高中物理-专题练习-运动的合成和分解

高一物理运动的合成和分解-1-一、运动的合成和分解1.运动合成分解遵循的法则矢量的运算均遵循平行四边形法则。2.分运动和合运动的关系（1）等效性：分运动和合运动是一种等效替代关系，即各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。（2）等时性：分运动和合运动是同时开始，同时进行，同时结束。（3）独立性：一个物体同时参与几个分运动时，各分运动是各自独立的，互不干扰，任何一个方向的运动都不会因为其他方向运动的存在而受到影响。【例1】在学习运动的合成与分解时我们做过如图所示的实验．在长约80cm～100cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面在水平方向上匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下列选项中的()【例2】(2010·江苏单科)如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度()A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变【例3】一船垂直河岸行驶，船到河心时水速突然变为原来的2倍，则过河时间（）A.不受影响B.时间缩短为原来的一半C.增长D.不确定【练习】1.(2010·上海单科)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞()A．下落的时间越短B．下落的时间越长C．落地时速度越小D．落地时速度越大高一物理运动的合成和分解-2-2．雨滴在空中以4m/s的速度竖直下落，人打着伞以3m/s的速度向东走，如果希望让雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨，伞柄应指向什么方向？3.如右图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出的最小速度为()A．2m/sB．2.4m/sC．3m/sD．3.5m/s【例4】船在静水中的速度为v,流水的速度为u,河宽为L。（1）为使渡河时间最短，应向什么方向划船？此时渡河所经历的时间和所通过的路程各为多大？（2）为使渡河通过的路程最短，应向什么方向划船?此时渡河所经历的时间和所通过的路程各为多大？小船渡河问题的处理方法及有关结论⑴处理方法：小船在有一定流速的河中过河时，实际上参与了两个方向上的分运动，即随水流的运动（水冲船的运动）和船相对于水的运动（即在静水中船的运动），船的实际运动是合运动。⑵结论：①船头与河岸垂直时，渡河时间最短，且）为船在静水中的的速度为河宽，vdvdt(min，与水速无关。1.若水船vv，小船垂直于河岸过河，过河路径最短，为河宽d。2．若水船vv，小船过河路径最短为dvvs船水min。【连绳问题】1.用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图所示,已知拉绳的速度v不变，则船速（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.不变D.先增大后减小2．如图所示，A、B两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端，当A物体以速度v向左运动时，系A，B的绳分别与水平方向成α、β角，此时B物体的速度大小为________，方向________．高一物理运动的合成和分解-3-3．如图所示，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连．由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v1≠0，若这时B的速度为v2，则()A．v2＝v1B．v2v1C．v2≠0D．v2＝0【两个直线运动的合成】【例】若一个物体的运动是两个独立的分运动合成的，则()A.若其中一个分运动是变速运动，另一个分运动是匀速直线运动，则物体的合运动一定是变速运动B.若两个分运动都是匀速直线运动，则物体的合运动一定是匀速直线运动C.若其中一个是匀变速直线运动，另一个是匀速直线运动，则物体的运动一定是曲线运动D.若其中一个分运动是匀加速直线运动，另一个分运动是匀减速直线运动，则合运动可能是曲线运动【归纳】我们看到，两个直线运动的合运动可以是曲线运动，反过来，曲线运动也可以分解为两个方向上的直线运动。分别弄清楚作为分运动的直线运动的规律，就可以知道作为合运动的曲线运动的规律。一个复杂的运动可以看成同时参与了两种简单运动，运动的合成和分解是研究复杂运动的工具。二、曲线运动（1）曲线运动中的速度方向：在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度的方向，就是通过这一点的曲线的切线方向。（2）运动的性质：曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说：曲线运动一定是变速运动，加速度不为零（可能变化，也可能不变）。（3）做曲线运动的条件：1.从运动学角度说，物体的加速度方向跟运动方向不在同一条直线上，物体就做曲线运动。2.从动力学角度说，如果物体受力方向跟运动方向不在同一条直线上，物体就做曲线运动。【例1】关于物体做曲线运动，下列说法正确的是()A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在变力作用下不可能做曲线运动C．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在同一条直线上D．物体在变力作用下可能做直线运动【例2】如图所示，一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体在M点到N点运动过程中，物体的速度将()A．不断扩大B．不断减小C．先增大后减小D．先减小后增大高一物理运动的合成和分解-4-[解析]要判断物体速度的变化，就首先判断所受合外力与速度方向的夹角，夹锐角时速度增大，夹钝角时速度减小，夹直角时速度大小不变．【例3】光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角(如图)，与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则()A．因为有Fx，质点一定做曲线运动B．如果FyFx，质点向y轴一侧做曲线运动C．质点不可能做直线运动D．如果FxFycotα，质点向x轴一侧做曲线运动【练习】1.在2010年2月加拿大温哥华举行的冬奥会上，进行短道速滑时，滑冰运动员要在弯道上进行速滑比赛，如图为某运动员在冰面上的运动轨迹，图中关于运动员的速度方向、合力方向正确的是()2．如图所示，质量m＝2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ＝0.05，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为x＝3.0t(m)y＝0.2t2(m)，g＝10m/s2.根据以上条件，求：(1)t＝10s时刻物体的位置坐标；(2)t＝10s时刻物体的速度和加速度的大小和方向；(3)t＝10s时刻水平外力的大小．3．在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人．假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的速度为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d.若战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为()A.dv2v22－v21B．0C.dv1v2D.dv2v14．降落伞从A点开始匀速下降，一段时间后遇到水平方向吹来风速一定的风，再过一会儿风又停了。则降落伞运动的轨迹大概是什么样的？画出示意图。