
1.理解物體做曲線運(yùn)動的條件,掌握曲線運(yùn)動的特點.2.會用運(yùn)動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)動的合成與分解是處理曲線運(yùn)動的一種重要思想方法.
考點一 曲線運(yùn)動的條件和特征
考點二 運(yùn)動的合成與分解
NEIRONGSUOYIN
1.速度的方向:質(zhì)點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的 .2.曲線運(yùn)動的性質(zhì):做曲線運(yùn)動的物體,速度的方向時刻在改變,所以曲線運(yùn)動一定是 運(yùn)動.3.曲線運(yùn)動的條件:物體所受 的方向與它的速度方向不在同一直線上或它的 方向與速度方向不在同一直線上.
1.運(yùn)動軌跡的判斷(1)若物體所受合力方向與速度方向在同一直線上,則物體做直線運(yùn)動.(2)若物體所受合力方向與速度方向不在同一直線上,則物體做曲線運(yùn)動.2.曲線運(yùn)動中速度方向、合力方向與運(yùn)動軌跡之間的關(guān)系(1)速度方向與運(yùn)動軌跡相切;(2)合力方向指向曲線的“凹”側(cè);(3)運(yùn)動軌跡一定夾在速度方向和合力方向之間.
3.合力方向與速率變化的關(guān)系
1.(運(yùn)動軌跡的分析)(2020·浙江杭州市建人高復(fù)模擬)如圖1所示,一熱氣球在勻加速豎直向上運(yùn)動的同時隨著水平氣流向右勻速運(yùn)動,若設(shè)豎直向上為y軸正方向,水平向右為x軸正方向,則熱氣球?qū)嶋H運(yùn)動的軌跡可能是
解析 氣球水平向右做勻速運(yùn)動,豎直向上做勻加速運(yùn)動,則合加速度豎直向上,合力豎直向上,軌跡向上彎曲,選B.
2.(速度、加速度與合外力的關(guān)系)(2021·內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學(xué)高三月考)物體沿軌跡從M點向N點做減速圓周運(yùn)動的過程中其所受合力方向可能是下列圖中的
解析 物體從M點向N點做曲線運(yùn)動,合力方向指向軌跡的凹側(cè),故A、D錯誤;物體速度方向沿軌跡的切線,物體減速,合力方向與速度方向成鈍角,故C正確,B錯誤.
1.基本概念(1)運(yùn)動的合成:已知 求合運(yùn)動.(2)運(yùn)動的分解:已知 求分運(yùn)動.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)動分解的原則根據(jù)運(yùn)動的 分解,也可采用正交分解法.
4.合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系(1)等時性:合運(yùn)動和分運(yùn)動經(jīng)歷的 相等,即同時開始、同時進(jìn)行、同時停止.(2)獨立性:一個物體同時參與幾個分運(yùn)動,各分運(yùn)動 ,不受其他運(yùn)動的影響.(3)等效性:各分運(yùn)動的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動的規(guī)律有完全相同的 .
變化:非勻變速運(yùn)動不變:勻變速運(yùn)動
加速度(或合外力)方向與速度方向
共線:直線運(yùn)動不共線:曲線運(yùn)動
2.判斷兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動性質(zhì),關(guān)鍵看合初速度方向與合加速度方向是否共線.
例1 (2019·江西宜春市第一學(xué)期期末)如圖2所示是物體在相互垂直的x方向和y方向運(yùn)動的v-t圖象.以下判斷正確的是A.在0~1 s內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動B.在0~1 s內(nèi),物體做勻變速直線運(yùn)動C.在1~2 s內(nèi),物體做勻變速直線運(yùn)動D.在1~2 s內(nèi),物體做勻變速曲線運(yùn)動
解析 在0~1 s內(nèi),物體水平方向為勻速直線運(yùn)動,豎直方向為勻加速直線運(yùn)動,則合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)動,故選項A、B錯誤;
在1~2 s內(nèi),物體水平方向初速度為:v0x=4 m/s,加速度為:ax=4 m/s2,豎直方向初速度為:v0y=3 m/s,加速度為:ay=3 m/s2,根據(jù)平行四邊形定則合成可以得到合初速度為v=5 m/s,合加速度為a=5 m/s2,而且二者方向在同一直線上,則根據(jù)曲線運(yùn)動條件可知,合運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動,故選項C正確,D錯誤.
