人教版2019必修第二冊高一物理同步練習(xí)5.2運(yùn)動的合成與分解(一)(原卷版+解析)

5.2運(yùn)動的合成與分解（一）一、單選題1．如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個由蠟做成的小圓柱體R。蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度勻速上浮，玻璃管沿x軸正方向運(yùn)動（玻璃管始終保持豎直），蠟塊R與玻璃管之間的摩擦不計。若玻璃管靜止不動，蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)上浮至玻璃管頂端所用時間為，當(dāng)玻璃管沿x軸正方向勻速運(yùn)動時，蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)上浮至玻璃管頂端用時間為，則（）A． B．C． D．無法判斷2．關(guān)于運(yùn)動的合成與分解，下列說法不正確的是（）A．兩個速度大小不相等的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動B．若兩個互成角度的分運(yùn)動分別是勻速直線運(yùn)動和勻加速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動C．合運(yùn)動的方向即為物體實(shí)際運(yùn)動的方向，且其速度一定大于分速度D．在運(yùn)動的合成與分解中速度、加速度和位移都遵循平行四邊形法則3．趣味投籃比賽中，運(yùn)動員站在一個旋轉(zhuǎn)較快的大平臺邊緣上，相對平臺靜止，向平臺圓心處的球筐內(nèi)投籃球，箭頭指向表示投籃方向，表示大平臺轉(zhuǎn)動的角速度，下面的各俯視圖中籃球可能被投入球筐內(nèi)的是（）A． B．C． D．4．如圖所示，一小船以1.0m/s的速度勻速前行，站在船上的人豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為0.45m。假定拋接小球時手的高度不變，不計空氣阻力，g取10m/s2，當(dāng)小球再次落入手中時，小船前進(jìn)的距離為（）A．0.3m B．0.6m C．0.9m D．1.2m5．如圖所示分別為無人機(jī)在水平方向速度隨時間變化關(guān)系和豎直方向速度隨時間變化關(guān)系圖像，則無人機(jī)（）A．在的時間內(nèi)，受到均勻增大的合外力B．在的時間內(nèi)，加速度保持不變C．在時刻處于最高點(diǎn)D．時刻懸停在空中6．如圖所示，某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到了某物體在平面坐標(biāo)系上受到恒定合外力作用下的一條運(yùn)動軌跡曲線。以下對該運(yùn)動沿x軸方向和y軸方向的兩個分運(yùn)動和該物體受力情況給出的幾種推理正確的是（）A．該物體的運(yùn)動一定為勻變速曲線運(yùn)動B．該運(yùn)動可分解為沿x軸方向勻速直線運(yùn)動和沿y軸方向勻速直線運(yùn)動C．該運(yùn)動一定可分解為沿x軸方向勻加速直線運(yùn)動和沿y軸方向勻加速直線運(yùn)動D．若該物體沿y軸方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動，則物體所受合力不一定指向x軸正方向7．如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個由蠟做成的小圓柱體R。蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0勻速上浮，玻璃管沿x軸正方向運(yùn)動（玻璃管始終保持豎直），蠟塊R與玻璃管之間的摩擦不計。若玻璃管沿x軸正方向由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，則蠟塊R的運(yùn)動軌跡為（）A． B．C． D．二、解答題8．一物體在水平面上運(yùn)動，以物體運(yùn)動的起點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，表中記錄了物體在x軸、y軸方向的速度變化情況。物體的質(zhì)量為m＝4kg，由表中提供的數(shù)據(jù)求物體所受合外力的大小為多少？物體做什么運(yùn)動？時刻（s）01234vx（m/s）810121416vy（m/s）0369129．如圖是貨場裝卸貨物的示意圖，圖中吊車向左運(yùn)動的速率v恒定，使懸吊著的貨物也以同一速率v做水平方向上的勻速運(yùn)動．當(dāng)貨物距貨車x時，吊車上的卷揚(yáng)機(jī)突然啟動，使貨物在水平方向上仍以v勻速運(yùn)動的同時，又沿豎直方向向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動.(1)若貨物的總質(zhì)量為M，求卷揚(yáng)機(jī)啟動前、后吊繩上的拉力各是多大？