专题18运动的合成与分解（原卷版+解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

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2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第四章  抛体运动专题18  运动的合成与分解第一部分  知识点精讲一、曲线运动1．速度方向：质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。做曲线运动的物体其速度方向时刻在变，但速度的大小可能不变。2．运动性质：曲线运动一定是变速运动。加速度不为零，合外力不为零。a恒定→匀变速曲线运动，如平抛运动。a改变→变加速曲线运动，如匀速圆周运动。3．曲线运动的条件两个角度运动学角度物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上(加速度可以是恒定的，也可以是变化的)动力学角度合外力的方向跟物体速度方向不在同一条直线上(合外力可以是恒力，也可以是变力) 4．物体做曲线运动时，速度沿轨迹的切线方向，合力指向轨迹凹侧，如图所示。5．物体做曲线运动的特征(1)运动学特征：由于做曲线运动的物体的瞬时速度方向沿曲线的切线方向，所以做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化，即曲线运动一定为变速运动。(2)动力学特征：由于做曲线运动的物体的速度时刻变化，说明物体具有加速度，根据牛顿第二定律可知，物体所受的合力一定不为零且和速度方向始终不在一条直线上(曲线运动条件)。合力在垂直于速度方向上的分力改变物体速度的方向，合力在沿速度方向上的分力改变物体速度的大小。6．若合外力的方向与速度方向夹角成锐角，则物体速率增大；若两者夹角为钝角，则速率减小。二、运动的合成与分解1．分解原则：一般根据运动的实际效果进行分解。2．运动的合成与分解的运算法则： 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们均是矢量，合成与分解都遵守平行四边形定则。3．合运动与分运动的关系等时性合运动与分运动、分运动与分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止。独立性各分运动相互独立，不受其他运动的影响。各分运动共同决定合运动的性质和轨迹等效性各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果【温馨提示】 实际运动为合运动。时间是分运动与分运动、分运动与合运动建立联系的关键量，即t是运动规律方程组所共有的“元”。4．合运动的性质和轨迹的判断(1)若合加速度不变，则为匀变速运动；若合加速度(大小或方向)变化，则为非匀变速运动。(2)若合加速度的方向与合初速度的方向在同一直线上，则为直线运动，否则为曲线运动。【特别提醒】 (1)分析运动的合成与分解问题时，一般情况下按运动效果进行分解。(2)要注意分析物体在两个方向上的受力及运动规律，分别在两个方向上列式求解。(3)两个方向上的分运动具有等时性，这常是处理运动分解问题的关键点。　三。小船渡河1．小船渡河的两类情况最短时间最短航程v船>v水v船<v水tmin＝lmin＝d，cos θ＝lmin＝d·，cos θ＝ 2．“三模型、两方案、两确定”解决小船渡河问题四。绳(杆)端速度分解模型(1)模型特点沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。(2)绳(杆)端速度的分解思路（3）．四种常见的速度分解模型 第二部分 最新高考题精选1、（2021新高考辽宁卷）1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m，水流速度3m/s，木船相对静水的速度1m/s，则突击队渡河所需的最短时间为A．75s   B．95s      C．100s      D．300s2. （2016高考全国理综乙）一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变3.（12分）（2016高考上海物理）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左。小球以速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求：（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；（2）小球落地时的动能。（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？4．（2015·全国新课标II）由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为（    ）A．西偏北方向，1.9×103m/sB．东偏南方向，1.9×103m/sC．西偏北方向，2.7×103m/s    D．东偏南方向，2.7×103m/s5. （2015·广东）如图4所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物（    ）A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v B．帆船朝正西方向航行，速度大小为vC．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为 v D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v 第三部分 最新模拟题精选1.（2022江苏南京二模） 如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化的示意图（取竖直向下为正），箭头表示跳伞者的受力。则下列关于跳伞者的位移y和重力势能Ep随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中可能正确的是（　　）A.   B. C.   D. 2. （2022山东临沂二模）如图所示，在一个足够大、表面平坦的雪坡顶端，有一个小孩坐在滑雪板上。给他一个大小为的水平初速度使其运动。若雪坡与滑雪板之间的动摩擦因数，不计空气阻力，则小孩（　　）