3.(合運(yùn)動性質(zhì)的判斷)(多選)(2020·江蘇南京市高三月考)如圖3所示,某同學(xué)在研究運(yùn)動的合成時做了下述活動:用左手沿黑板推動直尺豎直向上運(yùn)動,運(yùn)動中保持直尺水平,同時,用右手沿直尺向右移動筆尖.若該同學(xué)左手的運(yùn)動為勻速運(yùn)動,右手相對于直尺的運(yùn)動為初速度為零的勻加速運(yùn)動,則關(guān)于筆尖的實際運(yùn)動,下列說法中正確的是A.筆尖做勻速直線運(yùn)動B.筆尖做勻變速直線運(yùn)動C.筆尖做勻變速曲線運(yùn)動D.筆尖的速度方向與水平方向夾角逐漸變小
解析 筆尖同時參與了豎直向上的勻速運(yùn)動和水平向右初速度為零的勻加速運(yùn)動,合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)動,所以A、B選項錯誤,C選項正確;
由于水平速度增大,所以筆尖的速度方向與水平方向夾角逐漸變小,故D選項正確.
4.(運(yùn)動的獨立性)如圖4所示,從廣州飛住上海的波音737航班上午10點到達(dá)上海浦東機(jī)場,若飛機(jī)在降落過程中的水平分速度為60 m/s,豎直分速度為6 m/s,已知飛機(jī)在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動,在豎直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動,則飛機(jī)落地之前A.飛機(jī)的運(yùn)動軌跡為曲線B.經(jīng)20 s飛機(jī)水平方向的分速度與豎直方向的分速 度大小相等C.在第20 s內(nèi),飛機(jī)在水平方向的分位移與豎直方向的分位移大小相等D.飛機(jī)在第20 s內(nèi),水平方向的平均速度為21 m/s
解析 由于初速度的方向與合加速度的方向相反,故飛機(jī)的運(yùn)動軌跡為直線,A錯誤;由勻減速運(yùn)動規(guī)律可知,飛機(jī)在第20 s末水平方
向的分速度為20 m/s,豎直方向的分速度為2 m/s,B錯誤;
飛機(jī)在第20 s內(nèi),水平方向的平均速度為21 m/s,D正確.
1.合運(yùn)動與分運(yùn)動合運(yùn)動→船的實際運(yùn)動v合→平行四邊形對角線
2.兩類問題、三種情景
例2 一小船渡河,河寬d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s.若船在靜水中的速度為v2=5 m/s,求:(1)欲使船在最短的時間內(nèi)渡河,船頭應(yīng)朝什么方向?用多長時間?位移是多少?
解析 欲使船在最短時間內(nèi)渡河,船頭應(yīng)朝垂直河岸方向.當(dāng)船頭垂直河岸時,如圖甲所示.合速度為傾斜方向,垂直分速度為v2=5 m/s,
(2)欲使船渡河的航程最短,船頭應(yīng)朝什么方向?用多長時間?位移是多少?
解析 欲使船渡河航程最短,合速度應(yīng)垂直河岸渡河,船頭應(yīng)朝上游與垂直河岸方向成某一夾角α,如圖乙所示,有v2sin α=v1,得α=30°,所以當(dāng)船頭向上游與垂直河岸方向成30°角時航程最短,
5.(水速不變)(2020·廣東惠州一中模擬)河水速度與河岸平行,v的大小保持不變,小船相對靜水的速度為v0.一小船從A點出發(fā),船頭與河岸的夾角始終保持不變,如圖5所示,B為A的正對岸,河寬為d,則A.小船不可能到達(dá)B點B.小船渡河時間一定等于C.小船一定做勻速直線運(yùn)動D.小船到達(dá)對岸的速度一定大于v0
解析 當(dāng)船的合速度垂直河岸時,即沿著AB方向,則小船能到達(dá)B點,A錯誤;
船過河時,船頭斜指向上游,垂直于河岸的分速度小于v0,那么渡河時間一定大于 ,B錯誤;由于兩方向均是勻速直線運(yùn)動,因此合運(yùn)動也必定是勻速直線運(yùn)動,C正確;根據(jù)速度的合成法則,小船到達(dá)對岸的速度不一定大于v0,D錯誤.
