5.2　運動的合成與分解同步練2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

新人教版高中物理必修第二冊PAGEPAGE15.2運動的合成與分解基礎(chǔ)鞏固(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.(多選)關(guān)于運動的合成與分解,以下說法正確的是()A.合運動的位移為分運動位移的矢量和B.物體的兩個分運動若是直線運動,則它的合運動一定是直線運動C.合運動和分運動具有等時性D.若合運動是曲線運動,則其分運動中至少有一個是曲線運動2.關(guān)于運動的性質(zhì),以下說法中正確的是()A.曲線運動一定是變速運動B.變速運動一定是曲線運動C.加速度大小和速度大小都不變的運動一定是直線運動D.只要兩個分運動是直線運動,則合運動一定是直線運動3.如圖所示,帆船船頭指向正東以速度v(靜水中速度)航行,海面正刮著南風(fēng),風(fēng)速為v,以海岸為參考系,不計阻力。關(guān)于帆船的實際航行方向和速度大小,下列說法中正確的是()A.帆船北偏東30°方向航行,速度大小為2vB.帆船東偏北60°方向航行,速度大小為vC.帆船東偏北30°方向航行,速度大小為2vD.帆船東偏南60°方向航行,速度大小為v4.如圖甲所示,在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上運動,其v-t圖像如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運動的x-t圖像如圖丙所示。若以地面為參考系,下列說法中正確的是()A.猴子的運動軌跡為直線 B.猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運動C.t=1s時猴子的速度大小為4m/s D.t=2s時猴子的加速度大小為05.跳傘運動員從直升機上由靜止跳下,經(jīng)一段時間后打開降落傘,最終以5.0m/s的速度勻速豎直下落?，F(xiàn)在有風(fēng),風(fēng)使他以3.0m/s的速度沿水平方向勻速運動,則跳傘運動員著地時的速度大小約()A.2.0m/s B.4.0m/sC.5.8m/sD.8.0m/s6.如圖所示,一輕繩通過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接,另一端與套在豎直桿上的物塊A連接,桿兩端固定且足夠長,物塊A以速度v沿桿從圖示位置向下勻速運動,小球B在某時刻的速度大小為v1,此時輕繩與桿的夾角為θ,在整個運動過程中小球B不會碰到定滑輪。則()A.v1=vsinθB.v1=C.小球B在上升的過程中,加速度方向一直向上D.小球B在上升的過程中,加速度方向一直向下二、計算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)7.(14分)如圖所示,一架飛機沿仰角37°方向斜向上做勻速直線運動,速度的大小為v=150m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則: (1)經(jīng)過t=4s飛機發(fā)生的位移是多少?(2)飛機在豎直方向的分速度是多大?(3)經(jīng)過t=4s飛機在豎直方向上升了多少米?8.(16分)小船勻速橫渡一條河流,當(dāng)船頭垂直對岸方向航行時,在出發(fā)后10min到達(dá)對岸下游120m處;若船頭保持與河岸成θ角向上游航行,則在出發(fā)后12.5min到達(dá)正對岸。 (1)求水流速度大小v1。(2)求船在靜水中的速度大小v2。(3)求河的寬度d。(4)求船頭與河岸的夾角θ。能力提升(15分鐘40分)9.(6分)如圖所示,一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點,用釘子靠著線的左側(cè),沿與水平方向成30°角的斜面向右以速度v勻速運動,運動中始終保持懸線豎直,下列說法正確的是 ()A.橡皮的速度大小為v B.橡皮的速度大小為vC.橡皮的速度與水平方向成30°角 D.橡皮的速度與水平方向成45°角10.(6分)(多選)在某條寬度為300m的河道中,河水的流速與離河岸的距離的關(guān)系如圖甲所示,若船在靜水中速度與時間的關(guān)系如圖乙所示,渡河時保持船頭始終與河岸垂直,則()A.船在河水中航行的軌跡是一條直線 B.船渡河所用時間為100sC.船在前半程和后半程做勻變速運動 D.船在行駛過程中,速度大小先增大后減小11.(6分)水平面上兩物體A、B通過一根跨過定滑輪的輕繩相連,現(xiàn)物體A以v1的速度向右勻速運動,當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是α、β時(如圖所示),物體B的運動速度vB為(繩始終有拉力)()A.B.C.D.12.(22分)如圖所示,質(zhì)量m=2.0kg的物體在水平外力的作用下在水平面上運動,已知物體運動過程中的坐標(biāo)與時間的關(guān)系為,根據(jù)以上條件,求: (1)t=10s時刻物體的位置坐標(biāo);(2)t=10s時刻物體的速度和加速度的大小。

