2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第9課 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解練習(xí).doc
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第9課 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.曲線運(yùn)動(dòng)的條件 a.根據(jù)F合與v是否共線判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況 (1)(2017紅橋區(qū)模擬,6分)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1和F2的作用,由靜止開始運(yùn)動(dòng),若運(yùn)動(dòng)中保持兩個(gè)力的方向不變,但F1突然增大ΔF,則質(zhì)點(diǎn)此后( ) A.一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) C.可能做變加速曲線運(yùn)動(dòng) D.一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 答案:A 解析:質(zhì)點(diǎn)原來是靜止的,在F1、F2的合力的作用下開始運(yùn)動(dòng),此時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿F1、F2的合力F合1方向做直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間之后,物體具有速度,而此時(shí)將F1突然增大為F1+ΔF,F(xiàn)1+ΔF、F2它們的合力發(fā)生變化,變?yōu)镕合2,即F1改變之后,合力的大小、方向都發(fā)生了改變,如圖所示。原來質(zhì)點(diǎn)沿F合1方向做直線運(yùn)動(dòng),合力變?yōu)镕合2后,不再和速度的方向在同一條直線上,所以此后質(zhì)點(diǎn)將做曲線運(yùn)動(dòng),由于F1+ΔF、F2都是恒力,改變之后它們的合力還是恒力F合2,質(zhì)點(diǎn)的加速度為定值,所以在相等的時(shí)間里速度的增量一定相等,故質(zhì)點(diǎn)是在做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤,A項(xiàng)正確。 b.根據(jù)F合指向物體運(yùn)動(dòng)軌跡凹側(cè)判斷合力的方向 (2)(2018改編,6分)一質(zhì)點(diǎn)在恒定合力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c,已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于在b點(diǎn)時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受合力的方向,下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)( ) 答案:C 解析:質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),合力與速度方向不在同一直線上,應(yīng)指向軌跡彎曲的凹側(cè),不可能沿軌跡的切線方向,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。B項(xiàng)圖中合力方向指向軌跡的凹側(cè),但是與速度方向成銳角,質(zhì)點(diǎn)的速率增大,與題意不符,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。C項(xiàng)圖中合力方向指向軌跡的凹側(cè),而且與速度方向成鈍角,質(zhì)點(diǎn)的速率減小,符合題意,故C項(xiàng)正確。D項(xiàng)圖中合力方向指向軌跡的外側(cè),質(zhì)點(diǎn)的軌跡應(yīng)向上彎曲,不可能沿如圖的軌跡運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用 a.利用平行四邊形定則分解速度時(shí)的操作方法 (3)(2015全國(guó)Ⅱ,6分)由于衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)不在赤道上,同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道。當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,給衛(wèi)星一附加速度,使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.55103 m/s,此時(shí)衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同,轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30,如圖所示,發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為( ) A.西偏北方向,1.9103 m/s B.東偏南方向,1.9103 m/s C.西偏北方向,2.7103 m/s D.東偏南方向,2.7103 m/s 答案:B 解析:由題設(shè)條件可知合速度為同步衛(wèi)星的線速度,為v=3.1103 m/s;一個(gè)分速度為衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上的速度,為v1=1.55103 m/s。合速度與該分速度的夾角為30,根據(jù)平行四邊形定則,另一個(gè)分速度v2如圖所示。 該分速度的方向?yàn)闁|偏南方向,根據(jù)余弦定理,大小為v2==1.9103 m/s,故A項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。 b.分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性 (4)(經(jīng)典題,6分)降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),風(fēng)速越大,則降落傘( ) A.下落的時(shí)間越短 B.下落的時(shí)間越長(zhǎng) C.落地時(shí)速度越小 D.落地時(shí)速度越大 答案:D 解析:降落傘參加了豎直方向的分運(yùn)動(dòng)和水平方向的分運(yùn)動(dòng),水平分運(yùn)動(dòng)對(duì)豎直分運(yùn)動(dòng)無影響,故風(fēng)速變大時(shí),下落的時(shí)間不變,故A項(xiàng)、B項(xiàng)均錯(cuò)誤。兩分速度方向垂直,由速度合成知v=,水平風(fēng)速vx越大,則降落傘落地時(shí)速度v越大,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 c.利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思想研究曲線運(yùn)動(dòng) (5)(2018改編,6分)風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖所示,將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度H=3.2 m處,桿上套一質(zhì)量m=3 kg,可沿桿滑動(dòng)的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F=15 N,方向水平向左。小球以速度v0=8 m/s向右離開桿端,假設(shè)小球所受風(fēng)力不變,取g=10 m/s2。求小球落地時(shí)的位移。 答案: m(6分) 解析:小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),豎直方向的位移H=3.2 m 運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t==0.8 s(2分) 小球在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度a==5 m/s2(2分) 水平位移x=v0t-at2=4.8 m(1分) 合位移s== m(1分) 3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的特例 a.渡河模型 (6)(2014四川理綜,6分)有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v的大河。小明駕著小船渡河,去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直,回程時(shí)行駛路線與河岸垂直。去程與回程所用時(shí)間的比值為k,船在靜水中的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為( ) A. B. C. D. 答案:B 解析:設(shè)小船在靜水中的速度大小為v1。去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直,如圖(a)所示,則有t去=。當(dāng)回程時(shí)行駛路線與河岸垂直,如圖(b)所示,則有t回=,根據(jù)幾何關(guān)系可知v合=,t回=。由于去程與回程所用時(shí)間的比值為k,則=k,解得v1=,故A項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。 b.“關(guān)聯(lián)”速度問題 (7)(經(jīng)典題,6分)如圖所示,開始時(shí)A、B間的細(xì)繩呈水平狀態(tài),現(xiàn)由計(jì)算機(jī)控制物體A的運(yùn)動(dòng),使其恰好以速度v0沿豎直桿勻速下滑,經(jīng)細(xì)繩通過定滑輪拉動(dòng)物體B在水平面上運(yùn)動(dòng)(B始終未與滑輪相碰),則下列vt圖像中,最接近物體B的運(yùn)動(dòng)情況的是( ) 答案:A 解析:將與物體A相連的繩端速度v0分解為沿繩伸長(zhǎng)方向的速度v1和垂直于繩方向的速度v2,則物體B的速度vB=v1=v0sin θ,在t=0時(shí)刻θ=0,vB=0,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。之后隨θ增大,sin θ增大,B的速度增大,但開始時(shí)sin__θ變化快,速度增加得快,圖線的斜率大,隨θ增大,速度增加得慢,若繩和桿足夠長(zhǎng),則物體B的速度趨近于A的速度,故A項(xiàng)正確。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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