6.(水速變化)如圖6所示,河水由西向東流,河寬為800 m,河中各點的水流速度大小為v水,各點到較近河岸的距離為x,v水與x的關(guān)系為v水= x (m/s)(x的單位為m),讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河,小船劃水速度大小恒為v船=4 m/s,則下列說法中正確的是A.小船渡河的軌跡為直線B.小船在河水中的最大速度是5 m/sC.小船在距南岸200 m處的速度小于 在距北岸200 m處的速度D.小船渡河的時間是160 s
解析 小船在南北方向上為勻速直線運(yùn)動,在東西方向上先加速,到達(dá)河中間后再減速,速度方向與加速度方向不共線,小船的合運(yùn)動是曲線運(yùn)動,A錯.
當(dāng)小船運(yùn)動到河中間時,東西方向上的分速度最大,為3 m/s,此時小船的合速度最大,最大值vm=5 m/s,B對.小船在距南岸200 m處的速度與在距北岸200 m處的速度大小相等,C錯.小船的渡河時間t= =200 s,D錯.
1.模型特點與繩(桿)相連的物體運(yùn)動方向與繩(桿)不在一條直線上.2.明確合速度與分速度合速度→繩(桿)拉物體的實際運(yùn)動速度v→平行四邊形對角線
3.解題原則把物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量,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7所示.
例3 如圖8所示,在不計滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下,當(dāng)汽車勻速向左運(yùn)動時,物體M的受力和運(yùn)動情況是A.繩的拉力等于M的重力B.繩的拉力大于M的重力C.物體M向上做勻速運(yùn)動D.物體M向上做勻加速運(yùn)動
解析 汽車勻速向左運(yùn)動,其速度可分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向,沿繩子方向的分速度v′=vcs θ,汽車在勻速向左運(yùn)動的過程中,繩子與水平方向的夾角θ減小,
所以v′增大,即物體M向上做加速運(yùn)動,又因為v′變化不均勻,所以不是勻加速運(yùn)動,故選項C、D錯誤;由于物體M做加速運(yùn)動,由F-mg=ma,所以繩子的拉力大于M的重力,故選項A錯誤,B正確.
例4 (2019·山東濟(jì)南市3月模擬)曲柄連桿結(jié)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件,如圖9所示,連桿下端連接活塞Q,上端連接曲軸P.在工作過程中,活塞Q在汽缸內(nèi)上下做直線運(yùn)動,帶動曲軸繞圓心O旋轉(zhuǎn),若P做線速度大小為v0的勻速圓周運(yùn)動,則下列說法正確的是A.當(dāng)OP與OQ垂直時,活塞運(yùn)動的速度等于v0B.當(dāng)OP與OQ垂直時,活塞運(yùn)動的速度大于v0C.當(dāng)O、P、Q在同一直線時,活塞運(yùn)動的速度等于v0D.當(dāng)O、P、Q在同一直線時,活塞運(yùn)動的速度大于v0
解析 當(dāng)OP與OQ垂直時,設(shè)∠PQO=θ,此時活塞的速度為v,將P的速度分解為沿桿方向和垂直于桿方向的速度;將活塞的速度v分解為沿桿方向和垂直于桿方向的速度,則此時v0cs θ=vcs θ,即v=v0,選項A正確,B錯誤;當(dāng)O、P、Q在同一直線時,P沿桿方向的速度為零,則活塞運(yùn)動的速度等于0,選項C、D錯誤.