(2)以卷揚(yáng)機(jī)啟動瞬間物體所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，水平向左為+x方向，豎直向上為+y方向，請?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中畫出貨物運(yùn)動的大致軌跡.(3)為使貨物到達(dá)貨車時至少提升h高度，則v最大值為多少？10．2021年7月，河南鄭州地區(qū)突降暴雨，道路被淹，需要調(diào)用直升飛機(jī)搶運(yùn)被困人員。如圖甲所示，直升飛機(jī)放下繩索吊起被困人員，一邊收縮繩索一邊飛向安全地，前四秒內(nèi)被困人員水平方向的v-t圖和豎直方向的v-t圖分別如圖乙、圖丙所示。不計空氣阻力，。以t=0時刻被困人員所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸的正方向，豎直向上為y軸正方向，求被困人員：（1）在4s末的速度v大??；（2）在4s秒末的位置坐標(biāo)（x，y）的值；（3）在前4s的軌跡方程。11．在足夠大的光滑水平面上，質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力的作用下，時刻從A點(diǎn)以水平初速度開始運(yùn)動；小球運(yùn)動到B點(diǎn)時，剛好是整個運(yùn)動過程中的最小速度；當(dāng)物體運(yùn)動到C點(diǎn)的同時撤去，此時小球速度大小，根據(jù)上述情境回答以下問題：。（1）試求出水平恒力的大小；（2）若在C點(diǎn)給小球施加水平力，小球恰好能做勻速圓周運(yùn)動并返回到A點(diǎn)，則水平力需要滿足什么條件？（3）若以C點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在水平面內(nèi)分別沿方向和垂直方向建立x軸、y軸，當(dāng)小球到達(dá)C點(diǎn)的同時，施加水平恒力，小球后續(xù)的軌跡滿足關(guān)系式，試求出水平恒力的大小。12．研究“運(yùn)動的合成與分解”的演示實(shí)驗(yàn)中會使用一根一端封閉的長玻璃管，如圖所示，管內(nèi)注滿鹽水，某同學(xué)在水中放置一個球形蠟塊后將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個玻璃管倒置，則蠟塊因?yàn)楦×ψ饔蒙仙ú挥嬈渌枇Γ?。已知蠟塊密度，鹽水密度。該同學(xué)在蠟塊沿玻璃管加速上升的同時，玻璃管靜止開始向右勻加速平移，從該時刻開始計時，每通過的水平位移依次是、、、。設(shè)時蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管運(yùn)動的水平位移。(1)求出玻璃管向右平移的水平加速度；(2)請?jiān)趫D中畫出蠟塊內(nèi)的運(yùn)動軌跡；(3)求時蠟塊的速度。5.2運(yùn)動的合成與分解（一）一、單選題1．如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個由蠟做成的小圓柱體R。蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度勻速上浮，玻璃管沿x軸正方向運(yùn)動（玻璃管始終保持豎直），蠟塊R與玻璃管之間的摩擦不計。若玻璃管靜止不動，蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)上浮至玻璃管頂端所用時間為，當(dāng)玻璃管沿x軸正方向勻速運(yùn)動時，蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)上浮至玻璃管頂端用時間為，則（）A． B．C． D．無法判斷【答案】B【詳解】水平方向的運(yùn)動不影響豎直方向的運(yùn)動，故無論玻璃管水平方向如何運(yùn)動，蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)上浮至玻璃管頂端用時間不變。故選B。2．關(guān)于運(yùn)動的合成與分解，下列說法不正確的是（）A．兩個速度大小不相等的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動B．若兩個互成角度的分運(yùn)動分別是勻速直線運(yùn)動和勻加速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動C．合運(yùn)動的方向即為物體實(shí)際運(yùn)動的方向，且其速度一定大于分速度D．在運(yùn)動的合成與分解中速度、加速度和位移都遵循平行四邊形法則【答案】C【詳解】A．兩個速度大小不相等的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動，A正確；B．