时物体A、B的速度大小之比为( )
A. B. C. D.
12.▶新情境◀(2026·湖北襄阳·二模)某自动化生产线的物料托盘升降机构可简化为如图所示的联动装置,连杆OB、BC通过铰链(视为质点)连接于B点,连杆BC、滑块A(物料承载托盘)通过铰链(视为质点)连接于C点,连杆OB在竖直面内绕O点做圆周运动,可以使滑块A沿固定的竖直杆上下运动。已知连杆OB长为R,绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω,设连杆BC与竖直方向的夹角为α时,BC杆与OB杆的夹角为β,则( )
A.若连杆OB的长度不变,BC杆越长,滑块A上下运动的范围越大
B.当B点转到最低点时,滑块A的速度取最大值
C.当时,则滑块A的速度大小为ωR
D.当时,则滑块A速度大小为ωR
13.(2026·广西柳州·三模)(多选)如图所示,轻绳一端系一金属环a,另一端绕过定滑轮悬挂一重物b。环a套在固定的竖直光滑直杆上,OP与直杆之间的夹角为 ,将a、b由静止释放,在环a加速上升的过程中( )
A.a、b组成的系统动量守恒 B.a、b组成的系统机械能守恒
C.a、b的速度大小满足 D.a、b的速度大小满足
14.▶新考法◀(2026·湖北襄阳·三模)如图甲所示,两质量均为m的光滑小球A、B(可视为质点),用长为L的轻杆连接。在水平向左的外力F的作用下保持静止,此时杆与水平方向的夹角为60°。已知重力加速度大小为g。
(1)求外力F的大小;
(2)现将小球B推至墙角处后紧靠墙壁竖直立于水平面上(如图乙所示)。当A受到轻微扰动后由静止开始向右倾倒,两球始终在同一竖直平面内运动,求小球B即将离开墙壁时A距离地面的高度;
(3)在第(2)问中若去除侧面墙壁(如图丙所示),小球A受到轻微扰动后,仍让其由图示初始位置由静止开始向右倾倒,B始终没有脱离地面。求当轻杆与水平方向的夹角为30°时,小球B的速度大小。
重难·创新演练
设题创新:创新情境(T1);生活实际(T2);
1.(2026·安徽池州·二模)(多选)速端曲线是英国数学家哈密顿于1835年提出的,从同一个原点画出质点在各个时刻的速度矢量,速度矢量的端点连成的曲线,叫作质点运动的速端曲线。它能直观地反映出质点速度大小和方向的变化情况,其本质是对速度矢量的几何抽象,在空气动力学、流体力学及天体物理学中有着广泛的应用。下列对速端曲线的描述可能正确的是( )
A.图1中质点静止
B.图2中质点做匀变速直线运动
C.图3中质点做匀速直线运动
D.图4中质点做匀速圆周运动
2.▶新情境◀(2026·四川泸州·一模)(多选)图为简化后的纤夫拉船俯视图,甲、乙两人在河岸上,以恒定的速度平行河岸向右行走,通过不可伸长的轻绳拖船,船沿平行河岸方向行进。、、绳始终在同一水平面,、绳的夹角为且张力大小均为,则有( )
A.船的速率为
B.船的速率为
C.绳对船的拉力大小为
D.绳对船的拉力大小为
真题·实战演练
高频考点:曲线运动的基本概念及条件、运动的合成与分解、小船渡河模型、绳(杆)连接物末端速度分解模型
1.(2025·湖南·高考真题)如图,物块以某一初速度滑上足够长的固定光滑斜面,物块的水平位移、竖直位移、水平速度、竖直速度分别用x、y、、表示。物块向上运动过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·安徽·高考真题)一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐标系,如图(1)所示。从开始,将一可视为质点的物块从O点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力和,其大小与时间t的关系如图(2)所示。已知物块的质量为1.2kg,重力加速度g取,不计空气阻力。则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.时,物块的y坐标值为2.5m
C.时,物块的加速度大小为
D.时,物块的速度大小为
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第10讲 曲线运动、运动的合成与分解(专项训练)(解析版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 曲线运动的基本概念及条件 1
⏳ 题型02 运动的合成与分解 2
⏳ 题型03 小船渡河模型 5
⏳ 题型04 绳(杆)连接物末端速度分解模型 7
重难·创新演练 11
真题·实战演练 13
模拟·基础演练
⏳题型01 曲线运动的基本概念及条件
考查重点:物体作曲线运动的条件及分类、运动轨迹的判断、曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系
1.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)一辆汽车在水平公路上转弯,沿圆弧从 M 点向 N 点减速行驶,汽车转弯时所受合外力 F 的方向可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】曲线运动的合力方向一定指向轨迹的凹侧,汽车沿圆弧从M向N行驶,轨迹凹侧在左侧,汽车减速行驶,说明合外力对汽车做负功,合外力与速度方向的夹角为钝角。
故选B 。
2.▶新情境◀(2026·辽宁·一模)2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从a点运动到b点,则两架飞机在飞行过程中( )