7.(繩關(guān)聯(lián)速度的分解)(2020·寧夏高三月考)如圖10所示,重物M沿豎直桿下滑,并通過一根不可伸長的細(xì)繩帶動小車沿水平面向右運(yùn)動,若當(dāng)滑輪右側(cè)的繩與豎直方向成β角,且重物下滑的速率為v時,滑輪左測的繩與水平方向成α角,則小車的速度為
解析 將速度v按運(yùn)動效果分解如圖所示:則沿繩方向v1=vcs β,同理分解小車速度,v3=v車cs α,因為繩不可伸長,故沿繩方向速度大小相等,v1=v3,所以v車cs α=vcs β,
8.(桿關(guān)聯(lián)速度的分解)(2019·河北衡水市模擬)如圖11所示,A、B繞桿A點以一定的角速度ω由豎直位置開始順時針勻速旋轉(zhuǎn),并帶動套在水平桿上的光滑小環(huán)運(yùn)動.則小環(huán)在水平桿上運(yùn)動時速度大小的變化情況是A.保持不變B.一直增大C.一直減小D.先增大后減小
1.如圖1所示是物體做勻變速曲線運(yùn)動的軌跡的示意圖,箭頭表示物體在該點的速度方向.已知物體在B點的加速度方向與速度方向垂直,則下列說法正確的是A.C點的速率小于B點的速率B.A點的加速度比C點的加速度大C.C點的速率大于B點的速率D.從A點到C點加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小,速率是先減 小后增大
解析 物體做勻變速曲線運(yùn)動,B點到C點的加速度方向與速度方向夾角小于90°,C點的速率大于B點的速率,故選項A錯誤,C正確;
物體做勻變速曲線運(yùn)動,則加速度大小不變,所以物體經(jīng)過C點時的加速度與A點相同,故選項B錯誤;物體運(yùn)動到B點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則有A點速度方向與加速度方向夾角大于90°,C點的加速度方向與速度方向夾角小于90°,所以物體的速率先減小后增大,故選項D錯誤.
2.(2019·北京市十九中學(xué)月考)如圖2所示,旋臂式起重機(jī)的旋臂保持不動,可沿旋臂“行走”的天車有兩個功能,一是吊著貨物沿豎直方向運(yùn)動,二是吊著貨物沿旋臂水平運(yùn)動.現(xiàn)天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛,同時啟動天車上的起吊電動機(jī),使貨物沿豎直方向做勻加速運(yùn)動.此時,我們站在地面上觀察到貨物運(yùn)動的軌跡可能是圖中的
解析 我們站在地面上觀察,貨物既沿水平方向做勻速運(yùn)動,又沿豎直方向做勻加速運(yùn)動,根據(jù)平行四邊形定則,知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上,貨物運(yùn)動的軌跡為曲線,貨物的加速度豎直向上,因為加速度的方向指向軌跡的凹側(cè),故選項A正確,B、C、D錯誤.
3.路燈維修車如圖3所示,車上帶有豎直自動升降梯.若車勻速向左運(yùn)動的同時梯子勻速上升,則關(guān)于梯子上的工人的描述正確的是A.工人相對地面的運(yùn)動軌跡為曲線B.僅增大車速,工人相對地面的速度將變大C.僅增大車速,工人到達(dá)頂部的時間將變短D.僅增大車速,工人相對地面的速度方向與 豎直方向的夾角將變小
解析 車勻速向左運(yùn)動的同時梯子勻速上升,根據(jù)運(yùn)動的合成可知,工人相對地面一定做勻速直線運(yùn)動,故A錯誤;
僅增大車速,依據(jù)矢量的合成法則可知,工人相對地面的速度將變大,故B正確;僅增大車速,不影響豎直方向的運(yùn)動,則工人到達(dá)頂部的時間不變,故C錯誤;僅增大車速,工人相對地面的速度方向與水平方向的夾角將變小,而與豎直方向的夾角將變大,故D錯誤.
4.(多選)(2019·廣東肇慶市期末)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在xOy平面上做曲線運(yùn)動,在x方向的速度—時間圖象和y方向的位移—時間圖象如圖4所示,下列說法中正確的是A.質(zhì)點的初速度為3 m/sB.質(zhì)點做勻變速曲線運(yùn)動C.質(zhì)點所受的合外力為3 ND.質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直
解析 由題圖知x軸方向的初速度為vx=3 m/s,
質(zhì)點在x軸方向做勻加速運(yùn)動,在y軸方向做勻速運(yùn)動,合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)動,B正確;
質(zhì)點所受的合外力大小為F合=ma=3 N,故C正確;質(zhì)點所受合外力沿x軸方向,而初速度方向既不在x軸,也不在y軸方向,質(zhì)點初速度的方向與合外力方向不垂直,D錯誤.
