5.2 运动的合成与分解 同步练习(Word版含答案)

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名称 5.2 运动的合成与分解 同步练习(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 553.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-08 20:25:57

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文档简介

5.2 运动的合成与分解
一、单选题
1.如图所示,某同学在研究运动的合成时做了下述活动:用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时,用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速直线运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速直线运动,则关于笔尖相对于黑板的运动,下列说法中正确的是(  )
A.笔尖做匀速直线运动
B.笔尖做匀变速直线运动
C.笔尖做匀变速曲线运动
D.图中笔尖的运动轨迹是一条斜向上的直线
2.如图(甲)所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图像如图(乙)所示,人顶杆沿水平地面运动的x-t图像如图(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
3.小船横渡一条河,船头方向始终与河岸垂直.若小船相对水的速度大小不变,河流在中心处流速最大,越靠近两岸流速减小,则小船的运动轨迹可能为( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,某河流中水流速度大小恒为,A处的下游C处有个漩涡,漩涡与河岸相切于B点,漩涡的半径为r,。为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸,小船航行时在静水中速度的最小值为(  )
A. B. C. D.
5.在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为0、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示,关于猴子的运动情况,下列说法正确的是(  )
A.猴子相对地面做匀速直线运动
B.猴子相对地面做匀加速直线运动
C.t时间内猴子对地的位移大小为
D.t时刻猴子对地速度的大小为v0+at
6.如图所示,有一条宽为的河道,一小船从岸边的某点渡河,渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直。已知小船在静水中的速度大小为,水流速度大小为。下列说法正确的是(  )
A.小船渡河过程中的位移大小为
B.小船渡河的时间是
C.小船在河水中航行的轨迹是曲线
D.小船在河水中的速度是
7.如图所示,正方形木块放在光滑的实验桌面上,桌子边缘有一定滑轮,一轻绳上端系在木块上,下端连接砂桶,将砂桶由静止释放,正方形木块沿水平桌面滑动。若某一瞬间,砂桶的速度大小为v时,上端绳与水平桌面的夹角为θ,则此时正方形木块的速度大小为(  )。
A.vcos θ B. C. D.vsin θ
8.如图所示,在一条宽度的河流中,水流速度为4m/s,船在静水中的速度为5m/s,小船从A码头出发,取,,则下列说法正确的是(  )
A.小船渡河的最短时间为5s
B.小船渡河的最短位移为25m
C.小船船头与上游河岸成37°渡河时,时间最短
D.小船船头与上游河岸成37°渡河时,位移最小
9.两端封闭的玻璃管中注满清水,迅速将管转至图示竖直位置,管内一个红蜡块立即以的速度匀速上浮,此时使玻璃管沿x轴正方向移动,当玻璃管沿x轴(  )
A.匀速运动时,红蜡块的轨迹是一条曲线
B.以速度匀速运动时,红蜡块的速度大小是7cm/s
C.以速度匀速运动,2s内红蜡块的位移大小是10cm
D.由静止开始做的匀加速运动时,红蜡块的轨迹是一条直线
10.公交车是人们出行的重要交通工具,如图是公交车内部座位示意图,其中座位A和B的连线和车前进的方向垂直,当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时,一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2 m/s的速度匀速运动到B,则站在站台上的人看到该乘客(  )
A.运动轨迹为直线
B.运动轨迹为抛物线
C.因该乘客在车上做匀速运动,所以乘客处于平衡状态
D.当车的速度为2 m/s时,该乘客对地的速度为m/s
11.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
12.在光滑水平面内,建立如图所示直角坐标系xOy,长为L的光滑细杆AB的两端点分别约束在x轴和y轴上运动,现让A端沿x轴正向以速度v0匀速运动。B端的速度大小为(  )
A.vB=v0sin θ B.vB=v0cos θ C.vB=v0tanθ D.vB=
二、解答题
13.某趣味物理实验中,在水平桌面上从桌子的一个角A向B发射一个乒乓球,一同学在桌边试着用一支吹管将球由B处吹进球门C,如图所示。该同学将吹管对准C用力吹,但球总是进不了球门。请帮他分析失败的原因。
14.某架飞机在进行航空测量时,需要严格按照从南到北的航线进行飞行。如果在无风时飞机相对地面的速度是414,飞行过程中航路上有速度为54的持续东风。
(1)飞机应该朝着哪个方向飞行?可以用三角函数表示偏角的大小。
(2)如果所测地区的南北长度为621,该测量需要多长时间?