A.速度可能不变
B.加速度可能不变
C.两架飞机在b点的速度可能相同
D.两架飞机飞行的路程可能相同
【答案】D
【详解】A.两架飞机在飞行过程中做曲线运动,速度方向时刻发生变化,所以速度一定发生变化,故A错误;
B.根据曲线运动加速度方向位于轨迹的凹侧,由图中轨迹可知,加速度方向不可能不变,则加速度一定发生变化,故B错误;
C.两架飞机沿不同轨迹到达b点,在b点的速度沿各自轨迹的切线方向,方向一定不同,因此速度不可能相同,故C错误;
D.路程是运动轨迹的长度,两架飞机飞行的路程可能相同,故D正确。
故选D。
⏳题型02 运动的合成与分解
考查重点:合运动与分运动的关系、两个互成角度的直线运动的合运动性质的判断
3.(2026·河北·三模)某次无人机表演时,某架无人机竖直向上做匀速直线运动的同时,水平方向上运动的速度—时间()图像如图所示,水平向右为正方向。以水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向,无人机的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可得无人机的加速度方向水平向右,因为无人机做曲线运动,所以加速度方向指向凹侧,D选项图像满足分析。
故选D。
4.(2026·海南·模拟预测)一小木块在空中由静止释放,木块仅受重力及一水平向右恒定风力的作用,关于木块在空中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.木块运动的加速度逐渐变大 B.木块运动的轨迹为曲线
C.木块运动的轨迹为向右下方的直线 D.木块处于超重状态
【答案】C
【详解】A B C.木块受恒定重力和恒定水平风力,因此合力为大小、方向均不变的恒力,根据牛顿第二定律,木块加速度恒定,方向斜向右下方,做匀加速直线运动,轨迹为向右下方的直线,故AB错误、C正确;
D.木块加速度有竖直向下的分量,处于失重状态,故D错误。
故选C。
5.▶新情境◀(2026·辽宁·模拟预测)辽宁国家级非物质文化遗产“金州龙舞”表演中,舞者操控的龙珠在0~时间内同时参与水平和竖直方向的运动,其水平、竖直方向的分速度随时间变化图像分别如图甲、乙所示,这段时间内龙珠的运动轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据加速度方向指向轨迹凹侧的规律,龙珠水平方向匀速,合加速度由竖直方向决定,前半段加速度竖直向上,后半段加速度竖直向下。
故选C。
6.(2026·河北·模拟预测)(多选)一质量为2kg的物体在如图甲所示的平面内运动,在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.前2s内物体做匀变速曲线运动
B.物体的初速度为8m/s
C.1.25s末物体的速度大小为5m/s
D.前2s内物体所受的合外力为16N
【答案】AC
【详解】A.由图像可知,前内,物体沿x轴做匀减速运动,沿y轴做匀速运动,因此前内物体做匀变速曲线运动,故A正确;
B.物体沿x轴方向的初速度为,沿y轴方向的速度为
因此物体的初速度,故B错误;
C.由图乙可知,沿x轴方向物体的加速度
在末物体沿x轴方向的速度大小为
因此末物体的速度,故C正确;
D.物体沿y轴方向做匀速运动,不受力或受平衡力作用,物体沿x轴方向的加速度大小为,因此所受的合外力,故D错误。
故选AC。
⏳题型03 小船渡河模型
考查重点:最短渡河时间与最短渡河位移
7.(2026·江苏·模拟预测)如图所示,小船从河岸由静止出发过河,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对于静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸。已知船在运动过程中受到恒定的水的阻力,发动机牵引力随水流情况实时调整,下列说法正确的是( )
A.若要保持航线垂直河岸且缩短过河时间,可适当增大α角并减小船速v
B.船在过河过程中重力与浮力的合力始终为零,因此船的机械能守恒
C.船从出发点到对岸的整个运动过程中,合外力的总冲量为零
D.若水流速度增大,要保持航线垂直且准时到达,可适当减小α角并增大船速v
【答案】D
【详解】A.将船的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,则有,
则过河时间
若增大α角并减小船速v,则不一定增大,且减小,无法保持航线垂直河岸,故A错误;
B.船在运动过程中,除了重力和浮力(合力为零)外,还受到水的阻力和发动机的牵引力。牵引力做正功,阻力做负功,且船从静止出发动能增加,机械能不守恒。 故B错误;
C.船从静止出发,到达对岸时具有垂直河岸的速度,动量变化不为零,根据动量定理可知,合外力的总冲量不为零, 故C错误;
D.若水流速度 增大时,需增大以平衡水流速度,减小α角并增大船速v,可以实现(航线垂直)
且增大可以保证准时到达河对岸,故D正确。
故选D。
8.(2025·内蒙古乌兰察布·模拟预测)如图所示,两平行河岸的宽度为d=150m,水流速度大小为v1=5m/s,方向沿着河岸,一条小船从河岸的某点渡河到对岸,船在静水中的速度为v2大小恒定,船头与垂直河岸方向的夹角为30°时,小船相对河岸的速度大小为v,方向与垂直河岸方向的夹角为60°,下列说法正确的是( )
A.
