5-1-2-運動的合成與分解(解析版)(備作業(yè))高一物理同步備課系列

PAGE試卷第=1頁，共=sectionpages33頁5.1.2運動的合成與分解（解析版）（備作業(yè)）姓名：___________班級：___________錯題號：___________一、單選題1．如圖，在一棵大樹下有張石凳子，上面水平擺放著一排香蕉．小猴子為了一次拿到更多的香蕉，它緊抓住軟藤擺下，同時樹上的老猴子向上拉動軟藤的另一端，使得小猴子到達石凳子時保持身體水平向右方向運動．已知老猴子以恒定大小為v拉動軟藤，當軟藤與豎直成θ角時，則小猴子的水平運動速度大小為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】小猴子參與了沿繩子和垂直于繩子兩個方向的運動，兩個運動的合運動水平向右，根據平行四邊形定則求出小猴子的合速度，即小猴子的水平速度．小猴子參與了沿繩子和垂直于繩子兩個方向的運動，合速度方向水平向右，如圖，根據平行四邊形定則得，合速度所以小猴子的水平運動速度為。故選D。2．如圖所示，某同學在研究運動的合成時做了下述活動：用左手沿黑板推動直尺豎直向上運動，運動中保持直尺水平，同時，用右手沿直尺向右移動筆尖。若該同學左手的運動為勻速直線運動，右手相對于直尺的運動為初速度為零的勻加速直線運動，則關于筆尖相對于黑板的運動，下列說法中正確的是（）A．筆尖做勻速直線運動B．筆尖做勻變速直線運動C．筆尖做勻變速曲線運動D．圖中筆尖的運動軌跡是一條斜向上的直線【答案】C【詳解】筆尖同時參與了直尺豎直向上的勻速運動和水平向右初速度為零的勻加速運動，合初速度向上，合加速度水平向右，筆尖相對于黑板的運動即實際運動，運動性質取決于合初速度與合加速度，由于合加速度恒定，所以是勻變速運動；合初速度與和合加速度不在同一直線上，所以軌跡是曲線；所以筆尖在做勻變速曲線運動，故ABD錯誤，C正確。故選C。3．兩端封閉的玻璃管中注滿清水，迅速將管轉至圖示豎直位置，管內一個紅蠟塊立即以的速度勻速上浮，此時使玻璃管沿x軸正方向移動，當玻璃管沿x軸（）A．勻速運動時，紅蠟塊的軌跡是一條曲線B．以速度勻速運動時，紅蠟塊的速度大小是7cm/sC．以速度勻速運動，2s內紅蠟塊的位移大小是10cmD．由靜止開始做的勻加速運動時，紅蠟塊的軌跡是一條直線【答案】C【詳解】A．當玻璃管沿x軸勻速運動時，紅蠟塊的合運動為勻速直線運動，其軌跡是一條直線，故A錯誤；BC．當玻璃管沿x軸以速度勻速運動時，紅蠟塊的速度大小是2s內紅蠟塊的位移大小是故B錯誤，C正確；D．當玻璃管沿x軸由靜止開始做的勻加速運動時，紅蠟塊的合運動為曲線運動，其軌跡是一條曲線，故D錯誤。故選C。4．小船在靜水中的速度是5m/s，一條河寬60m，河水流速為4m/s，下列說法正確的是（）A．小船在河中運動的最大速度是5m/sB．小船在河中運動的最小速度是3m/sC．小船渡過河的最短時間是12sD．小船渡過河的最小位移是80m【答案】C【詳解】A．船在河中運動時的最大速度故A錯誤；B．船在河中運動的最小速度故B錯誤；C．當船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，為故C正確；D．因水流速度小于船在靜水中的速度，則當船的合速度垂直河岸時，渡河的位移最小為河寬，等于60m，故D錯誤。故選C。5．如圖，籃球賽中，甲、乙運動員想組織一次快速反擊，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲運動員要將球傳給乙運動員，不計空氣阻力，則（）A．應該將球沿著1的方向拋出B．應該將球沿著2的方向拋出C．完成傳球的過程，兩運動員對球的沖量大小和方向都是相同的D．當乙接著球后要往身體收，延長觸球時間，以免傷害手指【答案】D【詳解】AB．甲和乙相對靜止，所以甲將球沿著3方向拋出就能傳球成功，故A、B均錯誤；C．根據動量定理知，完成傳球的過程兩運動員對球的沖量等大反向，故C錯誤；D．根據動量定理可知，相同的動量變化量下，延長作用時間，可以減小沖擊力，故乙接著球后要往身體收，以免傷害手指，故D正確。故選D。6．.如圖所示，懸線一端固定在天花板上的O點，另一端穿過一個CD光盤的中央小孔后系一個小球，當小球靜止時，懸線恰好處于豎直方向并且剛好挨著水平桌面的邊緣，現將光盤按在水平桌面上，并且沿著水平桌面的邊沿以速度v向右勻速移動，不計懸線與孔的摩擦，CD光盤始終緊挨桌面邊緣，當懸線與豎直方向的夾角為θ時，小球移動的速度大小為（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】線與光盤的交點參與兩個運動，一是沿著線方向的運動，二是垂直線方向的運動，則合運動的速度大小為，由數學三角函數關系，則有而線的速度，即為小球上升的速度．