5.2运动合成与分解课时练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.2运动合成与分解课时练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 532.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-19 12:40:27 | ||
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文档简介
高中物理人教A版（2019）必修二第五章第二节运动合成与分解课时练习
1.在河面上方的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30°.人以恒定的速率v拉绳,使小船靠岸,那么( )
A.小船的速率也是恒定的 B.小船的速率是增大的
C.小船的速率是减小的 D.小船的速率是均匀增大的
2.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匀速向右运动时，物体P的速度为( )
A.v B. C. D.
3.曲柄连杆结构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件，如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P。在工作过程中，活塞在汽缸内上下运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为的匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A.当与垂直时，活塞运动的速度等于
B.当与垂直时，活塞运动的速度大于
C.当在同一直线上时，活塞运动的速度等于
D.当在同一直线上时，活塞运动的速度大于
4.船在静水中的速度保持5m/s不变,水流的速度恒定为3m/s,河宽100m,则船到河的对岸需要的时间最少为( )
A.20s B.25s C.15s D.10s
5.公交车是人们出行的重要交通工具，如图所示是某公交车内部座位示意图，其中座位A和座位B的连线与公交车的前进方向垂直。当公交车在某一站台由静止开始启动做匀加速直线运动的同时，一名乘客从A座位沿连线相对公交车以2 m/s的速度匀速运动到B座位，则站在站台上的人看到( )
A.该乘客的运动轨迹为直线
B.该乘客的运动轨迹为曲线
C.因该乘客在公交车上做匀速直线运动，所以乘客处于平衡状态
D.当公交车的速度为5 m/s时，该乘客对地的速度为7 m/s
6.如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是，这个速度在水平方向的分速度为( )
A. B. C. D.
7.某一时刻,一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8m/s和6m/s,则该物体的速度大小是( )
A.2m/s B.6m/s C.10m/s D.14m/s
8.有一条宽100m的河,水流速度为4m/s,一艘小船在静水中的速度为5m/s,则该小船渡河时( )
A.小船不能到达正对岸
B.渡河的时间不可能少于20s
C.以最短位移渡河时,位移大小为100m
D.以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为80m
9.2021年6月14日，在中国传统节日“端午”节之际，太原汾河龙舟公开赛举行。假设一只小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后10min到达对岸下游120m处；若船头保持与河岸成角向上游航行，出发后12.5min到达正对岸。以下说法正确的是( )
A.水流的速度大小为0.2m/s
B.船头与河岸间的夹角为60°
C.小船在静水中的速度大小为0.6m/s
D.河的宽度为200m
10.如图所示，用跨过光滑定滑轮的轻质细绳将小船沿直线拖向岸边，已知拖动细绳的电动机功率恒为P，电动机卷绕细绳的轮子的半径，轮子边缘的向心加速度与时间满足关系，小船的质量，小船受到的阻力大小恒为，小船经过A点时的速度大小，滑轮到水面的竖直高度，则( )
A.小船经过B点时速度为4 m/s
B.小船从A点运动到B点的时间为
C.电动机的功率为50 W
D.小船经过B点时的加速度为
11.如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，以竖直杆为参考系，猴子的图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是( )
A.猴子的运动轨迹为直线 B.猴子在0~2 s内做匀变速曲线运动
C.时猴子的速度大小为8 m/s D.猴子在0~2 s内的加速度大小为12.如图所示,水平面上有一物体,人通过定滑轮用绳子拉它,在图示位置时,若人的速度为5,则物体的瞬时速度为___________.
13.飞机以300km/h的速度斜向上匀速飞行,飞行方向与水平方向成37°.则飞机在水平方向的分速度vx＝________km/h,在竖直方向的分速度vy＝_________km/h。(sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)
14.如图所示,从地面上方点沿相同方向水平抛出的三个小球分别击中对面墙上的、、三点,图中点与点在同一水平线上, 、、、四点在同一竖直线上,且,求这三个小球击中墙时,各自速度的水平分量之比为__________。
15.如图所示，一人用细绳通过定滑轮以恒定的速度竖直向下拉小车使之在水平面内运动，当小车被拉到如图位置时，细绳与水平成60°角，则此时小车运动的速度V= ；小车在水平面上做 （填：匀速运动、加速运动、减速运动）。
16.一条河宽400m,水流的速度为2.5m/s,船相对静水的速度5m/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.
