专题强化练(四)
题型一 运动的合成与分解
1.在某次杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速运动,经过时间t,猴子沿杆向上运动的高度为h,人顶杆沿水平地面运动的距离为x,如图所示.关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.猴子相对于地面的运动轨迹为直线 B.猴子相对于地面做变加速曲线运动 C.t时刻猴子相对于地面的速度大小为v0+at D.t时间内猴子相对于地面的位移大小为x+h
解析:猴子在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,猴子所受合力方向与运动方向不在一条直线上,所以猴子相对于地面的运动轨迹为曲线,选项A错误;因为猴子受到的合外力恒定(合加速度恒定),所以猴子相对于地面做匀变速曲线运动,选项B错误; t时刻猴子相对于地面的速度大小为v=v0+(at),选项C错误;t时间内猴子相对于地面的位移大小为s=x+h,选项D正确.
答案:D
2.(多选)如图,在河水速度恒定的小河中,一小船保持船头始终垂直河岸从一侧岸边向对岸行驶,船的轨迹是一个弯曲的“S”形,则( )
2
2
2
2
2
2
A.小船垂直河岸的速度大小恒定不变 B.小船垂直河岸的速度大小先增大后减小
C.与船以出发时的速度匀速过河相比,过河时间长了 D.与船以出发时的速度匀速过河相比,过河时间短了
解析:船在沿河岸的方向上做匀速直线运动,即在相同的时间间隔内,在河岸方向上的位移是相同的;在垂直于河岸的方向上,在相等的时间间隔内(参照船在沿河岸方向上的时间),开始时位移的变化逐渐增大再逐渐减小,所以速度先增大后减小;因中间那段时间速度较大,所以与船保持恒定的初始速度过河相比过河时间短了,选项B、D正确.
答案:BD
3.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铁球,第一次在其速度方向上放置条形磁铁,第二次在其速度方向上的一侧放置条形磁铁,如图所示,虚线表示小铁球的运动轨迹.观察实验现象,以下叙述正确的是( )
A.第一次实验中,小铁球的运动是匀变速直线运动
B.第二次实验中,小铁球的运动类似平抛运动,其轨迹是一条抛物线 C.该实验说明做曲线运动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外力的方向与速度方向不在同一直线上
解析:第一次实验中,小铁球受到沿着速度方向的引力作用,做直线运动,并且引力随着距离的减小而变大,加速度变大,则小铁球的运动是非匀变速直线运动,选项A错误;第二次实验中,小铁球所受的磁铁的引力方向总是指向磁铁,是变力,故小球的运动不是类似平抛运动,其轨迹也不是一条抛物线,选项B错误;该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上,但是不能说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向,选项C错误,D正确.
答案:D
题型二 平抛运动规律的应用
4.如图所示,斜面AC与水平方向的夹角为α,在底端A正上方与顶端等高处的E点以速度v0水平抛出一小球,小球垂直于斜面落到D点,重力加速度为g,则( )
A.小球在空中飞行时间为 B.小球落到斜面上时的速度大小为
cos αC.小球的位移方向垂直于AC D.CD与DA的比值为
1
22tan αv0gv0
解析:将小球在D点的速度进行分解,水平方向的分速度v1等于平抛运动的初速度v0,即v1=v0,落到斜面上时的速度v=,竖直方向的分速度v2=,则小球在空中飞
sin αtan αv0v0
行时间t==
v2v0
.由图可知平抛运动的位移方向不垂直AC,D、A间水平距离为x水平=v0t,
ggtan θv0t1v2tCD1
故DA=;C、D间竖直距离为x竖直=v2t,故CD=,得=.
cos α22sin αDA2tan2 α
答案:D
5.如图所示,在竖直平面内有一半圆形轨道,圆心为O.一小球(可视为质点)从与圆心等高的半圆形轨道上的A点以速度v0水平向右抛出,落于轨道上的C点.已知OC与OA的夹角为θ,重力加速度为g,则小球从A运动到C的时间为( )
A.tan g2C.
2v0θtan g2
v0θB.cot
g2D.
2v0θcot g2
v0θπ-θ解析:由几何关系可以知道,AC与水平方向的夹角α=,根据平抛运动的规律
212gty2gt2v0tan α2v0θ知tan α===,得t==cot ,所以D项正确,A、B、C项错误.
xv0t2v0gg2
答案:D
6.如图所示,网球发球机水平放置在距地面某处,正对着竖直墙面发射网球,两次发射网球分别在墙上留下A、B两点印迹.测得OA=AB.OP为水平线,若忽略网球在空中受到的阻力,则下列说法正确的是( )
A.两球发射的初速度:vOA∶vOB=1∶2 B.两球碰到墙面前运动的时间:tA∶tB=1∶2 C.两球碰到墙面时的动量可能相同 D.两球碰到墙面时的动能可能相等