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1、2020屆高考物理復(fù)習(xí) 運動的合成和分解 平拋運動專題練習(xí)
1.某質(zhì)點同時受到在同一平面內(nèi)的幾個力作用而作勻速直線運動,在運動過程中撤去某一個力,則該質(zhì)點( )
A.一定作勻加速直線運動
B.一定作勻減速直線運動
C.其軌跡可能是拋物線
D.可能作勻速圓周運動
【解析】因為質(zhì)點在同一平面內(nèi)同時受幾個力作用作勻速直線運動,其合力必為零,所以在運動過程中撤去某一個力,剩余幾個力的合力,即質(zhì)點所受的合外力必與所撤力的大小相等、方向相反、恒定不變.據(jù)牛頓第二定律,質(zhì)點運動的加速度恒定不變,作勻變速運動.當合外力方向與運動速度方向在同一直線上時,則作勻變速直線運動;當合外力與運動
2、速度方向垂直時,其軌跡為拋物線,作類平拋運動.但不可能作勻速圓周運動,因為質(zhì)點作勻速圓周運動的條件為合外力大小不變,方向總與運動速度方向垂直.綜上分析,故應(yīng)選C正確.
【答案】C
2.下列說法中,正確的是( )
A.任何曲線運動都是變加速運動
B.兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動
C.兩個勻加速直線運動的合運動一定不是直線運動
D.一個勻速直線運動和一個勻加速直線運動的合運動一定是曲線運動
【解析】物體做曲線運動的條件是受到一個與初速度方向不在同一條直線上的力的作用.當所受的是恒力時,加速度是不變的,故A不正確.物體做勻速運動時,合外力為零,兩個勻速直線合成時合外
3、力仍為零,物體仍作勻速直線運動,故B正確.當兩個分運動在一條直線上時,合運動仍在一條直線上,所以C、D不正確.
【答案】B
3.關(guān)于運動的性質(zhì),以下說法中正確的是( )
A.曲線運動一定是變速運動
B.變速運動一定是曲線運動
C.曲線運動一定是變加速運動
D.運動物體的加速度值和速度值都不變的運動才是直線運動
【解析】物體運動的性質(zhì)由所受的合外力決定.運動軌跡由合外力與運動速度方向的關(guān)系決定.物體所受的合外力不為零,加速度不為零,速度一定變化,而運動軌跡可能是曲線,也可能是直線.反之從運動軌跡判定物體的運動性質(zhì),物體做曲線運動,一定是變速運動、合外力一定不為零,因為曲線運動
4、的速度方向時刻都在變化.物體做直線運動,速度可能變化,也可能不變化.故A選項正確,B錯誤.物體所受的合外力恒定,一定做勻變速運動,所受合外力變化,一定做非勻變速運動,即勻變速運動可能是直線,也可能是曲線,故C選項錯誤.運動軌跡某點的切線方向為運動速度方向,所受合外力方向為加速度方向,而質(zhì)點所受合外力方向與速度方向同在一條直線時做直線運動,至于其值是恒定還是變化不決定運動軌跡,故選項D錯誤.
【答案】A
4.一個帶正電的小球自由下落一段時間后,進入一個水平的勻強電場,小球在電場中的運動軌跡是如圖4-1-10所示中的哪一個?( )
【解析】小球進入電場時有豎直向下的速度v0,而所
5、受合力F如圖所示,
F與v0有一夾角,故應(yīng)做曲線運動.它受的合力F是一恒力,此力總應(yīng)指向軌跡曲線的凹側(cè),初速v0與軌跡應(yīng)相切,所以選B.
【答案】B
5. 如圖4-1-11所示,從一根空心豎直鋼管A上端邊緣,沿直徑方向向管內(nèi)水平拋入一鋼球,球與管壁多次相碰后落地(球與管壁相碰時間均不計).若換一根等高但較粗的鋼管B,用同樣方法拋入此鋼球,則運動時間( )
A.在A管中的球運動時間長
B.在B管中的球運動時間長
C.在兩管中的運動時間一樣長
D.無法確定
【解析】此運動可以分解成豎直方向分運動和水平方向分運動,豎直方向上小球只受重力作用,做自由落體運動,水平方向的分運動
6、為勻速直線運動,每一段運動類似平拋運動的一部分.在多次相碰中,豎直的管壁對小球只能產(chǎn)生沿水平方向的作用力.根據(jù)力的獨立作用原理這些力只能改變小球的水平分運動的速度大小和方向,而對豎直分運動沒有影響,小球的運動時間決定于豎直運動,根據(jù)自由落體運動的公式,得出,由于A、B兩管等高,因而小球在兩管中運動時間一樣長,所以C正確.
【答案】C
二、填空
6.如圖4-1-12所示,汽車以速度v勻速行駛,當汽車到達P點時,繩子對水平方向的夾角為θ,此時物體M的速度大小為 (用v、θ表示).
【解析】汽車勻速行駛速度v為合速度,它分解為沿繩方向的分速度v1和垂直于繩方向的分速度v2,此
7、時繩與水平方向夾角為θ,即有v1=vcosθ,又因為物體M的速度為繩上升速度,即為v沿繩方向的分速度v1,所以v物=v1=vcosθ.
【答案】vcosθ
三、計算題
7.如圖4-1-13所示,一船自A點過河,船速v1,水速v2,河寬s,如船速方向垂直河岸,經(jīng)10min船達C點,測得BC=12m,如船速度方向與AB線成θ角,經(jīng)12.5min船達到B點,求:
⑴θ角的大?。扑賤2的大?。?
⑶船速v1的大小.⑷河寬s.
【解析】船在過河過程中參與兩個分運動,一個是船對水的運動,速度就是船速v1,另一個是水對岸的運動,速度就是水速v2,分運動和合運動的物理特點是等時性和分運動的獨
8、立性原理,按此特點可解本題.
⑴根據(jù)運動的獨立性原理,合運動與分運動等時性原理,如河水是靜止的,則船以v1由A到B歷時10min,由A到D歷時12.5min,,∴θ=36o52'或θ=arccos;
⑵根據(jù)分運動與合運動等時性原理:v2=BC/t2=120/600m/s=0.2m/s;
⑶研究v1與AB成θ角的情況, v1的方向為A指向D,合運動方向A指向B.
v1sinθ=v2,∴;
⑷由運動的獨立性原理:.
【答案】θ=arccos、0.2m/s、1/3m/s、200m
8.在一根長為L不可伸長的輕質(zhì)線一端系一質(zhì)量為m的小球,線的另一端系于O點.把球拉到水平后靜止釋放,問:小球運動到什么位置具有最大的豎直分速度?
【解析】小球受力如圖所示.
在下落過程中繩子拉力T逐漸增大,根據(jù)力的獨立作用原理,在豎直方向上有
mg-Tcos=may,
豎直方向的分運動的加速度逐漸減小,速度逐漸增大,當,即mg=Tcos時,vy達到最大值,此后Tcos大于mg,ay豎直向上,物體的豎直分速度將減小.
當小球豎直分速度vy最大時,有
mg=Tcos①
T-mgcos=mv2/L,②
.③
取立①②③式得:,即:.
最大豎直分速度為.
【答案】