2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章拋體運動2運動的合成與分解練習(xí)含解析新人教版必修第二冊

PAGE8-運動的合成與分解(25分鐘60分)一、單項選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.下面說法中正確的是()A.做曲線運動的物體速度方向必定變更B.速度變更的運動必定是曲線運動C.加速度恒定的運動不行能是曲線運動D.加速度變更的運動必定是曲線運動【解析】選A。做曲線運動的物體速度大小不肯定變更,但速度方向必定變更,A項正確;速度變更的運動可能是速度大小在變更,也可能是速度方向在變更,不肯定是曲線運動,B項錯誤;加速度恒定的運動可能是勻變速直線運動,也可能是勻變速曲線運動,C項錯誤;加速度變更的運動可能是變加速直線運動,也可能是變加速曲線運動,D項錯誤。2.關(guān)于運動的合成與分解,下列說法正確的是()A.合運動的位移是分運動位移的代數(shù)和B.合運動的速度肯定會比其中任何一個分速度大C.合運動的時間與分運動的時間相等D.若合運動是曲線運動,則分運動中至少有一個是曲線運動【解析】選C。位移是矢量,合位移是分位移的矢量和,選項A錯誤;速度也是矢量,滿意平行四邊形定則,依據(jù)平行四邊形的特點,合速度可以比分速度小,選項B錯誤;依據(jù)合運動與分運動的等時性,選項C正確;兩個直線運動的合運動也可以是曲線運動,例如,互成夾角的勻速直線運動與勻加速直線運動合成時,合運動是曲線運動,選項D錯誤。3.在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運動,同時人頂著直桿以速度v0水平勻速移動,經(jīng)過時間t,猴子沿桿向上移動的高度為h,人頂桿沿水平地面移動的距離為x,如圖所示。關(guān)于猴子的運動狀況,下列說法中正確的是 ()A.相對地面的運動軌跡為直線B.相對地面做變加速曲線運動C.t時刻猴子對地的速度大小為v0+atD.t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為【解析】選D。猴子在水平方向上做勻速直線運動,豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動,猴子的實際運動軌跡為曲線,選項A錯誤;因為猴子受到的合力恒定(因為加速度恒定),所以相對地面猴子做的是勻變速曲線運動,選項B錯誤;t時刻猴子對地的速度大小為v=,選項C錯誤;t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為s=,選項D正確。4.物體在xOy平面內(nèi)做曲線運動,從t=0時刻起,在x軸方向的位移圖像和y軸方向的速度圖像如圖所示,則()A.物體的初速度沿x軸的正方向B.物體的初速度大小為5m/sC.t=2s時物體的速度大小為0D.物體所受合力沿y軸的正方向【解析】選B。由x軸方向的位移圖像可知物體沿x軸勻速運動,依據(jù)斜率可得vx=4m/s。由y軸方向的速度圖像可知v0y=3m/s,ay=-1.5m/s2,故物體的初速度大小v0==5m/s,設(shè)方向與x軸成θ角,有tanθ==,θ=37°,故A錯誤,B正確;當t=2s時,由圖像知vy=0,則v=vx≠0,C錯誤;因ax=0,ay=-1.5m/s2,所以a=ay=-1.5m/s2,則F合沿y軸負方向,D錯誤。5.如圖,在滅火搶險的過程中,消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進行救人或滅火作業(yè)。為了節(jié)約救援時間,人沿梯子勻加速向上運動的同時消防車勻速后退,從地面上看,下列說法中正確的是()A.消防隊員做勻加速直線運動B.消防隊員做勻變速曲線運動C.消防隊員做變加速曲線運動D.消防隊員水平方向的速度保持不變【解析】選B。依據(jù)運動的合成,知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上,其加速度的方向、大小不變,所以消防隊員做勻變速曲線運動,故選項A、C錯誤,選項B正確;將消防隊員的運動分解為水平方向和豎直方向,知水平方向上的最終速度為勻速后退的速度和沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度的合速度,因為沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在變,所以消防隊員水平方向的速度在變,故選項D錯誤。6.如圖所示,一塊橡皮用細線懸掛于O點,用釘子靠著線的左側(cè),沿與水平方向成30°的斜面對右以速度v勻速運動,運動中始終保持懸線豎直,則橡皮運動的速度()A.大小為v,方向不變,與水平方向成60°角B.大小為v,方向不變,與水平方向成60°角C.大小為2v,方向不變,與水平方向成60°角D.大小和方向都會變更【解析】選B。由于釘子沿與水平方向成30°的斜面對右以速度v勻速運動的位移肯定等于橡皮向上的位移,故在豎直方向以相等的速度勻速運動,依據(jù)平行四邊形定則,可知合速度也是肯定的,故合運動是勻速運動;依據(jù)平行四邊形定則求得合速度大小為v,方向不變,與水平方向成60°角。故選項B正確。二、非選擇題(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)值計算的要注明單位)7.