小球同時還參與水平方向的勻速直線運動，速度大小為，因此小球的合速度為故選A。7．如圖所示，船從A處開出后沿直線到達對岸，若A與河岸成30°角，水流速度為4m/s，則船從A點開出的最小速度為（）A．2m/s B．2.4m/s C．3m/s D．3.5m/s【答案】A【詳解】船參與了兩個分運動，沿船頭指向的分運動和順水流而下的分運動，其中，合速度v合方向已知，大小未知，順水流而下的分運動v水速度的大小和方向都已知，沿船頭指向的分運動的速度v船大小和方向都未知，合速度與分速度遵循平行四邊形定則（或三角形定則），如圖當v合與v船垂直時，v船最小，由幾何關系得到v船的最小值為v船故選A。8．在一光滑水平面內建立平面直角坐標系，一物體從時刻起，由坐標原點（0，0）開始運動，其沿x軸和y軸方向運動的速度-時間圖像如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（）A．0~2s內物體沿x軸做勻變速曲線運動B．0~2s內物體的平均速度為2m/sC．4s末物體坐標為（6m，4m）D．2~4s內物體做勻加速曲線運動，但加速度沿y軸方向【答案】D【詳解】AB．0～2s內，物體在y軸方向速度為零，在x軸方向做勻加速直線運動，0～2s內物體的平均速度為故AB錯誤；C．在前2s內，物體在x軸方向的位移為在后2s內，x軸方向的位移為x方向的總位移為y軸方向位移為則4s末物體的坐標為（6m，2m），故C錯誤；D．在后2s內，物體在x軸方向做勻速直線運動，y軸方向做勻加速直線運動，根據運動的合成得知，物體做勻加速曲線運動，加速度沿y軸方向，故D正確。故選D。二、多選題9．玻璃生產線上，寬12m的成型玻璃板以的速度向前運動，在切割工序處，割刀速度為，為了使割的玻璃板都成為邊長為12m的正方形（已知），則下列說法正確的是（）A．切割一次的時間為1.5sB．切割一次的時間為2.0sC．割刀與玻璃運動方向的夾角為143°D．割刀與玻璃運動方向的夾角為37°【答案】BD【詳解】AB．為了使被割的玻璃板都成為邊長為12m的正方形，割刀相對玻璃板的速度應與玻璃板垂直。如圖所示割刀相對玻璃板速度的大小則切割一次的時間A錯誤，B正確；CD．設割刀運動方向與玻璃板運動方向的夾角為α，則α=37°，C錯誤，D正確。故選BD。10．在一光滑水平面內建立平面直角坐標系，一物體從時刻起，由坐標原點開始運動，其沿x軸和y軸方向運動的速度-時間圖象如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（）A．前內物體沿x軸做勻加速直線運動B．后內物體繼續(xù)做勻加速直線運動，但加速度沿y軸方向C．末物體的速度為D．末物體坐標為【答案】AD【詳解】A．由圖可知，物體前內物體沿x軸做勻加速直線運動，故A正確；B．由圖可知，后2s加速度和第2s末的速度方向不在同一條直線上，物體做勻加速曲線運動，加速度沿y軸方向，故B錯誤；C．4s末的速度為故C錯誤；D．末物體沿x方向運動的距離沿y方向運動的距離則末物體坐標為，故D正確。故選AD。11．質量為4kg的質點在平面上做曲線運動，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A．質點的初速度大小為5m/s B．質點所受的合力大小為6NC．t=0時，質點速度的方向與合外力方向垂直 D．2s末質點速度大小為【答案】ABD【詳解】AB．質點在x方向做勻變速直線運動，由圖可知，初速度為直線在y方向做勻速直線運動，速度大小為則物體的初速度為根據牛頓第二定律得故AB正確；C．質點所受合外力方向與加速度方向相同，為x方向，由A可知，質點的初速度方向不是沿著y軸方向，故C錯誤；D．2s末質點在x方向的速度大小為6m/s，則質點的速度為故D正確。故選ABD。12．甲、乙兩光滑小球（均可視為質點）用輕直桿連接，球處于粗糙水平地面上甲球緊靠在粗糙的豎直墻壁上，初始時輕桿豎直，桿長為4m。施加微小的擾動使得乙球沿水平地面向右滑動，當乙球距離起點3m時，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩球的速度大小之比為∶3B．甲、乙兩球的速度大小之比為3∶7C．甲球即將落地時，乙球的速度與甲球的速度大小相等D．甲球即將落地時，乙球的速度為零【答案】BD【詳解】AB．設輕桿與豎直方向的夾角為θ，則v1在沿桿方向的分量為v2在沿桿方向的分量為而圖示位置時，有解得此時甲、乙兩球的速度大小之比為故A錯誤，B正確；CD．當甲球即將落地時，有θ=90°，此時甲球的速度達到最大，而乙球的速度為零，故C錯誤，D正確。