(新課標(biāo))河南省2015高考物理總復(fù)習(xí)講義 第4章 第1講 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解
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1、 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 考 綱 點(diǎn) 擊 備 考 指 南 1.運(yùn)動(dòng)的合成與分解Ⅱ 1.全方位理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法及運(yùn)動(dòng)的合成與分解在實(shí)際問題中的應(yīng)用. 2.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其研究方法、圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、線速度及加速度是近年高考的熱點(diǎn),且多數(shù)與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、機(jī)械能結(jié)合的綜合類試題. 3.萬有引力定律在天體中的應(yīng)用,如分析人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、計(jì)算天體的質(zhì)量和密度等,是高考必考內(nèi)容.以天體問題為背景的信息給予題,更是受專家的青睞.高考中一般以選擇題的形式呈 4.從命題趨勢(shì)上看,對(duì)本部分內(nèi)容的考查仍將延續(xù)與生產(chǎn)、生活以及科技航天相結(jié)合,形成新情景的物理題. 2.拋體運(yùn)動(dòng)Ⅱ
2、 3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度 Ⅰ 4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Ⅱ 5.離心現(xiàn)象Ⅰ 6.萬有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ 7.環(huán)繞速度Ⅱ 8.第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ 9.經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀Ⅰ 知識(shí)一 曲線運(yùn)動(dòng) 1.速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向. 2.運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng). 3.曲線運(yùn)動(dòng)的條件 (1)動(dòng)力學(xué)角度:物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上 (2)運(yùn)動(dòng)學(xué)角度:物體的加速度方向與速度方向不在同一條直線上. (1)曲線運(yùn)動(dòng)的物體
3、速度大小一定發(fā)生變化.() (2)曲線運(yùn)動(dòng)的物體加速度一定是變化的.() (3)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).(√) 知識(shí)二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.基本概念 分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng) 2.分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解,也可用正交分解. 3.遵循規(guī)律:位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則. 4.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 等時(shí)性:合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等,即同時(shí)開始,同時(shí)進(jìn)行,同時(shí)停止. 獨(dú)立性:一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,不受其他運(yùn)動(dòng)的影響. 等效性:各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的效果. (1)合
4、運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都大.() (2)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等.(√) (3)只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng).() 1.下面說法中正確的是( ) A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向必定變化 B.速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng) C.加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng) D.加速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng) 【解析】 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小不一定變化,但速度方向必定變化,A項(xiàng)正確.速度變化的運(yùn)動(dòng)可能是速度大小在變,也可能是速度方向在變化,不一定是曲線運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤.加速度恒定的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速直線運(yùn)動(dòng),也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤.加速
5、度變化的運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng),也可能是曲線運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 A 2.質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng),則在這段時(shí)間內(nèi)( ) A.速度一定不斷改變,加速度也一定不斷改變 B.速度一定不斷改變,加速度可以不變 C.速度可以不變,加速度一定不斷地改變 D.速度可以不變,加速度也可以不變 【解析】 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向不斷改變,加速度可以不變,如平拋運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B正確. 【答案】 B 3.質(zhì)點(diǎn)在某一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q,如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度和受到的合外力.則下列選項(xiàng)中可能正確的是( ) 【解析】 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿軌跡的切線方向,
