5.2运动的合成与分解 同步练习(Word版含解析)

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名称 5.2运动的合成与分解 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 978.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-18 21:29:54

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文档简介

人教版必修第二册 5.2 运动的合成与分解
一、单选题
1.关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( )
A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
B.合运动的速度至少比其中一个分运动的速度大
C.两个匀变速直线运动的合运动可能是匀变速曲线运动
D.只要两个分运动都是直线运动,合运动就一定是直线运动
2.关于运动的合成与分解,下列说法中正确的是(  )
A.两个直线运动的合运动必是直线运动
B.两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动
C.两个匀变速直线运动的合运动必是直线运动
D.两个初速为0的匀加速直线运动的合运动必是直线运动
3.飞机与水平方向成60°角斜向上飞行,飞机的速度大小是200m/s,这个速度在水平方向的分速度为(  )
A.100m/s B.200m/s C.100m/s D.200m/s
4.小船在静水中的速度是5 m/s,一条河宽60 m,河水流速为4 m/s,下列说法正确的是(  )
A.小船在河中运动的最大速度是5 m/s
B.小船在河中运动的最小速度是3 m/s
C.小船渡过河的最短时间是12 s
D.小船渡过河的最小位移是80 m
5.如图所示,在长约1.0m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个适当的圆柱形的红蜡烛,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,并迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底,将此玻璃管倒置安装在小车上,并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体,小车从A位置由静止开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升、经过一段时间后,小车运动到虚线表示的位置,如图所示、按照如图建立坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是选项中的(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示,一个小型侦察气球未打开驱动系统时,恰能相对空气静止,现需要避开前方一个长方形监控区,该区域为南北方向(A点在北),长,O为的中点。现气球恰好飞到P点,与垂直且,此时风速向东,大小为为使气球避开监控区,则其驱动速度至少为( )
A. B. C. D.
7.壁虎不仅能飞檐走壁,也可以在水面上轻松游动,有一只壁虎要穿过一条宽为3m的小河到对岸寻找食物。已知河岸两侧平行,河水流动的速度为0.5m/s,壁虎在静止水面上最大的游动速度为2m/s,下列说法正确的是(  )
A.若壁虎以1m/s的恒定速度游向河对岸,其在水中最短的运动时间为2s
B.若壁虎以1m/s的恒定速度游动,要想垂直到达河对岸,壁虎的身体姿态应斜向上游
C.若壁虎保持身体姿势垂直河岸方向从静止加速游向河对岸,壁虎在水中运动的轨迹是一条直线
D.若暴雨天气后,水流速度达到5m/s,其他条件不变,壁虎仍可能垂直游到河对岸
8.为了抗击新冠疫情,保障百姓基本生活,许多快递公司推出“无接触配送”。快递小哥想到了用无人机配送快递的方法。某次无人机在配送快递的飞行过程中,水平方向速度vx及竖直方向vy与飞行时间t关系图像如图甲、乙所示。关于无人机运动的说法正确的是(  )
A.0~t1时间内,无人机做曲线运动
B.t2时刻,无人机运动到最高点
C.t3~t4时间内,无人机做匀速直线运动
D.t2时刻,无人机的速度为
9.如图所示,某一段河流的两岸相互平行,各处的水流速度相同且平稳,小船以大小为(在静水中的速度)、方向与上游河岸成角的速度从A处渡河,经过一段时间正好到达正对岸的B处,则下列说法中正确的是(  )
A.河中水流速度为 B.由已知条件可知河宽为
C.小船渡河的最短时间为 D.小船以最短的时间渡河的位移是
10.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福,如图所示,孔明灯在竖直方向做匀加速运动,在水平方向做匀速运动,孔明灯的运动轨迹可能为(  )
A.直线 B.直线 C.曲线 D.曲线
11.如图,甲车自西向东做匀加速运动,乙车由南向北做匀速运动,到达O位置之前,乙车上的人看到甲车运动轨迹大致是(  )
