5.2运动的合成和分解 同步练习(含答案)

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名称 5.2运动的合成和分解 同步练习(含答案)
格式 docx
文件大小 402.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-02-22 14:33:34

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文档简介

5.2运动的合成和分解
、单选题
若雨滴下落一段时间后以的速度竖直向下匀速运动,某时刻起,受到水平风力作用,着地时水平分速度的大小为,则雨滴着地时合速度的大小为(  )
A.
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800m/s,这个速度在水平方向的分速度为(  )
A.300m/s B.400m/s C.400m/s D.800m/s
如图所示,乒乓球从斜面上滚下,它以一定的速度直线运动,在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口时,对着乒乓球横向吹气,则关于乒乓球的运动,下列说法中正确的是(  )
A.乒乓球将偏离原有的运动路径,但不能进入纸筒
B.乒乓球将保持原有的速度方向继续前进
C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒
D.只有用力吹气,乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒
如图甲所示,玻璃管竖直放置,当红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时,使玻璃管水平向右匀加速运动,直至红蜡块到达玻璃管的最上端。此过程红蜡块运动的轨迹可能为乙图中的(  )
A.S B.R
C.Q D.以上三种情况都有可能
如图所示,一牵引车沿水平面以 的速度向左运动,牵引车连接轻绳跨过滑轮拉升重物,使重物沿竖直杆上升。某一时刻拴在车上的绳子与水平方向的夹角 ,跨过滑轮的绳子恰好相互垂直,此时重物的速度大小为(  )
A.
随着人们生活水平的提高,高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐运动.如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球,由于恒定的水平风力作用,高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴,则(  )
A.球被击出后做平抛运动
B.由于水平风力的原因球在空中运动的时间大于
C.球被击出后受到的水平风力大小为
D.球被击出时的初速度大小为L
如图所示,河水向左流动,实线表示河岸,虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线,下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是(  )
A. B.
C. D.
篮球是中学生最喜爱的运动之一,如图,在某次投篮中,同学以与水平面夹角向上投出,完成一次漂亮的投篮,篮球在空中做一个斜抛运动,以与水平面成的倾角准确落入篮筐,设投球点到篮筐水平距离为,以下分析正确的是(不计空气阻力,,) (  )
A.抛出的水平速度是
B.篮球在空中运动的时间为
C.篮球上升的最高点距篮筐竖直高度为1m
D.抛出点与篮筐的高度差为0.8m
小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相对于水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图中虚线所示。则小船在此过程中(  )
A.无论水流速度是否变化,这种渡河耗时最短
B.越接近河中心,水流速度越小
C.各处的水流速度大小相同
D.渡河的时间随水流速度的变化而改变
如图所示,人在岸上通过滑轮用绳牵引小船,若水的阻力恒定不变,则在船匀速靠岸的过程中,下述说法中正确的是(  )
A.人匀速收绳 B.人收绳的速度越来越大
C.人收绳的速度越来越慢 D.人收绳的速度先快后慢
、多选题
如图所示,质量为m的带孔小球穿过竖直固定的光滑杆,质量也为m的物块用轻绳跨过光滑的轻质定滑轮与小球连接,小球位于O点时连接小球的轻绳水平,现把小球拉至A点静止释放,小球运动到最低点B时速度为零,在小球从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是(  )
A.小球运动到O点时速度最大
B.小球运动到O点时,物块的速度为零
C.小球从A点运动到O点的过程中,小球处于失重状态
D.小球从A点运动到O点的过程中,物块处于超重状态
我国研发生产的无人船艇处于世界领先水平。如图所示,无人船艇在某段海上航行过程中,通过机载传感器描绘出运动的图像,图甲是沿 方向的位移—时间图像,图乙是沿 方向的速度—时间图像。在 内(  )
A.无人船艇在 方向做匀加速直线运动
B.无人船艇在 方向做匀加速直线运动
C.无人船艇的运动轨迹为抛物线
D. 时无人船艇的速度大小为
如图所示,一条两岸平直宽为L=120m的小河,河水流速的大小处处相等,一人驾驶小船由渡口A驶向渡口B,船头始终朝向河对岸,已知船在静水中航速恒定,且船在静水中的速度与河水的流速之比为2:1,若该船到达对岸需要60s。若以地面为参考系,则下列说法正确的是(  )
A.河水流速为2m/s
B.船的速度为m/s
C.船在渡河时轨迹是一条直线,且与水平方向所成夹角为60°
D.船在渡河时轨迹是一条直线,且与水平方向所成夹角大于60°
、解答题
炮筒与水平方向成30°角(图),炮弹从炮口射出时的速度大小是800 ,这个速度在水平方向和竖直方向的分速度各是多大?
