湖南武冈市展辉学校2020-2021学年高一物理必修(2019)第二册第五章抛体运动第2节运动的合成与分解课时练习(人教版Word版,含答案)
一、单选题
1.如图飞机起飞时以v=300km/h的速度斜向上飞,飞行方向与水平面的夹角为30°。飞机在水平方向的分速度为( )
A.150km/h B.260km/h C.300km/h D.200km/h
2.如图,河宽d=20m,小船要行驶到河对岸,P处为小船的正对岸位置,已知小船的划行速度v1=5m/s,水流速度v2=3m/s。下列说法正确的是( )
A.小船行驶到对岸P点的时间为4s
B.小船行驶到对岸P点的时间为5s
C.若水流速变大,小船行驶到对岸的最短时间变长
D.若水流速变大,小船行驶到对岸的最短时间变短
3.假设小船在静水中的航速为,水流速度为,河流宽度为d,现小船要渡过河流,渡河时船头始终与对岸保持垂直,下列关于渡河时间的说法,正确的是( )
A.渡河时间由d和决定 B.渡河时间由d和决定
C.渡河时间由d、和决定 D.渡河时间与水流速度均不均匀有关
4.在某次抗洪救灾中,一落水者与河岸的距离,正随水漂流,水流速度,河岸平直。当落水者与岸边武警战士的距离最小时立即下水施救武警战士相对于河水的游泳速度。下列分析正确的是( )
A.武警战士的头朝向与河岸下游方向成角时,救人所用的时间最短
B.武警战士的头朝垂直于河岸方向游泳时,救人所用的时间最短
C.当以最短的时间抓住落水者时,武警战士沿河岸方向发生的位移为
D.由于,武警战士始终不能抓住落水者
5.一只小船在同一河流中先后两次渡河,均从A沿直线运动到B,AB与河岸的夹角为,第一次渡河时,船头垂直于河岸,船相对于静水的速度为v1,渡河所用时间为t1;第二次船头垂直于AB,船相对于静水的速度为v2,渡河所用时间为t2,河水速度恒定,则( )
A. B. C. D.
6.如图所示,一轮船在河岸的两码头A、B间运送货物,A、B连线与河岸夹角为60°。由A到B过程中,船头正对河岸,轮船相对河水的速度大小恒为v1;返回时(即由B到A)所用时间与去时相同,轮船相对河水的速度大小恒为v2。水速恒定不变,则( )
A. B. C. D.
7.一只船在静水中的速度为3m/s,它要渡过一条宽度为30m的河,河水的流速为4m/s,则下列说法中正确的是( )
A.船不能渡过河
B.船渡河的速度一定为5m/s
C.船不能垂直到达对岸
D.船垂直到达对岸所需时间为6s
8.发高远球是羽毛球运动中的一项基本技能。某同学发高远球,球的运动轨迹如图所示,假设此过程中羽毛球竖直方向所受空气阻力大小保不变,以竖直向上为正方向,则下列关于羽毛球竖直方向的位移一时间图像中,可能正确的是( )
A. B. C.D.
9.如图所示,汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动,在物块A到达滑轮之前,关于物块A,下列说法正确的是( )
A.速度比小车速度大
B.处于超重状态
C.沿竖直向上做匀速运动
D.沿竖直向上先加速后减速
10.如图所示,不可伸长的轻绳,绕过光滑定滑轮C,与质量为的物体A连接,A放在倾角为的光滑斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体连接,连接物体B的绳最初水平。从当前位置开始,使物体B以速度沿杆匀速向下运动,设绳的拉力为,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.物体A做匀速运动 B.物体A做加速运动
C.小于 D.等于
11.如图所示,小船从码头出发,沿垂直河岸的方向划船,若已知河宽为,划船的速度恒定。河水的流速与到河岸的最短距离成正比,即。其中为常量,要使小船能够到达距码头正对岸为已知距离的码头,则下列说法正确的是( )
A.由于河中各处水速不同,因此不能求出渡河的时间
B.由于河中各处水速不同,因此不能求出小船在某一位置的速度大小
C.由于河中各处水速不同,因此小船不能到达码头
D.由于河中各处水速不同,因此小船渡河时应做曲线运动
12.一质点在水平面内运动,在水平面内沿相互垂直的方向建立xOy直角坐标系,质点在x、y两方向上的速度图象分别如图所示,则以下说法错误的是( )
A.该质点做匀变速直线运动
B.该质点做匀变速曲线运动
C.t=1s时,质点速度的大小为2.5m/s
D.t=2s时,质点位移的大小为5m
二、多选题
13.兰州市中山桥附件黄河的宽度都为,且河岸相互平行,某一小船在静水中的速度大小恒为,现让这条小船的船身始终垂直中山桥附件的黄河河岸渡河时,下列说法正确的是( )