5.(多選)如圖5所示,小船自A點渡河,航行方向與上游河岸夾角為α?xí)r,到達(dá)正對岸B點.現(xiàn)在水流速度變大,仍要使船到達(dá)正對岸B點,下列可行的辦法是A.航行方向不變,船速變大B.航行方向不變,船速變小C.船速不變,減小船與上游河岸的夾角αD.船速不變,增大船與上游河岸的夾角α
解析 設(shè)船速為v1,水流速度為v2.把船速沿河岸方向與垂直于河岸方向正交分解,則當(dāng)v1cs α=v2時,就能保證船到達(dá)正對岸B點,由此可見,當(dāng)水流速度v2變大時,若α不變,可增大v1,若v1不變,可減小α,均可使船到達(dá)正對岸B點,故選項A、C正確.
6.(2020·浙江杭州二中3月模擬)光滑水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體,在五個恒定的水平共點力的作用下處于平衡狀態(tài),現(xiàn)同時撤去大小分別為8 N和16 N的兩個水平力而其余力保持不變,關(guān)于此后物體的運(yùn)動情況的說法中正確的是A.一定做勻變速直線運(yùn)動,加速度大小可能是4 m/s2B.可能做勻減速直線運(yùn)動,加速度大小可能是2 m/s2C.一定做勻變速運(yùn)動,加速度大小可能是10 m/s2D.可能做勻速圓周運(yùn)動,向心加速度大小可能是8 m/s2
解析 物體在五個恒定的水平共點力的作用下處于平衡狀態(tài),即五個力的合力為零,所以同時撤去大小分別為8 N和16 N的兩個水平力后,其他三個力的合力大小等于撤去的兩個力的合力大小,方向相反,合力范圍為8 N≤F≤24 N,所以加速度范圍為:4 m/s2≤a≤12 m/s2.如果物體原來靜止,則撤去兩力后做勻變速直線運(yùn)動,如果物體原來是運(yùn)動的,但撤去兩力后合力方向與運(yùn)動方向不共線,則物體做勻變速曲線運(yùn)動,若共線,則做勻變速直線運(yùn)動,所以A、B錯誤,C正確;因為撤去兩力后物體受到的合力恒定,不可能做勻速圓周運(yùn)動,故D錯誤.
7.有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河.小明駕著小船渡河,去程時船頭指向始終與河岸垂直,回程時行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時間的比值為k,船在靜水中的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為
解析 根據(jù)題意作出小船渡河時去程和回程的情景分別如圖甲、乙所示.設(shè)河岸的寬度為d,
8.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)繩跨過光滑輕質(zhì)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,重力加速度為g.當(dāng)小車與滑輪間的細(xì)繩和水平方向的夾角為θ2時(如圖6),下列判斷正確的是A.P的速率為v B.P的速率為vcs θ2C.繩的拉力等于mgsin θ1 D.繩的拉力小于mgsin θ1
解析 將小車速度沿繩子和垂直繩子方向分解為v1、v2,P的速率vP=v1=vcs θ2,A錯誤,B正確;
小車向右做勻速直線運(yùn)動,θ2減小,P的速率增大,繩的拉力大于mgsin θ1,C、D錯誤.
9.如圖7所示,懸線一端固定在天花板上的O點,另一端穿過一張CD光盤的中央小孔后拴著一個橡膠球,橡膠球靜止時,豎直懸線剛好挨著水平桌面的邊沿.現(xiàn)將CD光盤按在桌面上,并沿桌面邊緣以速度v勻速移動,移動過程中,CD光盤中央小孔始終緊挨桌面邊線,當(dāng)懸線與豎直方向的夾角為θ時,小球上升的速度大小為A.vsin θ B.vcs θ C.vtan θ D.
解析 由題意可知,懸線與光盤交點參與兩個運(yùn)動,一是沿著懸線方向的運(yùn)動,二是垂直懸線方向的運(yùn)動,合運(yùn)動的速度大小為v,則有v線=vsin θ;而懸線速度的大小即為小球上升的速度大小,故A正確.