--☆參考答案☆--1.[答案]AC[解析]位移是矢量,其運算滿足平行四邊形定則,A正確;兩個直線運動的合運動也有可能是曲線運動,B、D項錯誤;合運動與分運動具有等時性,C項正確。2.[答案]A[解析]無論是物體速度的大小變了,還是速度的方向變了,都說明速度是變化的,都是變速運動,做曲線運動的物體的速度方向在時刻改變,所以曲線運動一定是變速運動,故A正確;變速運動也可以是平時所學(xué)的勻加速直線運動或勻減速直線運動,并不一定是曲線運動,故B錯誤;加速度大小和速度大小都不變的運動不一定是直線運動,可能是曲線運動,故C錯誤;兩個分運動是直線運動,則合運動不一定是直線運動,故D錯誤。3.[答案]A[解析]由于帆船的船頭指向正東,并以相對靜水中的速度v航行,南風(fēng)以v的風(fēng)速向北吹來,當(dāng)以海岸為參考系時,實際速度v實==2v,設(shè)帆船實際航行方向與正北方向夾角為α,則sinα==,α=30°,即帆船沿北偏東30°方向航行,故A正確。4.[答案]B[解析]由乙圖知,猴子豎直方向上做勻減速直線運動,加速度豎直向下。由丙圖知,猴子水平方向上做勻速直線運動,則猴子的加速度豎直向下,與初速度方向不在同一直線上,所以猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運動,故A錯誤,B正確;x-t圖像的斜率等于速度,則知猴子水平方向的初速度大小為:vx=4m/s,t=0時猴子豎直方向分速度:vy=8m/s,則t=1s時猴子豎直分速度為vy′=4m/s,因此t=1s時猴子的速度大小為:v=m/s=4m/s,故C錯誤;v-t圖像的斜率等于加速度,則知猴子的加速度大小為:a==m/s2=4m/s2,故D錯誤。5.[答案]C[解析]根據(jù)運動的合成可知,著地時速度:v==m/s≈5.8m/s,故C正確。6.[答案]C[解析]將物塊A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向,在沿繩子方向的分速度等于B的速度。在沿繩子方向的分速度為vcosθ,所以v1=vcosθ,故A、B錯誤。物塊A、小球B組成的系統(tǒng)由靜止開始運動,隨θ角的減小則小球B的速度逐漸增大,即小球B在上升的過程中,加速度方向一直向上,故C正確,D錯誤。7.[解析](1)由于飛機做勻速直線運動,則位移的大小:x=vt=150×4m=600m;(2)根據(jù)運動的合成與分解可知,豎直方向的分速度的大小:vy=vsin37°=150×0.6m/s=90m/s;(3)豎直方向仍為勻速運動,在豎直方向上升的高度:h=vyt=90×4m=360m。[答案](1)600m(2)90m/s(3)360m8.[解析](1)船頭保持跟河岸垂直的方向航行時有:v1t=120m,則有:v1=m/s=0.2m/s;(2)(3)當(dāng)合速度與河岸垂直時,合速度:v=且d=vt1,而v2t=d,其中t1=12.5min,聯(lián)立以上各式解得:d=200m,v2=m/s;(4)斜向上游航行時,v2t1sinθ=d解得sinθ=0.8故θ=53°。[答案](1)0.2m/s(2)m/s(3)200m(4)53°9.[答案]B[解析]橡皮參與了平行于斜面方向的勻速直線運動和豎直方向上的勻速直線運動,兩個分速度大小相等,都為v,根據(jù)平行四邊形定則知:v合=2vcos30°=v。合速度的方向與水平方向的夾角為60°,故B正確,A、C、D錯誤。10.[答案]BCD[解析]由于水流的速度隨離河岸的距離變化而變化,因此船在渡河時合速度方向在不斷變化,其軌跡為曲線,故A錯誤;船渡河的時間由垂直于河岸方向的速度決定,又因船在渡河時,船頭始終與河岸垂直,所以渡河時間由船在靜水中的速度決定,因此:t=s=100s,故B正確;由圖甲中圖線斜率可知,船在前半程和后半程的加速度大小分別不變,因此船在前半程和后半程做勻變速運動,故C正確;船在渡河過程中的速度大小先增大后減小,故D正確。11.[答案]D[解析]對A物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進行分解,則有沿著繩子方向的速度大小為v1cosα;對B物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進行分解,則有沿著繩子方向的速度大小為vBcosβ,由于沿著繩子方向速度大小相等,所以有v1cosα=vBcosβ,因此vB=,故D正確。12.[解析](1)由于物體運動過程中的坐標(biāo)與時間的關(guān)系為x=3.0t(m),y=0.2t2(m),代入時間t=10s,可得:x=3.0t=3.0×10m=30my=0.2t2=0.2×102m=20m。即t=10s時刻物體的位置坐標(biāo)為