2019人教版必修第二册第五章2运动的合成与分解同步练习
一、单选题
1.如图所示,一架飞机沿仰角37°方向斜向上做匀速直线运动(sin37°=0.6,cos37°=0.8),速度的大小为v=200m/s,下列正确的是( )
A.经过t=4s飞机发生的水平位移是800m
B.飞机在竖直方向的分速度是100m/s
C.经过t=4s飞机在竖直方向上升了480m
D.飞机在飞行过程中飞行员处于完全失重状态
2.如图所示,水平面上固定一个与水平面夹角为的斜杆A,另一竖直杆B以速度v水平向左做匀速直线运动,则从两杆开始相交到最后分离的过程中,两杆交点P的速度方向和大小分别为( )
A.水平向左,大小为v B.竖直向上,大小为
C.沿杆A斜向上,大小为 D.沿杆A斜向上,大小为
3.如图甲所示,热气球在竖直Oy方向做匀速运动,在水平Ox方向做匀加速运动,热气球的运动轨迹可能为图乙中的( )
A.直线OA B.曲线OB C.曲线OC D.曲线OD
4.两个不共线分运动,初速度分别是和,加速度分别是和,则关于合运动,下列说法不正确的是( )
A.若则合运动的轨迹必是匀变速曲线运动
B.若则合运动的轨迹必是匀变速直线运动
C.若则合运动的轨迹必是匀速直线运动
D.若则合运动的轨迹必是匀变速曲线运动
5.对于两个分运动及其合运动,下列说法正确的是( )
A.合运动的速度一定比两个分运动的速度都大
B.合运动的速度至少比其中一个分运动的速度大
C.合运动的速度方向就是物体实际运动的方向
D.合运动的时间一定比分运动的时间长
6.如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管内注满清水,管内有一个用红蜡块做成的圆柱体,当玻璃管倒置时圆柱体恰能匀速上升。现将玻璃管倒置,在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管水平匀速运动。已知圆柱体运动的合速度是5 cm/s,α=30°,则玻璃管水平运动的速度大小是( )
A.5 cm/s B.4 cm/s C.3 cm/s D.2.5 cm/s
7.如图所示,乒乓球从斜面上滚下,它以一定的速度直线运动,在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口时,对着乒乓球横向吹气,则关于乒乓球的运动,下列说法中正确的是
A.乒乓球将偏离原有的运动路径,但不能进入纸筒
B.乒乓球将保持原有的速度方向继续前进
C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒
D.只有用力吹气,乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒
8.如图所示,跳伞员在降落伞打开一段时间以后,在空中做匀速运动.若跳伞员在无风时竖直匀速下落,着地速度大小是4.0 m/s.当有正东方向吹来的风,风速大小是3.0m/s,则跳伞员着地时的速度( )
A.大小为5.0 m/s,方向偏西
B.大小为5.0 m/s,方向偏东
C.大小为7.0 m/s,方向偏西
D.大小为7.0 m/s,方向偏东
9.某电视台举办了一期群众娱乐节目,其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上,向大平台圆心处的球筐内投篮球。如果群众演员相对平台静止,则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球框( )(图中平台内箭头指向表示投篮方向)
A. B.
C. D.
10.某质点在水平面内运动,在xOy直角坐标系中,质点坐标(x,y)随时间t的变化规律是x=0.75t+0.2t2(m),y=2.25t+0.6t2(m)。由此判断质点的运动是( )
A.匀加速直线运动 B.匀速直线运动
C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动
11.在学习运动的合成与分解时我们做过如图所示的实验.在长约80cm~100cm一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.然后将玻璃管竖直倒置,在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动,你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是右下图中的( )