6、其加速度或合外力跟速度有一定夾角,且指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),只有選項(xiàng)D正確. 【答案】 D 4.(2010上海高考)降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),若風(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 【解析】 風(fēng)沿水平方向吹,不影響豎直速度,故下落時(shí)間不變,A、B兩項(xiàng)均錯(cuò).風(fēng)速越大時(shí)合速度越大,故C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)正確. 【答案】 D 5.(2009江蘇高考)在無風(fēng)的情況下,跳傘運(yùn)動(dòng)員從水平飛行的飛機(jī)上跳傘,下落過程中受到空氣阻力.下列描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時(shí)間t的圖
7、象,可能正確的是( ) 【解析】 跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力,其大小不變且方向豎直向下,還受到空氣阻力,其始終與速度反向,大小隨速度的增大而增大,反之則減?。谒椒较蛏?,運(yùn)動(dòng)員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力,故可知運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng).在豎直方向上運(yùn)動(dòng)員在重力與空氣阻力的共同作用下先做加速度減小的加速度運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng).由以上分析結(jié)合v-t圖象的性質(zhì)可知只有B選項(xiàng)正確. 【答案】 B 考點(diǎn)一 [24] 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析 一、條件 1.因?yàn)樗俣葧r(shí)刻在變,所以一定存在加速度. 2.物體受到的合外力與初速度不共線. 二、合外力方
8、向與軌跡的關(guān)系 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合外力方向與速度方向之間,速度方向與軌跡相切,合外力方向指向曲線的“凹”側(cè). 三、速率變化情況判斷 1.當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體的速率增大. 2.當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體的速率減?。? 3.當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時(shí),物體的速率不變. ——————[1個(gè)示范例]—————— 質(zhì)點(diǎn)僅在恒力F的作用下,由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的軌跡如圖4-1-1所示,在A點(diǎn)時(shí)速度的方向與x軸平行,則恒力F的方向可能沿( ) 圖4-1-1 A.x軸正方向 B.x軸負(fù)方向 C.y軸正方向 D.y
9、軸負(fù)方向 【審題指導(dǎo)】(1)觀察曲線走向及O、A兩點(diǎn)速度方向. (2)恒力F的方向不可能與v的方向相同. 【解析】 質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)速度的方向與x軸平行則質(zhì)點(diǎn)的初速度沿y軸正方向的分速度到A點(diǎn)時(shí)減為零,說明質(zhì)點(diǎn)受的恒力F有沿y軸負(fù)方向的分量,故選項(xiàng)D對(duì). 【答案】 D ——————[1個(gè)預(yù)測(cè)例]—————— 一物體由靜止開始自由下落,一小段時(shí)間后突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響,但著地前一段時(shí)間內(nèi)風(fēng)力突然停止,則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是( ) 【解析】 當(dāng)有水平向右的風(fēng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生水平向右的加速度,軌跡向右彎曲,風(fēng)力停止時(shí),合力向下.且軌跡不能急折,故C項(xiàng)正確. 【答案】 C
10、 (1)合外力或加速度指向軌跡的“凹”(內(nèi))側(cè). (2)曲線的軌跡不會(huì)出現(xiàn)急折,只能平滑變化,且與速度方向相切.第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 考點(diǎn)二 [25] 運(yùn)動(dòng)的合成及性質(zhì) 一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則 運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)的各物理量即位移、速度、加速度的合成與分解,由于它們均是矢量,故合成與分解都遵循平行四邊形定則. 二、合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷 ——————[1個(gè)示范例]—————— 一質(zhì)量為2 kg的物體在如圖4-1-2甲所示的xOy平面上運(yùn)動(dòng),在x軸方向上的v-t圖象和在y軸方向上的s-t圖象分別如圖乙、丙所示,下列說法正確的是( )
11、圖4-1-2 A.前2 s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B.物體的初速度為8 m/s C.2 s末物體的速度大小為8 m/s D.前2 s內(nèi)物體所受的合外力為16 N 【解析】 物體在x軸方向上做初速度vx=8 m/s,加速度a=-4 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),在y軸方向上做速度vy=-4 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中AP曲線所示,為一個(gè)拋物線,拋物線的頂點(diǎn)在P處.物體所受合外力恒為8 N(方向?yàn)閤軸負(fù)方向),初速度大小為 =4(m/s),方向與合外力方向不在同一條直線上,故物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),A對(duì),B、D錯(cuò);2 s末,vx=0,vy=-4 m/s,則合速度為-4 m/