三、填空题
15.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车以速度v匀速向左运动,当绳子与水平方向成α角时,物体A的速度大小为_______,此时物体A正在______(填“加速”“匀速”“减速”).
16.建立坐标系
研究蜡块在平面内的运动,可以选择建立______坐标系。
如图所示,以蜡块开始匀速运动的位置为______,以______的方向和______的方向分别为x轴和y轴的方向,建立平面直角坐标系。
四、多选题
17.如图所示,某河宽d=150 m,水流的速度大小为v1=1.5 m/s,一小船以静水中的速度v2渡河,且船头方向与河岸成θ角,小船恰好从河岸的A点沿直线匀速到达河对岸的B点;若船头方向保持不变,小船以的速度航行,则小船从河岸的A点沿与河岸成60°角的直线匀速到达河对岸的C点。下列判断正确的是(  )
A.v2=1.5 m/s
B.θ=30°
C.小船从A点运动到B点的时间为100s
D.小船从A点运动到C点的时间为s
18.质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.质点的初速度为5 m/s
B.质点所受的合外力为3 N,做匀加速曲线运动
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
19.关于合运动与分运动,下列说法正确的是(  )
A.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的
B.合运动与分运动具有等时性,但合运动一定比分运动大
C.合运动不一定是物体的实际运动,要视情况而定
D.任何形式的运动,都可以用几个分运动代替
20.图甲是士兵训练直升机索降的情境。假设士兵沿绳索下滑后,竖直方向的v -t图像和水平方向的x-t图像分别如图乙、丙所示,则(  )
A.绳索中拉力可能倾斜向上
B.在地面上观察到士兵的运动轨迹是一条曲线
C.士兵始终处于失重状态
D.绳索中拉力先小于重力,后大于重力
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
笔尖同时参与了直尺竖直向上的匀速运动和水平向右初速度为零的匀加速运动,合初速度向上,合加速度水平向右,笔尖相对于黑板的运动即实际运动,运动性质取决于合初速度与合加速度,由于合加速度恒定,所以是匀变速运动;合初速度与和合加速度不在同一直线上,所以轨迹是曲线;所以笔尖在做匀变速曲线运动,故ABD错误,C正确。
故选C。
2.B
【解析】
AB.因为运动具有独立性和同时性,即猴子参与了竖直方向的匀加速直线同时也参与了水平方向的匀速直线,且加速度竖直向上,而合速度与其成一定夹角,故其合运动为匀变速曲线,所以A错误,B正确;
C.零时刻,猴子竖直方向的速度为8m/s,由丙图可知水平方向的速度为
故其合速度为
故C错误;
D.由图乙可得猴子的加速度为
而水平方向为匀速运动,故合加速度为且恒定不变,所以t=2s时猴子的加速度大小为,故D错误。
故选B。
3.C
【解析】
在小船渡河的过程中,船的速度大小与方向都不变,河中心的水流速最大,越靠近两岸的水流速越小,而合速度的方向与船的速度方向之间的夹角
可知河中心的水流速最大,越靠近两岸的水流速越小,则合速度的方向与船的方向之间的夹角在河中心最大,越靠近两岸的越小,符合这种情况的是C选项。
故选C。
4.C
【解析】
如图所示
当小船在静水中的速度v2与其在河流中的速度v垂直时,小船在静水中的速度v2最小,故有
解得
故选C。
5.C
【解析】
AB.猴子在水平方向上的加速度为0,在竖直方向上有恒定的加速度,根据运动的合成,知猴子做曲线运动的加速度不变,猴子相对地面做匀变速曲线运动,AB错误;
C.在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h,根据运动的合成,知合位移
C正确;
D.t时刻猴子在水平方向上的速度为v0,和竖直方向上的分速度为at,所以合速度
D错误。
故选C。
6.B
【解析】
A.小船参与了两个方向的运动,一个是垂直于河岸的运动,一个是沿着河岸的运动,小船到达河对岸时,垂直于河岸的位移为,总位移大于,A错误;
B.由于渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直,故
解得
选项B正确;
C.小船垂直于河岸方向做匀速直线运动,沿河岸方向也做匀速直线运动,所以小船的实际运动为匀速直线运动,C错误;
D.小船在河水中的速度为
D错误。
故选B。
7.B
【解析】
依据运动的合成与分解知,O点的运动可分解为沿着绳子方向的运动与垂直于绳子方向的运动,如图所示