B.v=5m/s
C.小船渡河时间为20s
D.小船渡河位移大小为300m
【答案】D
【详解】AB.把、分别沿着河岸和垂直河岸分解,则在垂直河岸方向有
沿着河岸方向有
联立解得,,故AB错误;
CD.小船渡河位移大小为
渡河时间为,故C错误,D正确。
故选D。
9.(2025·湖北·模拟预测)如图所示,两平行河岸的间距为d,水稳定沿着河岸流动,一条小船从河岸渡到河对岸,船在静水中的速度(为已知量)指向河的上游与河岸的夹角为37°,船速(即合速度)(为未知量)指向河的下游与河岸的夹角也为37°,水流的速度(为未知量),,,下列说法正确的是( )
A.船速 B.水速
C.小船被冲向下游的距离为 D.小船渡河的时间为
【答案】B
【详解】B.、、构成的矢量三角形如图所示
由几何关系可得,
解得,A错误,B正确;
C.由几何关系可得小船被冲向下游的距离,C错误;
D.小船渡河的位移s与同向,与河岸的夹角为37°,河宽为d,由几何关系可得
小船渡河的时间,D错误。
故选B。
⏳题型04 绳(杆)连接物末端速度分解模型
考查重点:绳(杆)连接物末端速度分解模型
10.▶新考法◀(2026·山东聊城·三模)一刚性杆AB,初始时紧靠在竖直墙面上静止放置,杆长为l,在其中点C处固定一个质量为m、大小不计的小球。在保证A端不脱离墙面的情况下,控制B端沿着水平地面以速度v向右匀速运动,A、B和O三点始终在同一竖直平面内。则( )
A.当杆与地面成角时,小球的速度大小为
B.小球的竖直分速度为定值
C.当杆与地面成30°时,杆对小球的作用力大小为
D.从开始到杆与地面成30°的过程中,杆对小球做的功为
【答案】C
【详解】AB.将B端速度v沿杆方向和垂直于杆方向分解,根据刚性杆上各点沿杆方向分速度相等的特点,有
解得A端竖直向下的速度
小球C的速度等于A、B两端速度的矢量和的一半。建立直角坐标系,水平向右为x轴,竖直向下为y轴,则,
则小球C的合速度大小为,竖直分速度非定值,故AB错误;
CD.当杆与地面成30°时,小球的速度
小球竖直方向的位移为
根据几何关系可知小球的水平速度等于,那么小球水平速度不变,说明小球说平方向加速度为零,竖直方向,加速度
根据牛顿第二定律
解得
对小球,根据动能定理,可得
解得,故C正确,D错误。
故选C。
11.(2026·河南濮阳·模拟预测)如图所示,物体、放在等高的水平桌面上,用轻绳连接后跨过光滑的定滑轮,重球用一小段轻绳拴接后系于水平绳的点,将重球由静止释放,发现重球竖直向下加速运动,某一时刻左侧轻绳与水平方向的夹角为,右侧轻绳与水平方向的夹角为。此时物体A、B的速度大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】绳与水平方向夹角为,O点竖直向下的速度沿左绳方向的分速度满足
同理,右绳与水平方向夹角为,得
计算比值
因此A、B速度大小之比为,故C正确。
故选C。
12.▶新情境◀(2026·湖北襄阳·二模)某自动化生产线的物料托盘升降机构可简化为如图所示的联动装置,连杆OB、BC通过铰链(视为质点)连接于B点,连杆BC、滑块A(物料承载托盘)通过铰链(视为质点)连接于C点,连杆OB在竖直面内绕O点做圆周运动,可以使滑块A沿固定的竖直杆上下运动。已知连杆OB长为R,绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω,设连杆BC与竖直方向的夹角为α时,BC杆与OB杆的夹角为β,则( )
A.若连杆OB的长度不变,BC杆越长,滑块A上下运动的范围越大
B.当B点转到最低点时,滑块A的速度取最大值
C.当时,则滑块A的速度大小为ωR
D.当时,则滑块A速度大小为ωR
【答案】C
【详解】A.杆OB转到最低点时,滑块A到O点的距离为;杆OB转到最高点时,滑块A到O点的距离为,故滑块A上下移动的范围为,与BC杆长无关,故A错误;
B.当B点转到最低点时,速度水平向右,与杆夹角为,
有,则滑块A的速度,故B错误;
C.若,由关联速度可得,则滑块A的速度为,故C正确;
D.若,由关联速度可得,则滑块A的速度为,故D错误。
故选C。
13.(2026·广西柳州·三模)(多选)如图所示,轻绳一端系一金属环a,另一端绕过定滑轮悬挂一重物b。环a套在固定的竖直光滑直杆上,OP与直杆之间的夹角为 ,将a、b由静止释放,在环a加速上升的过程中( )
