曲线运动 运动的合成与分解
(45分钟 100分)

一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分,1~6题为单选题,7~9题为多选题)
1.一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动规律为x=-2t2-4t,y=3t2+6t(式中的物理量单位均为国际单位),关于物体的运动,下列说法不正确的是 ( )
A.物体在x轴方向上做匀加速直线运动
B.物体在y轴方向上做匀加速直线运动
C.物体运动的轨迹是一条直线
D.物体运动的轨迹是一条曲线
【解题指导】位移对时间的一次导数是速度,速度对时间的一次导数是加速度,求解出x、y两个方向的分运动的速度和加速度后进行合成,得到合速度与合加速度,若两者共线,物体做直线运动。
【解析】选D。位移对时间的一次导数是速度,x=-2t2-4t,y=3t2+6t,故:vx=-4t-4,vy=6t+6;故初速度:v0x=-4 m/s,v0y=6 m/s;速度对时间的一次导数是加速度,故加速度:ax=-4 m/s2,ay=6 m/s2;物体在x轴上分运动的初速度和加速度同方向,是匀加速直线运动,故A正确;物体在y轴方向的初速度和加速度同方向,是匀加速直线运动,故B正确;题中分运动的初速度和加速度数值完全相同,故合运动的数值和方向也是相同的;合运动的初速度方向与加速度方向相同,故合运动一定是匀加速直线运动;故C正确,D错误。
2.一只小船渡河,水流速度方向平行于岸边;水流分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,小船的运动轨迹如图所示,船相对于静水的速度大小均相同、方向垂直于岸边,且船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可以确定( )

A.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大
B.船沿三条不同路径渡河的时间不相同
C.船沿AC轨迹渡河所用的时间最短
D.船沿AD轨迹运动时,水流做匀加速直线运动
【解析】选D。沿AC轨迹,水流是匀减速运动,则船到达对岸的速度最小,故A错误;船相对于静水的速度大小均相同,方向垂直于岸边,因运动的性质相同,则渡河时间也相同,故B、C错误;当沿AD轨迹运动时,加速度方向与水流速度方向相同,因此水流做匀加速直线运动,故D正确。
【加固训练】(多选)小船横渡一条两岸平行的河流,船在静水中的速度大小不变,船头始终垂直指向河的对岸,水流速度方向保持与河岸平行,若小船的运动轨迹如图所示,则 ( )

A.越接近河岸水流速度越大
B.越接近河岸水流速度越小
C.小船渡河的时间会受水流速度变化的影响
D.小船渡河的时间不会受水流速度变化的影响
【解析】选B、D。从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有向下游的加速度,后具有向上游的加速度,故加速度是变化的,由于水流是先加速后减速,即越接近河岸水流速度越小,故A错误,B正确;由于船头方向垂直于河岸,这种渡河方式耗时最短,无论水流速度是否变化,渡河的时间不变,故C错误,D正确。