5.2运动的合成与分解 同步训练(word版含答案)

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名称 5.2运动的合成与分解 同步训练(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-01 23:45:24

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文档简介

5.2运动的合成与分解
一、选择题(共15题)
1.跳伞员在跳伞的最后阶段做匀速直线运动,无风时以3m/s的速度竖直着地。若风以4m/s的速度沿水平方向向东吹来,则跳伞员的着地速度大小为(  )
A.3m/s B.4m/s C.5m/s D.6m/s
2.如图所示,一条小船过河,河宽d=120m,河水流速v1=3m/s,船在静水中速度v2=4m/s,关于小船的运动,以下说法正确的是(  )
A.小船合运动的速度大小一定是5m/s
B.小船渡河的最短时间为25s
C.小船若以最短时间渡河,则其实际运动轨迹与河岸垂直
D.小船实际运动的最短位移是120m
3.如图所示,一名92岁的南非妇女从距地面大约2700米的飞机上,与跳伞教练绑在一起跳下,成为南非已知的年龄最大的高空跳伞者。假设没有风的时候,落到地面所用的时间为t,而实际上在下落过程中受到了水平方向的风的影响,则实际下落所用时间( )
A.仍为t B.大于t
C.小于t D.无法确定
4.质点Q在平面内运动,其在x轴方向和y轴方向的分运动图像如图甲和图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.质点Q做匀变速度直线运动,初速度为
B.质点Q做匀变速度曲线运动,加速度为
C.质点Q做匀变速度直线运动,2秒末的速度为
D.质点Q做匀变速度曲线运动,2秒内的位移为
5.如图所示,铅笔沿直尺横向做匀加速直线运动,同时直尺沿纵向做匀速直线运动,则铅笔尖留下的轨迹是
A. B. C. D.
6.关于合运动与分运动,下列说法正确的是(  )
A.合运动的速度大小等于两分运动速度大小之和
B.合运动的速度一定大于某一个分运动的速度
C.合速度大小由两个分速度的大小决定
D.合运动的方向就是物体实际运动的方向
7.某船渡河,船在静水中的速度为,河水的速度为,已知,船以最短位移渡河用时,则船渡河需要的最短时间为(  )
A. B. C. D.
8.如图所示,在用力F拉小船向河岸匀速靠拢的过程中,若水的阻力保持不变,则下列说法中正确的是(  )
A.船所受合外力不断增大
B.绳子拉力F不断增大
C.小船受到的浮力增大
D.小船受到的浮力不变
9.一河流两岸平行,水流速率恒定为v1,某人划船过河,船相对静水的速率为v2,且v2>v1。设人以最短的时间t1过河时,渡河的位移为d1;以最短的位移d2过河时,所用的时间为t2。下列说法正确的是(  )
A.,
B.,
C.,
D.,
10.如图所示,甲、乙两船在同一河岸边A、B两处,两船船头方向与河岸均成θ角,且恰好对准对岸边C点.若两船同时开始渡河,经过一段时间t,同时到达对岸,乙船恰好到达正对岸的D点.若河宽d、河水流速均恒定,两船在静水中的划行速率恒定,不影响各自的航行,下列判断正确的是(  )
A.两船在静水中的划行速率不同 B.甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小
C.两船同时到达D点 D.河水流速为
11.飞机现已广泛应用于突发性灾难的救援工作,如图所示为救助飞行队将一名在海上身受重伤、生命垂危的渔民接到岸上的情景。为了达到最快速的救援效果,飞机一边从静止匀加速收拢缆绳提升伤员,将伤员接进机舱,一边沿着水平方向匀速飞向岸边。则伤员对地的运动轨迹是(  )
A. B.
C. D.
12.如图所示,物体A和B的质量均为m,且分别与跨过定滑轮的轻绳连接(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)。在用水平变力F拉动物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中( )
A.物体A也做匀速直线运动
B.物体A将竖直向上先加速后减速
C.物体A将处于超重状态
D.绳子对物体A的拉力保持不变
13.如图所示,为在平静海面上,两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图.A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向,A、B、C不在一条直线上.由于缆绳不可伸长,因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等,由此可知C的(  )
A.速度大小可以介于A、B的速度大小之间
B.速度大小一定不小于A、B的速度大小
C.速度方向可能在CA和CB的夹角范围外
D.速度方向一定在CA和CB的夹角范围内
14.汽艇以5m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶,河宽500m,河水流速是1m/s,则(  )
A.汽艇驶到对岸的时间为100s
B.汽艇在对岸下游100m处靠岸
C.汽艇驶到对岸过程中的合速度大小为2m/s
D.汽艇若保持与河岸成α角(cosα=)向上游行驶可到达正对岸
15.如图所示,小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊着货物B并使其匀速度下降,设小车和货物的速度大小分别为VA、VB,则:
A.VA> VB
B.VAC.绳的拉力等于B的重力
D.绳的拉力小于B的重力
二、填空题
16.河宽1000米,河水流速恒为3m/s,小船的划行速度为5m/s,则小船过河的最短时间为________秒,小船过河的位移最小时所用时间为________秒。
17.一条河宽400 m,水流的速度为2.5 m/s,船相对静水的速度5 m/s,要想渡河的时间最短,渡河的最短时间是_______s;此时船沿河岸方向漂移_______m.
18.如图所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿平直跑道AB运动,且向他左侧的固定目标拉弓放箭.假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭的速度为v2,跑道离固定目标的最近距离OC=D.若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则箭射到固定目标的最短时间为_____________.运动员放箭处离目标的直线距离为___________,
19.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点,以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37°角,如图所示.如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间为_______s,质点经过P点时的速率为_________m/s.(sin37°=0.6)
三、综合题
20.一条河宽500m,河水的流速是3m/s,一只小艇以5m/s(静水中的速度)的速度行驶,则:
(1)若小艇以最短的时间过河,所用的时间是多少秒?
(2)若小艇要以最短的航程渡河,所需的时间是多少秒?
21.如图所示,在光滑水平面上有坐标系xOy,质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O,某时刻受到沿x轴正方向的恒力F1=2N的作用,若力F1作用一段时间t0后撤去,在撤去力F1的同时对质点施加一个沿y轴正方向的恒力F2,F2作用5s后质点恰好通过该平面上的A点,A点的坐标为x=11m,y=15m。求:
(1)为使质点按题设条件通过A点,F2的大小;
(2)F1作用时间t0;
(3)质点到达A点时的速度v的大小。
22.如图所示,有一条两岸平行,河水均匀流动、流速恒定的大河,河水流速为,河宽为120m.某人驾着小船渡河,去程时船头朝向始终与河岸垂直,回程时行驶路线最短.已知去程的航线AB与岸边夹角为60°,且船在静水中的速率恒定不变.求:
(1)船去程所用时间及渡河路线的总长;
(2)船回程的过程所用时间.
23.某“运12”飞机在航空测量时,它的航线要严格地从东到西,如果飞机的速度是80 km/h,风从南面吹来,风的速度为40 km/h,那么:
(1)飞机应朝哪个方向飞行?
(2)如果所测地区长达80 km,所需时间为多少?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
根据运动的合成可知,跳伞员的着地速度大小为
故选C。
2.D
【详解】
A.小船过河时合运动的速度大小范围是
只有当船头始终垂直于河岸时小船合运动的速度大小才为5m/s,故A错误;
B.小船渡河的最短时间为
故B错误;
C.小船若以最短时间渡河,其实际运动轨迹与河岸的夹角为
故C错误;
D.由于v2>v1,所以小船可以以垂直于河岸的路径过河,此时位移最短,为120m,故D正确。
故选D。
3.A
【详解】
将跳伞者在空中的运动可分解为水平方向和竖直方向的运动,人在竖直方向下落的时间为t,虽受到了水平方向的风的影响,但不影响竖直方向上的运动,所以实际下落时间不变。
故选A。
4.C
【详解】
根据图像甲可知,之间的关系式为
可得
根据匀变速直线运动位移公式
可知,质点在x轴上的分运动是匀变速直线运动,初速度,加速度为
根据图像乙可知,质点在x轴上的分运动是匀变速直线运动,初速度,加速度为
因为
可知,质点做匀变速直线运动。初速度为
质点做匀变速直线运动,加速为
质点做匀变速直线运动,根据前面所得,2秒末的速度为
质点做匀变速直线运动, 2秒内的位移为
故选C。
5.B
【详解】
铅笔尖既沿直尺向右的匀加速直线运动,又随直尺沿纵向做匀速直线运动,其运动轨迹是向右弯曲的抛物线,故B正确,A、C、D错误;
故选B.
6.D
【详解】
AB.根据力的平行四边形定则可得,合运动的速度大小可能大于分速度,也可能等于分速度,也可能小于分速度,合运动的速度大小需要用平行四边形定则求解,故AB错误;
C.由平行四边形定则可知,只知道两个分速度的大小是无法确定合速度的大小的,合速度还与分速度的方向有关,故C错误;
D.根据运动的合成与分解,合运动的方向就是物体实际运动的方向,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】
当船头指向上游,且合速度与河岸垂直时,位移最短
河宽
当船头指向与河岸垂直时,当船头指向与河岸垂直时,时间最短
故选A。
8.B
【详解】
A.对小船进行受力分析,如题目图,因为小船做匀速直线运动,所以小船处于平衡,合力为零,故A错误;
BCD.设拉力与水平方向的夹角为θ,有


