5.2运动的合成与分解能力提升练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.2运动的合成与分解能力提升练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 182.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-14 15:20:57 | ||
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文档简介
2022版高中同步人教版必修第二册 5.2 运动的合成与分解 能力提升练
一、单选题
1．如图所示，物块、的质量分别为、，水平地面和竖直墙面均光滑，、间接触面粗糙，在水平推力作用下，两物块均处于静止状态。则（ ）
A．物块受四个力作用
B．物块受到的摩擦力大小等于
C．物块对地的压力大小等于
D．水平推力与墙壁的支持力是一对平衡力
2．设空中的雨滴从静止开始下落，遇到水平方向吹来的风，不计空气阻力，则（ ）
A．雨滴着地速度与风速无关
B．风速越大，雨滴着地时的速度越大
C．风速越大，雨滴下落时间越长
D．雨滴下落时间与风速有关
3．如图所示，一根铁棒AB两端分别沿竖直墙壁和水平地面滑动，当铁棒滑到与竖直墙壁成θ角时，A端下滑的速度为v，则此时B端移动的速度为（ ）
A．vsinθ B． C．vtanθ D．
4．一船以恒定的速率渡河，水流速度恒定（小于船速），要使船航行的路径与河岸垂直到达正对岸，则（ ）
A．船应垂直河岸航行
B．船的航行方向偏向上游一侧
C．船不可能沿直线到达对岸
D．河的宽度一定时，船到对岸的时间是任意的
5．如图所示，一条小船渡河，河水流速v1=3m/s，船在静水中速度v2=4m/s，船头方向与河岸垂直．关于小船的运动，下列说法正确的是 ( )
A．小船的实际运动轨迹与岸垂直
B．小船相对于岸的速度大小为1m/s
C．小船相对于岸的速度大小为5m/s
D．小船相对于岸的速度大小为7m/s
6．如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时渡河，河宽度为，河水流速为，划船速度均为，出发时两船相距，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰好能直达正对岸A点，则下列判断正确的是
A．甲、乙两船到达对岸的时间相等
B．两船可能在未到达对岸前相遇
C．甲船一定在A点右侧靠岸
D．甲船也在A点靠岸
7．一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为5m/s的河流，下列说法正确的是（ ）
A．小船渡河的最短时间为10s
B．若小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为30m
C．若小船以最短位移渡河时，位移大小为60m，船头与上游河岸的夹角为
D．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小
8．如图所示，长方体物块上固定一长为L 的竖直杆，物块及杆的总质量为2m，质量为 m 的小环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F 作用下，从静止开 始沿光滑水平面向右匀加速运动，小环落至杆底端时，物块移动的距离为2L；已知 F=3mg, 重力加速度为g。则小环从顶端下落到底端的运动过程
A．小环通过的位移为3L
B．小环对杆的弹力为零
C．小环运动的加速度为
D．小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8
9．如图所示，物体在水平力F1=15N、F2=6N的作用下，静止在水平面上，若F2保持不变，当F1减小至10N时，物体受到的摩擦力（ ）
A．增大至10N B．增大至16N C．减小至6N D．减小至4N
10．均匀直杆上连着两个小球，不计一切摩擦。当直杆滑到如图所示位置时，球水平速度为，球竖直向下的速度为，直杆与竖直方向的夹角为，下列关于两球速度关系的式子正确的是（）
A． B．
C． D．
二、解答题
11．如图所示的升降机中，用OA、OB两根绳子吊一个质量为20kg的重物，若OA与竖直方向的夹角θ＝37°，OA垂直于OB，且两绳所能承受的最大拉力均为320N，试求：
（1）请判断，随着拉力增大，OA绳先断还是OB绳先断.