若兩個互成角度的分運(yùn)動分別是勻速直線運(yùn)動和勻加速直線運(yùn)動，則合速度與加速度不在同一條直線上，所以合運(yùn)動一定為曲線運(yùn)動，B正確；C．合運(yùn)動的方向即為物體實(shí)際運(yùn)動方向，但合速度可能大于、小于或等于任意一個分速度，C錯誤；D．速度、加速度、位移均為矢量，矢量的合成遵循平行四邊形法則，D正確。故選C。3．趣味投籃比賽中，運(yùn)動員站在一個旋轉(zhuǎn)較快的大平臺邊緣上，相對平臺靜止，向平臺圓心處的球筐內(nèi)投籃球，箭頭指向表示投籃方向，表示大平臺轉(zhuǎn)動的角速度，下面的各俯視圖中籃球可能被投入球筐內(nèi)的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】若要籃球能夠被投入球筐內(nèi)，投籃的初速度與做勻速圓周運(yùn)動的線速度的合速度方向應(yīng)指向球筐，而線速度方向沿軌跡切線方向，對應(yīng)四幅圖中的方向向上，根據(jù)平行四邊形定則可知投籃方向應(yīng)斜向左下。故選C。4．如圖所示，一小船以1.0m/s的速度勻速前行，站在船上的人豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為0.45m。假定拋接小球時手的高度不變，不計空氣阻力，g取10m/s2，當(dāng)小球再次落入手中時，小船前進(jìn)的距離為（）A．0.3m B．0.6m C．0.9m D．1.2m【答案】B【詳解】根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性，小球在做豎直上拋運(yùn)動的過程中，小船以1.0m/s的速度勻速前行，由運(yùn)動學(xué)知識有h=gt2解得小球上升的時間t=0.3s從小球開始上拋到小球再次落入手中的時間為2t，則小船前進(jìn)的距離x=v×2t=1.0×2×0.3m=0.6m故選B。5．如圖所示分別為無人機(jī)在水平方向速度隨時間變化關(guān)系和豎直方向速度隨時間變化關(guān)系圖像，則無人機(jī)（）A．在的時間內(nèi)，受到均勻增大的合外力B．在的時間內(nèi)，加速度保持不變C．在時刻處于最高點(diǎn)D．時刻懸停在空中【答案】B【詳解】A．在的時間內(nèi)，無人機(jī)沿x方向和y方向均做初速度為零的勻加速度直線運(yùn)動，其合運(yùn)動仍是勻加速度直線運(yùn)動，受到的合外力不變，選項(xiàng)A錯誤；B．在的時間內(nèi)，無人機(jī)沿x方向做勻速直線運(yùn)動，y方向做勻減速度直線運(yùn)動，加速度方向沿y軸負(fù)方向，大小不變，選項(xiàng)B正確；C．在這段時間內(nèi)無人機(jī)一直向上運(yùn)動，時刻不是處于最高點(diǎn)，選項(xiàng)C錯誤；D．在時刻，無人機(jī)在x軸方向速度為零而y軸方向的速度不為零，合速度不等于零，選項(xiàng)D錯誤。故選B。6．如圖所示，某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到了某物體在平面坐標(biāo)系上受到恒定合外力作用下的一條運(yùn)動軌跡曲線。以下對該運(yùn)動沿x軸方向和y軸方向的兩個分運(yùn)動和該物體受力情況給出的幾種推理正確的是（）A．該物體的運(yùn)動一定為勻變速曲線運(yùn)動B．該運(yùn)動可分解為沿x軸方向勻速直線運(yùn)動和沿y軸方向勻速直線運(yùn)動C．該運(yùn)動一定可分解為沿x軸方向勻加速直線運(yùn)動和沿y軸方向勻加速直線運(yùn)動D．若該物體沿y軸方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動，則物體所受合力不一定指向x軸正方向【答案】A【詳解】A．物體受到恒定合處力作用，且運(yùn)動軌跡為曲線，所以該物體的運(yùn)動一定為勻變速曲線運(yùn)動，故A正確；B．運(yùn)動軌跡為曲線，是變速運(yùn)動，不可能分解為沿x軸方向勻速直線運(yùn)動和沿y軸方向勻速直線運(yùn)動，故B錯誤；C．由于外力的方向不確定，若外力沿x方向，則了分解為沿沿x軸方向勻加速直線運(yùn)動和沿y軸方向勻速直線運(yùn)動，故C錯誤；D．若該物體沿y軸方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動，則物體在y軸方向不受力，而運(yùn)動軌跡向x軸方向彎曲，所受合力一定指向x軸正方向，故D錯誤。故選A。7．如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個由蠟做成的小圓柱體R。蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0勻速上浮，玻璃管沿x軸正方向運(yùn)動（玻璃管始終保持豎直），蠟塊R與玻璃管之間的摩擦不計。