根据平行四边形定则及三角形知识,则有
v'=
故选B。
8.D
【解析】
A. 小船渡河的最短时间为
A错误;
B. 小船渡河的最短位移等于河宽16m,B错误;
CD. 小船船头与上游河岸成37°渡河时,合速度垂直于河岸,位移最小,C错误,D正确。
故选D。
9.C
【解析】
A.当玻璃管沿x轴匀速运动时,红蜡块的合运动为匀速直线运动,其轨迹是一条直线,故A错误;
BC.当玻璃管沿x轴以速度匀速运动时,红蜡块的速度大小是
2s内红蜡块的位移大小是
故B错误,C正确;
D.当玻璃管沿x轴由静止开始做的匀加速运动时,红蜡块的合运动为曲线运动,其轨迹是一条曲线,故D错误。
故选C。
10.B
【解析】
ABC.乘客沿着车前进方向做初速度为零的匀加速直线运动,而沿AB方向做匀速直线运动,根据运动的合成可知,站在站台上的人看到该乘客的运动轨迹为抛物线,因为加速度不为零,所以乘客处于非平衡状态,故A、C错误,B正确;
D.根据速度的合成与分解可知,当车的速度为2 m/s时,该乘客对地速度为
m/s=2 m/s
D正确。故选D。
11.C
【解析】
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。
12.D
【解析】
如图所示
将A、B端的瞬时速度沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解,因杆不可伸缩,故A、B两端沿杆方向的分速度必相等,即
v0cosθ=vBsinθ
可得
故D正确,ABC错误。
故选D。
13.见解析
【解析】
该同学将吹管对准C用力吹,则当球到达B处后将得到一个沿BC方向的速度,但是还仍然有沿AB方向的速度,所以球不会到达C点;正确的做法是,将吹管的位置向A点适当靠近,仍沿垂直AB方向吹气才可能使球进入球门C。
14.(1) 飞机应该朝着北偏东,与正北方的夹角方向飞行;(2)1.51h
【解析】
(1)飞机相对地面的速度
414km/h=115m/s
风的速度为
54km/h=15m/s
根据速度合成的平行四边形法则,如图所示
合速度的方向是从南向北的,所以飞机应该向着北偏东的方向飞行,设北偏东为θ角,则有
所以偏转角大小为
(2)飞机实际的速度为
所测地区的南北长度为621km,该测量需要的时间为
15. 减速
【解析】
[1]车沿绳子方向的速度等于A的速度,设绳子与水平方向的夹角为α,
根据平行四边形定则,物体A的速度vA=vcosα,
[2]小车匀速向左运动时,α增大,则A的速度减小,所以A减速下降.
16. 平面直角 原点O 水平向右 竖直向上
【解析】

17.BD
【解析】
AB.小船速度合成情况如图所示
则小船从A点运动到B点的过程,有
v2cos θ=v1
小船从A点运动到C点的过程,根据正弦定理有
解得
θ=30°
v2=m/s
A错误,B正确;
CD.小船从A点运动到B点的时间为
t1==100s
从A点运动到C点的时间
t2=
C错误,D正确。
故选BD。
18.ABD
【解析】
A.由x方向的速度图像可知,在x方向的加速度为1.5 m/s2,受力Fx=3 N,由y方向的位移图像可知在y方向做匀速直线运动,速度为vy=4 m/s,受力Fy=0。因此质点的初速度为5 m/s,质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上,做匀加速曲线运动,AB选项正确;
C.2 s末质点速度应该为
C选项错误;
D.2 s内水平方向上位移大小
x=vxt+at2=9 m
竖直方向上位移大小
y=8 m
合位移大小
D选项正确;
故选ABD。
19.AD
【解析】
A.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的,选项A正确;
B.合运动与分运动具有等时性,合运动不一定比分运动大,选项B错误;
C.合运动一定是物体的实际运动,选项C错误;
D.任何形式的运动,都可以用几个分运动代替,选项D正确。
故选AD。
20.BD
【解析】
A.由图丙可知,士兵沿水平方向做匀速直线运动,即在水平方向处于平衡状态,受到的合外力为零,则绳索中的拉力方向一定竖直向上,A错误;
B.由图乙、丙可知,士兵沿水平方向做匀速直线运动,而沿竖直方向做变速运动,所以在地面上观察其运动轨迹一定是一条曲线,B正确;
CD.在竖直方向士兵先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以加速度的方向先向下后向上,士兵先失重后超重,所以绳索中拉力先小于重力,后大于重力,C错误D正确。
故选BD。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页