A. B. C. D.
12.物体在直角坐标系xOy所在平面内由O点开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化的图像如图所示,则对该物体运动过程的描述正确的是( )
A.物体在0~3 s做匀变速直线运动
B.物体在0~3 s做匀变速曲线运动
C.物体在3~4 s做变加速直线运动
D.物体在3~4 s做匀变速曲线运动
13.质量m=4 kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O处,先用沿x轴正方向的力F1=8 N作用了2 s,然后撤去F1;再用沿y轴正方向的力F2=24 N作用了1 s.则质点在这3 s内的轨迹是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
14.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升飞机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风力无关
D.运动员着地速度与风力无关
15.质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为5 m/s
B.质点所受的合外力大小为3 N,做匀变速曲线运动
C.2 s末质点速度大小为6 m/s
D.2 s内质点的位移大小约为12 m
16.关于运动的合成和分解,下列说法正确的是( )
A.合运动的时间就是分运动的时间之和
B.已知两分运动速度的大小,就可以确定合速度的大小
C.已知两分运动的速度的大小和方向,可以用平行四边形定则确定合速度的大小和方向
D.若两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2,则合速度v大小的范围为∣v1-v2∣≤v≤v1+v2
17.如图,图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图象如图乙所示,人顶杆沿水平地面运动的s-t图象如图丙所示,若以地面为参考系,下列说法中正确的是( )
A.猴子的运动轨迹为直线
B.猴子在2s内做匀变速曲线运动
C.t=0时猴子的速度大小为8m/s
D.t=2s时猴子的加速度大小为4m/s2
18.如图,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,在消防车向前前进的过程中,人同时相对梯子匀速向上运动。在地面上看消防队员的运动,下列说法中正确的是( )
A.当消防车匀速前进时,消防队员一定做匀加速直线运动
B.当消防车匀速前进时,消防队员一定做匀速直线运动
C.当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速曲线运动
D.当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速直线运动
19.玻璃生产线的最后有一台切割机,能将一定宽度但很长的原始玻璃板按需要的长度切成矩形假设送入切割机的原始玻璃板的宽度是L=2m,它沿切割机的轨道与玻璃板的两侧边平行以v1=0.15m/s的速度水平向右匀速移动;已知割刀相对玻璃的切割速度v2=0.2m/s,为了确保割下的玻璃板是矩形,则相对地面参考系( )
A.割刀运动的轨迹是一段直线
B.割刀完成一次切割的时间为10s
C.割刀运动的实际速度为0.05m/s
D.割刀完成一次切割的时间内,玻璃板的位移是1.5m
20.如图所示,塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A,小车通过钢索吊着物体B.在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时,钢索将物体B从地面向上吊起.A、B之间的距离d随时间t以d=H-2t2的规律变化,式中H为小车距地面的高度.这段时间内从地面上观察,下列说法中正确的是( )
A.物体B的运动轨迹是直线
B.物体B的运动轨迹是曲线
C.钢索对物体B的拉力等于物体B所受的重力
D.钢索对物体B的拉力大于物体B所受的重力
21.为保卫我国神圣领土“钓鱼岛”,我国派遣了10余艘海监船赴“钓鱼岛”海域执行公务.其中一艘海监船在海中xOy平面内运动的轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A.若船在x方向始终匀速,则船在y方向始终匀速
B.若船在x方向始终匀速,则船在y方向先减速后加速
C.若船在y方向始终匀速,则船在x方向始终匀速
D.若船在y方向始终匀速,则船在x方向先加速后减速
三、解答题
22.如图所示 ,旋臂式起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平方向运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又使货物沿竖直方向做向上的匀减速运动。货物做直线运动还是曲线运动?在地面上观察到货物运动的轨迹是怎样的?
23.现在自然灾害日益严重,在救灾过程中有时不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资。直升机空投物资时,可以停留在空中不动,设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中立即能匀速下落,无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资,由于在水平方向上受风的作用,使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求:
(1)物资在空中运动的时间;
(2)物资落地时速度的大小;
(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。
24.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。求:
(1)在t=0时刻物体的速度大小;
(2)在t=8 s时刻物体的速度大小;
(3)在0~4 s内物体的位移大小。
四、填空题
25.竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个蜡块能在水中以0.3 m/s的速度匀速上浮。在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管沿水平方向向右匀速运动,测得蜡块实际运动方向与水平方向成37°角,如图所示。若玻璃管的长度为0.9 m,在蜡块从底端上升到顶端的过程中,玻璃管沿水平方向的移动速度和沿水平方向运动的距离分别为___________m/s和___________m。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
试卷第页,共页
试卷第页,共页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
A. 由于飞机做匀速直线运动,飞机发生的水平位移:,故A错误;
B. 飞机在竖直方向的分速度:,故B错误;
C. 飞机在竖直方向上升的高度:,故C正确;
D. 由于飞机做匀速直线运动,加速度为零,飞行员不处于完全失重状态,故D错误.
故选C
2.C
【解析】
【详解】
两杆的交点P参与了两个分运动:与B杆一起以速度v水平向左的匀速直线运动和沿B杆竖直向上的运动,交点P的实际运动方向沿A杆斜向上,如图所示,则交点P的速度大小为vP=;
A.水平向左,大小为v,与结论不相符,选项A错误;
B.竖直向上,大小为,与结论不相符,选项B错误;
C.沿杆A斜向上,大小为,与结论相符,选项C正确;
D.沿杆A斜向上,大小为,与结论不相符,选项D错误;
故选C.
