2022-2023学年下学期高一物理人教版(2019)5.2运动的合成和分解 课时检测 (含解析)

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名称 2022-2023学年下学期高一物理人教版(2019)5.2运动的合成和分解 课时检测 (含解析)
格式 docx
文件大小 177.1KB
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 19:17:29

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文档简介

5.2运动的合成和分解
、单选题
船在静水中的速度为6m/s,当它在流速为8m/s、宽度为120m的河水中航行时,下列说法正确的是(  )
A.船不可能垂直到达对岸
B.船在河水中的最大速度为10m/s
C.要使船航行到对岸所需的时间最短,船头必须指向上游
D.船一定能垂直到达对岸,且到达对岸所需的时间为20s
一小船渡河,河宽 ,水流速度 ,船在静水中的速度为 ,则(  )
A.小船渡河的最短时间为25s
B.小船最短时间渡河时,小船的位移为100m
C.小船渡河的最短位移为100m
D.小船最短位移渡河时,渡河的时间为25s
国产大飞机C919是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机,于2017年5月5日成功首飞。如图所示,飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为35m/s,竖直分速度为25m/s,已知在此后的1min内,飞机在水平方向做加速度为1m/s2的匀加速直线运动,竖直方向做加速度为2m/s2的匀加速直线运动。关于这1min内飞机的运动与受力情况,下列选项正确的是(  )
A.飞机做匀变速直线运动
B.前10s内,飞机竖直方向的平均速度为30m/s
C.10s末,飞机的速度方向与水平方向的夹角为45°
D.前10s内,水平方向的分位移与竖直方向分位移之比为5:3
跳伞员在打开降落伞一段时间后,在竖直方向以4m/s的速度匀速下降。恰好遇上有风天气,风使跳伞员在水平方向上以3m/s的速度匀速运动。则跳伞员着地速度的大小为(  )
A.0 B.3m/s C.4m/s D.5m/s
一条小船位于200m宽的河正中A点处,从这里向下游处有一危险区,当时水流速度为4m/s,为了使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静水中的速度至少是(  )
A.m/s B.m/s C.2m/s D.4m/s
如图所示为长江一段平行江道,一轮船以相对于水恒定的速率渡江,水匀速流动(假设整个江道水流速度相同)。当水流速度变大时,下列说法正确的是(  )
A.若船头始终垂直指向江岸方向,则轮船行驶位移变大,过江时间变短
B.若船头始终垂直指向江岸方向,则轮船行驶位移不变,过江时间不变
C.若保证轮船航行轨迹垂直江岸,则轮船行驶位移不变,过江时间变长
D.若保证轮船航行轨迹垂直江岸,则轮船行驶位移不变,过江时间不变
为了研究平抛物体的运动,可进行如下实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自落体运动,两球同时落到水平地面,改变下落高度依然观察到上述现象,由此说明A球离开轨道后(  )
A.水平方向的分运动是匀速运动
B.水平方向的分运动是匀加速运动
C.竖直方向的分运动是匀速运动
D.竖直方向的分运动是自由落体运动
质量为2kg的质点在 平面上做曲线运动,在 方向的速度图象和 方向的位移图象如图所示,下列说法正确的是(  )
A.质点的初速度大小为5 m/s
B.2s末质点速度大小为6 m/s
C.质点做曲线运动的加速度大小为2 m/s2
D.质点初速度的方向与合外力方向垂直
一条宽度为L的河流河水流速为v1,一只小船在静水中的速度为v2,v2>v1,这只小船要渡过这条河流,下列说法正确的是(  )
A.最短时间为
B.最短时间为
C.小船无法到达正对岸
D.小船在河水中运动的速度一定大于v2
某小船渡河时做匀速直线运动,小船相对于河岸的速度大小为,方向与河岸的夹角为,河宽为,河水速度恒定,则下列判断正确的是(  )
A.河水速度大小为 B.河水速度大小为
C.渡河时间为 D.渡河时间为
、多选题
澳大利亚东部遭遇洪灾,当地一辆摩托艇接到救援任务,在一宽度为的洪水对面解救被困人员。摩托艇在静水中的速度为,洪水的流速为,则下列说法正确的是(  )
A.摩托艇可以垂直到达正对岸
B.摩托艇垂直到达正对岸的时间为
C.摩托艇到达对面的最短时间为
D.若摩托艇以最短时间到达洪水对面,则摩托艇沿着洪水流速方向运动了
如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为f,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时(  )
A.人拉绳行走的速度为vcosθ B.人拉绳行走的速度为
C.船的加速度为 D.船受到的浮力为
一小型无人机在高空中飞行,将其运动沿水平方向和竖直方向分解,水平速度随时间t变化的图像如图甲所示,竖直方向的位移y随时间t变化的图像如图乙所示。关于无人机的运动,下列说法正确的是(  )
A.在内做直线运动 B.在内做曲线运动
C.时的速度大小是内的位移大小为
、解答题
如图所示,长度 的玻璃管竖直放置,红蜡块能在玻璃管的水中以 的速度匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管从静止开始水平向右做加速度 的匀加速直线运动,在红蜡块从A运动到B的过程中,求:
(1)玻璃管水平运动的距离x,
(2)在图中大致画出蜡块运动的轨迹。
有一条渡船正在渡河,河宽260米,船在静水中的速度是36千米每小时,水的流速是18千米每小时,为了让船能垂直于河岸渡河,船应该怎样运动?