17.某同学利用如图所示装置,验证两物块通过不可伸长的细绳相连接,沿绳方向分速度相等。是三个完全相同的物块,P、Q用细绳连接,放在水平气垫桌上。物块R与轻质滑轮连接,放在正中间,a、b、c是三个光电门,调整三个光电门的位置,能实现同时遮光,整个装置无初速度释放。
1.为了能达到实验目的,除了记录P、Q、R三个相同遮光片的遮光时间t1、t2、t3外,还必需测量的物理量有( )
A.a、b两个光电门的距离L
B.两个定滑轮的距离d
C.R的遮光片到c的距离H
D.遮光片的宽度x
2.根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等, 验证表达式为__________;
3.若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等,则验证表达式为__________。
18.如图甲所示,在一端封闭,长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动,假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内任意1s内上升的距离都是10cm,玻璃管向右匀加速平移,从出发点开始在第1s内、第2秒内、第3秒内、第4秒内通过的水平位移依次是2.5cm.7.5cm.12.5cm.17.5cm,图乙中y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点,
1.请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹;
2.玻璃管向右平移的加速度a=__________m/s2
3.t=2s时蜡块的速度v2=__________m/s
五、计算题
19.如图所示，用船A拖着车B前进，若船匀速前进，速度为，当绳与水平方向夹角为θ时，求：
（1）车B运动的速度多大？
（2）车B是否做匀速运动？
20.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处,某一时刻起受到沿z轴正方向的恒力F1的作用,F1的大小为2N,若力F1作用时间t0后撤去,撤去力F1后5s末质点恰好通过该平面上的A点,A点的坐标为x0=11m,y0=15m。
1.为使质点按题设条件通过A点,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,力F2应为多大
2.力F1作用时间t0为多长
3.在图中画出质点运动轨迹示意图,在坐标系中标出必要的坐标。
参考答案
1.答案：B
2.答案：B
解析：将绳两端所连物体和小车的速度分别沿绳的方向和垂直于绳的方向进行分解，根据沿绳方向的分速度相等可得，选项B正确。
3.答案：A
解析：当与垂直时，设，活塞的速度为v，将P的速度沿杆方向和垂直于杆方向分解，将活塞的速度v沿杆方向和垂直于杆方向分解，则此时有，可得，选项A正确，B错误；当在同一直线上时，P沿杆方向的分速度为零，则活塞运动的速度等于0，选项C、D错误。
4.答案：A
5.答案：B
解析：乘客所受合力沿车前行方向，与其速度方向不在一条直线上，故乘客的运动轨迹为曲线，选项A、C错误，B正确；当公交车的速度为5 m/s时，该乘客对地的速度为，选项D错误。
6.答案：B
解析：根据速度的合成与分解，可将炮弹从炮口射出时的速度可以分解为水平和竖直方向，如图所示，
在竖直方向的速度为：，故B正确，ACD错误。
7.答案：C
8.答案：BCD
9.答案：AD
解析：A、设静水速为，水流速为，船头保持跟河岸垂直的方向航行时有：，解得水流的速度，故A正确；
BCD、船头垂直河岸时有：在垂直河岸方向上有；
当船正对河岸过河时，合速度与河岸垂直时，合速度为：，且。
联立以上各式解得：；
斜着航线时，船的速度为
，解得：，故BC错误，D正确。
故选：AD。
10.答案：AD
解析：本题通过细绳拉小船考查向心加速度、运动的合成与分解、动能定理、牛顿第二定律。由得，小船沿细绳方向上的速度为，小船经过A点时沿细绳方向上的速度为，小船经过B点时沿细绳方向上的速度为，由作出沿细绳方向速度的图像如图所示，图线的斜率为，小船从A运动到B的过程中，图线与横轴围成的面积即为小船沿细绳方向的位移，则有，联立解得，选项A正确，B错误；小船从A点运动到B点，由动能定理有，由几何知识可知，联立解得，选项C错误；小船在B点时，由牛顿第二定律得，解得，选项D正确。
11.答案：BD
解析：由题图乙、丙可知，猴子在竖直方向做初速度为8 m/s，加速度大小为的匀减速运动，水平方向做速度大小为的匀速运动，其合运动为曲线运动，故猴子在0~2 s内做匀变速曲线运动，选项A错误，B正确；时猴子的速度大小为，选项C错误；猴子在0~2 s内的加速度大小为，选项D正确。
12.答案：
解析：由下图可知, 为绳收缩的速度,
13.答案：240 ; 180
14.答案：
解析：据题意,由平抛运动规律得: ,由于小球落到、、处的水平距离相等,竖直高度为、2、3,而据,经过整理得,所以: .
