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1、曲線運動 運動的合成與分解
【隨堂檢測】
1.做曲線運動的物體所受合外力突然消失后,物體將( )
A.立即停止運動
B.沿原路返回出發(fā)點
C.沿速度方向前進,但速度逐漸變小直至停下
D.保持勻速直線運動
解析:選D.由牛頓第一定律可得,當外力全部消失時,物體將保持原來的運動狀態(tài),因物體原來是運動的,則合外力消失后,物體將保持合外力消失時的速度沿直線運動下去.
2.如圖所示,當汽車靜止時,車內(nèi)乘客看到窗外雨滴沿豎直方向OE勻速運動.現(xiàn)從t=0時汽車由靜止開始做甲、乙兩種勻加速啟動,甲啟動后t1時刻,乘客看到雨滴從B處離開車窗,乙啟動后t2時刻,乘客看到雨滴從F處離開車窗,F(xiàn)為A
2、B中點,則t1∶t2為( )
A.2∶1 B.1∶
C.1∶ D.1∶(-1)
解析:選A.由題意可知,在乘客看來,雨滴在豎直方向上做勻速直線運動,在水平方向做勻加速直線運動,因分運動與合運動具有等時性,則t1∶t2=∶=2∶1.
3.(2019·紹興質(zhì)檢)一快艇從離岸邊100 m遠的河中向岸邊行駛,已知快艇在靜水中的速度圖象如圖甲所示,河水流動的速度圖象如圖乙所示,則( )
A.快艇的運動軌跡一定為直線
B.快艇的運動軌跡可能為曲線,也可能為直線
C.快艇到達岸邊的最短時間為20 s
D.快艇以最短時間過河時經(jīng)過的位移為100 m
解析:選A
3、.快艇在靜水中做勻速直線運動,河水流動速度為勻速,故無論快艇向哪個方向行駛,只要方向恒定,其軌跡必為直線;快艇的實際位移為合位移,故A正確,B錯誤;快艇到達岸邊最快的辦法為船頭垂直于河岸行駛,最短時間為t= s=25 s,故C錯誤;快艇以最短時間過河時,合速度為5 m/s,故經(jīng)過的位移s=5×25 m=125 m,故D錯誤.
【課后達標檢測】
一、選擇題
1.(2019·杭州聯(lián)考)下列說法正確的是( )
A.曲線運動可能是勻變速運動
B.做曲線運動的物體的位移大小可能等于路程
C.曲線運動的加速度一定是變化的
D.曲線運動的速度的大小一定是時刻變化的
答案:A
2.(201
4、9·舟山質(zhì)檢)下列說法中正確的是( )
A.拋出的石子在空中的運動一定是曲線運動
B.讓撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn)(傘柄豎直),傘邊緣上的水滴離開傘后做曲線運動
C.水平飛行的飛機上跳出的跳傘運動員,在空中的運動是直線運動
D.火箭發(fā)射時,豎直上升階段也是曲線運動
答案:B
3.如圖所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向運動,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板為參照物( )
A.帆船朝正東方向航行,速度大小為v
B.帆船朝正西方向航行,速度大小為v
C.帆船朝南偏東45°方向航行,速度大小為v
D.帆船朝北偏東45°方向航行,速度大小為v
答案:D
4.(2019·
5、嘉興質(zhì)檢)如圖所示為一個做勻變速曲線運動的質(zhì)點的軌跡示意圖,已知在B點的速度與加速度相互垂直,則下列說法中正確的是( )
A.從A到B速率逐漸增大
B.D點的速率比C點的速率大
C.A點的加速度比D點的加速度大
D.A點的加速度與速度的夾角小于90°
解析:選B.質(zhì)點做勻變速曲線運動,所以加速度不變,選項C錯誤;由于在B點速度方向與加速度方向垂直,則在D點、C點時速度方向與加速度方向的夾角為銳角,質(zhì)點由C到D速率增大,選項B正確;A點的加速度方向與速度方向的夾角為鈍角,選項D錯誤;由于從A到B的過程中速度方向與加速度方向的夾角為鈍角,合外力為阻力,所以速率不斷減小,A錯誤.
5.
6、(2019·寧波質(zhì)檢)2016年9月24日,中華龍舟大賽(昆明·滇池站)開賽,吸引上萬名市民來到滇池邊觀戰(zhàn).如圖所示,假設某龍舟隊在比賽前劃向比賽點的途中要渡過288 m寬、兩岸平直的河,河中水流的速度恒為v水=5.0 m/s.龍舟從M處開出后實際沿直線MN到達對岸,若直線MN與河岸成53°角,龍舟在靜水中的速度大小也為5.0 m/s,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,龍舟可看做質(zhì)點.則龍舟在水中的合速度大小v和龍舟從M點沿直線MN到達對岸所經(jīng)歷的時間t分別為( )
A.v=6.0 m/s,t=60 s B.v=6.0 m/s,t=72 s
C.v=5.0 m/s,
7、t=72 s D.v=5.0 m/s,t=60 s
解析:選A.設龍舟頭與航線MN之間的夾角為α,船速、水速與龍舟在水中的合速度如圖所示,由幾何知識得α=53°,龍舟在水中的合速度大小v=6.0 m/s.航線MN的長度為L= =360 m,故龍舟從M點沿直線MN到達對岸所經(jīng)歷的時間為t=60 s.
