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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第1課 運(yùn)動(dòng)的合成與分解練習(xí) 考試大綱 新課程標(biāo)準(zhǔn) 1.運(yùn)動(dòng)的合成與分解Ⅱ 2．拋體運(yùn)動(dòng)Ⅱ 3．勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度Ⅰ 4．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Ⅱ 5．離心現(xiàn)象Ⅰ 6．萬有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ 7．環(huán)繞速度Ⅱ 8．第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ 9．經(jīng)典時(shí)空觀和相對論時(shí)空觀Ⅰ (1)會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)． (2)會(huì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)．知道向心加速度． (3)能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．分析生活和生產(chǎn)中的離心現(xiàn)象． (4)關(guān)注拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系． (5)通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程．知道萬有引力定律．認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義，體會(huì)科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用．會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度. 第1課　運(yùn)動(dòng)的合成與分解 復(fù)習(xí)策略：1.在切實(shí)理解概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，要掌握好研究處理問題的方法，如運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成法處理渡船的問題、運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的正交分解法處理平拋運(yùn)動(dòng)的問題、運(yùn)用臨界條件確定常見模型(桿、繩)束縛下圓周運(yùn)動(dòng)的問題等． 2．掌握四個(gè)基本問題：基本原理(萬有引力提供天體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力)；基本公式(＝m＝mrω2＝mr＝mg′)；基本常識(shí)(①萬有引力恒量的確立；②地球表面的物體所受萬有引力近似等于物體的重力；③幾類衛(wèi)星的速度問題)；基本應(yīng)用(①計(jì)算天體的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)新天體；②計(jì)算衛(wèi)星的速度等)． 記憶秘訣：運(yùn)動(dòng)具有四個(gè)性，合分具有等效性、等時(shí)性和矢量性，分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性．平拋必是勻加速，運(yùn)動(dòng)分解正交法．圓周合力不為零，運(yùn)動(dòng)必是變加(或減)速；臨界條件要確立，動(dòng)力能量相結(jié)合． 1．曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)． 曲線運(yùn)動(dòng)的速度：曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是曲線上某點(diǎn)的切線方向，是時(shí)刻改變的，具有加速度，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)． 2．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件． (1)從動(dòng)力學(xué)角度看，如果物體所受合外力的方向跟物體的速度方向不在同一條直線上，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)． (2)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看，就是加速度方向與速度方向不在同一條直線上．經(jīng)常研究的曲線運(yùn)動(dòng)有平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)． 3．運(yùn)動(dòng)的合成與分解． 已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)的分解．兩者互為逆運(yùn)算，在對物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際效果分解，也可以采用正交分解． 4．遵循的法則． 運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)的各物理量，即位移、速度、加速度的合成與分解，由于它們都是矢量，故遵循平行四邊形定則． 5．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系． (1)等時(shí)性：各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)存在，同時(shí)消失，經(jīng)歷的時(shí)間一定相等． (2)獨(dú)立性：各分運(yùn)動(dòng)是各自獨(dú)立的，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響． (3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的疊加與合運(yùn)動(dòng)具有相同的效果． (4)矢量性：運(yùn)動(dòng)的合成與分解都遵循平行四邊形定則．, 1．如圖所示，小鋼球m以初速v0在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，后受到磁極的側(cè)向作用力而做如圖所示的曲線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，從圖可知磁極的位置及極性可能是(D) A．磁極在A位置，極性一定是N極 B．磁極在B位置，極性一定是S極 C．磁極在C位置，極性一定是N極 D．磁極在B位置，極性無法確定 解析：小鋼球受磁極的吸引力而做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向只會(huì)向受吸引力的方向偏轉(zhuǎn)，因而磁極位置只可能在B點(diǎn)．又磁極的N極或S極對小鋼球都有吸引力，故極性無法確定，故選D. 2．如圖，船從A處開出后沿直線AB到達(dá)對岸，若AB與河岸成37角，水流速度為4 m/s，則船從A點(diǎn)開出的最小速度為(B) A．2 m/s　　　　　　B．2.4 m/s C．3 m/s D．3.5 m/s 解析：由于船沿直線AB運(yùn)動(dòng)，因此船的合速度v合沿AB方向，根據(jù)平行四邊形定則可知，當(dāng)v船垂直于直線AB時(shí)，船有最小速度，由圖知v船＝v水sin 37＝2.4 m/s，選項(xiàng)B正確． 課時(shí)作業(yè) 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖所示，某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是(C) A．