2026高考物理大一輪復(fù)習(xí)-第四章 第17課時(shí) 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解-專項(xiàng)訓(xùn)練【含答案】

考情分析生活實(shí)踐類生活中的拋體運(yùn)動(dòng)，自行車、汽車、火車轉(zhuǎn)彎等動(dòng)力學(xué)及臨界問題，水流星，體育運(yùn)動(dòng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題學(xué)習(xí)探究類小船渡河模型，繩、桿速度分解模型，與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問題，圓錐擺模型，水平面內(nèi)、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題，圓周運(yùn)動(dòng)中的輕繩、輕桿模型第17課時(shí)曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解目標(biāo)要求1.理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，掌握曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。2.會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解處理小船渡河、關(guān)聯(lián)速度等問題。3.理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解是處理曲線運(yùn)動(dòng)的一種重要思想方法?？键c(diǎn)一曲線運(yùn)動(dòng)的條件和特征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。2.曲線運(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)一定是運(yùn)動(dòng)。(1)a恒定：運(yùn)動(dòng)；(2)a變化：非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。3.做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：4.速率變化的判斷1.速度發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)，一定是曲線運(yùn)動(dòng)。()2.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移一定小于路程。()3.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力一定是變力。()4.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力方向與速度方向有時(shí)可以在同一直線上。()例1(來自教材改編)在演示“做曲線運(yùn)動(dòng)的條件”的實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)在水平桌面上向右做直線運(yùn)動(dòng)的小鋼球，第一次在其運(yùn)動(dòng)路線的正前方放置條形磁鐵，第二次在其運(yùn)動(dòng)路線的旁邊放置條形磁鐵，如圖所示，虛線表示小鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A.第一次實(shí)驗(yàn)中，小鋼球的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.第二次實(shí)驗(yàn)中，小鋼球的運(yùn)動(dòng)類似平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線C.該實(shí)驗(yàn)說明做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向沿軌跡的切線方向D.該實(shí)驗(yàn)說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體受到的合力的方向與速度方向不在同一直線上例2(2023·全國乙卷·15)小車在水平地面上沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直增加。如果用帶箭頭的線段表示小車在軌道上相應(yīng)位置處所受合力，下列四幅圖可能正確的是()曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向、合力方向與運(yùn)動(dòng)軌跡之間的關(guān)系1.速度方向與運(yùn)動(dòng)軌跡相切；2.合力方向指向曲線的“凹”側(cè)；3.運(yùn)動(dòng)軌跡一定夾在速度方向和合力方向之間。考點(diǎn)二運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.基本概念(1)運(yùn)動(dòng)的合成：已知求合運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)的分解：已知求分運(yùn)動(dòng)。2.遵循的法則位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循。3.運(yùn)動(dòng)分解的原則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解，也可采用正交分解法。4.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的相等，即同時(shí)開始、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止。(2)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)，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響。(3)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。1.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大。()2.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)。()3.曲線運(yùn)動(dòng)一定不是勻變速運(yùn)動(dòng)。()例3(多選)(2024·安徽卷·9)一傾角為30°足夠大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐標(biāo)系，如圖甲所示。從t＝0開始，將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從O點(diǎn)由靜止釋放，同時(shí)對(duì)物塊施加沿x軸正方向的力F1和F2，其大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。已知物塊的質(zhì)量為1.2kg，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。則()A.物塊始終做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.t＝1s時(shí)，物塊的y坐標(biāo)值為2.5mC.t＝1s時(shí)，物塊的加速度大小為53m/s2D.t＝2s時(shí)，物塊的速度大小為102m/s判斷兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法1.