12、s,C錯(cuò). 【答案】 A ——————[1個(gè)預(yù)測(cè)例]—————— 某日中午12時(shí)整,假若甲艦自某島附近海域A點(diǎn)以16 km/h的速度向正東方向行駛,乙艦自該島附近海域A點(diǎn)的正北18 km處以24 km/h的速度向正南行駛,若海域足夠?qū)挘瑒t當(dāng)日12時(shí)30分時(shí)甲乙兩艦之間的間距對(duì)時(shí)間的變化率是( ) A.16 km/h B.-24 km/h C.30 km/h D.-1.6 km/h 【解析】 圖(a) 經(jīng)30分鐘,甲艦向東行駛x=v1t=160.5 km=8 km到C點(diǎn),乙艦向南行駛y=v2t=240.5 km=12 km到D點(diǎn),DA=18 km
13、-12 km=6 km,故θ=arctan=37,如圖(a).以甲艦為參考系,則乙艦通過D點(diǎn)時(shí)具有向南的速度v2和向西的速度v(v=v1=16 km/h),如圖(b), 圖(b) 合速度產(chǎn)生兩個(gè)效果:改變兩艦間距離(DC方向)和使乙艦繞參考系(甲艦)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(垂直DC方向).甲乙兩艦間距對(duì)時(shí)間的變化率即為此時(shí)刻沿DC方向的相對(duì)瞬時(shí)速度,即=v,且以s增大為正方向,由圖(b)得,v=vcos 37-v2sin 37=160.8 km/h-240.6 km/h=-1.6 km/h,負(fù)值表示此時(shí)兩艦間距正在減小,D項(xiàng)正確. 【答案】 D 相對(duì)速度則是指兩個(gè)物體的運(yùn)
14、動(dòng)速度本互不相關(guān),但在選擇其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體為參考系時(shí),另一個(gè)物體相對(duì)參考系的速度.如本題中乙艦相對(duì)甲艦(參考系)的速度即為相對(duì)速度,當(dāng)選定甲艦為參考系時(shí),乙艦除具有速度v2以外,還具有與甲艦(參考系)速度v1等大反向的速度v(一定要記得反向),相對(duì)速度即v2與v的矢量和. 考點(diǎn)三 [26] 繩(桿)端的關(guān)聯(lián)速度分解問題 一、關(guān)聯(lián)速度特點(diǎn) 對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與繩、桿不共線的物體進(jìn)行速度分解,兩物體沿繩、桿方向的速度分量相等,如圖4-1-3所示. 圖4-1-3 二、思路與方法 合運(yùn)動(dòng)→物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度 分運(yùn)動(dòng)→ 方法:遵循平行四邊形定則. ——————[1個(gè)示范例]——
15、———— 如圖4-1-4所示,一人站在岸上,利用繩和定滑輪拉船靠岸,在某一時(shí)刻繩的速度為v,繩AO段與水平面的夾角為θ,OB段與水平面的夾角為α.不計(jì)摩擦和輪的質(zhì)量,則此時(shí)小船的速度多大? 圖4-1-4 【解析】 小船的運(yùn)動(dòng)引起了繩子的收縮以及繩子繞定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的效果,所以將小船的運(yùn)動(dòng)分解到繩子收縮的方向和垂直于繩子的方向,分解如圖所示,則由圖可知,vA= 【答案】 解決此類問題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn): (1)確定合速度,它應(yīng)是小船的實(shí)際速度; (2)小船的運(yùn)動(dòng)引起了兩個(gè)效果:一是繩子的收縮,二是繩繞滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng).應(yīng)根據(jù)實(shí)際效果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分解. —————
16、—[1個(gè)預(yù)測(cè)例]—————— 圖4-1-5 (多選)(2014屆天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)模擬)如圖4-1-5所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán),小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放,當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處),下列說法正確的是(重力加速度為g)( ) A.小環(huán)剛釋放時(shí)輕繩中的張力一定大于2mg B.小環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的高度約為(-1)d C.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于 D.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于 【審題指導(dǎo)】(1)由
17、圖示顯示的幾何關(guān)系,可找出重物下落高度. (2)小環(huán)實(shí)際上是沿桿下落,該運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng),繩的運(yùn)動(dòng)是分運(yùn)動(dòng). (3)繩子繞過定滑輪與重物相連,所以重物上升速度的大小等于小環(huán)沿繩方向的分速度的大?。? 【解析】 小環(huán)釋放后,v增加,而v1=vcos θ,v1增大,由此可知小環(huán)剛釋放時(shí)重物具有向上的加速度,故繩中張力一定大于2mg,A項(xiàng)正確;小環(huán)到達(dá)B處時(shí),繩與直桿間的夾角為45,重物上升的高度h=(-1)d,B項(xiàng)正確;如圖所示,將小環(huán)速度v進(jìn)行正交分解如圖示,其分速度v1與重物上升的速度大小相等,v1=vcos 45=v,所以,小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于,C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確
18、.
【答案】 ABD
小船渡河模型
一、模型條件
1.物體同時(shí)參與兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng).
2.一個(gè)分運(yùn)動(dòng)速度大小和方向保持不變,另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)速度大小不變,方向可在一定范圍內(nèi)變化.
