5.2运动的合成与分解 综合练习(Word版含答案)

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名称 5.2运动的合成与分解 综合练习(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 640.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-04 15:28:11

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文档简介

5.2、运动的合成与分解
一、选择题(共16题)
1.如图所示,沿 y 方向的一个分运动的初速度 v1 是沿 x 方向的另一个分运动的初速度 v2 的 2 倍,而沿 y 方向的分加速度 a1 是沿 x 方向的分加速度 a2 的一半.对于这两个分运动的合运动,下列说法中正确的是( )
A.一定是直线运动
B.一定是曲线运动
C.可能是曲线运动,也可能是直线运动
D.无法判定
2.如图所示,光滑轨道AOB固定在水平地面上,一直杆PQ沿轨道水平向右以8m/s的速度匀速运动且PQ总垂直于OB,若PQ足够长,∠AOB为370,则PQ与OA交点M的速度大小为(sin370=0.6 cos370=0.8 )( )
A.8m/s B.6m/s C.14m/s D.10m/s
3.2012年8月31日,四川凉山州普降暴雨发生了洪涝灾害,当地武警支队积极组织抗洪抢险.如图所示,在一次抗洪救灾工作中,一架离水面高为H,沿水平直线飞行的直升飞机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升飞机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时,悬索将伤员吊起.设经t时间后,A、B之间的距离为l,且l=H-2t2.则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是下列哪个图( )
A. B. C. D.
4.如图所示,飞机起飞时以300km/h的速度斜向上飞,飞行方向与水平面的夹角为37°,则飞机水平方向和竖直方向的分速度分别为(已经sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.240km/h,180km/h B.180km/h,240km/h
C.300km/h,180km/h D.240km/h,300km/h
5.如图所示,某型号飞机起飞时以的速度斜向上飞,飞行方向与水平面的夹角为,假设角保持不变,已知,。则此飞机飞行的水平位移大小和上升的高度为。( )
A.和 B.和 C.和 D.和
6.如图所示,小船在静水中的速度为8m/s,它在宽为240m,水流速度为6m/s的河中渡河,船头始终与河岸垂直,则小船渡河需要的时间为( )
A.24s B.40s
C.30s D.17.1s
7.将一小球以初速度竖直上抛,运动过程中小球始终受到一沿水平方向、大小为其重力的恒力作用,不计空气阻力,则小球运动到最高点时速度的大小为(  )
A.0 B. C. D.
8.一只小船在静水中的速度为,它要渡过一条宽为的河,河水流速为,下列说法正确的是(  )
A.小船过河的最短时间为50s
B.小船过河的实际速度可以垂直于河岸
C.小船以最短时间过河,其位移为200m
D.若小船过河的过程中水流速度大小是变化的,则小船运动轨迹仍然为直线
9.关于合运动和分运动,下列说法正确的是( )
A.合运动的速度一定比分运动的速度大
B.合运动的位移一定比分运动的位移大
C.合运动的时间等于分运动的时间
D.两个直线运动的合运动一定是直线运动
10.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.
11.质量为的物体在光滑的水平面上运动,在水平面上建立坐标系,时,物体位于坐标系的原点O,物体在x轴和y轴方向上的分速度、随时间变化的图像如图甲、乙所示,则下列说法中正确的是( )
A.物体所受的合力是3N
B.物体的初速度是
C.物体做的一定是直线运动
D.物体做的一定曲线运动
12.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
13.流沙是一种可以流动的沙,可以轻而易举地把一些大型动物困住,但是一些小动物却可以顺利地通过流沙区域。现一小动物想从流沙河河岸上的某点到达正对岸,已知流沙的速度大小为,小动物在静沙中的速度大小为(),流沙河的宽度为d,则小动物通过流沙河的时间为(  )
A. B. C. D.
14.某河水的流速与离河岸距离的变化关系如图所示.河宽 300m,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示.若要使船以最短时间渡河,则( )
A.船渡河的最短时间是 50s
B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船在河水中的最大速度是 5m/s
D.船在河水中航行的轨迹是一条直线
15.关于运动的合成有下列说法,正确的是( )
A.合运动的位移为分运动位移的矢量和
B.合运动的速度为分运动速度的矢量和
C.合运动和分运动是等效替代关系
D.合运动的时间为分运动的时间之和
16.某航模小组在一次训练中,制定了飞机离开地面最初20s内的飞行计划.设在水平方向运动速度为vx,竖直方向运动速度为vy,vx和vy随时间变化的图象如图所示.飞机按此计划飞行的过程中(  )
A.前6s内沿直线斜向上升,后14s内沿曲线上升
B.前6s内沿直线斜向上升,后14s内沿曲线下降
C.20s末达到最大高度
D.6s末达到最大速度
二、填空题
17.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。
18.小船在静水中速度是v,今小船要渡过一条宽度为d的河流,渡河时小船朝对岸垂直划行,则渡河的时间为____________,若航行至河中心时,水流速度增大,则渡河时间将____________.(填变大、变小或不变).
19.飞机起飞时的速度大小为360km/h,方向与水平面夹角为30°,那么,飞机起飞1分钟上升的高度是_______米,飞行的水平距离是________米。
三、综合题
20.如图所示,从上海飞往北京的波音737客机上午10点10分到达首都国际机场。若飞机在降落过程中的水平分速度为60m/s,竖直分速度为6m/s,若飞机在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向做加速度大小为0.2m/s2的匀减速直线运动。
(1)飞机的运动轨迹是直线还是曲线?
(2)当飞机竖直速度减为零时,飞机恰好着陆,则着陆前飞机的位移为多大?
