新高考物理一轮复习考点培优讲与练第4章第17课时　曲线运动　运动的合成与分解（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理一轮复习考点培优讲与练第4章第17课时　曲线运动　运动的合成与分解（2份，原卷版+解析版），共16页。
【考情分析·探规律】
【知识梳理】
考点一 曲线运动的条件和特征
1.速度的方向：
质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
2.曲线运动的性质：
做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。
(1)a恒定：匀变速曲线运动；
(2)a变化：非匀变速曲线运动。
3.做曲线运动的条件：
4.速率变化的判断
【小试牛刀】
【典例】1.(来自教材改编)在演示“做曲线运动的条件”的实验中，有一个在水平桌面上向右做直线运动的小钢球，第一次在其运动路线的正前方放置条形磁铁，第二次在其运动路线的旁边放置条形磁铁，如图所示，虚线表示小钢球的运动轨迹。观察实验现象，以下叙述正确的是( )
A.第一次实验中，小钢球的运动是匀速直线运动
B.第二次实验中，小钢球的运动类似平抛运动，其运动轨迹是一条抛物线
C.该实验说明做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向
D.该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合力的方向与速度方向不在同一直线上
【典例】2.(2023·全国乙卷·15)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是( )
考点二 运动的合成与分解
1.基本概念
(1)运动的合成：已知分运动求合运动。
(2)运动的分解：已知合运动求分运动。
2.遵循的法则
位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。
3.运动分解的原则
根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解法。
4.合运动与分运动的关系
(1)等时性：合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止。
(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他分运动的影响。
(3)等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果。
【小试牛刀】
【典例】1.(多选)(2024·安徽卷·9)一倾角为30°足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐标系，如图甲所示。从t＝0开始，将一可视为质点的物块从O点由静止释放，同时对物块施加沿x轴正方向的力F1和F2，其大小与时间t的关系如图乙所示。已知物块的质量为1.2 kg，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.t＝1 s时，物块的y坐标值为2.5 m
C.t＝1 s时，物块的加速度大小为53 m/s2
D.t＝2 s时，物块的速度大小为102 m/s
考点三 小船渡河模型
【小试牛刀】
【典例】1.(多选)(2025·山东威海市检测)如图，小船以大小为5 m/s、船头与上游河岸成θ＝60°角的速度v1(在静水中的速度)从A处渡河，经过一段时间正好到达正对岸B处。已知河宽d＝180 m，则下列说法中正确的是( )
A.河中水流速度为2.53 m/s
B.小船以最短位移渡河的时间为243 s
C.小船渡河的最短时间为24 s
D.小船以最短时间渡河时到达对岸的位移大小是905 m
考点四 绳(杆)连接物的关联速度
【小试牛刀】
【典例】1.质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向所成夹角为θ2时(如图)，下列判断正确的是( )
A.P的速率为v
B.P的速率为vsin θ2
C.P处于超重状态
D.P处于失重状态
【典例】2.甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用铰链与轻直杆连接，乙球处于光滑水平地面上，甲球套在光滑的竖直杆上，初始时轻杆竖直，杆长为4 m。无初速度释放，使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3 m时，甲球的速度为v1，乙球的速度为v2，如图所示，下列说法正确的是( )
A.v1∶v2＝7∶3
B.v1∶v2＝37∶7
C.甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等
D.甲球即将落地时，乙球的速度达到最大
【限时训练】（限时：60分钟）
【基础必刷题】1~7题每小题8分，共56分
1. (2024·山东聊城市期中)关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是匀变速运动
B.物体做曲线运动时，加速度一定不为零
C.物体做曲线运动时，不可能受恒力的作用