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間長 B．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間短 C．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間不變 D．路程、時(shí)間與水速無關(guān) 解析：游泳者相對于岸的速度為他相對于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度與岸的夾角越小，路程越長，但過河時(shí)間t＝，與水速無關(guān)，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確． 2．A、B兩物體通過一根跨過定滑輪的輕繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以v1的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是α、β時(shí)，如圖所示．物體B的運(yùn)動(dòng)速度vB為(繩始終有拉力)(D) A. B. C. D. 解析：設(shè)物體B的運(yùn)動(dòng)速度為vB，此速度為物體B合運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)效果，兩分運(yùn)動(dòng)分別為：沿繩收縮方向的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為v繩B；垂直繩方向的圓周運(yùn)動(dòng)，速度分解如圖所示，則有vB＝.① 物體A的合運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的速度為v1，它也產(chǎn)生兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)效果，分別是：沿繩伸長方向的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為v繩A；垂直繩方向的圓周運(yùn)動(dòng)，它的速度分解如圖所示，則有 v繩A＝v1cos α.② 由于對應(yīng)同一根繩，其長度不變，故： v繩B＝v繩A.③ 根據(jù)三式解得：vB＝.選項(xiàng)D正確． 3．如圖所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是(A) A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大 B．A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90 C．A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大 D．從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小 解析：質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，合力的大小方向均不變，加速度不變，故C錯(cuò)誤；由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D過程，合力做正功，速率增大，A正確；A點(diǎn)的加速度方向與過A的切線也即速度方向夾角大于90，B錯(cuò)誤；從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤． 4．在無風(fēng)的情況下，跳傘運(yùn)動(dòng)員從水平飛行的飛機(jī)上跳傘，下落過程中受到空氣阻力，如圖所示為描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時(shí)間t的圖象，可能正確的是(B) 解析：跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力，其大小不變，方向豎直向下，還受到空氣阻力，其始終與速度反向，大小隨速度的增大而增大，反之則減?。谒椒较蛏?，運(yùn)動(dòng)員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力，故可知運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)．在豎直方向上運(yùn)動(dòng)員在重力與空氣阻力的共同作用下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)．由以上分析結(jié)合vt圖象的性質(zhì)可知只有B正確． 5．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1、F2的作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若保持二力方向不變，將F1突然增大為2F1，則此后質(zhì)點(diǎn)(B) A．不一定做曲線運(yùn)動(dòng) B．一定做勻變速運(yùn)動(dòng) C．可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D．可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 解析：F1增大前，質(zhì)點(diǎn)沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．F1增大后，合力方向與F1剛增大時(shí)的質(zhì)點(diǎn)的速度不共線，因而做曲線運(yùn)動(dòng)．由于二力方向不變，只將F1增大為2F1，所以合力不變，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)． 二、不定項(xiàng)選擇題 6．質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90(大小不變)后，物體可能做(BC) A．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) C．加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析：物體在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必有F3與F1、F2的合力等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向改變90時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力大小仍為F3，方向與改變方向后的F3夾角為90，故F合＝F3，加速度a＝＝，但因不知原速度方向與F合的方向間的關(guān)系，故有B、C兩種可能． 7．質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xy平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，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(ABD) A．質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s B．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N C．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直 D．2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為2 m/s 解析：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(yùn)動(dòng)，速度為vy＝4 m/s，受力Fy＝0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項(xiàng)正確；受到的合外力為3 N，B選項(xiàng)正確；顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不垂直，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v＝ m/s＝2 m/s，D選項(xiàng)正確． 