2024-2025學年新教材高中物理第五章拋體運動2運動的合成與分解課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE6運動的合成與分解限時：45分鐘一、單項選擇題1．一艘在靜水中航速為5m/s的小船要渡過一條流速為3m/s，寬為160m的河，則(D)A．渡河最少須要的時間是40sB．若河水流速變快，船過河最短時間會變更C．若要渡河勝利，則船的合速度可能等于1m/sD．當以最短航程渡河時，船頭與上游河岸夾角的余弦值為0.6解析：船頭垂直于河岸航行時，渡河時間最短，所以最短的渡河時間為：t＝eq\f(160,5)s＝32s，所以A錯誤；渡河時間與河水的流速無關，所以B錯誤；船在靜水中航速為5m/s，水流速度為3m/s，合速度最小是2m/s，不行能是1m/s，所以C錯誤；設船頭與上游河岸的夾角為α時合速度垂直于河岸，此時渡河航程最短，cosα＝eq\f(v水,v船)＝0.6，所以D正確．2．關于合運動與分運動的關系，下列說法正確的是(D)A．合運動速度肯定不小于分運動速度B．合運動加速度不行能與分運動加速度相同C．合運動的速度與分運動的速度沒有關系，但合運動與分運動的時間相等D．合位移可能等于兩分位移的代數(shù)和解析：依據(jù)平行四邊形定則，作出以兩個互成角度的分速度為鄰邊的平行四邊形，過兩鄰邊夾角的對角線表示合速度，對角線的長度可能等于鄰邊長度，也可能小于鄰邊長度，也可能大于鄰邊長度，選項A錯誤；合運動的加速度可能大于、等于或小于分運動的加速度，選項B錯誤；合運動與分運動具有等效性、同體性、等時性等關系，選項C錯誤；假如兩個分運動在同始終線上，且方向相同，其合位移就等于兩分位移的代數(shù)和，選項D正確．3．一只船以肯定的速度垂直河岸向對岸行駛，當河水流速恒定時，下列所述船所通過的路程、渡河時間與水流速度的關系，正確的是(D)A．水流速度越大，路程越長，時間越長B．水流速度越大，路程越短，時間越長C．水流速度越大，路程與時間都不變D．水流速度越大，路程越長，時間不變解析：從運動的獨立性考慮．設河寬為d，船速為v1，水流速度為v2，渡河時間為t，船沿水流方向通過的路程為L，當船垂直河岸方向渡河時，這幾個物理量的關系為t＝eq\f(d,v1)，L＝v2t，船實際通過的路程為s＝eq\r(d2＋L2)，故水流速度越大，船通過的路程越長，但時間不變．4．某電視臺舉辦了一期群眾消遣節(jié)目，其中有一個環(huán)節(jié)是讓群眾演員站在一個旋轉較快的大平臺邊緣上，向大平臺圓心處的球筐內投籃球．假如群眾演員相對平臺靜止，則下面各俯視圖中哪幅圖中的籃球可能被投入球筐(圖中平臺內箭頭指向表示投籃方向)(B)解析：要使籃球投入球筐，必需使籃球的合速度方向指向球筐，依據(jù)平行四邊形定則可知只有B選項符合要求，故選B.5．如圖所示，在一張白紙上放置一把直尺，沿直尺的邊緣放置一塊直角三角板．將直角三角板沿刻度尺水平向右勻速運動，同時將一支鉛筆從直角三角板直角邊的最下端向上運動，而且向上的速度越來越大，則鉛筆在紙上留下的軌跡可能是(C)解析：鉛筆在垂直于直尺方向向上加速運動，沿著直尺方向勻速運動，則鉛筆的運動軌跡為曲線，向著加速度方向彎曲，選項C正確，其他選項均錯誤．6．如圖所示，用一小車通過輕繩提升一貨物，某一時刻，兩段繩恰好垂直，且拴在小車一端的繩與水平方向的夾角為θ，此時小車的速度為v0，則此時貨物的速度為(C)A.eq\f(v0,cosθ) B．v0sinθC．v0 D．v0cosθ解析：依據(jù)運動的合成與分解，設繩的速度為v1，貨物速度為v2，v0cosθ＝v1，v2＝eq\f(v1,cosθ)，聯(lián)立解得：v2＝v0，A、B、D錯誤，C正確．7．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．關于猴子的運動狀況，下列說法中正確的是(D)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時間內猴子對地的位移大小為eq\r(x2＋h2)解析：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；因為猴子受到的合外力恒定(加速度恒定)，所以相對地面猴子做的是勻變速曲線運動；t時刻猴子對地的速度大小為vt＝eq\r(v\o\al(2,0)＋at2)；t時間內猴子對地的位移大小為l＝eq\r(x2＋h2).二、多項選擇題8．2024年全國跳傘冠軍賽在中國航協(xié)衡水航空飛行營地正式開賽，將共同演繹一場大張旗鼓的“空中芭蕾”，譜寫衡水乃至全國航空運動的嶄新篇章．運動員由靜止跳下后，在下落過程中不免會受到水平風力的影響，下列說法中正確的是(BC)A．風力越大，運動員下落時間越長，運動員可完成更多的動作B．