故選BD。三、填空題13．有一個質量為的物體在平面內運動，在方向的速度圖象和方向的位移圖象分別如圖甲、乙所示。由圖可知，物體做__________（選填“勻速直線”、“勻變速直線”或“勻變速曲線”）運動，物體的初速度大小為_____，物體的加速度大小為____，所受的合外力為_____。【答案】勻變速曲線51.53【詳解】[1]物體在方向做勻加速直線運動，在y方向做勻速直線運動，據運動的合成可知，物體做勻變速曲線運動。[2]物體在方向的初速度為vx=3m/s在y方向的速度為故物體的初速度大小為[3]物體的加速度即x方向的加速度，大小為[4]由牛頓第二定律可得，所受合外力大小為14．一艘炮艦沿河由西向東行駛，在炮艦上發(fā)炮射擊北岸的目標。要擊中目標，射擊方向直接對準目標，還是應該偏東或偏西一些___________；【答案】西【詳解】[1]炮彈的實際速度方向沿目標方向，該速度是船的速度與射擊速度的合速度，根據平行四邊形定則，射擊的方向偏向目標的西側，俯視圖如下圖所示15．如圖所示，船從A處開出后沿直線到達對岸，若與河岸成角，水流速度為，則船在靜水中的最小速度為___________?！敬鸢浮?.4m/s【詳解】[1]船參與了兩個分運動，沿船頭指向的分運動和順水流而下的分運動，其中，合速度方向已知，大小未知，順水流而下的分運動速度的大小和方向都已知，沿船頭指向的分運動的速度大小和方向都未知，合速度與分速度遵循平行四邊形定則（或三角形定則），如圖當與垂直時，最小，由幾何關系得到的最小值為16．如圖，小九同學在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中R為一個由蠟做成的小圓柱體。R從坐標原點勻速上浮，同時小九同學將玻璃管沿x軸正方向做初速度為0的勻加速直線運動。小九同學將各個時刻R的x、y坐標值測出，并填入下圖表格中。t/s02468y/cm02.04.06.08.0x/cm04.016.036.064.0（1）小圓柱體R的運動軌跡可能是圖中的____________。A．B．C．（2）小圓柱體R的加速度的大小a=_________m/s2，紅蠟塊在第4s末速度的大小v4=_________（≈8.1，結果均保留兩位有效數字）?！敬鸢浮緽2.0×10-28.1cm/s【詳解】（1）[1]小圓柱體R豎直方向做勻速運動，水平方向做勻加速運動，則合運動為曲線運動，曲線的凹向沿x軸正向，則軌跡如圖B所示。（2）[2]小圓柱體R的加速度的大小[3]紅蠟塊在第4s末豎直速度水平速度第4s末速度的大小四、實驗題17．某同學觀察蠟塊的運動，在一端封閉、長約1m的玻璃管內注滿清水，水中放一個紅蠟做的小圓柱體，將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊。把玻璃管倒置，紅蠟塊沿玻璃管勻速上升，如圖a所示。（1）t=0開始，紅蠟塊在玻璃管內每1s上升的距離為20cm，與此同時，玻璃管向右沿水平方向勻加速平移，每1s內的位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm。在圖b所示的坐標系中，y表示紅蠟塊在豎直方向的位移，x表示紅蠟塊隨玻璃管通過的水平位移，t=0時紅蠟塊位于坐標原點。請在圖b中用平滑曲線描繪出紅蠟塊的軌跡________。（2）紅蠟塊加速度的大小a=________，紅蠟塊在第2s末速度的大小________m/s。（結果均保留兩位有效數字）【答案】0.0800.26【詳解】（1）[1]根據題給數據在坐標軸上選取適當的標度，作出紅蠟塊的運動軌跡如圖所示。（2）[2]紅蠟塊的加速度大小為（3）[3]紅蠟塊在第2s末x、y方向上的分速度大小分別為紅蠟塊在第2s末速度的大小為18．如圖甲所示，豎直直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內有一個紅蠟塊能在水中以的速度勻速上浮，現當紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管水平勻速向右運動，測得紅蠟塊實際運動的方向與水平方向的夾角為，則：（已知；）（1）根據題意可知玻璃管水平方向的移動速度為______；（2）若玻璃管的長度為，則當紅蠟塊從玻璃管底端上浮到頂端的過程中，玻璃管水平運動的距離為______m，紅蠟塊相對地面的位移大小為______m；（3）如圖乙所示，若紅蠟塊在A點勻速上浮的同時，使玻璃管水平向右作勻加速直線運動，則紅蠟塊實際運動的軌跡是圖乙中的______。（選填Q、P、R）【答案】0.61.21.5Q【詳解】(1)[1]根據平行四邊形定則，有則有(2)[2]在豎直方向上運動