2024-2025學(xué)年高中物理第一章拋體運(yùn)動(dòng)2運(yùn)動(dòng)的合成與分解課時(shí)練習(xí)含解析教科版必修2

PAGE8-運(yùn)動(dòng)的合成與分解(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.著陸傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),風(fēng)速越大,則著陸傘()A.下落的時(shí)間越短 B.下落的時(shí)間越長C.落地時(shí)速度越小 D.落地時(shí)速度越大【解析】選D。著陸傘在勻速下降,風(fēng)從水平方向吹來,下落時(shí)間與水平速度無關(guān),高度肯定,所以下落時(shí)間肯定,A、B錯(cuò)誤;水平速度越大,豎直速度不變,則其合速度越大,所以C錯(cuò)誤,D正確。2.某人騎自行車以4m/s的速度向正東方向行駛,天氣預(yù)報(bào)報(bào)道當(dāng)時(shí)是正北風(fēng),風(fēng)速也是4A.西北風(fēng),風(fēng)速4m/s B.西北風(fēng),風(fēng)速4C.東北風(fēng),風(fēng)速4m/s D.東北風(fēng),風(fēng)速4【解析】選D。若無風(fēng),人向東騎車,則相當(dāng)于人不動(dòng),刮正東風(fēng),而實(shí)際風(fēng)從正北方刮來,所以人感覺到的風(fēng)應(yīng)是這兩個(gè)方向的合成。人向正東方行駛產(chǎn)生的風(fēng)向西,如圖中的v1,而實(shí)際的自然風(fēng)從北向南刮,如圖中的v2,人感覺到的風(fēng)速是v1與v2的合速度,即圖中的v合,很明顯v合==4m/s,從東北方向吹來。3.如圖所示,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(shí)水平向右勻速移動(dòng),則管中羽毛的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),那么水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,因?yàn)楹霞铀俣鹊姆较蜇Q直向下,與合速度不在同一條直線上,故合運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線。因?yàn)榧铀俣鹊姆较?即合力的方向)大致指向軌跡凹的一側(cè),故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。4.一小船渡河,河寬d=150m,水流速度v1=3m/s,船在靜水中的速度v2=A.渡河的最短時(shí)間為t=30sB.渡河的最小位移為d=150C.以最小位移過河時(shí),船頭與上游河岸之間的夾角為53°D.船不行能垂直到達(dá)正對(duì)岸【解析】選D。當(dāng)以靜水中的速度垂直河岸過河的時(shí)候渡河時(shí)間最短,則知:tmin==s=30s,故A正確;因船在靜水中速度大于水流速度,要使小船以最短距離過河,則靜水中的速度斜著指向上游,合速度垂直河岸,此時(shí)最小位移等于河的寬度,為150m,故B正確;小船以最短距離過河時(shí),則靜水中的速度斜著指向上游,設(shè)船頭與上游河岸之間的夾角為θ,沿河的分速度大小與水流的速度大小相等,即v2cosθ=v1,所以cosθ=,得θ=53°,故C正確;因船在靜水中速度大于水流速度,因此船可以垂直到達(dá)正對(duì)岸,故D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,船在A處開出后沿直線AB到達(dá)對(duì)岸,若AB與河岸成37°角,水流速度為4m/s,則船從AA.2m/s B.C.3m/s D.【解析】選B。由于船沿直線AB運(yùn)動(dòng),因此船的合速度v合沿AB方向,依據(jù)平行四邊形定則可知,當(dāng)v船垂直于直線AB時(shí),船有最小速度,由圖知v船=v水sin37°=2.4m/s,選項(xiàng)5.如圖所示,一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動(dòng),運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直,則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度 ()A.大小和方向均不變B.大小不變,方向變更C.大小變更,方向不變D.大小和方向均變更【解析】選A。鉛筆勻速向右移動(dòng)時(shí),x隨時(shí)間勻稱增大,y隨時(shí)間勻稱減小,說明橡皮水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向也是勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示,所以橡皮實(shí)際運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),A正確。6.如圖所示,甲、乙兩同學(xué)從河中O點(diǎn)動(dòng)身,分別沿直線游到A點(diǎn)和B點(diǎn)后,馬上沿原路途返回到O點(diǎn),OA、OB分別與水流方向平行和垂直,且OA=OB。若水流速度不變,兩人在靜水中游速相等,則他們所用時(shí)間t甲、t乙的大小關(guān)系為()A.t甲<t乙 B.t甲=t乙C.t甲>t乙 D.無法確定【解析】選C。設(shè)游速為v,水速為v0,OA=OB=l,則甲整個(gè)過程所用時(shí)間:t甲=+=,乙為了沿OB運(yùn)動(dòng),速度合成如圖;則乙整個(gè)過程所用時(shí)間:t乙=×2=,因?yàn)関>,所以t甲>t乙,故C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。二、計(jì)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(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(14分)如圖所示,A、B兩物體系在跨過光滑定滑輪的一根輕繩的兩端,若A物體以速度v沿水平地面對(duì)左運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻系A(chǔ)、B的繩分別與水平方向成α、β角,求此時(shí)B物體的速度?！