（2）为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为多少？
12．如图所示，在倾角为30°足够长的光滑斜面上有一长为l＝100 cm、开口向上的薄壁玻璃管，用长为l1＝50 cm的水银柱封闭一段空气柱．当玻璃管保持静止时，空气柱长为l2＝12.5 cm．已知玻璃管的横截面积S＝1 cm2，大气压强p0＝75 cmHg，水银的密度ρ＝13.6×103 kg/m3，玻璃管的质量与水银柱的质量相等，g取10 m/s2．
①若将玻璃管开口向下放置于斜面，且仍使其保持静止状态，求管内空气柱长度；
②在①问情形下，用沿斜面向上的恒力F拉玻璃管使其向上做匀加速直线运动，为了使水银柱不从管口溢出，求F的大小应满足的条件．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 对物块进行受力分析，可知物块受到重力、的弹力和静摩擦力、地面的支持力、推力五个力作用，故A错误；
B. 以为研究对象，由竖直方向受力平衡知，对的摩擦力大小等于的重力，由牛顿第三定律知对的摩擦力大小也等于，方向向下，故B错误；
C. 以、整体为研究对象，可知地面对的支持力等于，则根据牛顿第三定律知，物块对地面的压力大小等于，故C正确；
D. 水平推力与墙壁的支持力分别作用在、上，不是平衡力，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
AB．将雨滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向随风一起飘动，竖直方向同时向下落，由运动的合成可得，风速越大，落地时合速度越大，故A错误，B正确；
CD．由于水平方向的分运动对竖直方运动无影响，所以落地时间与水平分速度无关，故CD错误．
3．D
【解析】
【详解】
将A点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度为
vA∥=vcosθ
将B点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度
vB∥=vBsinθ
由于
vA∥=vB∥
所以
故D正确，ABC错误。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．要使船垂直河岸过河，应使合速度垂直河岸，则可将船速沿河和垂直于河分解，则沿水流方向上的分速度应等于水流速度且逆着水流方向，故船速只能偏向上游；AC错误，B正确；
D．因河的宽度一定，而垂直于河的速度一定，故船到对的时间固定；D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．船实际运动的方向为v1与v2的合速度的方向，故A错误；
BCD．小船相对于岸的速度即合速度
故BD错误，C正确。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
A.乙船恰好能直达正对岸的A点，根据速度合成与分解，知v=2u。将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，根据分运动和合运动具有等时性，在垂直于河岸方向上的分速度相等，知甲乙两船到达对岸的时间相等。渡河的时间，故A正确；
BCD.甲船沿河岸方向上的位移
x=(vcos60°+u)t=<2L，
知甲船在A点左侧靠岸，不可能在未到对岸前相遇。故BCD错误。
故选：A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．小船渡河的最短时间为
沿水流方向的位移大小为
故A错误，B正确；
C．小船以最短位移渡河时，即合速度垂直河岸，由平行四边形定则可知，船速方向与合速度方向间的夹角为，则
即
则船头与上游河岸的夹角为，故C错误；
D．若小船在静水中的速度增加，一定会大于水流速度，则小船的最短渡河路程始终为河宽，故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
ABC．水平方向上，根据牛顿第二定律有：
代入数据解得：
根据牛顿第二定律有杆对小环的弹力为：
根据牛顿第三定律可得小环对杆的弹力为：
小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据水平方向的位移公式有：
解得运动时间为：
在竖直方向上有：
解得：
即小球在竖直方向上做加速度为的匀加速直线运动
故小球运动的加速度为：
小球的合运动为匀加速直线运动，其位移为：
故A、B、C错误；
D．设小环落到底端时的速度为，则有：
其动能为：
设此时物块及杆的速度为，则有：
其动能为：
故有：
故D正确；
故选D。
9．D
【解析】
【详解】
物体在水平力F1=15N、F2=6N的作用下，静止在水平面上，根据平衡条件知，此时物体受到水平面的摩擦力
f=F1﹣F2=9N
当F1减小为10N时，F1、F2的合力为4N，故不能使物体发生滑动，物体将保持静止状态，故此时物体受到的摩擦力为4。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
球沿水平方向的运动可分解为沿直杆和垂直于直杆两个方向的分运动，同理球竖直向下的运动也可分解为沿直杆和垂直于直杆两个方向的分运动，直杆不可伸缩，故球沿直杆方向的分速度与球沿直杆方向的分速度相等，即
化简得
故选B。
11．（1）OA绳先断 （2）a=10m/s2
【解析】
【详解】
(1)OA垂直于OB，分析物块受力有：
因为θ＝37°，所以可知：
所以OA绳先断.
(2)分析知当OA绳拉力最大时，加速度最大
代入数据可得a=10m/s2
答：(1)随着拉力增大，OA绳先断.
(2)为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为a=10m/s2.