A.a、b组成的系统动量守恒 B.a、b组成的系统机械能守恒
C.a、b的速度大小满足 D.a、b的速度大小满足
【答案】BC
【详解】A.环a在竖直方向受重力、绳子拉力,合力不为零;重物b受重力和绳子拉力,合力也不为零;整体合外力不为零,所以系统动量不守恒,故A错误;
B.系统只有重力和绳子的弹力做功,而绳子的弹力属于系统内力,所以系统的机械能守恒,故B正确;
CD.将环a的速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解,沿绳子方向的分速度大小等于重物b的速度大小,则有,故C正确,D错误。
故选BC。
14.▶新考法◀(2026·湖北襄阳·三模)如图甲所示,两质量均为m的光滑小球A、B(可视为质点),用长为L的轻杆连接。在水平向左的外力F的作用下保持静止,此时杆与水平方向的夹角为60°。已知重力加速度大小为g。
(1)求外力F的大小;
(2)现将小球B推至墙角处后紧靠墙壁竖直立于水平面上(如图乙所示)。当A受到轻微扰动后由静止开始向右倾倒,两球始终在同一竖直平面内运动,求小球B即将离开墙壁时A距离地面的高度;
(3)在第(2)问中若去除侧面墙壁(如图丙所示),小球A受到轻微扰动后,仍让其由图示初始位置由静止开始向右倾倒,B始终没有脱离地面。求当轻杆与水平方向的夹角为30°时,小球B的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)以小球A为研究对象,根据受力平衡关系
以AB整体为研究对象,水平方向受力平衡
解得
(2)设球B即将离开墙壁时,杆与水平方向夹角为θ,根据动能定理
B离开墙壁时,杆对小球没有作用力,对A球根据牛顿第二定律
联立解得
A距离地面的高度
(3)当轻杆与水平方向的夹角为30°时,设小球A水平和竖直方向的分速度分别为和,小球B的速度为
因小球A和B水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒
小球A、B组成的系统机械能守恒
小球A和小球B沿轻杆方向分速度相等
联立以上公式可得
重难·创新演练
设题创新:创新情境(T1);生活实际(T2);
1.(2026·安徽池州·二模)(多选)速端曲线是英国数学家哈密顿于1835年提出的,从同一个原点画出质点在各个时刻的速度矢量,速度矢量的端点连成的曲线,叫作质点运动的速端曲线。它能直观地反映出质点速度大小和方向的变化情况,其本质是对速度矢量的几何抽象,在空气动力学、流体力学及天体物理学中有着广泛的应用。下列对速端曲线的描述可能正确的是( )
A.图1中质点静止
B.图2中质点做匀变速直线运动
C.图3中质点做匀速直线运动
D.图4中质点做匀速圆周运动
【答案】BD
【详解】A.由图1可知,和保持不变,物体做匀速直线运动,故A错误;
B.由图2可知,初速度为零,和保持均匀增大,速度方向不变,则加速度不变,则物体做匀变速直线运动,故B正确;
C.由图3可知,保持不变且不为零,增大,则加速度与速度不在一条直线上,物体做曲线运动,故C错误;
D.由图4可知,为一定值,即合速度大小不变,但方向均匀变化,即物体做匀速圆周运动,故D正确。
故选BD。
2.▶新情境◀(2026·四川泸州·一模)(多选)图为简化后的纤夫拉船俯视图,甲、乙两人在河岸上,以恒定的速度平行河岸向右行走,通过不可伸长的轻绳拖船,船沿平行河岸方向行进。、、绳始终在同一水平面,、绳的夹角为且张力大小均为,则有( )
A.船的速率为
B.船的速率为
C.绳对船的拉力大小为
D.绳对船的拉力大小为
【答案】AD
【详解】AB.甲、乙均以恒定速度沿河岸向右运动,绳子不可伸长,结点O随甲乙一起以向右运动,拉船的OP绳方向不变,船沿平行河岸方向行进,因此船的速率等于结点O的速率,大小为,故A正确,B错误;
CD.AO、BO绳的张力大小均为,夹角为,根据力的平行四边形定则,两个大小相等、夹角为的力的合力为
该合力就是绳对船的总拉力大小,故C错误,D正确。
故选AD。
真题·实战演练
高频考点:曲线运动的基本概念及条件、运动的合成与分解、小船渡河模型、绳(杆)连接物末端速度分解模型
