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

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

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ɑ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（　　）‎ A．A固定不动时，A对B支持力的大小等于mgcosα B．A运动的位移为x时，B的位移大小也一定等于x C．A运动的位移为x时，B的位移大小xtanɑ 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. （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θ时，小球上升的速度大小为（　　）‎ A．vsinθ B．vcosθ ‎ C．vtanθ D．vcotθ ‎【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=vsinθ，选项A正确。‎ ‎3.如图所示，长为L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α时，小球的速度为 C．棒的角速度逐渐增大 D．当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为 ‎【参考答案】D ‎ ‎4.如图所示，AB杆以恒定的角速度ω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． B． ‎ C．ωh D．ωhtan(ωt) 【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==ωL；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==ωL；两分速度的夹角为120°，M点速度的大小为v1=2·ωLcos60°= ωL，方向水平向右。若BD杆变为逆时针匀速转动，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==ωL；两分速度的夹角为60°，M点速度的大小为v2=2·ωL cos30°=2ωL，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θ时，物块与轻杆的接触点为B，下列说法正确的是 A.A、B的线速度相同 ‎ B．A、B的角速度不相同 C．轻杆转动的角速度为 D．小球A的线速度大小为 ‎【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ω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（　　） ‎ 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2ωL D．重物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α、β，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 ‎（B）此时B球的速度为v ‎（C）当β增大到等于90°时，B球的速度达到最大 ‎（D）在β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 ‎【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v1=vcosα；‎ 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=vBcosβ；两小球沿轻绳方向的分速度相等，即vcosα= vBcosβ，解得此时B球的速度为vB=v，选项A正确B错误。由vB=v，当β增大到等于90°时，B球的速度达到最大，选项C正确。由于拉力与B球位移方向夹角小于90°，所以在β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 B．B物体受到的拉力大于B物体受到的重力 C．匀速上升 D．B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】　‎ ‎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ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是(　　)‎ A．hω　　　 B. 　　　‎ C. 　　　 D．hωtanθ ‎【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θ时，云层底面上光点转动的线速度为v0=ω=.设云层底面上光点的移动速度为v，则有vcosθ＝v0=，解得云层底面上光点的移动速度v＝，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θ＝30°，此时轮轴B的速度大小v2＝‎3 m/s.则轮轴A的速度v1大小为(　　)‎ A. m/s 　　　 B．‎2‎ m/s C. m/s 　　　 D．3 m/s ‎【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身夹角θ＝30°，轮轴A、B分别做圆周运动的半径R1＝＝2L、R2＝OB＝L，轮轴A、B有相同的角速度，因此有＝，解得v1＝v2＝×3 m/s＝2 m/s，B项正确．‎ ‎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θ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 θ B．人拉绳行走的速度为 C．船的加速度为 D．船的加速度为 ‎【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 θ，v2＝vsin θ，则人拉绳行走的速度为vcos θ，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 θ－Ff＝ma，船的加速度为a＝，C正确，D错误。‎ ‎ ‎