四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版必修2:1.2运动的合成与分解 跟踪训练(含解析)

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名称 四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版必修2:1.2运动的合成与分解 跟踪训练(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-07-01 18:05:05

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文档简介

1.2运动的合成与分解
课时作业(含解析)
1.小船在静水中速度为0.5m/s,水的流速为0.3m/s,河宽为120m,下列说法正确的是(

A.当小船垂直河岸划动时,路程最短
B.小船过河的最短时间为400s
C.当小船与河岸上游成角划动时,路程最短,此时过河时间为300s
D.当小船垂直河岸划动时,时间最短,此时靠岸点距出发点的水平距离为72m
2.如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知(  )
A.物体A做匀速运动
B.物体A做加速运动
C.物体A所受摩擦力逐渐增大
D.物体A所受摩擦力不变
3.一质量为物体做匀速直线运动,某一时刻受到恒力作用,从该时刻起,甲图表示该物体在轴方向上分运动的图象,乙图表示该物体在轴方向上分运动的图象。根据图象可以判定(

A.物体受到的恒力大小为
B.物体在恒力作用下将做匀变速直线运动
C.在时物体运动的瞬时速度大小是
D.的时间内,物体运动的位移为
4.一个半径为R的半圆柱体沿水平方向向右以速度V0匀速运动.在半圆柱体上搁置一根竖直杆,此杆只能沿竖直方向运动,如图所示.当杆与半圆柱体接触点P与柱心的连线与竖直方向的夹角为θ,则此时杆的运动速度为(
).
A.V1=V0.tgθ.
B.V1=V0.sinθ
C.V1=V0.cosθ
D.V1=V0/tgθ
5.如图所示,甲、乙两运动员同时从水流湍急的河岸下水游泳,甲在乙的下游且速度大于乙.欲使两人尽快在河中相遇,则应选择的游泳方向是
( 
 )
A.都沿虚线方向朝对方游
B.都偏离虚线偏向下游方向
C.甲沿虚线、乙偏离虚线向上游方向
D.乙沿虚线、甲偏离虚线向上游方向
6.质量为2kg的物体在xoy平面上运动,在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像如题图所示,下列说法正确的是:


A.前2s内质点做匀变速曲线运动
B.质点的初速度为8m/s
C.2s末质点速度大小为8m/s
D.质点所受的合外力为16N
7.某人以一定的速率垂直于河岸向对岸游去,当河水是匀速运动时,人所游过的路程、过河的时间与水速的关系是
A.水速大时,路程长,时间短
B.水速大时,路程长,时间不变
C.水速大时,路程长,时间长
D.水速、路程与时间无关
8.驳船本身无自航能力,需拖船或顶推船拖带.其特点为设备简单、吃水浅、载货量大.如图所示,
为在平静海面上,两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图.A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向,A、B、C不在一条直线上.由于缆绳不可伸长,因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等,由此可知C的(  )
A.速度大小可以介于A、B的速度大小之间
B.速度大小一定不小于A、B的速度大小
C.速度方向可能在CA和CB的夹角范围外
D.速度方向一定在CA和CB的夹角范围内
9.质量为0.2kg的物体,其速度在x、y方向的分量vx、vy,与时间t的关系如图所示,已知x、y方向相互垂直,则(

