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题型04 运用运动的合成与分解理论解决常见实际问题
黑吉辽蒙高考物理“运动的合成与分解”是曲线运动与抛体的核心方法，近5 年（2021-
2025）稳定高频，集中在选择中档题+实验+大题综合，区分度突出，以下为结构化考情分析。定
义：按平行四边形定则对位移、速度、加速度做矢量合成/分解，核心是等时性、独立性、等效
性，把复杂运动拆解为直线分运动求解。备考重点原则：先判分运动性质，优先正交分解；抓等时
性与沿绳/杆速度相等两大约束。平抛：水平匀速、竖直自由落体，临界落点/速度偏角计算。 关联
速度：沿绳/杆分量相等，垂直分量不影响牵连速度。小船渡河：最短时间（船头⊥河岸）、最短
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学
总方法透视
典例引领
变式演练
考向01 位移与速度的合成与分解
考向02 小船渡河问题
考向03 关联速度问题
考向04 平抛运动问题
第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战
位移（合速度⊥河岸，分v 船与v 水大小讨论）。流程：定对象→拆运动→建坐标系→列分运动方
程→合成合运动→验证边界。高频失分点矢量分解方向错误（如绳端速度错分解为水平/竖直）。
忽略等时性，分运动时间不统一。临界条件漏判（如平抛落点、绳绷直）。小船渡河时v 船与v 水
大小关系判断失误，导致最短位移计算错误。
（一）．运动的合成与分解基本知识
1．遵循的法则
位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则．
2．合运动与分运动的关系
(1)等时性：合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止．
(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响．
(3)等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果．
3．运动性质的判断
4．两个直线运动的合运动性质的判断
标准：看合初速度方向与合加速度方向是否共线．
两个互成角度的分运动
合运动的性质
两个匀速直线运动
匀速直线运动
一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动
匀变速曲线运动
两个初速度为零的匀加速直线运动
匀加速直线运动
两个初速度不为零的匀变速直线运动
如果v 合与a 合共线，为匀变速直线运动
如果v 合与a 合不共线，为匀变速曲线运
动
考向01 位移与速度的合成与分解
【例1-1】（2025·黑龙江·模拟预测）空中一热气球在风力作用下运动，沿水平方向（x 轴）、竖直方向（y
轴）运动的分运动vx−x、vy−y 图像如图所示，则关于热气球的运动和受力说法正确的是（ ）
A．合运动为匀变速直线运动
B．合运动为变加速曲线运动
C．所受的合力为恒力
D．所受合力一直减小
【例1-2】（2025·辽宁朝阳·模拟预测）一倾角为
足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立
Oxy 直角坐标系，如图甲所示。从
开始，将一可视为质点的物块从O 点由静止释放，同时对物块施加
沿x 轴正方向的力
和
，其大小与时间t 的关系如图乙所示。已知物块的质量为1kg，重力加速度g 取
，
，不计空气阻力，则（ ）
A．物块始终做匀变速曲线运动
B．
时，物块的加速度为
C．
时，物块速度大小为
D．
到
时间内，
和
对物块做的总功72J
【变式1-1】（2025·辽宁丹东·二模）如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡
做成的小圆柱体R。R 从坐标原点以速度
匀速上浮的同时，玻璃管沿x 轴正方向做初速度为0 的匀加速直
线运动。关于小圆柱体R 的运动轨迹可能正确的是（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
