2025届高考物理一轮总复习第4单元曲线运动万有引力与航天作业9运动的合成与分解课件PPT

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微练一　曲线运动的条件与轨迹分析1.曲线运动是现实生活中比较常见的运动形式,下列对曲线运动描述正确的是(　　)A.速度大小和方向都在不断变化B.加速度一定变化C.加速度和速度的方向可能始终垂直D.物体只有在所受的合力方向与速度方向垂直时,才能做曲线运动
解析 曲线运动是变速运动,即速度方向时刻在变,但速度大小不一定改变,如匀速圆周运动,故A错误;曲线运动的加速度不一定改变,如平抛运动的加速度始终为重力加速度,故B错误;加速度和速度的方向可能始终垂直,如匀速圆周运动,故C正确;物体做曲线运动的条件是所受的合力方向与速度方向不共线,即成一定夹角,但不一定是直角,锐角、钝角和直角均可,故D错误。
2.老鹰在天空中飞翔,图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹,关于老鹰在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是(　　)
解析 根据做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向、合力指向轨迹凹侧的特点可知B正确,A、C、D错误。
微练二　运动的合成与分解3.如图甲所示,工程师用塔吊从地面开始提升建材。建材在水平方向上的位移与时间的图像、在竖直方向上的速度与时间的图像分别如图乙、丙所示,则下列说法正确的是(　　)
A.0~t1内建材在做直线运动B.t1~t2内建材在做曲线运动C.t2~t3内建材在做曲线运动D.0~t3内建材一直处于超重状态
解析 0~t1内建材在水平方向做匀速运动,竖直方向做匀加速运动,则合运动是曲线运动,A错误。t1~t2内建材在水平方向做匀速运动,竖直方向也做匀速运动,则合运动是直线运动,B错误。t2~t3内建材在水平方向做匀速运动,竖直方向做匀减速运动,则合运动是曲线运动,C正确。0~t1内建材加速度向上,处于超重状态;t1~t2内建材匀速运动,不超重也不失重;t2~t3加速度向下,处于失重状态,D错误。
4.(2023浙江嘉兴二模)如图所示,足球场上画了一条以O为原点,以x轴为对称轴的抛物线的一部分,A、B为该抛物线上的两点。体育老师要求学生在规定时间内不停顿地从抛物线的一端跑到另一端。小张同学按要求完成该运动的过程中,可以肯定的是(　　)A.所受的合力始终不为零B.x轴方向的分运动是匀速运动C.y轴方向的分运动是匀速运动D.通过A、B两点时的加速度相等
解析 学生沿抛物线运动,其做曲线运动,速度方向发生变化,即速度变化量不为零,加速度不为零,即学生所受合力肯定不为零,A正确;学生所受合力方向指向抛物线的凹侧,但是具体方向不确定,因此x轴方向与y轴方向的分运动不能确定是不是匀速运动,B、C错误;由于学生所受合力大小与方向均不确定,因此通过A、B两点时的加速度不一定相等,D错误。
微练三　小船渡河问题5.(2023浙江长兴中学高三模拟)如图所示,跑步机履带外侧的机身上有正对的A、B两点,小明想让玩具电动车经履带沿AB连线运动。他调节跑步机的履带至水平,速度设置为3 m/s,玩具车的速度调为6 m/s,则玩具车车身与AB间的夹角应为(　　)
A.30°B.37°C.45°D.60°
解析 设玩具车车身与AB之间的夹角为θ,车速为v,履带的速度为v0,根据题意,要使玩具电动车经履带沿AB连线运动,则玩具车在垂直AB方向的分速度要与履带的速度大小相同,因此可得vsin θ=v0,代入数据解得θ=30°,故选A。