3.C
【解析】
【详解】
热气球在竖直Oy方向做匀速运动,则此方向上合力为零,在水平Ox方向做匀加速运动,合外力沿Ox方向,所以合运动的加速度方向沿Ox方向,但合速度方向不沿Ox方向,热气球做曲线运动,结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为曲线OC,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.D
【解析】
【分析】
若,则为两个分运动分别为初速度为零的匀加速直线运动,初速度不为零的匀变速直线运动,合力恒定,由于初速度方向沿方向,合力与初速度方向不共线,做匀变速曲线运动,A正确;若,两初速度为零的匀加速直线运动,合力恒定,初速度为零,一定做匀变速直线运动,B正确;若,即两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动,C正确;若,为两个初速度都不为零的匀变速直线运动进行合成,若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,物体做直线运动;若不共线,则做曲线运动,D错误.
【详解】
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.合运动的速度(合速度)与分运动的速度(分速度)之间的关系遵循平行四边形定则,其中合速度为平行四边形的对角线,而两个分速度为平行四边形的两个邻边,由几何知识可知,故选项A、B错误;
C.合运动指的就是物体的实际运动,故选项C正确;
D.合运动和分运动具有等时性,故选项D错误。故选C。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
玻璃管水平运动的速度等于蜡块在水平方向的分速度,即
vx=vsin 30°=5×0.5cm/s=2.5cm/s
故选D。
7.A
【解析】
【详解】
ABCD.当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒,要提前吹才会进入纸筒,故A正确BCD错误。
故选A。
8.A
【解析】
【详解】
将跳伞员的速度分解,竖直分速度还是4m/s,当水平分速度为3m/s,根据平行四边形定则得,合速度为5m/s,方向偏西.故A正确,B、C错误.
故选A.
9.B
【解析】
【详解】
如图所示,当沿圆周切线方向的速度和出手速度的合速度沿半径方向,球就会被投入篮筐.故B正确,ACD错误.
故选B.
10.A
【解析】
【分析】
【详解】
x方向的分位移
x=0.75t+0.2t2(m)
故x方向的加速度为ax=0.4 m/s2,初速度为v0x=0.75 m/s;
y方向的分位移为
y=2.25t+0.6t2(m)
故y方向的加速度为ay=1.2 m/s2,初速度为v0y=2.25 m/s;合运动的初速度方向与x轴的夹角的正切值为
tanα==3
合运动的加速度方向与x轴的夹角的正切值为
由于tanα=tanβ,即速度与加速度在同一直线上且同向,故合运动是匀加速直线运动。
故选A。
11.C
【解析】
【详解】
试题分析:蜡块所受合力方向水平向右与初速度方向垂直做类平抛运动,轨迹是抛物线,A错误;在曲线运动中,合力在轨迹的凹侧,BD错误、C正确.
考点:本题考查物体做曲线运动的条件及类平抛运动的特点.
12.B
【解析】
【详解】
AB.物体在0~3 s内,由题意可知,x方向做vx=4 m/s的匀速直线运动,y方向做初速度为0、加速度ay=1 m/s2的匀加速直线运动,合初速度v0=vx=4 m/s,合加速度a=ay=1 m/s2,物体的合初速度与合加速度不在同一直线上,所以物体的合运动为匀变速曲线运动,如图甲所示,A错误,B正确;
CD.物体在3~4 s内,x方向做初速度vx=4 m/s、加速度ax=-4 m/s2的匀减速直线运动,y方向做初速度vy=3 m/s、加速度ay=-3 m/s2的匀减速直线运动,合初速度大小v=5 m/s,合加速度大小a=5 m/s2,v、a方向恰好相反,所以物体的合运动为匀减速直线运动,如图乙所示,C、D错误。
故选B。
13.D
【解析】
【详解】
0-2s内质点以 在x轴正方向做初速度为零的匀加速运动,2s内运动的位移为 ,此时的速度为 ;2-3s内质点在x轴正方向做匀速运动,在y轴方向上以 做匀加速运动,在1s内的位移 ; ,结合曲线运动的条件知:力指向轨迹的内侧,故D对;ABC错;
14.BC
【解析】
【详解】
AC.水平风力不会影响竖直方向的运动,所以运动员下落时间与风力无关,故A错误,C正确;
BD.运动员落地时竖直方向的速度是确定的,水平风力越大,落地时水平分速度越大,运动员着地时的合速度越大,有可能对运动员造成伤害,故B正确,D错误。
故选BC。
15.ABD
【解析】
【详解】
AB. 由x方向的速度图象可知,质点在x方向的初速度大小为v0=3 m/s,加速度大小为1.5 m/s2,则质点在x方向受力,由牛顿第二定律可得
由y方向的位移图象可知质点在y方向做匀速直线运动,速度大小为vy=4 m/s,受力Fy=0N。因此质点的初速度大小为5 m/s,受到的合外力大小为3 N,显然,质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上,AB正确;
C.2 s末质点速度大小应该为
C错误;
D.2 s内水平方向上位移大小
竖直方向上位移大小y=8 m,合位移大小
D正确;
故选ABD。
16.CD
【解析】
【详解】
合运动与分运动具有等时性.故A错误.根据平行四边形定则知,只知道两分运动速度的大小,还不能确定合速度的大小.故B错误.已知两分运动的速度的大小和方向,可以用平行四边形定则确定合速度的大小和方向,故C正确.两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2,则合速度v大小的范围为|v1-v2|≤v≤v1+v2.故D正确.故选CD.
