2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册1.2运动的合成与分解 同步作业 (Word版含答案)

1.2运动的合成与分解 同步作业（解析版）
一、选择题
1．炮筒与水平方向成 角，炮弹从炮口沿着炮筒方向射出时的速度大小为500m/s，则炮弹速度在水平方向的分速度为多大（　　）
A．250m/s B．300m/s C．250m/s D．400m/s
2．某船在静水中的速率为，要横渡宽为的河，河水的流速为。下列说法中正确的是（　　）
A．该船不可能渡过河去 B．该船渡河的最小距离是30m
C．该船渡河所用时间至少是10s D．该船渡河所经位移的大小至少是70m
3．关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（　　）
A．合运动的位移是分运动位移的矢量和
B．合运动的速度一定会比其中任何一个分速度大
C．合运动的时间与分运动的时间可以不相等
D．若合运动是曲线运动，则分运动中至少有一个是曲线运动
4．甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河，河水流速为v0，船在静水中的速率均为v，甲、乙两船船头均与河岸成θ角，如图所示，已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，A、B之间的距离为L，则下列判断正确的是（　　）
A．甲、乙船不可能同时到达对岸
B．若仅是河水流速v0增大，则两船的渡河时间都变短
C．不论河水流速v0如何改变，只要适当改变θ角甲船总能到达正对岸的A点
D．若仅是河水流速v0增大，则两船到达对岸时，两船之间的距离仍然为L
5．xoy平面内运动的某质点时刻在x轴上。图甲是质点在x方向的位移时间图像，图乙是质点在在y方向的速度时间图像（选y轴正方向为v的正方向）。则可知（　　）
A．质点做匀减速直线运动
B．时刻质点的速度为6m/s
C．时刻质点的位置坐标为（6m，6m）
D．质点运动的加速度为
6．某次无人机在配送快递的飞行过程中，水平方向速度vx及竖直方向vy与飞行时间t关系图像如图甲、乙所示。关于无人机运动的说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内，无人机做曲线运动
B．t2时刻，无人机运动到最高点
C．t3~t4时间内，无人机做匀速直线运动
D．t2时刻，无人机的速度为
7．如图所示，小球a、b用一细直棒相连，a球置于水平地面上，b球靠在竖直墙面上，释放后b球沿竖直墙面下滑，当滑至细直棒与水平地面成θ角时，a、b两小球的速度大小的比值为（　　）
A．sin θ B．cos θ
C．tan θ D．
8．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
9．如图所示，两次渡河时船相对于静水的速度大小和方向都不变。已知第一次实际航程为A至B，位移为x1，实际航速为v1，所用时间为t1，由于水速增大，第二次实际航程为A至C，位移为x2，实际航速为v2，所用时间为t2则（　　）
A．t2>t1，v2= B．t2>t1，v2=
C．t2=t1，v2= D．t2=t1，v2=
10．一条平直小河的河水由西向东流，水流速度的大小为，让小船船头垂直河岸由南向北渡河。已知小船在垂直河岸方向运动的规律满足，且小船刚好到达河对岸，则小船在渡河的这段时间内的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．小船渡河的轨迹为直线
B．小船在河水中时的速度为
C．小船在河水中时的位移为
D．小船到达河对岸时沿河岸方向运动的位移为
11．一物体的运动规律是x＝8t2 m，y＝10t m，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体在x和y方向上都是匀速运动
B．物体在x和y方向上都是做初速度为零的匀加速运动
C．物体的合运动是初速度为10 m/s、加速度为16 m/s2的曲线运动
D．物体的合运动是初速度为10 m/s、加速度为16 m/s2的匀加速直线运动
12．今年夏天暴雨灾害频发。若雨滴（可视为球形、密度一定）在空中下落时受到的空气阻力为，k是常量，R为雨滴半径，v为雨滴速度。所有雨滴从同一足够高高度由静止下落，无风时最终匀速落到地面上。重力加速度为g，落地过程雨滴保持球形不变，下列说法正确的是（　　）
A．无风时，雨滴落到地面时的速度与雨滴质量成正比
B．无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度可能相等
C．刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不会改变