6.(多选)某区域的两河岸可视为平行,两岸间距为d=200 m,假设水的流速恒为3 m/s,且平行河岸,小船在静水中的航行速度大小恒为4 m/s,现保持小船在静水中的速度从A点以最短时间开始渡河,则(　　)A.小船渡河的最短时间为50 sB.小船运动的合速度大小为5 m/sC.小船平行于河岸方向运动的位移大小为200 mD.小船运动的合位移的大小为350 m
微练四　绳(杆)关联速度问题7.(多选)(2023浙江奉化中学月考)钓鱼是一项越来越受到欢迎的休闲活动,钓到大鱼时一般会先将鱼遛至没有力气再收线,如图所示,在收尾阶段,鱼已经浮在水面不再挣扎,钓鱼者以恒定速率v收鱼线(钓鱼者和鱼竿视为不动),鱼线与水平面的夹角为θ,以下说法正确的是(　　)A.鱼在靠近钓鱼者过程中速率增大B.当θ=60°时,鱼的速率为2vC.当θ=37°时,鱼的速率为0.8vD.鱼受到的合力恒定
解析 如图所示,将鱼的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度,则v=v鱼cs θ,钓鱼者以恒定速率v收鱼线过程中,θ增大,则v鱼增大,鱼做变加速运动,合力不是恒定值,故A正确,D错误;根据v=v鱼cs θ可知,当θ=60°时,v鱼=2v,当θ=37°时,v鱼=1.25v,故B正确,C错误。
8.如图甲所示,卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物,因操作简单、移置方便,在建筑施工、水利工程、林业、矿山、码头等有着广泛应用。如图乙所示,利用卷扬机将套在光滑竖直杆上的重物提升到高处。卷扬机缠绕钢丝绳的速度为v0,连接重物的钢丝绳与竖直杆夹角为θ,则重物的速度v与v0关系为(　　)
解析 根据运动的分解可知重物沿绳方向的速度分量等于卷扬机缠绕钢丝绳的速度,即v0=vcs θ,所以 ,故选B。
9.(2023浙江诸暨中学高三模拟)“筋膜枪”利用其内部特制的高速电机带动枪头,产生的高频振动可以作用到肌肉深层,以达到缓解疼痛、促进血液循环等作用。某款筋膜枪的内部结构简化图如图所示,连杆OB以角速度ω绕垂直于纸面的O轴匀速转动,带动连杆AB,使套在横杆上的滑块左右滑动,从而带动枪头振动。已知AB杆长为L,OB杆长为R,当AB⊥OB时,滑块的速度大小为(　　)
10.人字梯是用于在平面上方空间(如屋顶)进行装修之类工作的一类登高工具,因其使用时,前后的梯杆及地面构成一个等腰三角形,看起来像一个“人”字,因而把它形象地称为“人”字梯。人字梯有固定人字梯和活动人字梯。其中活动人字梯是将两个梯子的顶部用活页连在一起,实现自由折叠,并且工人可以独自跨在梯顶移动一个梯子实现位置变化。如图所示的活动人字梯由两个完全相同的梯子通过顶端的活页连接而成,现有某工人跨立在顶端在水平面上作业,某时刻需改变位置,工人让一个梯子的两脚紧贴地面以速度v滑动,另一梯子两脚不动,此时人字梯的顶角为θ,则此时顶部活页的速率为(　　)
解析 工人作业时,人字梯顶端围绕着不移动的梯脚做圆周运动,梯顶的速度即为绕不动梯脚转动的线速度,滑动梯子长度不变,则梯顶和梯脚沿梯子方向的速度相同,如图所示
11.如图所示,河水自西向东流,河宽为600 m。河中各点到较近河岸的距离为x,各点的水流速度大小v水与x的关系为v水= x(x的单位为m,v水的单位为m/s)。小船船头垂直于河岸由南向北渡河,小船在静水中的速度大小为3 m/s,则下列说法不正确的是(　　)A.小船在河水中的最大速度为5 m/sB.小船在距南岸100 m处的速度小于在距北岸100 m处的速度C.小船渡河的时间是200 sD.从河中心位置到北岸,小船做匀变速曲线运动
12.某物理兴趣小组的同学们利用自制动力小船来测量河流的水流速度及河宽。在一段相对平缓的河面上(可视为水速恒定),动力小船船头垂直河岸由静止开始运动,船沿垂直河岸方向的速度—时间图像如图所示,经过25 s到达正对岸下游20 m处,以下说法正确的是(　　)A.河宽为65 mB.水流速度为0.8 m/sC.0~10 s小船运动轨迹为直线D.小船运动的最大速度为3.8 m/s