10.民族運(yùn)動會上有一騎射項目如圖8所示,運(yùn)動員騎在奔跑的馬上,彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo).假設(shè)運(yùn)動員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動員靜止時射出的弓箭速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時間最短,則A.運(yùn)動員放箭處離目標(biāo)的距離為B.運(yùn)動員放箭處離目標(biāo)的距離為C.箭射到固定目標(biāo)的最短時間為D.箭射到固定目標(biāo)的最短時間為
解析 要想命中目標(biāo)且使箭在空中飛行的時間最短,v2必須垂直于v1,并且v1、v2的合速度方向指向目標(biāo),如圖所示,
11.(2020·陜西寶雞市模擬)如圖9所示,水平光滑長桿上套有一物塊Q,跨過懸掛于O點的輕小光滑圓環(huán)的輕繩一端連接Q,另一端懸掛一物塊P.設(shè)輕繩的左邊部分與水平方向的夾角為θ,初始時θ很小.現(xiàn)將P、Q由靜止同時釋放,關(guān)于P、Q以后的運(yùn)動,下列說法正確的是A.當(dāng)θ=60°時,P、Q的速度之比是 ∶2B.當(dāng)θ=90°時,Q的速度最大C.當(dāng)θ=90°時,Q的速度為零D.當(dāng)θ向90°增大的過程中Q的合力一直增大
解析 P、Q用同一根繩連接,則Q沿繩子方向的速度與P的速度大小相等,則當(dāng)θ=60°時,Q沿繩子方向的分速度vQcs 60°=vP,
當(dāng)θ=90°時,即Q到達(dá)O點正下方,垂直Q運(yùn)動方向上的分速度為0,即vP=0,此時Q的速度最大,故選項B正確,C錯誤;當(dāng)θ向90°增大的過程中Q的合力逐漸減小,當(dāng)θ=90°時,Q的速度最大,加速度為零,合力為零,故選項D錯誤.
12.(多選)在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系,一物體從t=0時刻起,由坐標(biāo)原點(0,0)開始運(yùn)動,其沿x軸和y軸方向運(yùn)動的速度-時間圖象如圖10甲、乙所示,下列說法中正確的是A.0~2 s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動B.2~4 s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動, 但加速度沿y軸方向C.4 s末物體坐標(biāo)為(4 m,4 m)D.4 s末物體坐標(biāo)為(6 m,2 m)
解析 0~2 s內(nèi),物體在y軸方向沒有速度,由題圖可知,物體沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動,故A正確;
在2~4 s內(nèi),物體在x軸方向做勻速直線運(yùn)動,在y軸方向做勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動的合成可知,物體做勻加速曲線運(yùn)動,加速度沿y軸方向,故B錯誤;在0~2 s內(nèi),物體在x軸方向的位移為x1= ×2×2 m=2 m.在2~4 s內(nèi),x軸方向的位移為x2=vt=2×2 m=4 m,y軸方向位移為y= ×2×2 m=2 m,則4 s末物體的坐標(biāo)為(6 m,2 m),故C錯誤,D正確.
13.(多選)(2019·全國卷Ⅱ·19)如圖11(a),在跳臺滑雪比賽中,運(yùn)動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離.某運(yùn)動員先后兩次從同一跳臺起跳,每次都從離開跳臺開始計時,用v表示他在豎直方向的速度,其v-t圖象如圖(b)所示,t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻.則
A.第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大D.豎直方向速度大小為v1時,第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一 次的大
解析 根據(jù)v-t圖線與t軸所圍圖形的面積表示位移,可知第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的大,選項A錯誤;
從起跳到落到雪道上,第二次速度變化小,時間長,由a= 可知,第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的小,選項C錯誤;第二次滑翔過程中在豎直方向的位移比第一次的大,又運(yùn)動員每次滑翔過程中豎直位移與水平位移的比值相同(等于傾斜雪道與水平面夾角的正切值),故第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大,選項B正確;
豎直方向上的速度大小為v1時,根據(jù)v-t圖線的斜率表示加速度可知,第二次滑翔過程中在豎直方向上的加速度比第一次的小,由牛頓第二定律有mg-Ff=ma,可知第二次滑翔過程中在豎直方向上所受阻力比第一次的大,選項D正確.
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