曲线运动、运动的合成和分解(4)

2019-03-04 14:53

26.有一个质量为2 kg的质点在xOy平面上运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象

分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )

A.质点所受的合外力为3 N B.质点的初速度为3 m/s C.质点做匀变速直线运动

D.质点初速度的方向与合外力的方向垂直 【答案】A

【解析】由题图乙可知,质点在y方向上做匀速运动,vy=速直线运动,a==

2

=4 m/s,在x方向上做匀加

=1.5 m/s,故质点所受合外力F=ma=3 N,A正确.质点的初速度v

=5 m/s,B错误.质点做匀变速曲线运动,C错误.质点初速度的方向与合

外力的方向不垂直,如图,θ=53°,D错误.

27.小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸.现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是( ) A.增大α角,增大船速v B.减小α角,增大船速v

C.减小α角,保持船速v不变 D.增大α角,保持船速v不变 【答案】A

【解析】保持航线不变,且准时到达对岸,即船的合速度大小和方向均不变,由图可知,当水流速度v水增大时,α增大,v也增大,故选A.

28.如图所示,两次渡河时船对水的速度大小和方向都不变.已知第一次实际航程为A至B,位移为x1,实际航速为v1,所用时间为t1.由于水速增大,第二次实际航程为A至C,位移

为x2,实际航速为v2,所用时间为t2.则( )

A.t2>t1,v2=v1 B.t2>t1,v2=v1

C.t2=t1,v2=【答案】D

v1 D.t2=t1,v2=v1

【解析】两次船相对于静水的速度都是不变的,船相对于水的速度可以分解为垂直于河岸和平行于河岸两个方向.由于船速大小和方向不变,故垂直于河岸的速度不变,所以渡河的时间相等即t2=t1;渡河的位移x1=v1t1,x2=v2t2,解得:v2=错误.

29.如图所示,光滑水平桌面上,一个小球以速度v向右做匀速运动,它经过靠近桌边的竖直木板ad边时,木板开始做自由落体运动.若木板开始运动时,cd边与桌面相齐,则小球在木板上的投影轨迹是( )

v1,所以D正确,A、B、C

【答案】B

【解析】木板做自由落体运动,若以木板作参考系,则小球沿竖直方向的运动可视为竖直向上的初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,所以小球在木板上的投影轨迹是B. 30.如图所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动,且向他左侧的固定目标拉弓放箭.假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭的速度为v2,跑道离固定目标的最近距离OC=d.若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射

出的箭在空中飞行时间最短,则( )

A.运动员放箭处离目标的距离为d

B.运动员放箭处离目标的距离为d

C.箭射到固定目标的最短时间为

D.箭射到固定目标的最短时间为【答案】BC

【解析】联系“小船渡河模型”可知,射出的箭同时参与了v1、v2两个运动,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,箭射出的方向应与马运动的方向垂直,故箭射到固定目标的最短时间为t=

,箭的速度v=

,所以运动员放箭处离固定目标的距离为x=vt

=d,B、C正确.

31.人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图5所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是( )

A.v0sinθ B.

C.v0cosθ D.

【答案】D 【解析】

由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动:一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动.而物体A的实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动,它们之间的关系如图所示.由几何关系可得v=

,所以D项正确.

32.质量为m的物体,在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做( ) A.加速度大小为

的匀变速直线运动

B.加速度大小为的匀变速直线运动

C.加速度大小为D.匀速直线运动 【答案】BC

的匀变速曲线运动

【解析】物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动,必有F3与F1、F2的合力等大反向,当F3大小不变、方向改变90°时,F1、F2的合力大小仍为F3,方向与改变方向后的F3夹角为90°,故F合=

F3,加速度a=

.若初速度方向与F合方向共线,则物体

做匀变速直线运动;若初速度方向与F合方向不共线,则物体做匀变速曲线运动,综上所述本题选B、C.

33.如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方,现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时,一支铅笔从三角板直角边的最下端,由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动,

下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中,正确的是( )

A.笔尖留下的痕迹是一条抛物线 B.笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线

C.在运动过程中,笔尖运动的速度方向始终保持不变 D.在运动过程中,笔尖运动的加速度方向始终保持不变 【答案】AD

【解析】由题可知,铅笔尖既随三角板向右的匀速运动,又沿三角板直角边向上做匀加速运动,其运动轨迹是向上弯曲的抛物线.故A正确,B错误.在运动过程中,笔尖运动的速度方向是轨迹的切线方向,时刻在变化.故C错误.笔尖水平方向的加速度为零,竖直方向加速度的方向竖直向上,则根据运动的合成规律可知,笔尖运动的加速度方向始终竖直向上,保持不变.故D错误.故选:A

34.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,运动员可完成更多的动作 B.风力越大,运动员着地速度越大,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 【答案】BC

【解析】水平风力不会影响竖直方向的运动,所以运动员下落时间与风力无关,A错误,C正确.运动员落地时竖直方向的速度是确定的,水平风力越大,落地时水平分速度越大,运动员着地时的合速度越大,有可能对运动员造成伤害,B正确,D错误.

35.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹

角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时( )

A.人拉绳行走的速度为vcosθ B.人拉绳行走的速度为

C.船的加速度为

D.船的加速度为【答案】AC

【解析】船的速度产生了两个效果:一是滑轮与船间的绳缩短,二是绳绕滑轮顺时针转动,因此将船的速度进行分解如图所示,人拉绳行走的速度v人=vcosθ,A对,B错;绳对船的拉力等于人拉绳的力,即绳的拉力大小为F,与水平方向成θ角,因此Fcosθ-Ff=ma,得a


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