6.如圖所示,塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤,在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速向右運動的同時,吊鉤豎直向上(設為正方向)的運動規(guī)律為d=H-2t2(SI)(SI表示國際單位制,式中d為A、B之間的距離,H為吊臂離地面的高度),則物體( )
8、
A.做加速度大小、方向均變化的曲線運動
B.做速度增大的曲線運動,加速度為4 m/s2
C.受到的合力豎直向上,加速度為-4 m/s2
D.受到的合力向上偏右,加速度大于4 m/s2
解析:選B.物體B參與水平方向的勻速運動和豎直向上的勻加速運動,加速度的大小為4 m/s2,方向豎直向上,加速度不變,合運動為曲線運動,速度一直增大,B正確.
7.(2019·溫州質(zhì)檢)如圖所示,一個固定汽缸的活塞通過兩端有轉(zhuǎn)軸的桿AB與圓盤邊緣連接,半徑為R的圓盤繞固定轉(zhuǎn)動軸O點以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動,形成活塞水平左右振動.在圖示位置,桿與水平線AO夾角為θ,AO與BO垂直,則此時活塞速度為(
9、)
A.ωR B.ωRcos θ
C.ωRcot θ D.ωRtan θ
解析:選A.由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,由圖可知,B點右移,帶動活塞右移,在圖示位置時,B點的合速度vB=ωR,沿切線方向;則沿AB桿的分速度為v1=; 而在A點沿汽缸方向的分量v2=v1cos θ; 故活塞的速度為ωR,選項A正確.
8.(多選)(2019·金華調(diào)研)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在xOy平面上做曲線運動,在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點的初速度為5 m/s
B.質(zhì)點所受的合外力為3 N,做勻加速曲線運動
C.2 s末質(zhì)點速度大小為6
10、 m/s
D.2 s內(nèi)質(zhì)點的位移大小約為12 m
解析:選ABD.由x方向的速度圖象可知,在x方向的加速度為1.5 m/s2,受力Fx=3 N,由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運動,速度為vy=4 m/s,受力Fy=0.因此質(zhì)點的初速度為5 m/s,A選項正確;受到的合外力為3 N,顯然,質(zhì)點初速度方向與合外力方向不在同一條直線上,B選項正確;2 s末質(zhì)點速度應該為v= m/s=2 m/s,C選項錯誤;2 s內(nèi)水平方向上位移大小x=vxt+at2=9 m,豎直方向上位移大小y=8 m,合位移大小l== m≈12 m,D選項正確.
9.(多選)如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質(zhì)量為
11、m,水的阻力恒為f,當輕繩與水平面的夾角為θ時,人的速度為v,人的拉力為F(不計滑輪與繩之間的摩擦),則以下說法正確的是( )
A.船的速度為
B.船的速度為vsin θ
C.船的加速度為
D.船的加速度為
解析:選AC.船運動的速度是沿繩子收縮方向的速度和繞定
滑輪轉(zhuǎn)動速度的合速度,如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則有v=v船cos θ,則船的速度v船=,A正確,B錯誤;對小船受力分析,則有Fcos θ-f=ma,因此船的加速度大小a=,C正確,D錯誤.
10.(多選)(2019·臺州質(zhì)檢)如圖甲所示,在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上運動,其v-t圖象如圖乙所示,人頂桿沿水平地面
12、運動的x-t圖象如圖丙所示.若以地面為參考系,下列說法中正確的是( )
A.猴子的運動軌跡為直線
B.猴子在2 s內(nèi)做勻變速曲線運動
C.t=0時猴子的速度大小為8 m/s
D.t=2 s時猴子的加速度大小為4 m/s2
解析:選BD.由題圖乙、丙看出,猴子在豎直方向做初速度vy=8 m/s、加速度a=-4 m/s2的勻減速直線運動,人在水平方向做速度vx=-4 m/s的勻速直線運動,故猴子的初速度大小為v= m/s=4 m/s,方向與合外力方向不在同一條直線上,故猴子做勻變速曲線運動,故選項B正確,A、C均錯誤;由題圖乙、丙可得,t=2 s時,ay=-4 m/s2,ax=0,
13、則合加速度大小a合=4 m/s2,故選項D正確.
二、非選擇題
11.(2019·湖州質(zhì)檢)一物體在光滑水平面上運動,它在x方向和y方向上的兩個分運動的速度—時間圖象如圖所示.
(1)判斷物體的運動性質(zhì);
(2)計算物體的初速度大??;
(3)計算物體在前3 s內(nèi)和前6 s內(nèi)的位移大?。?
解析:(1)由題圖可知,物體在x軸方向做勻速直線運動,在y軸方向做勻變速運動,先減速再反向加速,所以物體做勻變速曲線運動.
(2)vx0=30 m/s
vy0=-40 m/s
v0==50 m/s.
(3)x3=vxt=90 m,|y3|=t=60 m
則s1==30 m
x6=vx
14、t′=180 m
y6=t=×6 m=0
則s2=x6=180 m.
答案:(1)勻變速曲線運動 (2)50 m/s
(3)30 m 180 m
12.船在靜水中的速度v1=3 m/s,河寬l=300 m,水速v2=1 m/s,欲分別按下列要求過河時,船頭應與河岸成多大角度?過河時間是多少?
(1)以最短時間過河;
(2)以最小位移過河;
(3)到達正對岸上游100 m處.
解析:(1)以最短時間渡河時,船頭應垂直于河岸航行,即與河岸成90°角.最短時間為t== s=100 s.
(2)以最小位移過河,船的實際航向應垂直河岸,即船頭應指向上游河岸.設船頭與上游河岸夾角為θ,有
v1cos θ=v2,θ=arccos=arccos.sin θ==渡河時間為t== s≈106.1 s.
(3)設船頭與上游河岸夾角為α,則有
(v1cos α-v2)t=x
v1tsin α=l
兩式聯(lián)立得:α=53°,t=125 s.
答案:見解析
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