D．刮水平风时，雨滴落地速率与无风时相等
13．如图所示，小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B，开始时用力按住A使A不动，现设法使A以速度向左做匀速直线运动，某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向成角，设此时B的速度大小为vB（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8），不计空气阻力，忽略绳与滑轮间摩擦，则（　　）
A．当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度
B．当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度
C．B上升到滑轮处前的过程中处于失重状态
D．B上升到滑轮处前的过程中处于超重状态
14．如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别用轻绳连接跨过定滑轮（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦）。当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右运动的过程中A物体匀速上升则（　　）
A．物体B也做匀速直线运动
B．物体B在加速运动
C．物体A的速率小于物体B的速率
D．地面对物体B的支持力逐渐增大
15．如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力大小为F，则此时（　　）
A．人拉绳行走的速度为 B．人拉绳行走的速度为
C．船的加速度为 D．船的加速度为
二、解答题
16．如图甲所示，质量kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，以物体的位置为坐标原点，已知物体在x轴和y轴方向上运动图像如图乙所示，根据以上条件，求：
(1)s时刻物体的位置坐标；
(2)物体所受合外力的大小；
(3)请在答卷相应图上画出物体运动的轨迹（要在图上画出初速度的方向并标注与x轴的角度）。（可能要用到的值，，）
17．河宽d＝200 m，水流速度v1＝3 m/s，船在静水中的速度v2＝5 m/s。求：
（1）欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？
（2）欲使船航行距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？
参考答案
1．D
【详解】
根据速度的合成与分解，可将炮弹从炮口射出时的速度可以分解为水平和竖直方向，在水平方向上有
故选D。
2．C
【详解】
AB. 因船速小于河水流速，可知船不能垂直河岸渡河，即该船渡河的最小距离是大于30m，但是该船也能渡过河去，选项AB错误；
C. 当船头正对对岸时渡河时间最短，则该船渡河所用时间至少是
选项C正确；
D. 当船速与合速度垂直时渡河位移最短，则该船渡河所经位移的大小至少是
选项D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A. 位移是矢量，合运动的位移是分运动位移的矢量和，故A正确；
B. 速度也是矢量，满足平行四边形定则，根据平行四边形的特点，合速度可以比分速度小，故B错误；
C. 根据合运动与分运动的等时性，合运动的时间与分运动的时间相等，故C错误；
D. 两个直线运动的合运动也可以是曲线运动，例如：互成直角的匀速直线运动与匀加速直线运动合成时，合运动是曲线运动，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，分运动和合运动具有等时性，渡河的时间
知甲、乙两船到达对岸的时间相等。故A错误；
B．若仅是河水流速v0增大，渡河的时间
则两船的渡河时间都不变，故B错误；
C．只有甲船速度大于水流速度时，不论水流速v0如何改变，甲船都可能到达河的正对岸A点，故C错误；
D．若仅是河水流速v0增大，则两船到达对岸时间不变，根据速度的分解，船在水平方向的分速度仍不变，则两船之间的距离仍然为L。故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．由图可知在x方向上做匀速运动，y方做匀减速直线运动，则其合运动应为匀变速曲线运动，A错误；
B．质点在x方向上的速度为
y方向上的速度为
vy =6m/s
根据平行四边形定则，则初速度的大小
B错误；
D．质点在x方向做匀速直线运动，加速度为零，根据速度图象的斜率等于加速度，则质点的加速度即为y方向的加速度，则有