A.黄河水的速度越大,小船渡河的时间越长
B.小船渡河的时间与黄河水的流速大小无关
C.黄河水的速度越大,小船渡河通过的路程越小
D.黄河水的速度越大,小船渡河时的合速度越大
14.如图所示,不可伸长的轻绳一端系于小车上,另一端跨过光滑定滑轮系到重物上。汽车以速度匀速前进,某时刻绳与竖直方向夹角为,绳的拉力大小为,重物的速度大小为,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
15.在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始由静止开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的速度一时间图像如图甲、乙所示,关于物体在0-4s这段时间内的运动,下列说法中正确的是( )
A.前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动
B.后2s内物体做匀变速曲线运动
C.4s末物体坐标为(4m,2m)
D.4s末物体坐标为(6m,2m)
16.若某小船(可视为质点)要渡过88m宽两岸平直的河,小船在静水中划行的速率为4m/s,河水的流速为6m/s,下列说法正确的是( )
A.小船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸
B.小船渡河的最小速率是4m/s
C.小船渡河的最大速率约8m/s
D.小船渡河所用时间最少为22s
三、解答题
17.如图所示,甲图表示某物体在x轴上分速度的vx-t图像,乙图表示该物体在y轴方向上分速度的vy-t图像,(结果保留根号)求:
(1)在t=0时刻物体的速度大小;
(2)在t=6s时刻物体的速度大小;
(3)在0~4s内物体的位移大小。
18.如图所示,用船A拖着车B前进,若船匀速前进,速度为vA,当OA绳与水平方向夹角为θ时,求:
(1)车B运动的速度vB多大?
(2)车B是否做匀速运动?
四、填空题
19.小船在200m宽的河流中横渡,水流速度为3m/s,船在静水中的航速是5m/s,要使小船渡河的航程最短,最短的航程是________m;这样渡河到达对岸的时间是_________s。
20.判断下列说法的正误.
(1)合运动与分运动是同时进行的,时间相等。(____)
(2)合运动一定是实际发生的运动。(____)
(3)合运动的速度一定比分运动的速度大。(____)
(4)两个夹角为90°的匀速直线运动的合运动,一定也是匀速直线运动。(____)
参考答案
1.B
【详解】
飞机在水平方向的分速度大小为
故选B。
2.B
【详解】
AB.小船要行使到对岸P点,船头应偏向上游,使合速度垂直河岸,合速度大小为
到达P点的时间为
A错误,B正确;
CD.当船头垂直于河岸时,渡河时间最短,最短时间为
与水流速度无关,故水流速变大,小船行驶到对岸的最短时间不变,CD错误。
故选B。
3.A
【详解】
渡河时船头始终与对岸保持垂直,则渡河的时间
即渡河时间由d和决定,与v2无关。
故选A。
4.BC
【详解】
AB.当落水者与岸边武警战士的距离最小时,武警战士的头朝垂直于河岸方向游泳时,救人所用的时间最短,A错误B正确;
C.武警战士的头朝垂直于河岸方向游泳时,武警战士相对于河水的游泳速度,所以用求得的运动时间
在用这时间求武警战士沿河岸方向发生的位移
C正确;
D.因为武警战士进入水中后,会有一个与水流相同的一个速度,只要速度方向适当,则武警战士能抓住落水者,D错误。
故选BC。
5.C
【详解】
AB.设河水速度为v,当船头垂直河岸时,有
合速度
当船头垂直AB时,有
v2=vsin
合速度
v合2=vcosα
则
故A、B错误;
CD.由于两次路程相同,因此时间之比
故C正确,D错误。
故选C。
6.B
【详解】
从A到B过程,轮船的运动分解为沿水流方向和沿船头方向,如图
根据几何关系,有
返回时所用时间与去时相同,依题意可知,轮船从A到B和从B到A的实际速度大小不变,设其为v,把返回时的运动也分解为沿水流方向和沿船头方向,如图
根据余弦定理,可得
联立,可得
故选B。
7.C
【详解】
A.当静水速度与河岸不平行,则船就能渡过河,A错误;
B.因为船的静水速的方向未知,根据平行四边形定则,无法判断船渡河的速度大小,故B错误 ;
C.根据平行四边形定则,由于静水速小于水流速,则合速度不可能垂直于河岸,即船不可能垂直到达对岸,故C正确.
