2024-2025學年新教材高中物理第一章拋體運動2運動的合成與分解練習含解析教科版必修2

PAGE7-運動的合成與分解(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.關于運動的合成與分解,下列幾種說法正確的是 ()A.物體的兩個分運動是直線運動,則它們的合運動肯定是直線運動B.速度、加速度和位移的合成都遵循平行四邊形定則C.兩個分運動的時間之和肯定與它們合運動的時間相等D.若兩個分運動分別是勻速直線運動和勻加速直線運動,則合運動肯定是直線運動【解析】選B。物體的兩個分運動是直線運動,若它們的合運動的合加速度與合初速度方向共線時,則是直線運動;若合加速度與合初速度方向不共線,則是曲線運動,故A錯誤;速度、加速度和位移都是矢量,所以它們的合成都遵循平行四邊形定則,故B正確;合運動與分運動具有等時性,故兩個分運動的時間肯定與它們合運動的時間相等,故C錯誤;若兩個分運動分別是勻速直線運動和勻加速直線運動,則合運動可能是直線運動,也可能是曲線運動,故D錯誤。2.(2024·菏澤高一檢測)內(nèi)壁光滑的牛頓管抽成真空,現(xiàn)讓牛頓管豎直倒立,同時水平向右勻速移動,則管中羽毛的運動軌跡可能是 ()【解析】選C。內(nèi)壁光滑的牛頓管抽成真空,現(xiàn)讓牛頓管豎直倒立,則管中羽毛只受到重力作用,做自由落體運動;水平方向上做勻速直線運動,豎直方向上做勻加速直線運動,加速度方向向下,因為合加速度的方向豎直向下,與合速度不在同一條直線上,合運動的軌跡為曲線。因為加速度的方向(即合力的方向)大致指向軌跡凹的一側(cè),故選項C正確。3.如圖所示,炮筒與水平方向成30°角,炮彈從炮口射出時的速度大小是800m/s,這個速度在豎直方向的分速度大小為 ()A.300m/s B.400m/sC.400m/s D.800m/s【解析】選B。將炮彈的速度水平分解和豎直分解,如圖所示,則豎直分速度為vy=vsin30°=400m/s,故選項B正確。4.(2024·揚州高一檢測)一艘船的船頭始終正對河岸方向行駛,如圖所示,已知船在靜水中行駛的速度為v1,水流速度為v2,河寬為d。則下列推斷正確的是 ()A.船渡河時間為B.船渡河時間為C.船渡河過程被沖到下游的距離為·dD.船渡河過程被沖到下游的距離為·d【解析】選C。船正對河岸運動時,渡河時間最短,t=,沿河岸運動的位移s2=v2t=·d,所以A、B、D選項錯誤,C選項正確。5.跳傘運動員從直升機上由靜止跳下,經(jīng)一段時間后打開著陸傘,最終以5.0m/s的速度勻速豎直下落?，F(xiàn)在有風,風使他以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.C.5.8m/s D.8.0m/s【解析】選C。依據(jù)運動的合成可知,著地時速度:v==m/s≈5.8m/s,故C正確。6.如圖所示,一架執(zhí)行救援任務的直升機用纜繩將被救人員豎直向上勻速拉起,同時直升機沿水平方向勻速飛行。若僅增大直升機水平勻速飛行的速度,以地面為參考系,則被救人員 ()A.上升時間變短 B.上升時間變長C.運動速度不變 D.運動速度變大【解析】選D。若僅增大直升機水平勻速飛行的速度,豎直方向上的運動不變,上升時間不變,故A、B錯誤;被救人員速度v=,水平速度增大,則運動速度增大,故C錯誤,D正確。二、計算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)7.(12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4s飛機發(fā)生的位移是多大?(2)飛機在豎直方向的分速度是多大?(3)經(jīng)過4s飛機在豎直方向上升了多少米?【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)依據(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.(12分)(2024·泰州高一檢測)某條河寬度為700m,河水勻稱流淌,流速為2m/s。若小船在靜水中的運動速度為4m/s,則小船的船頭向哪個方向行駛才能恰好到達河的正對岸?渡河時間為多少?