8．民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一騎射項(xiàng)目如圖所示，運(yùn)動(dòng)員騎在奔跑的馬上，彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)．假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2，跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短，則(BC) A．運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為 B．運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為 C．箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為 D．箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為 解析：要想以箭在空中飛行的時(shí)間最短的情況下?lián)糁心繕?biāo)，v2必須垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目標(biāo)，如圖所示，故箭射到目標(biāo)的最短時(shí)間為，C正確，D錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為，又x＝v1t＝v1，故＝＝，A錯(cuò)誤，B正確． 9．如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)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運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2(式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做(BC) A．速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng) B．速度大小增加的曲線運(yùn)動(dòng) C．加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng) D．加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng) 解析：物體B參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，由豎直方向A、B間的距離d＝H－2t2類比初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律x＝at2可知物體B勻加速上升，加速度a＝4 m/s2，因此物體B在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)． 10．小船從A碼頭出發(fā)，沿垂直于河岸的方向渡河，若小河寬為d，小船渡河速度v船恒定，河水中各點(diǎn)水流速度大小與各點(diǎn)到較近河岸邊的距離成正比，v水＝kx，x是各點(diǎn)到近岸的距離(x≤，k為常量)，要使小船能夠到達(dá)距A正對岸為s的B碼頭．則下列說法中正確的是(AC) A．小船渡河的速度v船＝ B．小船渡河的速度v船＝ C．小船渡河的時(shí)間為 D．小船渡河的時(shí)間為 解析：x≤時(shí)，垂直河岸方向勻速運(yùn)動(dòng)x＝v船t，水流方向v水＝kx＝kv船t，可知水流方向勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a＝kv船，x≥時(shí)，水流方向勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船運(yùn)動(dòng)到河中間時(shí)，即＝v船t，＝at2，可解得答案為A、C. 三、非選擇題 11．一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩子提升一個(gè)質(zhì)量為m的重物，開始車在滑輪的正下方，繩子的端點(diǎn)離滑輪的距離是H.車由靜止開始向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t繩子與水平方向的夾角為θ，如圖所示，試求： (1)車向左運(yùn)動(dòng)的加速度的大??； (2)重物m在t時(shí)刻速度的大?。? 解析：(1)汽車在時(shí)間t內(nèi)向左走的位移：x＝Hcot θ. 又汽車勻加速運(yùn)動(dòng)x＝at2， 所以a＝＝. (2)此時(shí)汽車的速度v汽＝at＝. 由運(yùn)動(dòng)的分解知識(shí)可知，汽車速度v汽沿繩的分速度與重物m的速度相等，即：v物＝v汽cos θ， 得：v物＝. 答案：(1)　(2) 12．寬9 m的成形玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進(jìn)，在切割工序處，金剛割刀的速度為10 m/s，為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，則： (1)金剛割刀的軌道應(yīng)如何控制？ (2)切割一次的時(shí)間多長？ 解析：(1)由題目條件知，割刀運(yùn)動(dòng)的速度是實(shí)際的速度，所以為合速度．其分速度的效果是恰好相對玻璃垂直切割． 設(shè)割刀的速度v2的方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度v1的方向之間的夾角為θ，如圖所示．要保證割下均是矩形的玻璃板，則由v2是合速度得：v1＝v2cos θ.所以cos θ＝＝，即θ＝arccos . 所以，要割下矩形玻璃板，割刀速度方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度方向成θ＝arccos角． (2)切割一次的時(shí)間t＝＝ s≈0.92 s. 答案：(1)割刀速度方向與玻璃板運(yùn)動(dòng)速度方向成arccos角　(2)0.92 s 13．如圖所示，在豎直平面的xOy坐標(biāo)系中，Oy豎直向上，Ox水平．設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力．一物體從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出，初速度為v0＝4 m/s.不計(jì)空氣阻力，到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示(坐標(biāo)格為正方形，取g＝10 m/s2)．求： (1)小球在M點(diǎn)的速度v1. (2)在圖中定性畫出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N. (3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大?。? 解析：(1)設(shè)正方形的邊長為s0. 豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，v0＝gt1，2s0＝t1； 水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，3s0＝t1. 解得：v1＝6 m/s. (2)由豎直方向的對稱性可知，小球再經(jīng)過t1回到x軸，水平方向從O點(diǎn)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以再回到x軸時(shí)落到x＝12 m處，位置N的坐標(biāo)為(12 m，0)． (3)到N點(diǎn)時(shí)豎直分速度大小為v0＝4 m/s，水平分速度vx＝a水平tN＝2v1＝12 m/s，故v2＝＝4 m/s. 答案：(1)6 m/s　(2)見解析　(3)4 m/s