15.答案：；加速运动
16.答案：80; 200
17.答案：1.BC; 2.t1=t2
3.
解析：物块P的速度,物块Q的速度,因此分析出PQ的速度大小相等,即需要验证表达式,化简可得验证。物块R沿绳方向上的速度分量为,物块P的速度方向沿绳方向,其大小为,要验证式子成立,可通过验证式子即可。由知,只需测出H与d即可,故B、C正确:
18.答案：1.
2.5×10﹣2; 3.0.14
19.答案：（1）
（2）不做匀速运动
解析：（1）把分解为一个沿绳子方向的分速度和一个垂直于绳的分速度，如图所示，
所以车前进的速度应等于的分速度，即
（2）当船匀速向前运动时，θ角逐渐减小，车速将逐渐增大，因此，车B不做匀速运动.
20.答案：1.1.2N; 2.1s; 3.如图所示
解析：1.解答本题的疑难在于根据力的独立作用原理将质点的运动在x、y方向分解,运用类平抛规律解题。
撤去F1,在F2的作用下,质点沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴正方向做匀加速直线运动。
由和可得
代入数据得F2=1.2N。
2.在F1作用下,质点运动的加速度
解得t0=1s。
3.质点运动轨迹示意阁如图所示
1.在河面上方的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30°.人以恒定的速率v拉绳,使小船靠岸,那么( )
A.小船的速率也是恒定的 B.小船的速率是增大的
C.小船的速率是减小的 D.小船的速率是均匀增大的
2.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匀速向右运动时，物体P的速度为( )
A.v B. C. D.
3.曲柄连杆结构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件，如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P。在工作过程中，活塞在汽缸内上下运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为的匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A.当与垂直时，活塞运动的速度等于
B.当与垂直时，活塞运动的速度大于
C.当在同一直线上时，活塞运动的速度等于
D.当在同一直线上时，活塞运动的速度大于
4.船在静水中的速度保持5m/s不变,水流的速度恒定为3m/s,河宽100m,则船到河的对岸需要的时间最少为( )
A.20s B.25s C.15s D.10s
5.公交车是人们出行的重要交通工具，如图所示是某公交车内部座位示意图，其中座位A和座位B的连线与公交车的前进方向垂直。当公交车在某一站台由静止开始启动做匀加速直线运动的同时，一名乘客从A座位沿连线相对公交车以2 m/s的速度匀速运动到B座位，则站在站台上的人看到( )
A.该乘客的运动轨迹为直线
B.该乘客的运动轨迹为曲线
C.因该乘客在公交车上做匀速直线运动，所以乘客处于平衡状态
D.当公交车的速度为5 m/s时，该乘客对地的速度为7 m/s
6.如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是，这个速度在水平方向的分速度为( )