二、模型特點(diǎn)
1.船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).
2.三種速度:v船(船在靜水中的速度)、v水(水的流速)、v合(船的實(shí)際速度).
3.兩個(gè)極值
(1)過河時(shí)間最短:v船⊥v水,tmin=.
(2)過河位移最?。孩賤合⊥v水(前提v船>v水),如圖4-1-6甲所示,此時(shí)xmin=d,船頭指向上游與河岸夾角為α,cos α=.
②v船⊥v合(前提v船 19、所示.
過河最小位移:xmin=d.
甲 乙
圖4-1-6
三、建模指導(dǎo)
1.物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)一定是合運(yùn)動(dòng).
2.求解運(yùn)動(dòng)的合成與分解問題,應(yīng)抓住合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性、獨(dú)立性、等效性的關(guān)系.
3.在小船渡河問題中可將小船的運(yùn)動(dòng)分解為沿船頭指向的方向和沿水流方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng).
四、解題要點(diǎn)
求解小船渡河問題有兩類:一是求最短渡河時(shí)間,二是求最短渡河位移.無論哪類都必須明確以下四點(diǎn):
1.正確區(qū)分分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng).船的航行方向也就是船頭指向,是分運(yùn)動(dòng),船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向,是合運(yùn)動(dòng),一般情況下與船頭指向不一致.
2.運(yùn)動(dòng)分解的基本方法,按實(shí)際效果 20、分解,一般用平行四邊形定則按水流方向和船頭指向分解.
3.渡河時(shí)間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān),與水流速度無關(guān).
4.求最短渡河位移時(shí),根據(jù)船速v船與水流速度v水的大小情況用三角形法則求極限的方法處理.
——————[1個(gè)示范例]——————
一小船渡河,河寬d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s.
(1)若船在靜水中的速度為v2=5 m/s,求:
①欲使船在最短的時(shí)間內(nèi)渡河,船頭應(yīng)朝什么方向?用多長(zhǎng)時(shí)間?位移是多少?
②欲使船渡河的航程最短,船頭應(yīng)朝什么方向?用多長(zhǎng)時(shí)間?位移是多少?
(2)若船在靜水中的速度v2=1.5 m/s,要使船渡河的航程最短,船頭應(yīng)朝什么方向 21、?用多長(zhǎng)時(shí)間?位移是多少?
【規(guī)范解答】 將船實(shí)際的速度(合速度)分解為垂直河岸方向和平行河岸方向的兩個(gè)分速度,垂直分速度影響渡河的時(shí)間,而平行分速度只影響船在平行河岸方向的位移.
(1)若v2=5 m/s.
圖1
①欲使船在最短時(shí)間內(nèi)渡河,船頭應(yīng)朝垂直河岸方向.當(dāng)船頭垂直河岸時(shí),如圖1所示,合速度為傾斜方向,垂直分速度為v2=5 m/s.
t=== s=36 s,
v合== m/s,
, (2014山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖4-1-7甲所示,不同位置河水的流速與其離河岸的距離的變化關(guān)系如圖4-1-7乙所示.則( )
A.船渡河的 22、最短時(shí)間為60 s
B.要使船以最短時(shí)間渡河,船在行駛過程中,船頭必須始終與河岸垂直
C.船在河水中航行的軌跡是一條直線
D.船在河水中的最大速度是5 m/s
x=v合t=90 m.
圖2
②欲使船渡河航程最短,合速度應(yīng)沿垂直河岸方向.船頭應(yīng)朝圖2中的v2方向.
由v2sin α=v1,得α=30.
所以當(dāng)船頭與上游河岸成60時(shí)航程最短.
x=d=180 m.
t=== s=24 s.
圖3
(2)若v2=1.5 m/s.
與(1)中②不同,因?yàn)榇傩∮谒?,所以船一定向下游漂移,設(shè)合速度方向與河岸下游方向夾角為α,則航程x=.欲使航程最短,需α最大,如圖 23、3所示,由出發(fā)點(diǎn)A作出v1矢量,以v1矢量末端為圓心,v2大小為半徑作圓,A點(diǎn)與圓周上某點(diǎn)的連線即為合速度方向,欲使v合與水平方向夾角最大,應(yīng)使v合與圓相切,即v合⊥v2.
sin α==,得α=37.