【解析】如圖所示,小船實際的運動是垂直于河岸方向的運動,可以將小船實際的運動看作小船斜向上游方向和沿水流方向兩個分運動的合運動。由題圖可知sinα===0.5,α=30°即小船應向上游行駛,船頭指向與河岸成60°夾角。由圖還可以得到合速度的大小為v==m/s≈3.5m/s渡河時間為t==s=200s。答案:小船應向上游行駛,船頭指向與河岸成60°夾角200s(15分鐘·40分)9.(6分)路燈修理車如圖所示,車上帶有豎直自動升降梯。若車勻加速向左沿直線運動的同時梯子勻加速上升,則關于站在梯子上的工人的描述正確的是 ()A.工人相對地面的運動軌跡肯定是曲線B.工人相對地面的運動軌跡肯定是直線C.工人相對地面的運動軌跡可能是直線,也可能是曲線D.工人受到的合力可能是恒力,也可能是變力【解析】選C。由于車和梯子運動的初速度均未知,合初速度的方向與合加速度的方向可能共線也可能不共線,工人相對地面的運動軌跡可能是直線,也可能是曲線,選項A、B錯誤,C正確;工人在水平方向和豎直方向都做勻變速運動,故其受到的合力是恒力,選項D錯誤。10.(6分)無人機在空中拍攝運動會入場式表演。無人機起飛上升并向前追蹤拍攝,飛行過程水平方向的速度vx和豎直向上的速度vy與飛行時間t的關系圖線如圖所示。下列說法正確的是 ()A.無人機在0～t1時間內(nèi)沿直線飛行B.無人機在t1～t2時間內(nèi)沿直線飛行C.無人機在t1時刻上升至最高點D.無人機在0～t1時間內(nèi)處于失重狀態(tài)【解析】選A。由圖可知,t=0時的初速度為0,0～t1時間內(nèi)水平方向和豎直方向加速度恒定,即合加速度恒定,做勻加速運動,初速度為0的勻加速運動肯定是直線運動,A正確;0～t1時間內(nèi)沿直線飛行,t1時刻,水平方向加速度變?yōu)?,合加速度方向為豎直方向,與此時速度方向不共線,所以做曲線運動,B錯誤;t1時刻之后,豎直速度依舊向上,還在上升,直到t2時刻,豎直速度減為0,到達最高點,C錯誤;0～t1時間內(nèi)存在豎直向上加速度的重量,處于超重狀態(tài),D錯誤?！炯庸逃柧殹?多選)如圖所示為豎直黑板,下邊為黑板的水平槽,現(xiàn)有一三角板ABC,∠C=30°。三角板上A處固定一大小不計的滑輪?，F(xiàn)讓三角板豎直緊靠黑板,BC邊與黑板的水平槽重合,將一細線一端固定在黑板上與A等高的Q點,另一端系一粉筆頭(可視為質(zhì)點)。粉筆頭最初與C重合,且細線繃緊?，F(xiàn)用一水平向左的力推動三角板向左移動,保證粉筆頭緊靠黑板的同時,緊靠三角板的AC邊,當三角板向左移動的過程中,粉筆頭會在黑板上留下一條印跡。關于此印跡,以下說法正確的是 ()A.若勻速推動三角板,印跡為一條直線B.若勻加速推動三角板,印跡為一條曲線C.若變加速推動三角板,印跡為一條曲線D.無論如何推動三角板,印跡均為直線,且印跡與AC邊成75°角【解析】選A、D。在三角板向左移動的過程中,粉筆頭沿AC邊向上運動,且相對于黑板水平向左運動,由于兩個分運動的速度始終相等,故粉筆頭的印跡為一條直線,如圖中CD所示,故選項A正確,B、C錯誤;依據(jù)圖中的幾何關系可得,∠ACD==75°,故選項D正確。11.(6分)小船要渡過200m寬的河面,水流速度是4m/s,船在靜水中的航速是5m/s,則下列推斷正確的是 ()A.要使小船過河的位移最短,過河所需的時間是50sB.要使小船過河的位移最短,船頭應始終正對著對岸C.小船過河所需的最短時間是40sD.假如水流速度增大為6m/s,小船過河所需的最短時間將增大【解析】選C。要使小船過河的位移最短,小船的船頭應斜向上游,使小船與水的合速度與河岸垂直,這時合速度v合==3m/s,船過河所需的時間t==s,A、B錯誤;若使船以最短時間渡河,船頭必需垂直河岸過河,過河時間tmin==s=40s,C正確;小船過河所需的最短時間與水流速度的大小無關,D錯誤。12.(22分)(2024·泰州高一檢測)如圖所示,在水平地面上以速度v做勻速直線運動的汽車,用繩子通過定滑輪吊起一個物體,若汽車和被吊物體在同一時刻的速度分別為v1和v2。已知v1=v。(1)求兩繩夾角為θ時,物體上升的速度大小;(2)在汽車做勻速直線運動的過程中,物體是加速上升還是減速上升?(3)繩子對物體的拉力F與物體所受重力mg的大小關系如何?【解析】(1)依據(jù)實際效果