若玻璃管沿x軸正方向由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，則蠟塊R的運(yùn)動軌跡為（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】蠟塊在豎直方向勻速上升，在水平方向隨玻璃管由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，故蠟塊的初速度豎直向上，加速度（所受合力）水平向右，故運(yùn)動軌跡與y軸相切且彎向右側(cè)，對比可知，A圖符合題意。故選A。二、解答題8．一物體在水平面上運(yùn)動，以物體運(yùn)動的起點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，表中記錄了物體在x軸、y軸方向的速度變化情況。物體的質(zhì)量為m＝4kg，由表中提供的數(shù)據(jù)求物體所受合外力的大小為多少？物體做什么運(yùn)動？時刻（s）01234vx（m/s）810121416vy（m/s）036912【答案】4N；勻加速曲線運(yùn)動【詳解】由題表中數(shù)據(jù)可知，物體在x軸方向做初速度為vx0＝8m/s、加速度為ax＝2m/s2的勻加速直線運(yùn)動，物體在y軸方向做初速度為零、加速度為ay＝3m/s2的勻加速直線運(yùn)動，合加速度的大小為a＝＝m/s2合加速度方向與合初速度方向不共線，所以物體做勻加速曲線運(yùn)動，物體所受的合外力F＝ma＝4N9．如圖是貨場裝卸貨物的示意圖，圖中吊車向左運(yùn)動的速率v恒定，使懸吊著的貨物也以同一速率v做水平方向上的勻速運(yùn)動．當(dāng)貨物距貨車x時，吊車上的卷揚(yáng)機(jī)突然啟動，使貨物在水平方向上仍以v勻速運(yùn)動的同時，又沿豎直方向向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動.(1)若貨物的總質(zhì)量為M，求卷揚(yáng)機(jī)啟動前、后吊繩上的拉力各是多大？(2)以卷揚(yáng)機(jī)啟動瞬間物體所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，水平向左為+x方向，豎直向上為+y方向，請?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中畫出貨物運(yùn)動的大致軌跡.(3)為使貨物到達(dá)貨車時至少提升h高度，則v最大值為多少？【答案】（1），；（2）見解析；【詳解】（1）卷揚(yáng)機(jī)啟動前貨物無豎直方向加速度，由平衡條件得卷揚(yáng)機(jī)啟動后貨物有豎直向上的加速度，由牛頓第二定律得解得（2）貨物在水平方向做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，故貨物的實(shí)際運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡為拋物線與平拋運(yùn)動軌跡類似，如圖所示（3）貨物在水平方向勻速運(yùn)動，有貨物在豎直方向勻加速運(yùn)動，有由以上兩式解得即貨物的水平速度v不要超過這一所求值10．2021年7月，河南鄭州地區(qū)突降暴雨，道路被淹，需要調(diào)用直升飛機(jī)搶運(yùn)被困人員。如圖甲所示，直升飛機(jī)放下繩索吊起被困人員，一邊收縮繩索一邊飛向安全地，前四秒內(nèi)被困人員水平方向的v-t圖和豎直方向的v-t圖分別如圖乙、圖丙所示。不計空氣阻力，。以t=0時刻被困人員所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸的正方向，豎直向上為y軸正方向，求被困人員：（1）在4s末的速度v大??；（2）在4s秒末的位置坐標(biāo)（x，y）的值；（3）在前4s的軌跡方程?！敬鸢浮浚?）；（2）（12m，8m）；（3）【詳解】（1）在4s末的速度v大小為（2）根據(jù)圖像，4s末水平方向的位移和豎直方向的位移分別為在4s秒末的位置坐標(biāo)為（12m，8m）（3）在前4s的軌跡方程為解得11．在足夠大的光滑水平面上，質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力的作用下，時刻從A點(diǎn)以水平初速度開始運(yùn)動；小球運(yùn)動到B點(diǎn)時，剛好是整個運(yùn)動過程中的最小速度；當(dāng)物體運(yùn)動到C點(diǎn)的同時撤去，此時小球速度大小，根據(jù)上述情境回答以下問題：。（1）試求出水平恒力的大小；（2）若在C點(diǎn)給小球施加水平力，小球恰好能做勻速圓周運(yùn)動并返回到A點(diǎn)，則水平力需要滿足什么條件？（3）若以C點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在水平面內(nèi)分別沿方向和垂直方向建立x軸、y軸，當(dāng)小球到達(dá)C點(diǎn)的同時，施加水平恒力，小球后續(xù)的軌跡滿足關(guān)系式，試求出水平恒力的