一只船在200m宽的河中横渡,水流速度是2m/s,船在静水中的航速是4m/s,则
(1)小船怎样才能以最短时间渡过河去?需时多少?
(2)小船怎样才能以最短路径渡过河去 需时多少?
5.2运动的合成和分解答案解析
、单选题
【答案】C
【解析】【解答】落地时合速度的大小为
C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用速度的合成得出落地时的速度。
【答案】B
【解析】【解答】水平分速度为
故答案为:B。
【分析】对炮弹的速度进行分解可以求出水平分速度的大小。
【答案】A
【解析】【解答】ABCD.当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒,要提前吹才会进入纸筒,A符合题意BCD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同,故加速度与速度不在同一方向上,所以小球做曲线运动。
【答案】C
【解析】【解答】红蜡块竖直方向做匀速运动,水平方向做匀加速运动,合加速度方向水平向右,则合外力方向水平向右,据运动的合成与分解,运动的轨迹偏向合外力的方向,则此过程红蜡块运动的轨迹可能为乙中的Q。
故答案为:C。
【分析】物体在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀加速运动,分别利用运动学公式求解位移公式,联立求解物体轨迹表达式。
【答案】A
【解析】【解答】将牵引车和重物的速度分解为沿绳和垂直于绳的速度,沿绳速度大小相等,
故答案为:A.
【分析】利用速度的分解可以求出重物速度的大小。
【答案】C
【解析】【解答】A.小球击出后,受重力和风力作用,不是平抛运动,A不符合题意;
B.小球在竖直方向上做自由落体运动,根据 得,可得
水平风力的作用不影响竖直方向的运动,故运动时间不变为 ,B不符合题意;
CD.球竖直进A穴可知水平方向做匀减速直线运动,有
解得水平初速度为
而水平加速度大小为
根据牛顿第二定律得,风力为
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由于小球受到风力作用所以不是做平抛运动;由于风力对竖直方向的运动没有影响所以利用位移公式可以求出运动的时间;利用水平方向的平均速度公式可以求出初速度的大小;结合速度公式和牛顿第二定律可以求出风力的大小。
【答案】A
【解析】【解答】小船若要使渡河时间最短,则船头应始终与河岸保持垂直,而小船实际运动轨迹沿合速度方向,为斜向左上,综上所述可知A符合实际。
故答案为:A.
【分析】小船若要使渡河时间最短,则船头应始终与河岸保持垂直。根据平行四边形法则,合速度方向斜向左上方。
【答案】A
【解析】【解答】ABD.设初速度为,进入篮筐时速度为v,由于篮球做斜上抛运动,所以篮球抛出时与落入篮筐时的水平速度相等
设抛出点与篮筐的高度差为h,竖直方向做匀减速直线运动,由运动学公式得
设篮球从抛出到落入篮筐的时间为t,由运动学公式得
投球点到篮筐的水平距离
解得
则抛出的水平速度
BD不符合题意A符合题意;
C.篮球上升的最高点距篮筐竖直高度
解得
故答案为:A.
【分析】根据速度的分解以及匀变速直线运动的位移与速度的关系的速度与时间的关系得出初速度和进入篮筐时的速度,利用速度的分解得出抛出的水平速度。
【答案】A
【解析】【解答】AD.由于船头始终垂直指向河岸,这种渡河方式耗时最短,无论水流速度是否变化,渡河的时间不变,A符合题意,D不符合题意;
BC.从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有向下游的加速度,小船后具有向上游的加速度,故加速度是变化的,由于水流是先加速后减速,即越接近河岸水流速度越小,B、C不符合题意;
故答案为:A.