【变式1-2】（2025·黑龙江·二模）当汽车在水平路面上匀速前进时，车轮与地面间不打滑，对于其中一个
车轮，下列说法正确的是（ ）
A．车轮受地面摩擦力方向一定向前
B．气门嘴运动到最低点时所受合力为零
C．气门嘴运动过程中所受合力大小不变
D．气门嘴运动到车轮轮轴前方同一竖直高度时的速度方向竖直向下
考向02 小船渡河问题
【例2-1】（2025·内蒙古乌兰察布·模拟预测）如图所示，两平行河岸的宽度为d=150m，水流速度大小为
v1=5m/s，方向沿着河岸，一条小船从河岸的某点渡河到对岸，船在静水中的速度为v2大小恒定，船头与垂
直河岸方向的夹角为30°时，小船相对河岸的速度大小为v，方向与垂直河岸方向的夹角为60°，下列说法
正确的是（ ）
A．
B．v=5m/s
C．小船渡河时间为20s
D．小船渡河位移大小为300m
【例2-2】（2026·内蒙古包头·月考）如图，小船从河岸处
点出发渡河。若河宽为
，河水流速
，方向平行于河岸指向河的下游，船在静水中速度
，船头方向与河岸垂直，船视为质
点，则下列说法正确的是（ ）
A．小船从A 点出发经过
到达对岸
B．小船到达对岸的位置在河正对岸下游
处
C．若河水流速变慢，小船从
点到对岸的时间可能小于
D．若小船行驶到河中央时水流变快，小船的实际速度方向会改变
【变式2-1】（2026·辽宁·调研）2025 年全国青少年航海模型锦标赛在丽水市水上运动中心盛大开幕，此次
赛事不仅是科技体育竞技的精彩展现，更是青少年科技体育与国防教育深度融合的重要实践。某位同学在
某河段操纵航海模型（可视为质点）进行试航，由河岸行驶到距离河岸4m 远的A 点，OA 垂直于河岸，如
图甲所示。模型在静水中的速度随时间的变化情况如图乙所示，而水流速度与到河岸距离的变化关系则如
图丙所示（水流速度平行于河岸）。
(1)求模型从河岸运动到A 点所需的最短时间，以及该过程在水中行驶的最大速度；
(2)若模型以最短时间运动到A 点，从A 点掉头后沿AO 路线返回河岸，掉头后瞬间相对于静水的速率与掉
头前相对于静水的速率相等，求掉头后瞬间船头指向与OA 夹角的正弦值。
【变式2-2】（2026·辽宁抚顺·调研）一条汽艇过河救援，河水流速
，船在静水中速度
，
汽艇过河过程中船头方向始终与河岸垂直，下列说法正确的是（ ）
A．汽艇渡河所用时间最短
B．汽艇的实际运动轨迹与河岸垂直
C．汽艇在河水中的合速度大小是
D．汽艇渡河位移最短
考向03 关联速度问题
【例3-1】（2026·辽宁沈阳·一模）如图，长为L＝0.8m 的轻杆竖直放置，上端与小球A 相连，下端用光滑
转轴固定于水平桌面上。小球A 恰好与立方体B 接触，B 的右侧紧贴放置一小物体C；距离物体C 足够远
处，静止放置带负电的小物体D；D 的右侧空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。D
到桌面右端距离d＝0.5m，桌面距地面高度H＝0.75m。A 受微小扰动后，杆与A 向右转动，B、C 一起向
右运动。A 与B 刚分离时，A 受到杆的弹力为零；B 离开A 后，用外力制动，C 继续向右运动与D 碰撞
（仅发生一次碰撞且碰撞时间极短）；碰撞后，D 减速运动并离开桌面，第一次落地时与桌面右端的水平
距离
m。A、B、C 和D 满足的质量关系为
；
kg，D 所带电荷量q＝
0.1C 且始终保持不变；D 与桌面间动摩擦因数
，其余各处摩擦不计；电场的场强E＝1N/C，磁感应
强度
T，重力加速度g 取10
。求：
(1)物体D 离开桌面时速度大小；
(2)物体C 与物体D 碰撞后，物体D 速度大小；
(3)物体C 与物体D 碰撞过程中损失的动能。
【例3-2】（2025·吉林长春·模拟预测）如图所示，四根长度均为L=1m 的细杆用铰链连成一个四边形，O
点通过铰链固定在墙上。现将B 点推至与O 点重合，使四根细杆都紧贴墙壁。现拉着B 点沿垂直于墙壁的
方向做速度为v=2m/s 的匀速直线运动。当发现四根细杆恰好构成一个正方形时，图中
杆的角速度是（
）
A．1rad/s
B．
C．2rad/s
D．
【变式3-1】（2025·内蒙古赤峰·一模）如图所示，一固定在水平面上的光滑木板，与水平面的夹角
，木板的底端固定一垂直木板的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为
的轻弹簧下端固