A.0-4s内物体做曲线运动
B.0-6s内物体一直做曲线运动
C.0-4s内物体的位移为12m
D.4-6s内物体的位移为m
10.质量为2kg的质点在xy平面上运动,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5m/s
B.质点所受的合外力为4N
C.2s末质点速度大小为6m/s
D.质点做匀变速曲线运动
11.如图甲所示,竖直放置、两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一能在水中以0.3
m/s的速度匀速上浮的红蜡块。当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平匀速向右运动,测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为,则:(;)
(1)根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为___________m/s。
(2)如图乙所示,若红蜡块从A点匀速上浮的同时,使玻璃管水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的__________。
A.直线P
B.曲线Q
C.曲线R
D.无法确定
12.水滴自高处由静止开始下落,落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则水滴下落的时间__________(选填“变长”、“变短”或“不变”);水滴落地时的瞬时速度_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.一小船从河岸的A点出发渡河,小船船头保持与河岸垂直方向航行,经过10min到达河对岸B点下游120m的C处,如图所示。如果小船保持原来的速率逆水斜向上游与河岸成α角方向航行,则经过12.5min恰好到达正对岸的B处。求:
(1)水流速度;
(2)河的宽度。
14.一物体在光滑水平面上运动,它在x方向和y方向上的两个分运动的速度—时间图象如图所示.
(1)计算物体的初速度大小;
(2)计算物体在前3
s内和前6
s内的位移大小.
参考答案
1.D
【解析】
ABD.当船头的指向与河岸垂直时,渡河时间最短,则有最短时间:
s
在沿水流方向的位移为:
x=vst=0.3×240=72m
AB错误,D正确;
C.当小船的合速度与河岸垂直时,渡河位移最短,则有水与船的合速度为:
m/s
设偏向上游与河岸的夹角为,则有:
则有:
解得:
所以最短路径渡过河所需时间为:
s
C错误。
故选D。
2.B
【解析】
B匀速下降,A沿水平面向左做运动,如图1,VB是VA在绳子方向上的分量,VB是恒定的,随着VB与水平方向的夹角增大,VA增大,所以A在水平方向上向左做加速运动.选项A错误,B正确;
因为B匀速下降,所以B受力平衡,B所受绳拉力T=GB,A受斜向上的拉力等于B的重力,在图2中把拉力分解成竖着方向的F2和水平方向的F1,在竖直方向上,有N+F2=GA.绳子与水平方向的夹角增大,所以有F2增大,支持力N减小,所以摩擦力减小,选项C错误、D正确.故选BD.
【点睛】
该题既考查了力的合成与分解,又考察了运动的合成与分解,是一道质量较高的题.该题在对A的运动的分解时,要明确谁是合速度,谁是分速度,注意物体实际运动的速度为合速度.此种情况是把合速度沿绳子收缩的方向和绳子摆动的方向进行正交分解.
3.C
【解析】
AB.根据图象可知,受到恒力作用后物体在轴方向上以的加速度做初速度为零的匀加速直线运动,在轴方向上做速度为的匀速直线运动,即物体初速度沿轴方向,恒力沿轴方向,故物体合运动是匀变速曲线运动,由题图甲知
根据牛顿第二定律
故AB错误;
C.由题图乙知,轴方向做匀速直线运动,分速度大小为
时轴方向瞬时速度
故时物体的瞬时速度为
故C正确;
D.根据匀变速直线运动方程,可知在的时间内,轴方向的分位移为
轴方向匀速运动的位移为
所以的时间内物体运动的位移为
故D错误。
故选C。
4.A
【解析】
利用逆向思维,可以设竖直杆向下以速度运动,使得半圆柱体以速度向左运动,把速度分解,如图所示:
由几何知识可得:.故A正确,BCD错误.
5.A
【解析】
甲乙两运动员都参与了静水的运动和水流的运动,最终的运动是两运动的合运动,因为两人的水流速相等,以甲为参考系,在水流速方面,乙相对于甲是静止的,可知,要两人尽快地在河中相遇,则都沿虚线方向朝对方游,此时时间最短,故A正确,BCD错误。
6.A
【解析】
AB.x方向物体做初速度为8m/s,加速度为4m/s2的加速运动,y方向物体做速度为4m/s的匀速运动;质点初速度为m/s;则前2s内质点做匀变速曲线运动,选项A正确,B错误;
