2017高考物理最新模拟题精选训练运动合成与分解专题02牵连体速度关联问题含解析.doc

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资源描述

1、- 1 - 专题 02 牵连体速度关联问题 1 (2017 江苏七校期中联考)如图所示,倾角为 的斜面体 A 被固定在水平面上,细线的一 端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块 B 相连,B 静止在斜面上滑轮左端的 细线水平,右侧的细线与斜面平行撤去固定 A 的装置后,用力推 A 使其向右运动(B 没有 到达滑轮位置) ,以下说法正确的是( ) AA 固定不动时,A 对 B 支持力的大小等于 mgcos BA 运动的位移为 x 时,B 的位移大小也一定等于 x CA 运动的位移为 x 时,B 的位移大小 xtan D若 A 以速度 v 匀速运动,则 B 的速度大小为 v 【参考答案】A

2、 2. (2017 洛阳期中)如图所示,细绳一端固定在天花板上的 O 点,另一端穿过一张 CD 光盘 的中央小孔后拴着一个橡胶球,橡胶球静止时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿现将 CD 光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度 v 匀速移动,移动过程中,CD 光盘中央小孔始终紧挨 桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为 时,小球上升的速度大小为( ) Avsin Bvcos Cvtan Dvcot 【参考答案】A 【名师解析】把 CD 光盘中央小孔沿桌面边缘运动速度 v 沿细线方向和垂直细线方向分解, 沿细线方向的分速度等于小球上升的速度,v 球 =vsin ,选项 A 正确。 3.如图所示,长为 L

3、的轻直棒一端可绕固定轴 O 转动,另一端固定一质量为 m 的小球,小球 - 2 - 搁在水平升降台上,升降平台以速度 v 匀速上升,下列说法正确的是 ( ) A小球做匀速圆周运动 B当棒与竖直方向的夹角为 时,小球的速度为 vLcos C棒的角速度逐渐增大 D当棒与竖直方向的夹角为 时,棒的角速度为 vLsin 【参考答案】D 4.如图所示,AB 杆以恒定的角速度 绕 A 点在竖直平面内顺时针方向转动,并带动套在固 定水平杆 OC 上的小环 M 运动, AO 间距离为 h。运动开始时 AB 杆在竖直位置,则经过时间 t(小环仍套在 AB 和 OC 杆上)小环 M 的速度大小为( ) A 2co

4、sht B cosht - 3 - C h D h tan(t ) 【参考答案】A 5.(2016 上海物理竞赛)在同一平面上的 AC、 BD 两杆,分别以相同的转动周期绕 A、 B 两轴 顺时针匀速转动,当两杆转动到如图所示的位置时, CAB= DBA=60,此时两杆交点 M 的 速度为 v1.。若 BD 杆变为逆时针匀速转动,不改变两杆的转动周期,当两杆恰好也转动到如 图所示的位置时,两杆交点 M 的速度为 v2.。则关于 v1和 v2关系的判断正确的是 A大小相等,方向不同 B大小不等,方向相同 C大小、方向都相同 D大小、方向都不同 【参考答案】D 【名师解析】当 AC、 BD 两杆分

5、别以相同的转动周期绕 A、 B 两轴顺时针匀速转动时,把 AC 杆上 M 点转动的速度分解为沿 BD 杆和沿 AC 杆方向两个分速度。由于 AC 杆上沿 AC 杆方向分 速度不引起交点的变化,所以只考虑沿 BD 杆的分速度大小为: vBD=cos30L= 2L ;把 BD 杆上 M 点转动的速度分解为沿 BD 杆和沿 AC 杆方向两个分速度。由于 BD 杆上沿 BD 杆方向 分速度不引起交点的变化,所以只考虑沿 AC 杆的分速度大小为: vAC=cos30= 2L ;两 分速度的夹角为 120,M 点速度的大小为 v1=2 23L cos60= L ,方向水平向 右。若 BD 杆变为逆时针匀速

6、转动,把 BD 杆上 M 点转动的速度分解为沿 BD 杆和沿 AC 杆方向 - 4 - 两个分速度。由于 BD 杆上沿 BD 杆方向分速度不引起交点的变化,所以只考虑沿 AC 杆的分 速度大小为: vAC=cos30L= 2L ;两分速度的夹角为 60,M 点速度的大小为 v2=223 L cos30=2L ,方向竖直向下。所以选项 D 正确。 6.如右图所示,一根长为 l 的轻杆 OA,O 端用铰链固定,另一端固定着一个小球 A,轻杆靠 在一个高为 h 的物块上。若物块与地面摩擦不计,则当物块以速度 v 向右运动至杆与水平方 向夹角为 时,物块与轻杆的接触点为 B,下列说法正确的是 A.A、