定在挡板上，上端与质量为2m 的物块Q 连接。跨过定滑轮O 的不可伸长的轻绳一端与物块Q 连接，另一
端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m 的物块P 连接。初始时物块P 在水平外力F 作用下静止在直杆的
A 点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角
。去掉水平外力F，物块P 由静止运动
到B 点时轻绳与直杆间的夹角
。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧
轴线、物块Q 与定滑轮之间的轻绳共线且与木板平行，不计滑轮大小及摩擦。
，
，
，
。则下列说法正确的是（ ）
A．物块P 向左运动的过程中其机械能先增大后减小
B．物块P 从A 点运动到B 点时，物块Q 的重力势能减少量小于P、Q 两物块总动能的增加量
C．物块P 在A 点时弹簧的伸长量为
D．物块P 从A 点运动到B 点的过程中，轻绳拉力对物块P 做的功为
【变式3-2】（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图ab、cd 为在同一竖直面内的两光滑水平轨道，两轨道
间的竖直距离为h。轨道上有两个可视为质点的物体A 和B，质量均为
，它们通过一根绕过定滑轮的不
可伸长的轻绳相连接。现有水平向右的拉力拉动物块A，使A、B 运动起来，在轨道间的绳子OB 与水平
轨道成
角的瞬间，撤掉拉力，此时物体A 在下面的轨道运动速率为，设绳长BO 远大于滑轮直径，
不计轻绳与滑轮间的摩擦，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．在轻绳OB 与水平轨道成
时，物体B 的速度大小为
B．在轻绳OB 与水平轨道成
角到
角的过程中，绳对B 做的功为
C．当轻绳OB 与水平轨道成
角时，物体B 的速度大小为
D．若在轻绳OB 与水平轨道
角时，绳与物体B 恰好分离且物体B 恰好离开ab 面，物体B 下落
过程中不与墙面、滑轮相碰，则B 落地的速度大小为
考向04 平抛运动问题
【例4-1】（2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测）将一质量为
的小球水平抛出，其运动轨迹上有
、
、
三点，如图所示.其中
为抛出点，小球从
到
和
到
所用时间均为
，且位移大小之比为
，
不计空气阻力，重力加速度
取
.下列说法正确的是（ ）
A．小球从
到
动量变化量大小为
B．小球平抛的初速度大小为
C．小球从
到
重力的平均功率为
D．小球在
点的动量大小为
【例4-2】（2025·黑龙江·模拟预测）如图所示，光滑斜面底端与半径为
的光滑半圆形轨道平滑连接，整
个轨道和斜面都在竖直平面内。一个小球（可视为质点）从斜面顶端A 处由静止释放，通过半圆形轨道最
高点
时，恰好对轨道的压力为零。小球过
点后垂直打在斜面上。重力加速度为
，不计空气阻力，求：
(1)斜面顶端到地面的高度；
(2)斜面与水平面夹角
的正切值。
【变式4-1】（2025·黑龙江大庆·模拟预测）一同学将铅球水平推出，若忽略空气阻力和铅球自身转动的影
响，则铅球被推出至落地的运动过程中（ ）
A．速度不断变化
B．加速度不断变化
C．水平方向做匀变速直线运动
D．在空中运动的时间仅由推出速度决定
【变式4-2】（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端
点水平
射出的同时乙黄豆从另一细管末端
点斜向上射出，一段时间后两黄豆在
点相遇。若
点在
点正下
方，
点与
点位于同一水平线上，不计空气阻力，黄豆视为质点，则（ ）
A．甲在
点的速度为乙在最高点速度的两倍
B．
点甲的速度与水平方向夹角的正切值为乙的两倍
C．
点甲的速度大小为乙的两倍
D．
的距离为乙相对
点上升最大高度的两倍
1．（2025·吉林·一模）如图所示，用细绳悬挂木箱，水平箱底上有一个静止物块，物块与木箱右壁间夹有
一弹簧，弹簧处于压缩状态。重力加速度g 取
，忽略一切阻力，细绳剪断后的一小段时间里，下列
说法正确的是（ ）
A．物块的运动轨迹为直线
B．物块的加速度a 等于
C．弹力做功等于物块动能增量