船在匀速靠岸的过程中,θ增大,阻力不变,根据平衡方程①知,绳子的拉力F不断增大,根据平衡方程②知,拉力F增大,sinθ增大,所以船的浮力不断减小,故B正确,CD错误。
故选B。
9.C
【详解】
船头垂直河岸出发时,过河时间最短,即
过河位移
船以最短的位移过河时,
联立解得
故选C。
10.C
【详解】
A.由题意可知,两船渡河的时间相等,两船沿垂直河岸方向的分速度相等,由
可知两船在静水中的划行速率相等,故 A错误;
B.乙船沿BD到达D点,可见河水流速方向沿AB方向,可见甲船不可能到达到正对岸,甲船渡河的路程较大,故B错误;
C.由于甲船沿AB方向的位移大小
可见两船同时到达D点,故C正确;
D.根据速度的合成与分解
联立可得
故D错误。
故选C。
11.B
【详解】
伤员的运动可视为竖直向上的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动的合运动,合运动是曲线运动,伤员的运动轨迹是曲线;由于曲线运动合外力(加速度)的方向指向轨迹的凹侧,加速度的方向竖直向上;故B项正确,ACD三项错误。
12.C
【详解】
AB.绳子与水平方向的夹角为α,将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的分速度等于A的速度,有
vA=vBcosα
B向右做匀速直线运动,则α减小,则A的速度增大,A做加速运动。AB错误;
C.因为加速度向上,则A处于超重状态,C正确;
D.拉力
F=mg+ma
因A的加速度逐渐减小,则F是逐渐减小的。故D错误。
故选C。
13.BC
【详解】
船C沿着绳子靠向A船的同时还要绕A船转动;同理,船C沿着绳子靠向B船的同时还要绕B船转动;先将船C的速度先沿着平行AC绳子和垂直AC绳子方向正交分解;再将船C的速度先沿着平行BC绳子和垂直BC绳子方向正交分解;
由于绳子不可伸长,故每条船沿着绳子方向的分速度是相等的;由于船C的速度方向未知,可能在AC与BC绳子之间,也可能不在在AC与BC绳子之间,故两船速度大小无法比较,但从图中可以看出,两拖船速度一定小于C船速度;故A错误,B正确;由于船C的合速度方向未知,可以在AC与BC绳子之间,也可能不在在AC与BC绳子之间,故C正确,D错误;
14.ABD
【详解】
A.汽艇以5m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶,汽艇驶到对岸的时间为
故A正确;
B.沿水流方向汽艇的位移
则汽艇在对岸下游100m处靠岸,故B正确;
C.由平行四边形定则可知,汽艇驶到对岸过程中的合速度大小为
故C错误;
D.汽艇要达到河对岸即合速度方向沿垂直河岸,则有
故D正确。
故选ABD。
15.AC
【详解】
小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向的两个运动,设斜拉绳子与水平面的夹角为θ,由几何关系可得:vB=vAcosθ,所以vA>vB;所A正确.因物体B匀速下降,所以绳的拉力等于B的重力,所以C正确.故选择AC.
16. 200 250
【详解】
当小船以静水中的速度垂直河岸过河的时候时间最短,则有
小船以最短位移过河时,则静水中的速度斜着向上游,合速度垂直河岸,则由速度的合成得
所以小船要以最短距离过河时所用时间为
17. 80 200
【详解】
试题分析:当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,有:.根据运动的合成,可知此时船沿河岸方向漂移的距离为:x=2.5×80m=200m.
18.
【详解】
试题分析:当放出的箭垂直于马运行方向发射,此时运行时间最短,所以最短时间. 最短时间为,则箭在沿马运行方向上的位移为,所以放箭处距离目标的距离为.
19. 3
【详解】
试题分析:(1)x轴方向上位移,y轴方向上的位移