窘馕觥緼、B兩物體速度分解圖如圖所示,由于兩物體沿繩的速度重量相等,所以有v1=vB1,即vcosα=vBcosβ,解得vB=v,方向水平向右。答案:v方向水平向右8.(16分)如圖所示,一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河,河中各處水流速度都相同,其大小為v1=3m/s,行駛中,輪船發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火,輪船牽引力隨之消逝,(1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí),輪船相對(duì)于靜水行駛的速度大小。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,輪船相對(duì)于河岸速度的最小值?！窘馕觥?1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí),輪船運(yùn)動(dòng)速度v與水流速度v1方向垂直,如圖所示故得此時(shí)輪船相對(duì)于靜水的速度v2的大小為:v2==m/s=5m/s(2)設(shè)v與v2的夾角為θ,則cosθ==0.8,熄火前,輪船的牽引力沿v2的方向,水的阻力與v2的方向相反,熄火后,牽引力消逝,在阻力作用下,v2漸漸減小,但其方向不變,當(dāng)v2減小到與v1的矢量和與v2方向垂直時(shí),輪船的合速度最小,則有vmin=v1cosθ=3×0.8m/s=2.4m/s答案:(1)5m/s(2)2.4m/s(15分鐘·40分)9.(6分)(多選)關(guān)于不共線的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成,下列說法正確的 ()A.兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是直線運(yùn)動(dòng)B.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是直線運(yùn)動(dòng)C.勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是直線運(yùn)動(dòng)D.兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選A、D。兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍舊是勻速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)楹霞铀俣葹榱?所以合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),故A正確。兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不肯定是直線運(yùn)動(dòng),比如平拋運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤。勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)若不在同一條直線上,則做曲線運(yùn)動(dòng),因?yàn)楹霞铀俣确较蚺c合速度方向不在同一條直線上,故C錯(cuò)誤。兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是勻加速直線運(yùn)動(dòng),合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上,故D正確。故選A、D。10.(6分)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在x-y平面上運(yùn)動(dòng),x方向的速度—時(shí)間圖像和y方向的位移—時(shí)間圖像分別如圖所示,A.初速度大小為4B.所受合外力為4NC.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D.初速度的方向與合外力的方向垂直【解析】選B。x軸方向初速度為vx=4m/s,y軸方向初速度大小vy=3m/s,質(zhì)點(diǎn)的初速度大小v0==5m/s,故A錯(cuò)誤;x軸方向的加速度a=2m/s2,y軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)所受合力F合=ma=4N,故B正確;x軸方向的合力恒定不變,y軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),合力為零,則質(zhì)點(diǎn)的合力恒定不變,做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;合力沿x軸方向,而初速度方向既不沿x軸方向,也不沿y11.(6分)(多選)(2024·晉江高一檢測(cè))在河面上方12m的岸上有人用繩拴住一條小船,起先時(shí)繩與水面的夾角為30°。人以恒定的速率v=3m/s拉繩,A.小船靠岸過程做加速運(yùn)動(dòng)B.3s時(shí)小船前進(jìn)了9C.3s時(shí)繩與水面的夾角為37°D.3s時(shí)小船的速率為5【解析】選A、D。將船的速度分解為沿繩方向的速度和垂直于繩方向的速度,則v船=,則隨θ角的增加,船速變大,即小船靠岸過程做加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;由幾何關(guān)系可知,起先時(shí)河面上的繩長為L1=24m;此時(shí)船離岸的距離x1L1cos30°=24×m=12m;3s后,繩向左移動(dòng)了:s=vt=3×3m=9m,則河面上繩長為L2=24m-9m=15m=9m,小船前進(jìn)的距離:x=x1-x2=(12-9)m,繩與水面的夾角為α,則有:sinα===0.8,繩與水面的夾角為53°,故B、C錯(cuò)誤;3s時(shí)小船的速率為v船==m/s=5m/s,選項(xiàng)D正確。12.(22分)(2024·德陽高一檢測(cè))有一條兩岸平直、寬度為d流速恒為v的大河,小剛駕著小船渡河,船在靜水中的速度大小為2v,去程時(shí)船頭指向始