5.2运动的合成和分解答案解析
、单选题
【答案】A
【解析】【解答】AD.由已知小船在静水中速度v1=6m/s,河宽d=120m,水速v2=8m/s,因v2>v1,由矢量合成的平行四边形法则可知合速度不能垂直河岸,故船不可能垂直于河岸抵达正对岸,A符合题意,D不符合题意;
B.只有v1与v2垂直时合速度才为
船速的方向与水流速度方向之间的夹角小于90°时,合速度大于10m/s,B不符合题意;
C.当船头与岸垂直时,渡河时间最短,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】A
【解析】【解答】A.若让小船渡河时间最短,船头始终正对河岸即可,渡河时间为
A符合题意;
B.小船渡河时间最短时,船沿水流方向运动的距离为
则小船的位移为
B不符合题意;
CD.要使渡河位移最小,由于
船的合速度不能垂直于河岸,当船的合速度方向与河岸之间的夹角最大时,渡河位移最小,设船头与河岸上游夹角为θ,有
所以
此时合速度方向与河岸之间的夹角为
则船的最小位移为
合速度大小为 则渡河时间为
CD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】利用河岸宽度除以船速可以求出最短的过河时间;利用其平行河岸的位移公式可以求出平行于河岸的位移,结合位移的合成可以求出小船的位移的大小;利用其速度的合成可以求出合速度的方向及大小,结合其合位移和速度的大小可以求出过河的时间。
【答案】C
【解析】【解答】在10s中内,水平方向做匀加运动,水平分速度
竖直方向做匀加运动,竖直分速度
A.初始时刻速度的夹角的正切值为
后来不是,由于速度的方向发生变化,而加速度不变,因此飞机做匀变速曲线运动,A不符合题意;
B.前10s内,飞机竖直方向的平均速度
B不符合题意;
C.10s末,飞机的速度方向与水平方向的夹角为 ,则

C符合题意;
D.前10s内,水平方向平均速度
水平方向的分位移与竖直方向分位移之比
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】对飞机进行分析,飞机的合速度方向和合加速度方向不共线,故飞机做匀变速曲线运动;根据匀变速直线运动的规律以及运动的合成与分解的规律分析求解。
【答案】D
【解析】【解答】根据速度的合成与分解,可得
故答案为:D。
【分析】利用速度的合成可以求出合速度的大小。
【答案】C
【解析】【解答】设小船的合速度与水流速度的夹角为;则有
因此 船速与合速度方向垂直,则
故答案为:C。
【分析】根据距离关系得出合速度与水流速度的夹角,利用速度的分解得出小船在静水中的最小速度。
【答案】C
【解析】【解答】AB.若船头始终垂直指向江岸方向,设河宽为d,船垂直于河岸的速度为v
时间与水速无关,根据
水流速度变大时,船沿下游的位移变大,则轮船行驶位移变大,AB不符合题意;
CD.若保证轮船航行轨迹垂直江岸,则轮船行驶位移不变,河宽为d,渡江时间
则过江时间变长,D不符合题意C符合题意;
故答案为:C。
【分析】当船头垂直于河岸,利用河岸宽度除以静水船速可以判别其过程时间与水流速度无关,利用水平方向可以判别位移受水速的影响;当垂直于河岸过河,其轮船位移保持不变,利用其河岸宽度除以合速度可以判别渡河时间变长。
【答案】D
【解析】【解答】两球同时落到水平地面,说明A球离开轨道后竖直方向的分运动是自由落体运动,无法说明水平方向的运动情况,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动。
【答案】A
【解析】【解答】A.由x方向的速度图象可知,在x方向初速度的 ,加速度为 ,受力 ,由y方向的位移图象可知在y方向做匀速直线运动,速度为 ,受力 ,因此质点的初速度为 ,A符合题意,C不符合题意;
B、 末质点速度应该为 ,B不符合题意;
D、合外力方向在x轴方向上,所以质点初速度方向与合外力方向不垂直,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】利用速度时间图像的斜率可以求出x方向的加速度,利用y方向的位移图像可以求出其速度的大小;利用速度的合成可以求出合速度的大小;其初速度方向与加速度方向不垂直。