D.当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短为
不可能等于6s, D错误。
故选C。
8.A
【分析】
本题考查运动图像,目的是考查学生的推理能力。
【详解】
羽毛球上升阶段,竖直方向的速度逐渐减小,图像的斜率逐渐减小,在最高点,竖直方向的速度为零,即图像的斜率为零;羽毛球下落阶段,竖直方向的速度逐渐增大,图像的斜率逐渐增大。羽毛球上升阶段竖直方向的合力较大,加速度较大,根据匀变速直线运动的规律,羽毛球上升阶段竖直方向的初速度大于下降阶段竖直方向的末速度,即羽毛球上升阶段竖直方向的平均速度较大,上升时间较短。综上所述,只有选项A正确。
故选A。
9.B
【详解】
ABC.对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解,如图所示
物块A上升的速度大小等于v2,根据三角形关系有
显然,A的速度比小车速度小;汽车匀速向右运动,θ角变小,所以v2增大,物块向上做加速运动,加速度向上,物块处于超重状态,故B正确,AC错误;
D.汽车向右匀速运动的过程中,角度θ逐渐减小,由
得知,物块向上做加速运动,不会出现减速的情况,故D错误。
故选B。
10.B
【详解】
由图可知绳端的速度为,与B的位置有关,因为B为匀速运动,B下降过程中变大,因此物体A做加速运动,T大于,故B正确,ACD错误。
故选B。
11.D
【详解】
A.沿垂直河岸的方向划船,若已知河宽为,划船的速度恒定,则渡河的时间
可以求得,A错误;
B.小船在某一位置的速度大小
因为
只要知道小船的位置就可知道,即就可以求出小船在某一位置的速度大小,B错误;
C.河中各处水速不同,只要调整好航向,小船就能到达码头,C错误;
D.小船在垂直河岸方向上做匀速直线运动,在沿河岸方向上做变速运动,合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上,做曲线运动,D正确。
故选D。
12.A
【详解】
AB.质点在x方向做匀加速运动,y方向做匀速运动,则合运动是匀变速曲线运动, A错误B正确;
C.t=1s时,质点速度的大小为
C正确;
D.t=2s时,质点在x方向的位移为
y方向的位移
则质点位移的大小为
D正确。
故选A。
13.BD
【详解】
AB.小船垂直河岸渡河,实际运动分解为沿船头方向的匀速直线运动和沿河水流动方向的匀速直线运动,其渡河时间满足公式
易知,小船渡河的时间与黄河水的流速大小无关。故A错误;B正确;
C.小船渡河通过的路程,可以表示为
易知,黄河水的速度越大,小船渡河通过的路程越大。故C错误;
D.小船渡河时的合速度可以表示为
易知,黄河水的速度越大,小船渡河时的合速度越大。故D正确。
故选BD。
14.AD
【详解】
将车的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度可知
则
随θ角的增加v0变大,则G做加速运动, 处于超重状态,可知
故选AD。
15.ABD
【详解】
A.前2s内物体在y轴方向没有速度,只有x轴方向有速度,由图看出,物体在x轴方向做匀加速直线运动,A正确;
B.在2s~4s内,物体在x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀加速直线运动,根据运动的合成得知,物体做匀加速曲线运动,加速度沿y轴方向,B正确;
CD.4s末,物体在x轴方向的位移
y轴方向位移为
则4s末物体的坐标为(6m,2m),C错误D正确。
故选ABD。
16.AD
【详解】
A.因水流的速度大于静水船速,可知船不能垂直于河岸渡河,即船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸,故A正确;
D.该小船以最短时间渡河时,船速方向与河岸垂直,则最短时间为
故D正确;
BC.小船划船的方向可调,只有船速和水流速度同向时,船渡河的速率最大为10m/s,只有船速和水流速度反向时,船渡河的速率最小为2m/s,则小船渡河的速率范围为2m/s ~10m/s,故BC错误;
故选AD。
17.(1) 3m/s ;(2);(3)。
【详解】
(1) 由图看出,t=0时x轴方向分速度为vx=3m/s,y轴方向分速度为vy=0,故t=0时物体的速度为
v0=vx=3m/s
(2) 在t=6s时刻,vx=3m/s,vy=3m/s,所以物体的速度
(3) 根据v-t图象中图象与时间轴围成的面积表示位移,则知在4s的时间内,x轴方向的分位移为:
x=3×4m=12m,
所以4s内物体发生的位移为
18.(1)vAcosθ;(2)不做匀速运动
【详解】
(1)把vA分解为一个沿绳子方向的分速度v1和一个垂直于绳的分速度v2,如图所示,
所以车前进的速度vB应等于vA的分速度v1,即
vB=v1=vAcosθ
(2)当船匀速向前运动时,θ角逐渐减小,车速vB将逐渐增大,因此车B不做匀速运动。
19.200m 50s
【详解】
因为船速大于水速,故合速度可以垂直河岸,则最短航程为河宽200m。根据几何关系可知此时船的合速度
则最短航程渡河时间
20.正确 正确 错误 正确
【详解】
略