A. B.
C. D.
12.某人用绳子通过定滑轮拉木船,设人匀速拉绳的速度为,某时刻与水平方向夹角为,则小船速度为(  )
A. B. C. D.
13.一物体在平面内运动,在x轴方向上的位移一时间图像和在y轴方向的速度一时间图像分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.在内物体做匀变速直线运动
B.末物体的速度大小大于末物体的速度大小
C.在内与内物体所受的合外力相同
D.末物体的速度为零
14.质量为的玩具车在水平面上运动,以小车的初位置为坐标原点,在平面上建立直角坐标系。描绘出小车在方向的速度—时间图像和方向的位移—时间图像,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.玩具车的初速度为
B.玩具车在末的速度为
C.玩具车在内的位移为
D.玩具车所受的合外力为
15.在一条笔直的河道中,水流方向如图所示,一汽艇由A点渡河,如果船头指向始终与河岸垂直,则汽艇到达对岸的位置是(  )
A.正对岸的B点 B.正对岸B点的右侧
C.正对岸B点的左侧 D.对岸的任意位置都有可能
二、填空题
16.有一个质量为的物体在平面内运动,在方向的速度图象和方向的位移图象分别如图甲、乙所示。由图可知,物体做__________(选填“匀速直线”、“匀变速直线”或“匀变速曲线”)运动,物体的初速度大小为_____,物体的加速度大小为____,所受的合外力为_____。
17.一条河流宽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,若小艇以最短的时间渡河,所用时间是 _______ 。若小艇以最短的距离渡河,所用的时间是 _______ 。
18.小船在静水中的速度为3 m/s,它在一条流速为4 m/s、河宽为120 m的河流中渡河,小船的最短渡河时间为________s,若按这种方式渡河,小船到达河对岸时被冲向下游_______m。
三、解答题
19.已知某船在静水中的速率为=4 m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100 m,河水的流动速度为=3 m/s,方向与河岸平行。试分析:
(1)欲使船以最短时间渡过河去,船头的指向怎样?
(2)最短时间是多少?船发生的位移是多大?
(3)欲使船渡河过程中的航行距离最短,船头的指向又应怎样?渡河所用时间是多少?
(4)如果船在静水中的速度小于水流速度,河宽为d,如何求最短渡河时间和最短航程?
20.2021年7月,河南中北部出现暴雨部分地区出现特大暴雨,国家防总启动防汛Ⅲ级应急响应,举国驰援战洪灾,尤其解放军和武警部队奋战在救援第一线.救援人员发现一被困在车顶的人员,车不动但周围的水在流动,水流方向与安全区域平行,如图所示,已知车离安全区域最近的距离,救援人员乘皮筏从安全区域边缘去救援,皮筏相对静水的速度大小,水流速度大小,皮筏和车均视为质点,求:
(1)皮筏运动到车旁的最短时间t;
(2)在(1)中皮筏运动的位移大小s。
21.运动的合成与分解是分析复杂运动时常用的方法,可以将复杂运动分解为简单运动。如图所示,在A点以水平速度v0=10m/s向左抛出一个质量为m=1.0kg的小球,小球抛出后始终受到水平向右恒定风力的作用,风力大小F=10N。经过一段时间小球将到达B点,B点位于A点正下方,重力加速度为g=10m/s2。
(1)求小球水平方向的速度为零时距A点的水平距离x;
(2)求A、B两点间的距离y;
(3)说明从A到B运动过程中小球速度大小的变化情况,并求出相应的最大值和最小值。