A. B. C. D.
7.某一时刻,一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8m/s和6m/s,则该物体的速度大小是( )
A.2m/s B.6m/s C.10m/s D.14m/s
8.有一条宽100m的河,水流速度为4m/s,一艘小船在静水中的速度为5m/s,则该小船渡河时( )
A.小船不能到达正对岸
B.渡河的时间不可能少于20s
C.以最短位移渡河时,位移大小为100m
D.以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为80m
9.2021年6月14日，在中国传统节日“端午”节之际，太原汾河龙舟公开赛举行。假设一只小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后10min到达对岸下游120m处；若船头保持与河岸成角向上游航行，出发后12.5min到达正对岸。以下说法正确的是( )
A.水流的速度大小为0.2m/s
B.船头与河岸间的夹角为60°
C.小船在静水中的速度大小为0.6m/s
D.河的宽度为200m
10.如图所示，用跨过光滑定滑轮的轻质细绳将小船沿直线拖向岸边，已知拖动细绳的电动机功率恒为P，电动机卷绕细绳的轮子的半径，轮子边缘的向心加速度与时间满足关系，小船的质量，小船受到的阻力大小恒为，小船经过A点时的速度大小，滑轮到水面的竖直高度，则( )
A.小船经过B点时速度为4 m/s
B.小船从A点运动到B点的时间为
C.电动机的功率为50 W
D.小船经过B点时的加速度为
11.如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，以竖直杆为参考系，猴子的图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是( )
A.猴子的运动轨迹为直线 B.猴子在0~2 s内做匀变速曲线运动
C.时猴子的速度大小为8 m/s D.猴子在0~2 s内的加速度大小为12.如图所示,水平面上有一物体,人通过定滑轮用绳子拉它,在图示位置时,若人的速度为5,则物体的瞬时速度为___________.
13.飞机以300km/h的速度斜向上匀速飞行,飞行方向与水平方向成37°.则飞机在水平方向的分速度vx＝________km/h,在竖直方向的分速度vy＝_________km/h。(sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)
14.如图所示,从地面上方点沿相同方向水平抛出的三个小球分别击中对面墙上的、、三点,图中点与点在同一水平线上, 、、、四点在同一竖直线上,且,求这三个小球击中墙时,各自速度的水平分量之比为__________。
15.如图所示，一人用细绳通过定滑轮以恒定的速度竖直向下拉小车使之在水平面内运动，当小车被拉到如图位置时，细绳与水平成60°角，则此时小车运动的速度V= ；小车在水平面上做 （填：匀速运动、加速运动、减速运动）。
16.一条河宽400m,水流的速度为2.5m/s,船相对静水的速度5m/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.
17.某同学利用如图所示装置,验证两物块通过不可伸长的细绳相连接,沿绳方向分速度相等。是三个完全相同的物块,P、Q用细绳连接,放在水平气垫桌上。物块R与轻质滑轮连接,放在正中间,a、b、c是三个光电门,调整三个光电门的位置,能实现同时遮光,整个装置无初速度释放。
1.为了能达到实验目的,除了记录P、Q、R三个相同遮光片的遮光时间t1、t2、t3外,还必需测量的物理量有( )
A.a、b两个光电门的距离L
B.两个定滑轮的距离d
C.R的遮光片到c的距离H
D.遮光片的宽度x
2.根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等, 验证表达式为__________;
3.若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等,则验证表达式为__________。
18.如图甲所示,在一端封闭,长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动,假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内任意1s内上升的距离都是10cm,玻璃管向右匀加速平移,从出发点开始在第1s内、第2秒内、第3秒内、第4秒内通过的水平位移依次是2.5cm.7.5cm.12.5cm.17.5cm,图乙中y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点,