7、B 的线速度相同 BA、B 的角速度不相同 C轻杆转动的角速度为 2sinvh D小球 A 的线速度大小为 il 【参考答案】C 7.如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物 M,长杆的一端放在地面上通 过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方 0 点处,在杆的中点 C 处拴一细绳, 通过两个滑轮后挂上重物 M,C 点与 o 点距离为 L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转 动,由竖直位置以角速度 缓缓转至水平(转过了 90角)下列有关此过程的说法中正 确的是( ) - 5 - A重物 M 做匀速直线运动 B重物 M 做变速直线运动 C重物 M 的最大速度是 2L D重物

8、 M 的速度先减小后增大 【参考答案】B 8.(2016 上海松江期末)如图所示,A、B 两球分别套在两光滑无限长的水平直杆上,两球 通过一轻绳绕过一定滑轮(轴心固定不动)相连,某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角 分别为 、 ,A 球向左的速度为 v,下列说法正确的是( ) (A)此时 B 球的速度为 v coscos (B)此时 B 球的速度为 v coscos (C)当 增大到等于 90时,B 球的速度达到最大 (D)在 增大到 90的过程中,绳对 B 球的拉力一直做正功 【参考答案】ACD - 6 - 【名师解析】将 A 球的速度 v 沿轻绳方向和垂直轻绳方向分解,沿轻绳方向分速度 v

9、1=vcos ; 将 B 球的速度 vB沿轻绳方向和垂直轻绳方向分解,沿轻绳方向分速度 v2=vBcos ; 两小球沿轻绳方向的分速度相等,即 vcos= vBcos , 解得此时 B 球的速 度为 vB= v, 选项 A 正确 B 错误。由 vB= v, 当 增大到等于 90时,B 球的速 coscos coscos 度达到最大,选项 C 正确。由于拉力与 B 球位移方向夹角小于 90,所以在 增大到 90的过程中,绳对 B 球的拉力一直做正功,选项 D 正确。 9. 如图所示,当小车 A 以恒定的速度 v 向左运动时,对于 B 物体,下列说法正确的 是( ) A匀加速上升 BB 物体受到的

10、拉力大于 B 物体受到的重力 C匀速上升 DB 物体受到的拉力等于 B 物体受到的重力 【参考答案】 B 【名师解析】 - 7 - 10.一探照灯照射在云层底面上,云层底面是与地面平行的平面,如图所示,云层底面距地 面高 h,探照灯以恒定角速度 在竖直平面内转动,当光束转到与竖直方向夹角为 时, 云层底面上光点的移动速度是( ) A h B. cosh C. 2cosh D h tan 【参考答案】:C 【名师解析】:设云层底面上光点转动的线速度为 v0,当光束转到与竖直方向夹角为 时,云层底面上光点转动的线速度为 v0=cosh = .设云层底面上光点的移动速度 为 v,则有 vcosv 0

11、=cosh,解得云层底面上光点的移动速度 v 2cosh,选项 C 正确 11.自行车转弯时,可近似看成自行车绕某个定点 O(图中未画出)做圆周运动,如图所示 为自行车转弯时的俯视图,自行车前、后两轮轴 A、B 相距 L,虚线表示两轮转弯的轨迹,OB 距离为 L,前轮所在平面与车身夹角 30,此时轮轴 B 的速度大小 v23 m/s.则轮轴3 A 的速度 v1大小为( ) - 8 - A. m/s B2 m/s 332 3 C. m/s D3 m/s3 3 【参考答案】:B 解法 2:圆周运动法 过轮轴 A、B 分别作车轮的垂线,两线的交点即为 O 点,如图(b)所示,由几何关系可知 前轮与车

12、身夹角 30,轮轴 A、B 分别做圆周运动的半径 R1 2L、R 2OB L,轮轴 A、B 有相同的角速度,因此有 ,解得 v1 v2 Lsin 3 v1R1 v2R2 R1R2 3 m/s2 m/s,B 项正确 2L3L 3 - 9 - 12(2016河南郑州高三月考)如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为 m,水的阻力恒 为 Ff,当轻绳与水平面的夹角为 时,船的速度为 v,此时人的拉力大小为 F,则此时( ) A人拉绳行走的速度为 vcos B人拉绳行走的速度为 vcos C船的加速度为 Fcos Ffm D船的加速度为 F Ffm 【参考答案】AC 【名师解析】 以船为研究对象,船的速度为合速度,沿绳的方向和垂直于绳的方向分解,有 v1 vcos , v2 vsin ,则人拉绳行走的速度为 vcos ,A 正确,B 错误;对船受力分析如图所 示,由牛顿第二定律得, Fcos Ff ma,船的加速度为 a ,C 正确,D 错误。 Fcos Ffm

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