22.设空中的雨滴从静止开始下落,遇到水平方向吹来的风。请分析风速对雨滴下落时间和着地速度的影响。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
AB.合运动的速度可能比分运动的速度大,可能比分运动的速度小,可能与分运动的速度相等,故AB错误;
C.当两个匀变速直线运动的合初速度与合力不在一条直线上时,这两个匀变速直线运动的合运动是匀变速曲线运动,故C正确;
D.两个分运动都是直线运动,合运动不一定是直线运动,例如平抛运动,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】
A.两个直线运动的合运动可以是曲线运动,例如平抛运动,A错误;
B.两个匀速直线运动的合运动,因为合加速度为零,合运动仍然是匀速直线运动,B错误;
C.两个匀变速直线运动的合运动,如果合速度方向和合加速度方向不在一条直线上,则合运动为曲线运动,C错误;
D.两个初速为0的匀加速直线运动的合运动,合初速度为零,合加速度不为零,则合运动是初速度为零的匀加速直线运动,D正确。
故选D。
3.A
【详解】
速度在水平方向的分速度为
vx =vcos600=100 m/s
所以A正确;BCD错误;
故选A。
4.C
【详解】
A.船在河中运动时的最大速度
故A错误;
B.船在河中运动的最小速度
故B错误;
C.当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,为
故C正确;
D.因水流速度小于船在静水中的速度,则当船的合速度垂直河岸时,渡河的位移最小为河宽,等于60 m,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】
由题意知,红蜡块在竖直方向做匀速直线运动,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,故合运动轨迹为类平抛运动轨迹,又知其所受合外力方向水平向右,C正确,ABD错误。
故选C。
6.A
【详解】
如图所示,要恰好避开监控区,气球可能沿着运动。根据三角形法则可知,最小的B驱动速度

解得
故A项正确,BCD错误。
故选A。
7.B
【详解】
A.当壁虎垂直河岸游动时,在水中运动时间最短,为
故A错误;
B.若壁虎以1m/s的恒定速度游动,要想垂直到达河对岸,壁虎的身体姿态应斜向上游,使得合速度与河岸垂直,故B正确;
C.若壁虎保持身体姿势垂直河岸方向从静止加速游向河对岸,由于合加速度与合初速度不共线,则壁虎在水中运动的轨迹是一条曲线,故C错误;
D.若暴雨天气后,水流速度达到5m/s,由于,则壁虎不可能垂直游到河对岸,故D错误。
故选B。
8.D
【详解】
A.0~t1时间内,无人机在水平方向做初速度为零的匀加速运动,在竖直方向也做初速度为零的匀加速运动,则合运动为匀加速直线运动,故A错误;
B.0~t4时间内,无人机速度一直为正,即一直向上运动,则t2时刻,无人机还没有运动到最高点,故B错误;
C.t3~t4时间内,无人机水平方向做速度为v0的匀速运动,竖直方向做匀减速运动,则合运动为匀变速曲线运动,故C错误;
D.t2时刻,无人机的水平速度为v0,竖直速度为v2,则合速度为,故D正确。
故选D。
9.B
【详解】
A.小船垂直渡河,由平行四边形定则
A错误;
B.由小船在垂直河岸方向做匀速直线运动可知,河宽为
B正确;
C.小船船头指向正对岸时,渡河时间最短,最短时间为
C错误;
D.小船以最短的时间渡河的位移为
D错误。
故选B。
10.D
【详解】
孔明灯在竖直方向做匀加速运动,水平方向做匀速运动,加速度沿方向,合力沿方向,合力指向曲线弯曲内侧,因此孔明灯的运动轨迹可能为D所示,D正确.