21.如图所示,在光滑的水平面上有一质量为m的长方体物块B,B的右上端固定一个轻质定滑轮,一根不可伸长的轻绳通过定滑轮与质量为m的光滑小滑块A相连,轻绳水平。滑块A刚好与B的右边相接触且能相对于右边竖直下滑,开始时滑块A到水平地面的高度为h,现将滑块A由静止释放,已知重力加速度为g,试求:
(1)当A刚好接触地面时,物块B在水平方向上运动的位移大小;
(2)当A刚好接触地面时,物块B的速度大小。
22.一艘小船在宽的河中横渡到对岸,已知水流速度,小船在静水中的速度,,,求:
(1)船渡河最短的时间,最短时间渡河船的位移;
(2)船过河位移最小时,船头与河岸间的夹角。
23.在图的实验中,假设从某时刻()开始,红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10,与此同时,玻璃管向右沿水平方向匀加速平移,每1s内的位移依次是4、12、20、28。在图所示的坐标系中,y表示蜡块在竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,时蜡块位于坐标原点。请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s时蜡块的位置,并用平滑曲线描绘蜡块的轨迹。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
根据平行四边形定则,作出合运动的加速度与初速度,如图所示:
图中各个矢量的大小与长度成正比,故说明合运动的加速度与初速度不共线,故物体做曲线运动,故选项B正确,ACD错误.
故选B。
点睛:曲线运动的条件是合运动的加速度与初速度不共线,根据平行四边形定则作出合运动的加速度与初速度,分析运动性质.
2.D
【详解】
设经过时间t,则棒PQ沿水平方向的位移为vt,此时M点沿OA方向的位移为,则M点沿OA方向的速度为 ,故选D.
3.A
【详解】
试题分析:伤员和飞机在水平方向上匀速飞行,所以水平方向上合力为零.根据,故可得伤员在竖直方向上的位移,,做初速度为零的匀加速直线运动,所以合力向上,即拉力大于重力,所以运动轨迹为曲线,因为力与速度方向夹着运动轨迹,并且轨迹向合力方向偏折,简记为:“两夹一,向力偏”.,所以A正确
4.A
【详解】
飞机的运动是匀速直线运动,水平分速度,竖直分速度.
故选A
5.B
【详解】
将合速度沿着水平方向和竖直方向正交分解,故水平方向的分速度为
vx = vcos37° = 300 × 0.8km/h = 240km/h
则此飞机1min飞行的水平位移
x = vxt = 4km
竖直方向的分速度为
vy = vsin37° = 300 × 0.6km/h = 180km/h
则此飞机1min飞行的竖直位移
y = vyt = 3km
故选B。
6.C
【详解】
小船渡河时间由垂直河岸方向的分运动决定,船头始终垂直河岸,渡河时间:,故选项C正确.
点睛:将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向,抓住分运动与合运动具有等时性,求出到达对岸时间.
7.B
【详解】
小球沿水平方向做匀加速运动,加速度为
竖直方向做加速度为g的匀减速运动,则到达最高点的时间
则到最高点时速度的大小为
故选B。
8.C
【详解】
A.当静水速与河岸垂直时,过河的时间最短,最短渡河时间为
故A错误;
B.因为静水船速小于水流速度,则合速度方向不可能垂直于河岸,即小船过河的实际速度无法垂直于河岸,选项B错误;
C.小船以最短时间过河,沿河岸方向的位移
其合位移为
选项C正确;
D.若小船过河的过程中水流速度大小是变化的,则合速度时变化的,则小船运动轨迹为曲线,选项D错误。
故选C。
9.C
【详解】
AB、速度的合成与位移的合成都遵循平行四边形定则,对角线的长度不一定比平行四边形边长长,即合运动的速度不一定比分运动的速度大,合运动的位移不一定比分运动的位移大,故选项A、B错误;
C、根据运动合成与分解的性质可知合运动与两个分运动之间具有等时性,故选项C正确;
D、分运动是直线运动,合运动不一定时直线运动,比如平抛运动,故选项D错误.
10.D
【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。
11.C
【详解】
试题分析:由甲图可以知道,由乙图可以知道,所以物体在轴上合力:,物体在轴上合力:,则物体的合力为:,与轴夹角为:,故选项A错误;由图像可以知道在0时刻:,所以物体的初速度为:,与轴夹角为:,故选项B错误;由上面的分析可以知道物体的合力与合速度在同一条直线上,所以物体做直线运动,故选项C正确,选项D错误.
12.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。
13.A
【详解】
要想到达某点的正对面,则需要小动物的速度在流沙河方向的分速度和流沙的速度等大反向,由运动的分解得,在垂直于流沙河方向的速度为
则时间
故A正确,BCD错误。
故选A。
14.BC
【详解】
AB.船头与河岸垂直,渡河时间最短:,A错误B正确
C.船在河水中的实际速度:,当,船速最大,为5m/s,C正确
D.因为最短时间过河,而合速度与河岸夹角:,方向是变化的,所以轨迹不是一条直线,D错误
15.ABC
【详解】
合运动是直线运动还是曲线运动取决于合速度方向与合加速度方向是否在同一条直线上.根据平行四边形定则,可知合速度、合位移与分速度、分位移的大小关系.
解:A、B、位移和速度是矢量,合运动的位移、速度为分运动位移、速度的矢量和,故A正确,B正确;
C、D、合运动和分运动是等效替代关系,具有等时性,故C正确,D错误;
故选ABC.
16.ACD
【详解】
A、B项:由图象可知:前6s水平方向做匀加速运动,竖直方向也做匀加速运动,所以合运动也是匀加速直线运动,后14s水平方向做匀速运动,竖直方向做匀减速运动,所以合运动为曲线运动,两个方向的速度方向都向上,所以后14s内沿曲线上升,故A正确,B错误;
C项:速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,前20s内竖直方向的位移为正,20s竖直向下运动,位移减小,所以20s末达到最大高度,故C正确;
D项:6s末水平方向和竖直方向速度都达到最大值,根据合速度,可知,6s末达到最大速度,故D正确.
点晴:本题主要考查了速度时间图象的应用,知道在速度时间图象中斜率表示加速度,图象与坐标轴围成的面积表示位移.
17. 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
18. 不变
【详解】
小船的运动可分为垂直河岸方向上的运动和平行河岸方向上的运动,合运动与分运动具有同时性,所以小船渡河的时间等与小船在垂直河岸方向上的运动时间,当河流速度增大时由于船的速度不变,河岸的宽度不变,所以小船在垂直河岸方向上的运动时间不变,即小船渡河时间不变。
19. 3000
【详解】
飞机起飞时的速度大小为360km/h,即100m/s,方向与水平面夹角为30°,则飞机的水平速度为:
飞机的竖直速度为
飞机起飞1分钟上升的高度
飞机起飞1分钟飞行的水平距离