D错误；
C．x方向上做匀速运动，时位移为
则在x轴的位置为
2m+4m=6m
y方做匀减速直线运动，时位移为
则质点的位置坐标为（6m，6m），C正确。
故选C。
6．D
【详解】
A．0~t1时间内，无人机在水平方向做初速度为零的匀加速运动，在竖直方向也做初速度为零的匀加速运动，则合运动为匀加速直线运动，故A错误；
B．0~t4时间内，无人机竖直方向的速度一直为正，即一直向上运动，则t2时刻，无人机还没有运动到最高点，故B错误；
C．．t3~t4时间内，无人机水平方向做速度为v0的匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为匀变速曲线运动，故C错误；
D．t2时刻，无人机的水平速度为v0，竖直速度为v2，则合速度为
故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
分别将a球、b球速度沿棒的方向与垂直于棒的方向分解，对a球，有
v=vacos θ
对B球，有
v=vbsin θ
则
va∶vb=tan θ
故选C。
8．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。
9．C
【详解】
设河宽为d，船自身的速度为v，与河岸上游的夹角为θ，对垂直河岸的分运动，过河时间
则
t1=t2
对两次的合运动，过河时间相等
解得
故选C。
10．D
【详解】
将小船在垂直河岸方向的运动规律
与匀变速直线运动的公式
比较可知，小船垂直河岸方向运动的初速度
加速度
A．小船垂直河岸方向上做匀减速直线运动，在沿河岸方向上做匀速直线运动，合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上，做曲线运动，故A错误；
B．小船在河水中时垂直河岸方向的速度
此时船的合速度为
故B错误；
C．小船在河水中时垂直河岸方向的位移
沿着河岸方向的位移
所以船的合位移
故C错误；
D．小船刚好到达河对岸，则达到对岸时垂直于河岸方向的速度为0，所以运动的时间
船沿河岸方向运动的位移为
故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
AB．根据匀变速直线运动的位移时间公式
结合
可知，物体在x方向做初速度为零、加速度为
匀加速直线运动，根据
结合
y方向做速度为
的匀速直线运动，A B错误；
CD．由运动的合成可知，物体的合运动为初速度
加速度为
匀变速曲线运动，D错误C正确。
故选C。
12．C
【详解】
A．雨滴落地前匀速下落，则
其中
解得
选项A错误；
B．由
其中
可得
可知无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度不相等，选项B错误；
C．刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不受水平风力的影响，则落地的竖直速度不会改变，选项C正确；
D． 刮水平风时，雨滴落地水平速度要改变，竖直速度不变，则落地的速率与无风时不相等，选项D错误。
故选C。
13．BD
【详解】
AB．小车的运动可分解为沿着绳和垂直绳两个方向的运动，因斜拉绳子与水平面的夹角为，由几何关系得
故B正确，A错误；
CD．因汽车匀速直线运动，而θ逐渐变小，故逐渐变大，物体有向上的加速度，故B处于超重状态，故D正确，C错误。
故选BD。
14．CD
【详解】
AB．对物体B速度分解可得
而在A匀速向上运动的过程中，θ减小，所以vB逐渐减小，即B做减速运动，选项AB错误；
C．由公式
可知物体A的速率小于物体B的速率，选项C正确；
D．物体B在竖直方向上平衡，设物体B所受支持力为N，有
物体B向右运动的过程中，θ逐渐减小，N逐渐增大，选项D正确。
故选CD。
15．BC
【详解】
AB．把船的速度分解在沿绳方向与垂直绳方向，如图所示
人拉绳行走的速度
故A错误，B正确；
CD．对船受力分析，由牛顿第二定律有
解得船的加速度为
所以C正确，D错误。
故选BC。
16．(1)；(2)20N；(3)
【详解】
(1)时，x方向的位移
y方向的位移
即坐标为；
(2)由题可知，x方向的加速度
y方向的加速度，即物体的加速度大小为，沿x轴正方向
根据牛顿第二定律
得合外力大小为20N。
(3)轨迹如图；
17．（1）船头指向对岸，40s，233 m；（2）航行速度v2与岸成53°，50s
【详解】
（1）当船头指向对岸时，渡河时间最短，如图甲所示
最短渡河时间
船经过的位移大小
（2）欲使船航行距离最短，需使船的实际位移（合位移）与河岸垂直，设此时船的航行速度v2与岸成角，如图乙所示。则
故航行速度v2与岸成53°；船航行的实际速度为
渡河时间