D．物块动能增量大于重力势能减少量
2．（2025·吉林·一模）如图甲所示为建筑工地重型塔吊。工作时悬臂保持不动，可沿悬臂水平移动的天车
下有一个挂钩可用于悬挂重物。天车有两个功能，一是吊着重物沿竖直方向运动，二是吊着重物沿水平方
向运动。重物经过A 点开始计时（
，竖直方向初速度为零），在将一质量为m 的重物运送到B 过程中，
天车水平方向以
的速度匀速运动，竖直方向运动的加速度随时间变化如图乙所示，不计一切阻力，
重力加速度为g，对于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．重物做匀变速曲线运动，合力竖直向下
B．在
与
时刻，拉线对重物拉力的差值为
C．
时刻，重物的动能大小为
D．
，拉线对重物拉力的冲量大小为
3．（2025·全国·一模）歼-35A 是由中国航空工业集团自主研制的新一代中型隐身多用途战斗机。如图所示
歼-35A 战机先水平向右，再沿曲线ab 向上，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行
速率不变。则在沿ab 段曲线飞行过程中（ ）
A．战机水平方向的分速度逐渐增大
B．战机在某点加速度方向可能沿轨迹的切线方向
C．战机克服重力做功的功率逐渐增大
D．战机所受合外力斜向左上方且保持不变
4．（2025·吉林·二模）图为汽车在水平路面上匀速行驶时车轮边缘上M 点的运动轨迹（车轮不打滑）。已
知
时刻M 点与坐标原点O 重合，车轮半径
，汽车的速度
，则（ ）
A．M 点运动到最高点A 时的速度为零
B．M 点在圆心等高点处的速度大小为
C．最高点A 的坐标为（
，
）D．M 点从O 运动到B 的时间为0.3s
5．（2025·内蒙古乌兰察布·模拟预测）如图所示，一可视为质点的小物块，从平台左端以初速度
滑上平台，小物块从平台右端离开后做平抛运动，小物块击中平台右下侧挡板上的P 点时动
能为平抛初始动能的17 倍。以平台右端为坐标原点O，在竖直面内建立平面直角坐标系，x 轴和y 轴分别
沿水平方向和竖直方向，挡板形状满足方程
（单位：m）。已知小物块与平台间的动摩擦因数
，重力加速度g 取10m/s2。求：
(1)P 点的坐标；
(2)小物块离开平台时的速度大小及小物块沿平台运动的时间。
6．（2025·内蒙古·模拟预测）为了促进学生德智体美劳全面发展，学校举行了阳光体育季活动。在某次排
球比赛中，学生甲将排球垫起，使排球从A 点以斜向上的速度v1飞向对面场地，学生乙等待时机起跳在B
点大力水平击打排球，使排球瞬间获得水平速度v2被击回，排球正好击中A 点，轨迹如图所示，假设两轨
迹在同一竖直平面内，空气阻力可以忽略不计，则（ ）
A．排球从A 到B 的时间大于从B 到A 的时间
B．排球从A 到B 的平均速度大于从B 到A 的平均速度
C．排球从A 到B 的加速度小于从B 到A 的加速度
D．排球从A 到B 到达最高点的速度大于v2
7．（2025·内蒙古通辽·三模）2024 年，嫦娥六号从月球背面采集并带回质量为1935.3 克的月壤。该任务
不仅展示了中国在深空探测领域的技术实力，也为月球科学研究提供了大量宝贵的数据。假设未来我国宇
航员登上月球，并在月球上进行如图所示的实验：在水平月面上固定倾角为
的斜面体，将一小球从斜
面底端正上方某高度处以大小为v0的速度水平向左抛出，测得小球经过时间t 恰好垂直打在斜面上。已知
月球的半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转。下列说法正确的是（ ）
A．月球的重力加速度大小为
B．月球的质量为
C．月球的密度为
D．月球的第一宇宙速度为
8．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）如图所示，质量为M 的小车ABC 静止在光滑水平面上，轨道水平部分
AB 的上表面粗糙、动摩擦因数μ=0.1，
圆形轨道BC 的内表面光滑，半径R=0.3m。B 为
圆形轨道的最
低点。质量为m 的物块（可视为质点）从P 点斜向上抛出，恰能在小车的最右端A 点沿水平方向滑上小车，
已知M=4m，P、A 两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离x=0.6m，取重力加速度g=10m/s2。