所以船頭應(yīng)朝上游與河岸成53方向.
t== s=150 s.
v合=v1cos 37=2 m/s,x=v合t=300 m.
【答案】 見規(guī)范解答
——————[1個(gè)模型練]——————
【解析】 船頭始終與河岸垂直時(shí),時(shí)間最短為100 s,A錯(cuò),B對(duì);由于水流的速度是變化的,船在河水中航行的軌跡應(yīng)是一條曲線,C錯(cuò);調(diào)整船頭的方向,船的最大速度可以大于5 m/s,D錯(cuò).
【答案】 24、 B
⊙運(yùn)動(dòng)性質(zhì)判斷
1.(2013南昌二中檢測(cè))一物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),若突然撤去其中一個(gè)力,其余兩力不變,此物體不可能做( )
A.勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C.類平拋運(yùn)動(dòng) D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
【解析】 物體若做勻速圓周運(yùn)動(dòng),必定受到大小不變,方向時(shí)刻變化的力的作用,而現(xiàn)在物體受到恒定力的作用,故物體不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其他選項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)均有可能.
【答案】 D
⊙速度方向與合外力方向關(guān)系
2.物體在恒定的合外力作用下做曲線運(yùn)動(dòng),合外力方向與速度方向夾角的變化情況可能是( )
A.保持不變 B.越來越小
25、C.越來越大 D.先越來越小,后越來越大
【解析】 合外力的方向即加速度的方向,也就是速度變化量Δv的方向,隨著速度變化量的大小越來越大,合速度的方向與Δv之間的夾角越來越?。?
【答案】 B
⊙運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷
3.(多選)將質(zhì)量為m的小球從a點(diǎn)以速度v0水平向右拋出,小球運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外,還受到水平向左的恒定風(fēng)力作用,則小球運(yùn)動(dòng)的軌跡不可能為(D選項(xiàng)中cd段為直線)( )
【解析】 小球受到豎直向下的重力和水平向左的風(fēng)力作用,在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則可知,小球到達(dá)a點(diǎn)正下方時(shí)水平速度大小一定為v0,由于在豎直方向小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故 26、ab的豎直高度一定小于bc的豎直高度,所以A選項(xiàng)的軌跡不可能;對(duì)D選項(xiàng),設(shè)小球水平運(yùn)動(dòng)的加速度為a,則小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí)水平速度為v0=0.5at,豎直速度為vy=gt,由于=≠,即在c處的合速度與合加速度并不在同一方向,故D選項(xiàng)的軌跡不可能;同理B、C選項(xiàng)的軌跡存在可能性.
【答案】 AD
⊙小船渡河模型問題
4.如圖4-1-8所示,甲、乙兩同學(xué)從河中O點(diǎn)出發(fā),分別沿直線游到A點(diǎn)和B點(diǎn)后,立即沿原路線返回到O點(diǎn),OA、OB分別與水流方向平行和垂直,且OA=OB.若水流速度不變,兩人在靜水中游速相等,則他們所用時(shí)間t甲、t乙的大小關(guān)系為( )
圖4-1-8
A.t甲 27、 B.t甲=t乙
C.t甲>t乙 D.無法確定
【解析】 設(shè)水速為v0,人在靜水中速度為v,對(duì)甲,由O→A,所用時(shí)間t1=,由A→O所用時(shí)間t2=,則甲所用時(shí)t甲=t1+t2=+=s(1)式;對(duì)
乙,由O→B和由B→O的實(shí)際速度v′=,故所用時(shí)間t乙==(2)式;兩式相比得=>1即t甲>t乙,故C正確.
【答案】 C
5.你駕駛一架小型飛機(jī),需在3.0 h內(nèi)飛抵正南方向距離450 km處的一座機(jī)場(chǎng).已知有50.0 km/h的西風(fēng)吹來.為了按時(shí)抵達(dá)目的地,你應(yīng)當(dāng)怎樣調(diào)整飛機(jī)的飛行方向和飛行速率?
【解析】
如圖.飛機(jī)的合速度為
v== km/h
=150 km/h
飛機(jī)的飛行速率
v2=
= km/h
=50 km/h
方向西偏角θ
tan θ==
θ=arctan
【答案】 飛行方向?yàn)槟掀鱝rctan 飛行速率為50 km/h
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