(答题时间:20分钟)
1. 小河宽为d,河水中各点水流速度与各点到较近河岸的距离成正比,,,x是各点到近岸的距离,小船船头垂直河岸渡河,小船划水速度为,则下列说法中正确的是( )
A. 小船渡河时的轨迹为直线
B. 小船渡河时的轨迹为曲线
C. 小船到达距河对岸处,船的渡河速度为
D. 小船到达距河对岸处,船的渡河速度为
2. 一艘小船在静水中的速度为3 m/s,渡过一条宽150 m,水流速度为4 m/s的河流,则该小船( )
A. 能到达正对岸
B. 以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为200 m
C. 渡河的时间可能少于50 s
D. 以最短位移渡河时,位移大小为150 m
3. 随着人们生活水平的提高,打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐项目之一,如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的球,由于恒定的水平风力的作用,球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴,下列说法正确的是( )
A. 球被击出后做平抛运动
B. 球从被击出到落入A穴所用的时间为
C. 球被击出时的初速度大小为
D. 球被击出后受到的水平风力的大小为mgh/L
4. 某人划船渡河,当划行速度和水流速度一定,且划行速度大于水流速度时,过河的最短时间是t1;若以最小位移过河,需时间t2,则划行速度v1与水流速度v2之比为( )
A. t2:t1 B.t2: C.t1:(t2﹣t1) D.t1:
5. 如图所示,人在岸上用轻绳拉船,若人匀速行进,则船将做( )
A. 匀速运动 B. 匀加速运动
C. 变加速运动 D. 减速运动
6. 如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2,则下面说法正确的是( )
A. 做匀速运动,且v1=v2
B. 做加速运动,且v1>v2
C. 做加速运动,且v1v2
7. A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上,现物体A以v1的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别是时,如图所示,物体B的运动速度为(绳始终有拉力)( )
A.
B.
C.
D.
8. 有一小船正在渡河,如图所示,在离对岸30 m时,其下游40 m处有一危险水域,假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,则小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?
9. 如图,质量的物体在水平外力的作用下在一水平面上运动,物体和水平面
间的动摩擦因数,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为(m),(m),。根据以上条件求:
(1)时物体的位置坐标;
(2)时物体的速度大小;
(3)时刻水平外力的大小。
1. BC 解析:小船在沿河岸方向上做匀速直线运动,在垂直于河岸方向上做变速运动,合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上,做曲线运动,故B正确,A错误;小船到达距河对岸处,水流速为v水=kd=v0,则,故C正确;小船到达距河对岸处,水流速为v水=kd=,则船的速度,故D错误。
2. B 解析:因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,故A错误;船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移:x=v水tmin=4×50m=200m,即到对岸时被冲下200m,故B正确;当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短:tmin==50s,故C错误;因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,所以最短位移大于河的宽度即大于150m,故D错误,故选B。
3. BC 解析:由于水平方向受到空气阻力,不是平抛运动,故A错误;竖直方向为自由落体运动,由,得到,故B正确;由于球竖直地落入A穴,故水平方向为末速度为零的匀减速直线运动,根据运动学公式,有,解得,故C正确;水平方向分运动为末速度为零匀减速直线运动,由运动学公式,由牛顿第二定律,由上述各式可解得。
4. B 解析:小船过河的处理:(1)当船速垂直河岸时,用时最少;(2)当船速大于水速时,合速度垂直河岸,位移最小,分别列式。
解:设河宽为h
(1)最短时间过河:t1=
得:v1=
(2)最小位移过河:
v合=
t2=
得:v2=
所以:=t2:
故选:B。
5. C 解析:对小船进行受力分析,抓住船在水平方向和竖直方向平衡,运用正交分解分析船所受的力的变化。
解:由题意可知,人匀速拉船,根据运动的分解与合成,则有速度的分解,如图所示:
v1是人拉船的速度,v2是船行驶的速度,设绳子与水平方向夹角为θ,则有:v1=v2cosθ,随着θ增大,由于v1不变,所以v2增大,且非均匀增大,故C正确,ABD错误。
故选C。
6. B 解析:小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动,设斜拉绳子与水平面的夹角为θ,由几何关系可得:v2=v1cosθ,所以v1>v2,而θ逐渐变小,故v2逐渐变大,物体有向上的加速度,物体向上做加速运动,故B正确,A、C、D错误。
7. D 解析:
设物体B的运动速度为,此速度为物体B合运动的速度,根据它的实际运动效果两分运动分别为:沿绳收缩方向的分运动,设其速度为v ;垂直绳方向的圆周运动,速度分解如图1所示,则有,物体A的合运动对应的速度为v1,它也产生两个分运动效果,分别是:沿绳伸长方向的分运动,设其速度为垂直绳方向的圆周运动,它的速度分解如图2所示,则有绳由于对应同一根绳,其长度不变,故:.根据上述三式解得:选项D正确.
8. 3 m/s 解析:设船相对于静水的速度为v1,水速为v2,船的合速度v的方向(过河方向)与水速夹角为α,如图所示,由几何关系知,当v1垂直于v时,v1才最小,此时v1=v2sinα,由题意知sin α最小值为,所以v1最小值为vmin=5×m/s=3 m/s,故当船在静水中的速度v1与v垂直,且船沿危险临界线航行时,v1最小,此时v1=vmin=3 m/s。
9.(1) (,)(2) (3) 1.7N
解析:(1)由(m),(m)可得时
所以的位置坐标为(,);
(2)由(m)可知轴方向以速度匀速运动;
由(m)可知轴方向做匀加速运动的加速度,
则时所以时的速度,
(3)时对物块在水平面内受力分析如图,
在轴方向
在轴方向。
点评:解答本题的技巧是运用正交分解法研究方向未知的外力,这是物理上常用的方法,求其他量同样可以参考应用。