12．(1) 25 cm (2) 6.8 N【解析】
【详解】
①以管内气体为研究对象，管开口向上放置时气体压强：p1＝p0＋l1sin30°＝100cmHg
管开口向下放置时气体压强：p2＝p0－l1sin30°＝50cmHg
设空气柱长为l3，此过程气体发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
即p1l2S＝p2l3S，
代入数据解得l3＝25cm
②设管内水银柱的质量为m，则m＝ρl1S＝0.68kg
玻璃管整体能向上加速，则F>2mgsin30°＝6.8N
当水银柱下端到玻璃管口时，整体加速度最大，F也最大，此时，管内空气柱的长度为l4＝50cm．
设管内气压为p3，由玻意耳定律得：p2V2＝p3V3
代入数据解得p3＝25 cmHg
取水银柱为研究对象，由牛顿第二定律得：p0S－p3S－mgsin30°＝ma
取玻璃管和水银柱整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F－2mgsin30°＝2ma
联立以上式子解得：F＝2(p0－p3)S＝13.6 N
综合以上得：6.8 N【点睛】本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，选择合适的规律解决，同时要找出本题玻璃管做加速运动并且使水银柱不从管口溢出的临界条件，选择封闭气体作为研究对象运用气体定律，选择水银柱作为研究对象进行受力分析列出力学方程．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示，物块、的质量分别为、，水平地面和竖直墙面均光滑，、间接触面粗糙，在水平推力作用下，两物块均处于静止状态。则（ ）
A．物块受四个力作用
B．物块受到的摩擦力大小等于
C．物块对地的压力大小等于
D．水平推力与墙壁的支持力是一对平衡力
2．设空中的雨滴从静止开始下落，遇到水平方向吹来的风，不计空气阻力，则（ ）
A．雨滴着地速度与风速无关
B．风速越大，雨滴着地时的速度越大
C．风速越大，雨滴下落时间越长
D．雨滴下落时间与风速有关
3．如图所示，一根铁棒AB两端分别沿竖直墙壁和水平地面滑动，当铁棒滑到与竖直墙壁成θ角时，A端下滑的速度为v，则此时B端移动的速度为（ ）
A．vsinθ B． C．vtanθ D．
4．一船以恒定的速率渡河，水流速度恒定（小于船速），要使船航行的路径与河岸垂直到达正对岸，则（ ）
A．船应垂直河岸航行
B．船的航行方向偏向上游一侧
C．船不可能沿直线到达对岸
D．河的宽度一定时，船到对岸的时间是任意的
5．如图所示，一条小船渡河，河水流速v1=3m/s，船在静水中速度v2=4m/s，船头方向与河岸垂直．关于小船的运动，下列说法正确的是 ( )
A．小船的实际运动轨迹与岸垂直
B．小船相对于岸的速度大小为1m/s
C．小船相对于岸的速度大小为5m/s
D．小船相对于岸的速度大小为7m/s
6．如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时渡河，河宽度为，河水流速为，划船速度均为，出发时两船相距，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰好能直达正对岸A点，则下列判断正确的是
A．甲、乙两船到达对岸的时间相等
B．两船可能在未到达对岸前相遇
C．甲船一定在A点右侧靠岸
D．甲船也在A点靠岸
7．一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为5m/s的河流，下列说法正确的是（ ）
A．小船渡河的最短时间为10s
B．若小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为30m
C．若小船以最短位移渡河时，位移大小为60m，船头与上游河岸的夹角为
D．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小
8．如图所示，长方体物块上固定一长为L 的竖直杆，物块及杆的总质量为2m，质量为 m 的小环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F 作用下，从静止开 始沿光滑水平面向右匀加速运动，小环落至杆底端时，物块移动的距离为2L；已知 F=3mg, 重力加速度为g。则小环从顶端下落到底端的运动过程
A．小环通过的位移为3L
B．小环对杆的弹力为零
C．小环运动的加速度为
D．小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8
9．如图所示，物体在水平力F1=15N、F2=6N的作用下，静止在水平面上，若F2保持不变，当F1减小至10N时，物体受到的摩擦力（ ）
A．增大至10N B．增大至16N C．减小至6N D．减小至4N
10．均匀直杆上连着两个小球，不计一切摩擦。当直杆滑到如图所示位置时，球水平速度为，球竖直向下的速度为，直杆与竖直方向的夹角为，下列关于两球速度关系的式子正确的是（）
A． B．
C． D．
二、解答题
11．如图所示的升降机中，用OA、OB两根绳子吊一个质量为20kg的重物，若OA与竖直方向的夹角θ＝37°，OA垂直于OB，且两绳所能承受的最大拉力均为320N，试求：
（1）请判断，随着拉力增大，OA绳先断还是OB绳先断.