分別把兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的初速度和加速度合成，然后根據(jù)合加速度特點(diǎn)以及合加速度與合初速度的方向關(guān)系判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。2.常見的情況：兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)如果v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三小船渡河模型例4(多選)(2025·山東威海市檢測)如圖，小船以大小為5m/s、船頭與上游河岸成θ＝60°角的速度v1(在靜水中的速度)從A處渡河，經(jīng)過一段時(shí)間正好到達(dá)正對(duì)岸B處。已知河寬d＝180m，則下列說法中正確的是()A.河中水流速度為2.53m/sB.小船以最短位移渡河的時(shí)間為243sC.小船渡河的最短時(shí)間為24sD.小船以最短時(shí)間渡河時(shí)到達(dá)對(duì)岸的位移大小是905m拓展1.若船頭正對(duì)河岸渡河時(shí)，河水速度突然增大，渡河時(shí)間變化嗎？2.若在A處下游1803m后為危險(xiǎn)水段，要使船安全到達(dá)對(duì)岸，船的最小速度為多少？小船渡河的兩類情況最短時(shí)間最短航程v船>v水v船<v水tmin＝dlmin＝d，cosθ＝vlmin＝d·v水cosθ＝v考點(diǎn)四繩(桿)連接物的關(guān)聯(lián)速度例5(2025·湖南衡陽市開學(xué)考)質(zhì)量為m的物體P置于傾角為θ1的固定光滑斜面上，輕細(xì)繩跨過光滑定滑輪分別連接著P與小車，P與滑輪間的細(xì)繩平行于斜面，小車以速率v水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車與滑輪間的細(xì)繩和水平方向所成夾角為θ2時(shí)(如圖)，下列判斷正確的是()A.P的速率為vB.P的速率為vsinθ2C.P處于超重狀態(tài)D.P處于失重狀態(tài)針對(duì)訓(xùn)練(2025·福建泉州市四校聯(lián)考)甲、乙兩光滑小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))用鉸鏈與輕直桿連接，乙球處于光滑水平地面上，甲球套在光滑的豎直桿上，初始時(shí)輕桿豎直，桿長為4m。無初速度釋放，使得乙球沿水平地面向右滑動(dòng)，當(dāng)乙球距離起點(diǎn)3m時(shí)，甲球的速度為v1，乙球的速度為v2，如圖所示，下列說法正確的是()A.v1∶v2＝7∶3B.v1∶v2＝37∶7C.甲球即將落地時(shí)，乙球的速度與甲球的速度大小相等D.甲球即將落地時(shí)，乙球的速度達(dá)到最大1.題型特點(diǎn)與繩(桿)相連的物體運(yùn)動(dòng)方向與繩(桿)不在一條直線上。2.明確合速度與分速度合速度→繩(桿)拉物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v→平行四邊形對(duì)角線3.解題原則把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分速度，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解，常見的模型如圖所示。

答案精析考點(diǎn)一1.切線方向2.變速(1)勻變速曲線判斷正誤1.×2.√3.×4.×例1D[第一次實(shí)驗(yàn)中，小鋼球受到沿初速度方向的磁鐵的吸引力作用，做直線運(yùn)動(dòng)，并且隨著距離的減小，吸引力變大，加速度變大，故小鋼球做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第二次實(shí)驗(yàn)中，小鋼球所受的磁鐵的吸引力方向總是指向磁鐵，是變力，故小鋼球的運(yùn)動(dòng)不是類平拋運(yùn)動(dòng)，其軌跡也不是一條拋物線，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體受到的合力的方向與速度方向不在同一直線上，但是不能說明做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向沿軌跡的切線方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]例2D[小車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合力指向曲線的凹側(cè)，故A、B錯(cuò)誤；小車沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直增加，故合力方向與運(yùn)動(dòng)方向的夾角始終為銳角，C錯(cuò)誤，D正確。]考點(diǎn)二1.(1)分運(yùn)動(dòng)(2)合運(yùn)動(dòng)2.平行四邊形定則3.實(shí)際效果4.(1)時(shí)間(2)獨(dú)立進(jìn)行(3)效果判斷正誤1.×2.×3.×例3BD[根據(jù)題圖乙可得F1＝4－t(N)，F(xiàn)2＝3t(N)，故兩力的合力為Fx＝4+2t(N)物塊在y軸方向受到的力不變，為mgsin30°，x軸方向受到的力Fx在改變，合力在改變，故物塊做的不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；沿y軸方向物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為ay＝mgsin30°m＝gsin30°＝5故t＝1s時(shí)，物塊的y坐標(biāo)值為y＝12ayt2＝2.5m，故Bt＝1s時(shí)，F(xiàn)x＝6N，故ax＝Fxm＝5則a＝ax2+ay2故C錯(cuò)誤；沿x軸正方向，對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)量定理得Fxt＝mvx－0由于Fx與時(shí)間t成線性關(guān)系，故可得(4+2×0)+(4+2×2)2×解得vx＝10m/s此時(shí)y軸方向速度大小為vy＝gsin30°·t＝5×2m/s＝10m/s故此時(shí)物塊的速度大小為v＝vx2+vy故D正確。]例4BD[河中水流速度為v2＝v1cos60°＝2.5m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小船以最短位移渡河的時(shí)間為t＝dv1sin60°＝1805×32s＝243s，選項(xiàng)B正確；當(dāng)船頭方向指向正對(duì)岸時(shí)渡河時(shí)間最短，則小船渡河的最短時(shí)間為tmin＝dv1＝1805s＝36s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小船以最短時(shí)間渡河時(shí)到達(dá)對(duì)岸沿水流方向的位移大小是x＝v2tmin＝2.5×36m＝90拓展1.渡河時(shí)間不變，渡河時(shí)間與河水速度無關(guān)。2.設(shè)船恰好到達(dá)危險(xiǎn)水域邊緣，圖示方向船速最小，v1'＝v2sinα，tanα＝dl＝33，得α＝30°，所以船的最小速度為v1'＝v2例5C[將小車的速度v進(jìn)行分解，如圖所示，則有vP＝vcosθ2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小車向右