D.物体做曲线运动时，加速度方向与速度方向可能在同一直线上
2.(2023·辽宁卷·1)某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是( )
3.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是( )
A.风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成的动作越多
B.风力越大，运动员着地时的竖直速度越大，有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风力无关
D.运动员着地速度与风力无关
4. 大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物竖直向上做匀加速运动，此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的( )
5.如图所示，一条小船从码头A过河，小船在静水中的速度为v，船头指向始终与河岸垂直(沿AA'方向)。当水流速度为v1时，小船运动到河对岸的码头B靠岸，AB与河岸的夹角为α＝60°。当水流速度为v2时，小船运动到河对岸的码头C靠岸，AC与河岸的夹角为β＝30°。下列说法正确的是( )
A.小船沿AB、AC过河的时间相等
B.小船沿AC过河的时间更长
C.v1∶v2＝1∶2
D.当水流速度为v1时，要使小船到达码头A'，船头应指向河的上游且与河岸夹角为60°
6.有一个质量为4 kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的速度时间图像和y方向的位移时间图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.质点做匀变速直线运动
B.质点所受的合外力为22 N
C.t＝2 s时质点的速度大小为6 m/s
D.零时刻质点的速度大小为5 m/s
7.(多选)如图所示，不可伸长的轻绳平行于斜面，一端与质量为m的物块B相连，B在光滑斜面上。轻绳另一端跨过滑轮与质量为M的物块A连接。A在外力作用下沿竖直杆以速度v1向下匀速运动，物块B始终沿斜面运动且斜面始终静止，当轻绳与杆的夹角为β时，物块B的速度大小为v2。斜面倾角为α，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.v1v2＝1csβ
B.v1v2＝cs β
C.轻绳拉力一定大于mgsin α
D.斜面受到地面水平向左的摩擦力
【巩固必刷题】8~10题每小题9分，共27分
8.(2023·江苏卷·10)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
9.汽车发动机的工作原理如图所示，轮轴与活塞通过连接杆连接，连接杆与轮轴的连接点为M，与活塞的连接点为N，其中轮轴可绕圆心O做圆周运动，活塞可在汽缸内做上下的直线运动，则下列说法正确的是( )
A.当OM与ON垂直时，若M点的速率为v0，则N点的速率小于v0
B.当OM与ON垂直时，若N点的速率为v0，则M点的速率小于v0
C.当MN与轮轴相切时，若M点的速率为v0，则N点的速率等于v0
D.当MN与轮轴相切时，若N点的速率为v0，则M点的速率小于v0
10.(2025·山东泰安市期中)如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为θ时，小球A的线速度大小为( )
A.vLsin2θℎB.2vLcsθℎ
C.vLcs2θℎD.vcsθℎ
【尖子拔高训练】
11.(17分)图(a)是我国传统农具——风鼓车，图(b)是其工作原理示意图，转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于2.0×10－5 kg的谷粒为饱粒，落入第一出料口A1B；质量为1.2×10－5~2.0×10－5 kg的谷粒为瘪粒，落入第二出料口A2B；质量小于1.2×10－5 kg的草屑被吹出出风口。已知A1、B、A2三点在同一水平线上，A1B的宽度为0.12 m；A1在H正下方，A1H的高度为0.4 m；质量为2.0×10－5 kg的谷粒从H漏出，恰好经B点落入A2B，设谷物从H漏出时速度竖直向下，大小为1 m/s；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，重力加速度g取10 m/s2。
(1)(5分)求谷粒从H落到出料口所经历的时间；
(2)(6分)求谷粒所受水平风力的大小；
(3)(6分)若瘪粒恰好能全部落入A2B，求A2B的宽度。
曲线运动
运动的合成与分解
2024·安徽卷·T9、2023·江苏卷·T10、2023·全国乙卷·T15、
2023·辽宁卷·T1、2022全国甲卷T14、2022河北卷T10、
2022辽宁卷T13、2022北京卷T8
试
题
情
境
生活实践类
生活中的抛体运动，自行车、汽车、火车转弯等动力学及临界问题，水流星，体育运动中的圆周运动问题
学习探究类
小船渡河模型，绳、杆速度分解模型，与斜面或圆弧面有关的平抛运动，圆周运动的传动问题，圆锥摆模型，水平面内、竖直面内圆周运动的临界问题，圆周运动中的轻绳、轻杆模型