联立三式解得:t=3s.
(2)沿y轴方向的速度,则
20.(1)100 (2)125
【详解】
当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间为:
当合速度与河岸垂直时,渡河的航程最短,合速度的大小为:
则渡河时间为:
21.(1)1.2N;(2)1s;(3)
【详解】
(1)设F2作用时加速度为a2,由牛顿第二定律得
F2=ma2
沿y方向有
联立解得
F2=1.2N
(2)设F1作用时加速度为a1,由牛顿第二定律得
F1=ma1
沿x轴方向的位移
撤去F1时质点的速度
v1=a1t0
F2作用时沿x轴方向
x2=v1t
由题意得
x1+x2=11m
解得
t0=1s
(3)设质点到A时的速度为vA,沿y轴方向有
vy=a2t
根据运动的合成与分解得
22.(1) ;(2)
【详解】
(1) 由小船去程航线与河岸成60°可知:v船=v水tan60°
渡河时间为:
路线长为:;
(2) 渡河的最小位移即河的宽度.为使船能直达对岸,船头应指向河的上游,并与河岸成一定角度θ
根据三角函数关系有:v船cosθ-v水=0,
故:
垂直河岸的速度为:v垂=v船sinθ=v船sinθ=
船回程渡河时间为:.
23.(1)飞机应朝西偏南30°角方向飞行 (2)2 h
【详解】
飞机的实际运动为合运动,随风的运动为飞机的一个分运动.
(1)设飞机的速度为v1,风速为v2,实际飞行速度为v,由合速度与分速度的关系可得飞机飞行速度方向与正西方向夹角θ的正弦值为

θ=30°
飞机应朝西偏南30°角方向飞行.
(2)飞机的合速度
v=v1cos 30°=40 km/h.
根据x=vt得
h=2 h.
答案第1页,共2页