20.(1)曲线;(2)1802m
【详解】
(1)飞机的初速度方向斜向下方,而加速度方向竖直向上,故飞机的运动轨迹为曲线。
(2)飞机竖直方向减速运动的时间
t==30s
竖直方向的位移
h=t=90m
水平方向的位移
x=v水平·t=1800m
故飞机在这段时间内的位移大小为
s==m≈1802m
21.(1);(2)
【详解】
(1)当A刚好接触地面时,如图所示
根据绳不可伸长可知物块B在水平方向上运动的位移大小
(2)对B整体,机械能守恒,设当A刚好接触地面时B的速度为,则滑块A在水平方向的分速度和竖直方向的速度分别为

根据机械能守恒定律得
解得
22.(1)20s,;(2)
【详解】
(1)欲使船渡河时间最短,船头应与河岸垂直,故最短时间为
最短时间渡河船的位移
(2)当合速度垂直河岸时,过河的位移最小,设偏向上游的夹角为θ,则有
解得
23.见解析
【详解】
玻璃管向右沿水平方向匀加速平移,每19内的位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm;则1s末的坐标为(4cm,10cm),2s末的坐标为(16cm,20cm),3s未的坐标为(36cm,30cm),4s末的坐标为(64cm,40cm),根据描点法作出图象如图所示:
答案第1页,共2页