【分析】当船速度与水流速度的合速度指向对岸时,此时过河所走的路程最短,求出合速度再除以河宽即可;如果船头始终垂直于河对岸,那么过河所用的时间最短,直接利用河宽除以船的速度即可。
【答案】C
【解析】【解答】设船运动的速度方向和绳子之间的夹角为 ,由运动的分解与合成可知船的运动为合运动,绳子的运动为分运动,因此 ,船在向前运动的过程中 在逐渐增大,船速不变,因此绳的速度在逐渐减小, C符合题意,ABD不符合题意
故答案为:C
【分析】把自由端的速度分解到沿绳子的速度和垂直于绳子的速度,其中沿绳子的速度等于拉物体的速度,再利用几何关系分析两个物体速度的关系。
、多选题
【答案】B,C
【解析】【解答】A.小球运动到O点时,小球受向下的重力,水平方向上受力平衡,则在O点时小球有与速度方向同向的加速度,故要接着加速,所以小球运动到O点时速度并没达到最大,A不符合题意;
B.物块的速度与绳子的速度相同,在O点时绳子与小球运动方向垂直,因此此时绳子上没有小球的分速度,故绳子的速度为0,物块的速度也为0,B符合题意;
C.小球从A点运动到O点的过程中,小球所受合力向下,小球加速度方向向下,小球处于失重状态,C符合题意;
D.小球从A点运动到O点的过程中,物块的速度从0到0,则物块会经历一个先加速后减速的过程,加速度方向先向下后向上,物块先失重后超重,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】小球在O点其重力向下所以其小球运动到O点速度没有最大;利用速度的分解可以判别小球运动到O点时其物块的速度等于0;利用加速度的方向可以判别超重与失重。
【答案】B,C,D
【解析】【解答】ABC.由图可知,小船沿 方向的分运动做匀速直线运动,沿 方向的的分运动为向上做匀加速直线运动。根据运动的合成与分解,可知小船的合运动为匀加速曲线运动。A不符合题意,BC符合题意;
D. 时,无人船艇的水平分速度为
竖直分速度大小为
故合速度大小为
D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用x方向的斜率不变可以判别无人舰艇在x方向做匀速直线运动,利用y方向的图像斜率不变可以判别无人舰艇做匀加速直线运动;利用速度方向和加速度方向不同可以判别其轨迹为曲线运动;利用速度的合成可以求出合速度的大小。
【答案】B,D
【解析】【解答】AB.船在静水中的速度 ,河水流速为 ,船的速度为 ,A不符合题意,B符合题意;
CD.船在渡河时轨迹是一条直线,与水平方向所成夹角为θ,有 ,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用船速的大小可以求出水速的大小;利用速度的合成可以求出船合速度的大小;利用速度的分解可以求出合速度的方向,由于分速度保持不变,则合速度保持不变。
、解答题
【答案】解: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,则水平方向的分速度为
则竖直方向的分速度为
【解析】【分析】炮弹从炮口射出后做斜抛运动,利用速度的分解结合合速度的大小可以求出两个分速度的大小。
【答案】(1)解:要使小船渡河时间最短,应使船头方向垂直对岸行驶,如图2所示.其渡河时间t= s=50 s.
(2)解:要使小船以最短路径渡河,合速度方向应垂直对岸,如图1所示.则 ,得θ=60°,即船头与河岸上游成60°角,这时v=v2sin θ=2 m/s
渡河时间:
【解析】【分析】(1)当船头垂直于河岸时过河时间最短,利用河岸宽度除以船在静水的速度可以求出最短的时间;
(2)当小球合速度方向垂直于河岸时其过河位移最短,利用速度的合成可以求出其船头的方向;结合速度合成可以求出合速度的大小,结合河岸宽度可以求出运动的时间。
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