点睛:解决本题的关键知道合运动与分运动的关系:合运动与分运动具有等时性;合运动与分运动满足平行四边形法则.会根据平行四边形定则判断合速度与分速度的大小关系.
17.BD
【解析】
【详解】
AB.由乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下,由丙图知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故猴子在2s内做匀变速曲线运动,故A错误,B正确;
C.s-t图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为
竖直方向分速度
则t=0时猴子的速度大小为
故C错误;
D.v-t图象的斜率等于加速度,则知猴子的加速度大小为
故D正确。
故选BD。
18.BC
【解析】
【详解】
AB.当消防车匀速前进时,因人同时相对梯子匀速向上运动,根据运动的合成可知,消防队员一定做匀速直线运动。故A错误,B正确。
CD.当消防车匀加速前进时,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线,其加速度的方向大小不变,所以消防员做匀变速曲线运动。故C正确,D错误。
故选BC。
19.ABD
【解析】
【详解】
为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,割刀相对玻璃的运动速度应垂直玻璃.割刀实际参与两个分运动,即沿玻璃的运动和垂直玻璃方向的运动.两个分运动都是匀速直线运动,则合运动为匀速直线运动.故A正确.对于垂直玻璃方向的运动,运动时间t==10s.故B正确.割刀运动的实际速度.故C错误.10s内玻璃在水平方向的运动位移x=v1t=1.5m.故D正确.故选ABD.
【点睛】
解决本题的关键知道割刀实际参与两个分运动,即沿玻璃的运动和垂直玻璃方向的运动.知道合运动与分运动具有等时性,以及会用平行四边形定则求合速度.
20.BD
【解析】
【详解】
由可得,物体B在竖直方向上做匀加速运动,加速度恒定,由牛顿第二定律得,钢索对物体B的拉力;B同时参与水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动,故合运动的轨迹是曲线。
故选BD.
21.BD
【解析】
【详解】
做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧,若船在x方向始终匀速,由曲线运动的规律和船的运动轨迹可知,船所受的合外力先沿y轴负方向,再沿y轴正方向,船在y方向先减速后加速;若船在y方向始终匀速,由曲线运动的规律和船的运动轨迹可知,船所受的合外力先沿x轴正方向,再沿x轴负方向,船在x方向先加速后减速,故AC错误,BD正确.
点睛:本题也可以换个角度分析:在相同时间内位移相同,根据相同时间内位移大小的变化判断运动的性质.
22.货物做曲线运动;轨迹如图所示
【解析】
【分析】
【详解】
我们站在地面上观察,货物既沿水平方向匀速运动,又沿竖直方向做匀减速运动,则加速度竖直向下,初速度斜上右上方,根据曲线运动的特点可知,受力指向轨迹的内侧,轨迹是向下弯曲的抛物线;轨迹如图所示
23.(1)20 s;(2)m/s;(3)20m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如图所示,物资的实际运动可以看成是竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
分运动与合运动具有等时性,故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等。
(2)物资落地时
vy=5m/s,vx=1m/s
由平行四边形定则得
(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离为
x=vxt=1×20m=20m
24.(1)3 m/s;(2)5 m/s;(3)4m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据题图可知,物体在x轴方向上以3 m/s的速度做匀速直线运动,在y轴方向上做初速度为0、加速度为0.5 m/s2的匀加速直线运动,合运动是曲线运动。在t=0时刻,物体的速度大小为
v0==3m/s
(2)在t=8 s时刻,物体在x轴方向上的速度为3 m/s,在y轴方向上的速度为4 m/s,所以物体的速度大小为
v==5 m/s
(3)在0~4 s时间内,物体在x轴方向发生的位移为
x=vxt=12m
在y轴方向发生的位移为
所以物体的位移大小为
s=
25. 0.4 1.2
【解析】
【分析】
【详解】
[1]设蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为v1,位移为x1,蜡块随玻璃管水平向右匀速移动的速度为v2,位移为x2,如图所示
[2]蜡块沿玻璃管匀速上升的时间
由于两分运动具有等时性,故玻璃管水平移动的时间为3s,水平运动的位移
x2=v2t=0.4×3 m=1.2m
试卷第页,共页
试卷第页,共页