(1)求物块在A 点的速度大小vA；
(2)在小车固定的情况下，物块恰好到达小车最高点C，求小车AB 部分的长度L；
(3)在小车不固定的情况下，物块能到达的最高点为Q（图中未标出），求Q 到AB 的竖直高度差h0。
9．（2026·辽宁沈阳·一模）无人机的普遍应用使人们的生产生活更加便利。如图，某次作业中无人机在水
平面内做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，无人机离水平地面高度为h，运动角速度大小为
，无人机
的质量为m，重力加速度为g。求：
(1)无人机运动的线速度v 的大小；
(2)无人机所受空气作用力F 的大小；
(3)某时刻从无人机上释放一个小包裹，小包裹落地点与圆心O 的水平距离d。（小包裹所受空气阻力可忽
略不计）。
10．（2025·辽宁丹东·模拟预测）如图所示，M、N 为固定在同一竖直方向上相距L 的两个钉子，一根长为
10L 的轻绳一端系在M 点，另一端竖直悬挂质量为m 的小球，小球与水平地面接触但是无压力。忽略空气
阻力、钉子直径和小球直径，不计绳被钉子阻挡和绳断裂时机械能的损失，重力加速度为g。
(1)给小球一个初速度使其在竖直面内可以做圆周运动，且能通过M 点正上方，求初速度的最小值；
(2)若给小球大小为
的初速度，使其在竖直面内运动旋转两周时经过M 点正下方时绳子断开，求绳子
断裂瞬间小球的速度大小和小球落在地面时水平位移的大小。
11．（2025·辽宁丹东·模拟预测）在现代农业中，使用无人机播撒种子成为新的选择，可以大大降低人力
成本。若无人机水平匀速飞行，同时每隔相等时间定量播撒种子，相邻两次播撒的种子落地后的水平间距
越大种植密度越小，（空气阻力忽略不计）则下列说法中正确的是（ ）
A．仅减小无人机匀速飞行速度，不会改变播种过程中的种植密度
B．仅减小无人机匀速飞行速度，会减小播种过程中的种植密度
C．仅升高无人机的飞行高度，会增加播种过程中的种植密度
D．仅升高无人机的飞行高度，不会改变播种过程中的种植密度
12．（2025·辽宁鞍山·一模）如图，质量为
的物体静止在高为
的水平平台的A 点。现用斜向右下、
与水平平台间的夹角
的推力F 将其从静止开始推动，当物体运动到与A 点相距
的平台边缘的
B 点时，瞬间撤去该力，撤去力的瞬间物体的速度大小为
，随后从平台边缘水平飞出，落到水平地面
的C 点。物体与水平平台间的动摩擦因数为0.5，
，
，g 取
。求：
(1)BC 两点间的水平距离；
(2)推力F 的大小。
13．（2025·辽宁大连·三模）如图所示，竖直平面内的
圆弧形光滑轨道半径为R，A 端与圆心O 等高，
AD 为与水平方向成45°角的斜面，B 端在O 的正上方，一个质量为m 的小球在A 点正上方某处由静止开始
释放，自由下落至A 点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B 点，最后落到斜面上C 点，且到达B 处时小
球的速度为
（忽略空气阻力）。求：
(1)小球到达B 点时对轨道的压力；
(2)小球从B 点运动到C 点所用的时间t；
(3)小球离开B 后，距离斜面的最远距离d。
14．（2025·辽宁朝阳·模拟预测）如图所示，小球从O 点开始做平抛运动，轨迹经过AB 两点，已知OA 两
点间距离和AB 两点间距离之比为
，O 到A 的时间与A 到B 的时间相等，都等于1.0s，重力加速度
g=10m/s2 ，小球初速度为（ ）
A．3m/s
B．4m/s
C．5m/s
D．6m/s
15．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）如图，斜面体ABC 固定在水平地面上，其中BC 与AC 垂直，倾角
θ=30°，D 是AB 上的一点。若将小球甲以速度v1从D 点水平抛出后，小球恰好落在A 点；若将与甲同样的
小球乙以速度v2从A 点斜向上抛出，恰好沿水平方向落在D 点。已知AD 长为L，重力加速度为g，不计空
气阻力，则下列说法正确的（ ）
A．小球甲从D 点抛出时的速度
B．甲、乙两小球在空中运动时间相同
C．小球乙从A 点抛出时，速度v2与水平成60°角
D．若要使小球乙从A 点抛出后，能沿水平方向落在B 点，则抛出的速度v3应大于v2，方向与v2相同