 A. 沿初速度方向做匀速直线运动B. 做类平抛运动C. 最终会沿斜面做垂直于方向的匀加速直线运动D. 最终会沿斜面做与方向保持小于90°角的加速直线运动3. （2022江苏第二次百校大联考）把一个物体的运动分解为两个垂直方向的直线运动,其运动学方程分别为x=3t+6t2(m),y=4t(m)。则A.物体做匀速直线运动 B.物体做匀速圆周运动C.物体做匀变速直线运动 D.物体做匀变速曲线运动 4. （2022河南许昌一模）某质点在Oxy平面直角坐标系所在的平面上运动。t=0时，质点位于y轴上。它在x轴方向的运动速度一时间图像如图甲所示，它在y轴的位移一时间图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
 A. t=0时，质点的速度大小为5m/s B. t=1s时，质点的速度大小为4m/sC. t=2s 时，质点运动轨迹和x轴相交 D. 质点的加速度大小为4m/s25. （2022江苏第二次百校大联考）如图所示,质量相等的小物块A、B由细线相连,A物块放在水平桌面上,用手拿住B物块使细线处于水平位置,细线的中点位于小滑轮上。放手后两物块开始运动,不计一切摩擦。则关于哪个物块先运动到竖直平面OC的判断正确的是
A.物块A                B.物块BC.物块A、B同时到达     D.不能判定6. (2022安徽蚌埠三模) 图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景｡比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转（自旋），擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面（刷冰），减小冰壶前侧受到的摩擦力，可使冰壶做曲线运动｡在图乙所示的各图中，圆表示冰壶，ω表示冰壶自旋的方向，v表示冰壶前进的方向，则在刷冰的过程中，冰壶运动的轨迹（虚线表示）可能正确的是（   ）A .①③     B .①④    C .②③      D .②④7．（2022山东泰安高一期中）如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动．连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动．已知OB杆长为L，绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为ω，当连杆AB与水平方向夹角为α，AB杆与OB杆的夹角为β时，滑块的水平速度大小为(     )A．           B．          C．           D．8（2022湖北武汉重点高中考前模拟）一根长为?的轻杆??，?端用铰链固定，另一端固定着一个质量为 m 的小球?，轻杆靠在一个高为?/4、质量为 M 的物块上，现有轻微的扰动，使杆由竖直状态开始向右倾倒，若物块与地面摩擦不计，重力加速度为 g，则杆与水平方向夹角为?=30°时，小球 A 的线速度为A.       B.      C.     D. 9.. (2022江西吉安联考)如图所示，河宽为d，河水的流速恒定、船在静水中的速度的大小不变，船从河岸的A点沿虚线轨迹运动，匀速到达河对岸的B点，、与虚线的夹角分别为、，下列说法正确的是（    ）A.几个物理量的关系为B.船的实际运行速度C.渡河时间与河水的流速有关D.当时，渡河的时间为10（2022成都调研）如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与轴重合，在R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与轴夹角为.则红蜡块R的（    ）A. 分位移的平方与成正比 B.分位移的平方与成反比C. 与时间成正比 D.合速度的大小与时间成正比 11.如图所示，一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑，当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等高，其速度大小为v1，已知此时轻杆与水平方向成 θ＝30°角，球B的速度大小为v2，则(　　)A.v2＝v1    B．v2＝2v1C.v2＝v1    D．v2＝v1  12．一小船渡河，河宽d＝180 m，水流速度v1＝2.5 m/s。(1)若船在静水中的速度为v2＝5 m/s。①欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？②欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)若船在静水中的速度v2＝1.5 m/s，要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？