風力越大，運動員著地速度越大，有可能對運動員造成損害C．運動員下落時間與風力無關D．運動員著地速度與風力無關解析：依據(jù)運動的獨立性原理，水平方向吹來的風不會影響豎直方向的運動，A錯誤，C正確；依據(jù)速度的合成，落地時速度v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))，風速越大，vx越大，則著陸傘落地時速度越大，B正確，D錯誤．9．一只船在靜水中的速度大小是3m/s，它要橫渡一條30m寬的河，水流速度大小為4m/s，下列說法正確的是(AD)A．這只船不行能以垂直于河岸的軌跡到達正對岸B．這只船對地的速度肯定是5m/sC．過河時間可能是6sD．過河時間可能是12s解析：如圖所示，要使船垂直渡河，必需使合速度垂直于河岸，即v船cosα＝v水．但本題中由于v船＝3m/s<v水＝4m/s，所以，不行能垂直渡河，A正確．v船的方向是隨意的，與水流速度依據(jù)平行四邊形定則合成，其合速度范圍為：1m/s≤v合≤7m/s，只有船速垂直于河岸時，才有v合＝eq\r(v\o\al(2,船)＋v\o\al(2,水))＝5m/s，所以B錯．由圖可知，渡河時間：t＝eq\f(d,v船sinα)，當α＝90°，即船速垂直于河岸時，過河時間最短，最短時間為：tmin＝eq\f(d,v船)＝eq\f(30,3)s＝10s．所以C不行能，D可能．10．如圖所示，當?shù)踯囈运俣葀1沿水平直線勻速行駛，同時以速度v2收攏繩索提升物體時，下列表述正確的是(BD)A．物體的實際運動速度為v1＋v2B．物體的實際運動速度為eq\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2))C．物體相對地面做曲線運動D．繩索保持豎直狀態(tài)解析：該題考查了運動的合成與分解．物體的速度是由水平速度和豎直速度合成的，v＝eq\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2))，故相對于地面做勻速直線運動，所以A、C選項錯，B選項正確；兩個方向的運動互不影響，物體豎直方向始終做勻速直線運動，因此繩索保持豎直狀態(tài)，所以D選項正確．三、非選擇題11．直升機空投物資時，可以停留在空中不動，設投出的物資離開飛機后由于著陸傘的作用在空中能勻速下落，無風時落地速度為5m/s.若飛機停留在離地面100m高處空投物資，由于風的作用，使著陸傘和物資在豎直下落時又以1m/s的速度勻速水平向北運動，求：(1)物資在空中運動的時間；(2)物資落地時速度的大?。?3)物資在下落過程中水平方向移動的距離．答案：(1)20s(2)eq\r(26)m/s(3)20m解析：如圖所示，物資的實際運動可以看作是豎直方向的勻速直線運動和水平方向的勻速直線運動兩個分運動的合運動．(1)分運動與合運動具有等時性，故物資實際運動的時間與豎直方向分運動的時間相等．所以t＝eq\f(h,vy)＝eq\f(100,5)s＝20s.(2)物資落地時vy＝5m/s，vx＝1m/s，由平行四邊形定則得v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(12＋52)m/s＝eq\r(26)m/s.(3)物資水平方向的位移大小為x＝vxt＝1×20m＝20m.12．小船在200m寬的河中橫渡，水流速度是2m/s，小船在靜水中的航速是4m/s.求：(1)要使小船渡河耗時最少，應如何航行？最短時間為多少？它將在何處到達對岸？(2)要使小船航程最短，應如何航行？最短航程為多少？耗時又是多少？答案：(1)船頭正對河岸航行耗時最少，最短時間為50s.在正對岸下游100m處靠岸(2)船頭偏向上游，與河岸成60°角，最短航程為200m，耗時57.7s解析：(1)如圖甲，船頭始終正對河岸航行時耗時最少，即最短時間tmin＝eq\f(d,v船)＝eq\f(200,4)s＝50s.沿河流方向的位移：l水＝v水t＝2×50m＝100m，即在正對岸下游100m處靠岸．(2)如圖乙，航程最短為河寬d，即應使v合的方向垂直于河岸，故船頭應偏向上游，與河岸成α角，有cosα＝eq\f(v水,v船)＝eq\f(2,4)＝eq\f(1,2)，解得α＝60°.渡河時間：t′＝eq\f(d,v合)＝eq\f(d,v船sinα)＝eq\f(200,4sin60°)s≈57.7s.13．一輛汽車通過一根跨過定滑輪的輕繩提升一個質量為m的重物，起先汽車在滑輪的正下方，繩子的端點離滑輪的距離是H.汽車由靜止起先向左做勻加速運動，經過時間t繩子與水平方向的夾角為θ，如圖所示，試求：(1)汽車向左運動的加速度的大?。?2)重物m在t時刻速度的大?。鸢福?1)eq\f(2H,t2·tanθ)(2)eq\f(2H