【答案】A
【解析】【解答】当静水速与河岸垂直时,过河的时间最短,最短渡河时间为 ,A符合题意,B不符合题意;根据平行四边形定则,由于船在静水中的速度大于水流速,则合速度可能垂直于河岸,即船可能垂直到达对岸,C不符合题意;合速度可能大于分速度,也可能小于分速度,也可能等于分速度,D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】D
【解析】【解答】AB.小船相对于河岸的速度方向与河岸的夹角为,没有说明是与河岸的上游还是下游的夹角,则无法求得河水的速度,AB不符合题意;
CD.把小船相对于河岸的速度分解垂直于河岸方向和沿河岸方向,则垂直于河岸方向为
则渡河时间为
C不符合题意D符合题意。
故答案为:D。
【分析】小船渡河要分清是与河岸的上游还是下游的夹角为。由垂直河岸方向分运动即可求出渡河时间。分运动与合运动等时。
、多选题
【答案】A,D
【解析】【解答】AB.因水流速度小于船在静水中的航速,当合速度的方向垂直于河岸方向时,小船可以垂直到达正对岸,根据平行四边形定则,合速度的大小
小船过河所需的时间是
A符合题意,B不符合题意;
C.当船头指向正对岸时,过河时间最短,由运动的独立性,过河所需时间为
C不符合题意;
D.渡河最短时间时,沿河岸运动距离为
D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用其船在静止中速度大于水速所以小船可以垂直到达正对岸;利用其速度的合成可以求出合速度的大小,结合河岸宽度可以求出过河的时间;利用其河岸宽度除以船速可以求出最短的过河时间;利用其最短的时间结合水速可以求出沿河岸运动的距离。
【答案】A,C
【解析】【解答】AB.船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度,如图所示
根据平行四边形定则有
A符合题意,B不符合题意;
CD.对小船受力分析,如图所示
水平方向根据牛顿第二定律有
因此船的加速度大小为
在竖直方向受力平衡有 所以船受到的浮力为
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】对船的速度进行分解,利用船速可以求出绳子方向的速度大小;利用水平方向的牛顿第二定律可以求出船的加速度大小;利用竖直方向的平衡方程可以求出船受到的浮力大小。
【答案】B,D
【解析】【解答】AB. 在内水平方向做匀加速运动,竖直方向做匀速运动,则合运动为曲线运动,A不符合题意,B符合题意;
C. 时的水平速度
竖直速度
则合速度大小是
C不符合题意;
D. 内x方向的位移x=12m,y方向的位移y=5m,则合位移大小为
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】从图像可以判别无人机在水平方向做匀加速直线运动,在竖直方向做匀速直线运动;利用速度的合成可以判别无人机做曲线运动;利用速度的合成可以求出合速度的大小;利用水平方向图像的面积可以求出位移的大小,利用竖直方向初末坐标可以求出位移的大小;利用位移的合成可以求出合位移的大小。
、解答题
【答案】(1)解:红蜡块由A运动到B所花的时间为
玻璃管在水平方向运动的距离为
(2)解:由于玻璃管向右做匀加速运动,加速度方向向右。因此,运动轨迹向右弯曲,其轨迹如图所示
【解析】【分析】(1)蜡块竖直方向做匀速直线运动,利用位移公式可以求出运动的时间,结合水平方向的匀加速直线运动的位移公式可以求出水平运动的距离大小;
(2)由于玻璃管做加速运动,利用合力方向可以判别蜡块运动轨迹的弯曲方向。
【答案】解:在静水中的速度是
水的流速是
小船以最短距离过河时,则静水中的速度斜着偏向上游,导致合速度垂直河岸,如图所示
设船头与上游的偏角为 ,则有
解得
即静水中的速度斜着偏向上游
【解析】【分析】利用速度的合成结合三角形定则可以求出速度的方向。
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