（2）为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为多少？
12．如图所示，在倾角为30°足够长的光滑斜面上有一长为l＝100 cm、开口向上的薄壁玻璃管，用长为l1＝50 cm的水银柱封闭一段空气柱．当玻璃管保持静止时，空气柱长为l2＝12.5 cm．已知玻璃管的横截面积S＝1 cm2，大气压强p0＝75 cmHg，水银的密度ρ＝13.6×103 kg/m3，玻璃管的质量与水银柱的质量相等，g取10 m/s2．
①若将玻璃管开口向下放置于斜面，且仍使其保持静止状态，求管内空气柱长度；
②在①问情形下，用沿斜面向上的恒力F拉玻璃管使其向上做匀加速直线运动，为了使水银柱不从管口溢出，求F的大小应满足的条件．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 对物块进行受力分析，可知物块受到重力、的弹力和静摩擦力、地面的支持力、推力五个力作用，故A错误；
B. 以为研究对象，由竖直方向受力平衡知，对的摩擦力大小等于的重力，由牛顿第三定律知对的摩擦力大小也等于，方向向下，故B错误；
C. 以、整体为研究对象，可知地面对的支持力等于，则根据牛顿第三定律知，物块对地面的压力大小等于，故C正确；
D. 水平推力与墙壁的支持力分别作用在、上，不是平衡力，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
AB．将雨滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向随风一起飘动，竖直方向同时向下落，由运动的合成可得，风速越大，落地时合速度越大，故A错误，B正确；
CD．由于水平方向的分运动对竖直方运动无影响，所以落地时间与水平分速度无关，故CD错误．
3．D
【解析】
【详解】
将A点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度为
vA∥=vcosθ
将B点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度
vB∥=vBsinθ
由于
vA∥=vB∥
所以
故D正确，ABC错误。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．要使船垂直河岸过河，应使合速度垂直河岸，则可将船速沿河和垂直于河分解，则沿水流方向上的分速度应等于水流速度且逆着水流方向，故船速只能偏向上游；AC错误，B正确；
D．因河的宽度一定，而垂直于河的速度一定，故船到对的时间固定；D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．船实际运动的方向为v1与v2的合速度的方向，故A错误；
BCD．小船相对于岸的速度即合速度
故BD错误，C正确。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
A.乙船恰好能直达正对岸的A点，根据速度合成与分解，知v=2u。将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，根据分运动和合运动具有等时性，在垂直于河岸方向上的分速度相等，知甲乙两船到达对岸的时间相等。渡河的时间，故A正确；
BCD.甲船沿河岸方向上的位移
x=(vcos60°+u)t=<2L，
知甲船在A点左侧靠岸，不可能在未到对岸前相遇。故BCD错误。
故选：A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．小船渡河的最短时间为
沿水流方向的位移大小为
故A错误，B正确；
C．小船以最短位移渡河时，即合速度垂直河岸，由平行四边形定则可知，船速方向与合速度方向间的夹角为，则
即
则船头与上游河岸的夹角为，故C错误；
D．若小船在静水中的速度增加，一定会大于水流速度，则小船的最短渡河路程始终为河宽，故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
ABC．水平方向上，根据牛顿第二定律有：
代入数据解得：
根据牛顿第二定律有杆对小环的弹力为：
根据牛顿第三定律可得小环对杆的弹力为：
小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据水平方向的位移公式有：
解得运动时间为：
在竖直方向上有：
解得：
即小球在竖直方向上做加速度为的匀加速直线运动
故小球运动的加速度为：
小球的合运动为匀加速直线运动，其位移为：
故A、B、C错误；
D．设小环落到底端时的速度为，则有：
其动能为：
设此时物块及杆的速度为，则有：
其动能为：
故有：
故D正确；
故选D。
9．D
【解析】
【详解】
物体在水平力F1=15N、F2=6N的作用下，静止在水平面上，根据平衡条件知，此时物体受到水平面的摩擦力
f=F1﹣F2=9N
当F1减小为10N时，F1、F2的合力为4N，故不能使物体发生滑动，物体将保持静止状态，故此时物体受到的摩擦力为4。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
球沿水平方向的运动可分解为沿直杆和垂直于直杆两个方向的分运动，同理球竖直向下的运动也可分解为沿直杆和垂直于直杆两个方向的分运动，直杆不可伸缩，故球沿直杆方向的分速度与球沿直杆方向的分速度相等，即
化简得
故选B。
11．（1）OA绳先断 （2）a=10m/s2
【解析】
【详解】
(1)OA垂直于OB，分析物块受力有：
因为θ＝37°，所以可知：
所以OA绳先断.
(2)分析知当OA绳拉力最大时，加速度最大
代入数据可得a=10m/s2
答：(1)随着拉力增大，OA绳先断.
(2)为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为a=10m/s2.
12．(1) 25 cm (2) 6.8 N
【详解】
①以管内气体为研究对象，管开口向上放置时气体压强：p1＝p0＋l1sin30°＝100cmHg
管开口向下放置时气体压强：p2＝p0－l1sin30°＝50cmHg
设空气柱长为l3，此过程气体发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
即p1l2S＝p2l3S，
代入数据解得l3＝25cm
②设管内水银柱的质量为m，则m＝ρl1S＝0.68kg
玻璃管整体能向上加速，则F>2mgsin30°＝6.8N
当水银柱下端到玻璃管口时，整体加速度最大，F也最大，此时，管内空气柱的长度为l4＝50cm．
设管内气压为p3，由玻意耳定律得：p2V2＝p3V3
代入数据解得p3＝25 cmHg
取水银柱为研究对象，由牛顿第二定律得：p0S－p3S－mgsin30°＝ma
取玻璃管和水银柱整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F－2mgsin30°＝2ma
联立以上式子解得：F＝2(p0－p3)S＝13.6 N
综合以上得：6.8 N
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页