(14分)如圖所示,甲圖表示某物體在x軸方向上的分速度的vx-t圖像,乙圖表示該物體在y軸方向上的分速度的vy-t圖像。求:(1)物體在t=0時的速度;(2)t=8s時物體的速度;(3)t=4s時物體的位移?！窘馕觥恳罁?jù)圖像可以知道,物體在x軸方向上以3m/s的速度做勻速直線運動,在y軸方向上做初速度為0、加速度為0.5m/s2的勻加速直線運動,合運動是曲線運動。(1)在t=0時,物體的速度v1==3m/s。(2)在t=8s時,物體沿x軸方向的速度為3m/s,物體沿y軸方向的速度為4m/s,所以物體的速度為v2==5m/s。(3)在4s的時間內(nèi)物體在x軸方向發(fā)生的位移為x=12m物體在y軸方向發(fā)生的位移為y=at2=4m所以4s內(nèi)物體發(fā)生的位移為s==4m。答案:(1)3m/s(2)5m/s(3)4m8.(16分)若“運12”飛機在航空測量時,它的航線要嚴格地從東到西,假如飛機的速度是80km/h,風(fēng)從南面吹來,風(fēng)的速度為40km/h,那么;(1)飛機應(yīng)朝哪個方向飛行?(2)假如所測地區(qū)長為80km,飛行所需時間為多少?【解析】飛機的實際運動為合運動,隨風(fēng)的運動為飛機的一個分運動。(1)風(fēng)速為v1,飛機的速度為v2,實際飛行速度為v,由合速度與分速度的關(guān)系可得飛機飛行速度方向與正西方向夾角θ的正弦值為sinθ===得θ=30°,飛機應(yīng)朝西偏南30°角方向飛行。(2)飛機的合速度v=v2cos30°=40km/h依據(jù)x=vt得t==h=2h答案:(1)飛機應(yīng)朝西偏南30°角方向飛行(2)2h(15分鐘40分)9.(6分)(2024·煙臺高一檢測)雨點正在以4m/s的速度豎直下落,突然一陣風(fēng)以3m/s的速度水平吹來,雨中撐傘正在行走的人,為使雨點盡量不落在身上,手中傘桿應(yīng)與豎直方向所成夾角為()A.30°B.37°C.45°D.0°【解析】選B。雨點同時參加兩個方向的分運動,一是豎直向下的勻速直線運動,二是沿水平方向的勻速直線運動,其合速度方向與豎直方向的夾角為θ,tanθ==,所以θ=37°,為使雨點盡量不落在身上,應(yīng)使傘面與雨點速度方向垂直,傘桿與雨點的速度方向平行,所以,傘桿與豎直方向應(yīng)成37°夾角,B正確。10.(6分)(多選)如圖所示,輕桿一端固定在O點,一端拴著質(zhì)量為m的小球。在最低點A給小球一水平初速度,使小球恰好能在豎直面內(nèi)做圓周運動。圓周運動的半徑為R,軌跡的最高點為B,重力加速度為g。則下列說法正確的是 ()A.水平初速度的值為2B.在A點時輕桿對小球的力大小為4mgC.在B點時輕桿對小球的力大小為mgD.水平初速度漸漸增大,在最高點球?qū)p桿的彈力漸漸增大【解析】選A、C。由題意可知,小球到達B點時速度剛好為零,由A到B點過程中,機械能守恒,則mv2=mg2R解得v=2,A正確;在A點時,依據(jù)牛頓其次定律可得FN-mg=m解得FN=5mg,B錯誤;在B點時小球的速度為零,故桿對小球的作用力大小為mg,C正確;隨著水平初速度的增加,小球到達B點的速度也增加,在小球到達B點的速度小于時,桿對小球的力為支持力,隨著速度的增加,支持力漸漸減小,當?shù)竭_B點時速度大于時,桿對小球的力為拉力,隨著小球速度增大,桿對小球拉力漸漸增大,故D錯誤。11.(6分)(多選)關(guān)于物體所受合力的方向,下列說法正確的是 ()A.物體做速率漸漸增大的直線運動時,其所受合力的方向肯定與速度方向相同B.物體做變速率曲線運動時,其所受合力的方向肯定變更C.物體做變速率圓周運動時,其所受合力的方向肯定指向圓心D.物體做勻速率曲線運動時,其所受合力的方向總是與速度方向垂直【解析】選A、D。物體做速率漸漸增大的直線運動時,加速度與物體速度同向,又因為合力與加速度同向,故A正確。物體做變速率曲線運動時,所受合力的方向不肯定變更,B錯誤。物體做變速率圓周運動時,所受合力沿半徑方向的分力供應(yīng)向心力,合力垂直半徑方向的分力變更物體的速率,所受合力肯定不指向圓心,C錯誤。物體做勻速率曲線運動時,合力只變更速度的方向,不變更其大小,故總與速度方向垂直,D正確。12.(22分)如圖甲所示,在一端封閉、長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放置一個蠟塊,將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊。然后將這個玻璃管倒置,在蠟塊沿玻璃管上升的同時,將玻璃管水平向右移動。假設(shè)從某時刻起先計時,蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10cm,玻璃管向右勻加速平移,每1s通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。圖乙中,y表示蠟塊豎直方向的位移,x表示蠟塊隨玻璃管運動的水平位移,t=0時蠟塊位于坐標原點。(1)請在圖乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的運動軌跡;(2)求出玻璃管向右平移的加速度大小;(3)求t=2s時蠟塊的速度大小v?！窘馕觥?1)蠟塊在豎直方向做勻速直線運動,在水平方向向右做勻加速直線運動,依據(jù)題中的數(shù)據(jù)畫出的軌跡如圖所示。(2)蠟塊在水平方向做勻加速運動,每相