故选D。
11.C
【详解】
以乙车为参考系,甲车在东西方向上做匀加速直线运动,在南北方向上做匀速直线运动,根据运动的合成确定甲车的轨迹,以乙车为参考系,甲车向东做匀加速直线运动,向南做匀速直线运动,由于合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上,则合运动是曲线,因为加速度的方向大致指向轨迹凹的一向,故C正确,ABD错误。
故选C。
12.C
【详解】
小船的速度分解为垂直绳的速度和沿绳的速度,则小船的速度为
可得
故ABD错误,C正确。
故选C。
13.C
【详解】
A.根据图像可知,在内物体沿x轴正方向做匀速运动,且速度大小
沿y轴正方向做匀减速运动,且加速度大小
因此在内物体做匀变速曲线运动,故A错误;
B.末物体沿x轴正方向的分速度
沿y轴正方向的分速度
可得合速度
末物体沿x轴负方向的分速度
沿y轴正方向的分速度
可得合速度
因此
故B错误;
C.在内,物体沿x轴正方向做匀速运动,合外力沿y轴负方向,内,物体沿x轴负方向做匀速运动,合外力依然沿y轴负方向,沿y轴方向加速度恒定,根据牛顿第二定律,可知合外力恒定,故C正确;
D.末,沿y轴方向的速度为零,而沿x轴方向的速度大小为,因此合速度为,故D错误。
故选C。
14.D
【详解】
A.由图可知,小车在x方向初速度为vx0=3m/s,在y方向做匀速直线运动,速度
所以小车的初速度为
故A错误;
B.由题图可知x方向小车的加速度为
则末x方向的速度为
则小车末的速度为
故B错误;
C.小车在x方向的位移为
在y方向的位移为
所以小车在内的位移为
故C错误;
D.由牛顿第二定律知合外力
方向沿x轴正方向,故D正确。
故选D。
15.B
【详解】
根据运动的合成,汽艇的合速度方向如图所示,所以汽艇到达正对岸的B点的右侧。
故选B。
16. 匀变速曲线 5 1.5 3
【详解】
[1]物体在方向做匀加速直线运动,在y方向做匀速直线运动,据运动的合成可知,物体做匀变速曲线运动。
[2]物体在方向的初速度为
vx=3m/s
在y方向的速度为
故物体的初速度大小为
[3]物体的加速度即x方向的加速度,大小为
[4]由牛顿第二定律可得,所受合外力大小为
17. 100s 125s
【详解】
[1]当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间为
[2]当合速度与河岸垂直时,渡河的航程最短,合速度的大小为
渡河时间为
18. 40 160
小船渡河基础模型。
【详解】
[1]最短渡河时间即船头与河岸垂直渡河的时间
[2]冲到下游距离
19.(1)当船头垂直河岸渡河时,渡河时间最短;(2)25s,125m(3)见解析;(4)见解析
【详解】
(1)当船头垂直河岸渡河时,渡河时间最短。
(2)最短时间
沿河流方向的位移
船发生的位移
(3)欲使船渡河过程中的航行距离最短,则合速度与河岸垂直,设船头与河岸夹角为 ,则
所以
最短时间
(4)因为不能垂直渡河,所以当合速度的方向与静水速的方向垂直,渡河位移最短,设此时合速度的方向与河岸的夹角为,则
则合速度的大小
则渡河的最小位移
因此渡河的时间为
20.(1);(2)
【详解】
(1)最短救援路线应为从安全区域垂直到车,时间最短
解得
(2)由题意知皮筏垂直水流方向的位移大小
沿水流方向的位移大小
解得
由几何关系知
解得
21.(1)5.0m;(2)20m;(3)从A到B,速度先减小再增大, ,
【详解】
(1)设水平方向的加速度大小为ax,根据牛顿第二定律
F = max
且有
解得
x = 5.0m
(2)水平方向速度减小为零所需时间为t1,有
所以从A到B的时间
竖直方向上A、B两点间的距离y
(3)从A到B,速度先减小再增大。对应有极大值和极小值,分别求解如下:
①小球运动到B点的速度最大

解得
②小球运动到速度方向与所受合力方向垂直时速度最小,如图所示
将v0分解为垂直合力方向的v1、与合力反方向的v2,当v2 = 0时对应速度的最小值,即
22.下落时间不变,落地速度变大
【详解】
雨滴从静止开始下落,遇到水平方向吹来的风,则雨滴参与两个方向的运动,即竖直方向的自由落体运动和水平方向的运动,因两个运动互不影响,则雨滴落地时间由
可知,落地时间不变,落地的速度
则有风时落地速度大于无风时落地的速度。
答案第1页,共2页
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