C.2s末质点在x方向速度为零,y方向速度为4m/s,则合速度大小为4m/s,选项C错误;
D.质点的合外力为F=max=8N,选项D错误。
故选A。
7.B
【解析】
试题分析:人过河时参与了两个运动,一个是垂直于河岸的运动,另一个是沿水流的运动,两运动相互独立.
人垂直于河岸过河,而过河的距离不变,船在静水中速度不变,若水流速变大,则人沿水流方向运动的距离增大,故路程变长,而过河时间是由河宽与船速之比求得,则过河时间不变,故B正确.
8.BC
【解析】
船C沿着绳子靠向A船的同时还要绕A船转动;船C沿着绳子靠向B船的同时还要绕B船转动;先将船C的速度先沿着平行AC绳子和垂直AC绳子方向正交分解;再将船C的速度先沿着平行BC绳子和垂直BC绳子方向正交分解;
由于绳子不可伸长,故每条船沿着绳子方向的分速度是相等的;由于船C的速度方向未知,可能在AC与BC绳子之间,也可能不在在AC与BC绳子之间,故两船速度大小无法比较,但两拖船速度一定小于C船速度;故A错误,B正确;由于船C的合速度方向未知,可以在AC与BC绳子之间,也可能在AC与BC绳子之外,故C正确,D错误;故选BC.
【点睛】
本题关键要记住一个结论,即用绳子连接的物体,在绳子不可伸长的情况下,这些物体的速度沿着绳子方向的分速度是一定相等的;原题中最后一句话是多余的,是为帮助大家理解的;较难.
9.AD
【解析】
A.由图象可知:在0~4
s内物体在x方向做匀速运动,在y方向做匀加速直线运动,所以合外力在竖直方向上,所以合外力与初速度不在同一直线上,物体做曲线运动,A正确;
B.4s初x方向的速度为2m/s,加速度为-1m/s2,y方向上的初速度为4m/s,加速度为-2m/s2,可知合加速度的方向与合速度的方向在同一条直线上,做直线运动,即4-6s内,物体做直线运动,B错误;
C.根据速度时间图象的“面积”等于位移,及矢量合成原则有:0~4s内物体的x方向的位移为x=2×4=8m,y方向的位移:m,则合位移m,C错误;
D.根据矢量合成原则有:4~6
s内物体的位移为m,D正确.
10.AD
【解析】
A.由图像可知,x方向的初速度,y方向的初速度
故质点的初速度
故A正确;
B.由图像可知,y方向为匀速直线运动,加速度,x方向的加速度
由牛顿第二定律得,质点所受的合外力为
故B错误;
C.由图像可知,2s末,x方向的速度,y方向的速度,故2s末质点速度大小为
故C错误;
D.从下图可知,质点所受的合外力与初速度不共线,且合外力恒定不变,所以质点做匀变速曲线运动,故D正确。
故选AD。
11.0.4
B
【解析】
(1)[1]据平行四边形定则可知,玻璃管水平方向的移动速度为
(2)[2]红蜡块在竖直方向做匀速运动,在水平方向做匀加速运动,则红蜡块所受的合外力方向水平向右,合速度方向与合外力方向不共线,红蜡块做曲线运动;因为合外力的方向指向轨迹的凹侧,可知红蜡块实际运动的轨迹是图中的曲线Q,故B正确,ACD错误。
故选B。
12.不变
变大
【解析】
[1]将水滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,水平方向随风一起飘动,竖直方向同时向下落;因为水平方向的分运动对竖直分运动无影响,故落地时间与水平分速度无关,即下落时间不变;
[2]由于风速越大,水平方向上的分速度越大,由
可知由两分运动的速度合成得到的合速度也越大;即风速越大,落地时合速度越大。
13.(1)0.2m/s;(2)200m
【解析】
(1)设水流速度为v1,小艇在静水中速度为v2,艇身与河岸垂直时,x=v1t1,则有
(2)艇身逆向上游行驶时,速度情况如图所示,

艇身与河岸垂直时,d=v2t1,
故得v2=20m/min=0.33m/s;
河宽d=v2t1=200m
【点睛】
解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解,注意船的实际运动是和运动.
14.(1)
;(2)30m
,180
m
【解析】
(1)物体的初速度为:m/s=50m/s.
由tanα=,得α=53?,故物体的初速度方向与x轴成53?.
(3)根据图象的面积表示位移,可得物体在前3s内:
x轴方向的分位移为sx3=vx?t=30×3m=90m
y轴方向的分位移为sy3=(40×3)/2=60m
故物体在前3s内的位移大小s3==30m
在前6s内,可得:
x轴方向的分位移为sx6=vx?t=30×6m=180m
y轴方向的分位移为sy6=0m
故物体在前6s内的位移大小s6=sx6=180m
【点睛】
(1)初速度为两个分运动初速度的合速度,由平行四边形定则可得出初速度;
(2)分别求得两分运动的位移,由平行四边形定则可求得合位移.