1.请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹;
2.玻璃管向右平移的加速度a=__________m/s2
3.t=2s时蜡块的速度v2=__________m/s
五、计算题
19.如图所示，用船A拖着车B前进，若船匀速前进，速度为，当绳与水平方向夹角为θ时，求：
（1）车B运动的速度多大？
（2）车B是否做匀速运动？
20.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处,某一时刻起受到沿z轴正方向的恒力F1的作用,F1的大小为2N,若力F1作用时间t0后撤去,撤去力F1后5s末质点恰好通过该平面上的A点,A点的坐标为x0=11m,y0=15m。
1.为使质点按题设条件通过A点,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,力F2应为多大
2.力F1作用时间t0为多长
3.在图中画出质点运动轨迹示意图,在坐标系中标出必要的坐标。
参考答案
1.答案：B
2.答案：B
解析：将绳两端所连物体和小车的速度分别沿绳的方向和垂直于绳的方向进行分解，根据沿绳方向的分速度相等可得，选项B正确。
3.答案：A
解析：当与垂直时，设，活塞的速度为v，将P的速度沿杆方向和垂直于杆方向分解，将活塞的速度v沿杆方向和垂直于杆方向分解，则此时有，可得，选项A正确，B错误；当在同一直线上时，P沿杆方向的分速度为零，则活塞运动的速度等于0，选项C、D错误。
4.答案：A
5.答案：B
解析：乘客所受合力沿车前行方向，与其速度方向不在一条直线上，故乘客的运动轨迹为曲线，选项A、C错误，B正确；当公交车的速度为5 m/s时，该乘客对地的速度为，选项D错误。
6.答案：B
解析：根据速度的合成与分解，可将炮弹从炮口射出时的速度可以分解为水平和竖直方向，如图所示，
在竖直方向的速度为：，故B正确，ACD错误。
7.答案：C
8.答案：BCD
9.答案：AD
解析：A、设静水速为，水流速为，船头保持跟河岸垂直的方向航行时有：，解得水流的速度，故A正确；
BCD、船头垂直河岸时有：在垂直河岸方向上有；
当船正对河岸过河时，合速度与河岸垂直时，合速度为：，且。
联立以上各式解得：；
斜着航线时，船的速度为
，解得：，故BC错误，D正确。
故选：AD。
10.答案：AD
解析：本题通过细绳拉小船考查向心加速度、运动的合成与分解、动能定理、牛顿第二定律。由得，小船沿细绳方向上的速度为，小船经过A点时沿细绳方向上的速度为，小船经过B点时沿细绳方向上的速度为，由作出沿细绳方向速度的图像如图所示，图线的斜率为，小船从A运动到B的过程中，图线与横轴围成的面积即为小船沿细绳方向的位移，则有，联立解得，选项A正确，B错误；小船从A点运动到B点，由动能定理有，由几何知识可知，联立解得，选项C错误；小船在B点时，由牛顿第二定律得，解得，选项D正确。
11.答案：BD
解析：由题图乙、丙可知，猴子在竖直方向做初速度为8 m/s，加速度大小为的匀减速运动，水平方向做速度大小为的匀速运动，其合运动为曲线运动，故猴子在0~2 s内做匀变速曲线运动，选项A错误，B正确；时猴子的速度大小为，选项C错误；猴子在0~2 s内的加速度大小为，选项D正确。
12.答案：
解析：由下图可知, 为绳收缩的速度,
13.答案：240 ; 180
14.答案：
解析：据题意,由平抛运动规律得: ,由于小球落到、、处的水平距离相等,竖直高度为、2、3,而据,经过整理得,所以: .
15.答案：；加速运动
16.答案：80; 200
17.答案：1.BC; 2.t1=t2
3.
解析：物块P的速度,物块Q的速度,因此分析出PQ的速度大小相等,即需要验证表达式,化简可得验证。物块R沿绳方向上的速度分量为,物块P的速度方向沿绳方向,其大小为,要验证式子成立,可通过验证式子即可。由知,只需测出H与d即可,故B、C正确:
18.答案：1.
2.5×10﹣2; 3.0.14
19.答案：（1）
（2）不做匀速运动
解析：（1）把分解为一个沿绳子方向的分速度和一个垂直于绳的分速度，如图所示，
所以车前进的速度应等于的分速度，即
（2）当船匀速向前运动时，θ角逐渐减小，车速将逐渐增大，因此，车B不做匀速运动.
20.答案：1.1.2N; 2.1s; 3.如图所示
解析：1.解答本题的疑难在于根据力的独立作用原理将质点的运动在x、y方向分解,运用类平抛规律解题。
撤去F1,在F2的作用下,质点沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴正方向做匀加速直线运动。
由和可得
代入数据得F2=1.2N。
2.在F1作用下,质点运动的加速度
解得t0=1s。
3.质点运动轨迹示意阁如图所示