1.(2025·湖南·高考真题)如图,物块以某一初速度滑上足够长的固定光滑斜面,物块的水平位移、竖直位移、水平速度、竖直速度分别用x、y、、表示。物块向上运动过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,物块沿斜面向上做匀减速直线运动,设初速度为,加速度为大小,斜面倾角为
AB.物块在水平方向上做匀减速直线运动,初速度为,加速度大小为,则有
整理可得
可知,图像为类似抛物线的一部分,故AB错误;
CD.物块在竖直方向上做匀减速直线运动,速度为,加速度大小为,则有
整理可得
可知,图像为类似抛物线的一部分,故C正确,D错误。
故选C。
2.(2024·安徽·高考真题)一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐标系,如图(1)所示。从开始,将一可视为质点的物块从O点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力和,其大小与时间t的关系如图(2)所示。已知物块的质量为1.2kg,重力加速度g取,不计空气阻力。则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.时,物块的y坐标值为2.5m
C.时,物块的加速度大小为
D.时,物块的速度大小为
【答案】BD
【详解】A.根据图像可得,,故两力的合力为
物块在y轴方向受到的力不变为,x轴方向的力在改变,合力在改变,故物块做的不是匀变速曲线运动,故A错误;
B.在y轴方向的加速度为
故时,物块的y坐标值为
故B正确;
C.时,,故此时加速度大小为
故C错误;
D.对x轴正方向,对物块根据动量定理
由于F与时间t成线性关系故可得
解得
此时y轴方向速度为
故此时物块的速度大小为
故D正确。
故选BD。
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第10讲 曲线运动、运动的合成与分解(专项训练)(答案版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 曲线运动的基本概念及条件 1
⏳ 题型02 运动的合成与分解 1
⏳ 题型03 小船渡河模型 2
⏳ 题型04 绳(杆)连接物末端速度分解模型 2
重难·创新演练 3
真题·实战演练 3
模拟·基础演练
⏳题型01 曲线运动的基本概念及条件
考查重点:物体作曲线运动的条件及分类、运动轨迹的判断、曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系
1.【答案】B
2.【答案】D
⏳题型02 运动的合成与分解
考查重点:合运动与分运动的关系、两个互成角度的直线运动的合运动性质的判断
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】AC
⏳题型03 小船渡河模型
考查重点:最短渡河时间与最短渡河位移
7.【答案】D
8.【答案】D
9.【答案】B
⏳题型04 绳(杆)连接物末端速度分解模型
考查重点:绳(杆)连接物末端速度分解模型
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】C
13.【答案】BC
14.【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)以小球A为研究对象,根据受力平衡关系
以AB整体为研究对象,水平方向受力平衡
解得
(2)设球B即将离开墙壁时,杆与水平方向夹角为θ,根据动能定理
B离开墙壁时,杆对小球没有作用力,对A球根据牛顿第二定律
联立解得
A距离地面的高度
(3)当轻杆与水平方向的夹角为30°时,设小球A水平和竖直方向的分速度分别为和,小球B的速度为
因小球A和B水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒
小球A、B组成的系统机械能守恒
小球A和小球B沿轻杆方向分速度相等
联立以上公式可得
重难·创新演练
设题创新:创新情境(T1);生活实际(T2);
1.【答案】BD
2.【答案】AD
真题·实战演练
高频考点:曲线运动的基本概念及条件、运动的合成与分解、小船渡河模型、绳(杆)连接物末端速度分解模型
1.【答案】C
2.【答案】BD
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