2024-2025學(xué)年高中物理第一章拋體運動2運動的合成與分解課時練習(xí)含解析教科版必修2

PAGE8-運動的合成與分解(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.著陸傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),風(fēng)速越大,則著陸傘()A.下落的時間越短 B.下落的時間越長C.落地時速度越小 D.落地時速度越大【解析】選D。著陸傘在勻速下降,風(fēng)從水平方向吹來,下落時間與水平速度無關(guān),高度肯定,所以下落時間肯定,A、B錯誤;水平速度越大,豎直速度不變,則其合速度越大,所以C錯誤,D正確。2.某人騎自行車以4m/s的速度向正東方向行駛,天氣預(yù)報報道當(dāng)時是正北風(fēng),風(fēng)速也是4A.西北風(fēng),風(fēng)速4m/s B.西北風(fēng),風(fēng)速4C.東北風(fēng),風(fēng)速4m/s D.東北風(fēng),風(fēng)速4【解析】選D。若無風(fēng),人向東騎車,則相當(dāng)于人不動,刮正東風(fēng),而實際風(fēng)從正北方刮來,所以人感覺到的風(fēng)應(yīng)是這兩個方向的合成。人向正東方行駛產(chǎn)生的風(fēng)向西,如圖中的v1,而實際的自然風(fēng)從北向南刮,如圖中的v2,人感覺到的風(fēng)速是v1與v2的合速度,即圖中的v合,很明顯v合==4m/s,從東北方向吹來。3.如圖所示,內(nèi)壁光滑的牛頓管抽成真空,現(xiàn)讓牛頓管豎直倒立,同時水平向右勻速移動,則管中羽毛的運動軌跡可能是 ()【解析】選C。內(nèi)壁光滑的牛頓管抽成真空,現(xiàn)讓牛頓管豎直倒立,則管中羽毛只受到重力作用,做自由落體運動,那么水平方向上做勻速直線運動,豎直方向上做勻加速直線運動,加速度方向向下,因為合加速度的方向豎直向下,與合速度不在同一條直線上,故合運動的軌跡為曲線。因為加速度的方向(即合力的方向)大致指向軌跡凹的一側(cè),故C正確,A、B、D錯誤。4.一小船渡河,河寬d=150m,水流速度v1=3m/s,船在靜水中的速度v2=A.渡河的最短時間為t=30sB.渡河的最小位移為d=150C.以最小位移過河時,船頭與上游河岸之間的夾角為53°D.船不行能垂直到達正對岸【解析】選D。當(dāng)以靜水中的速度垂直河岸過河的時候渡河時間最短,則知:tmin==s=30s,故A正確;因船在靜水中速度大于水流速度,要使小船以最短距離過河,則靜水中的速度斜著指向上游,合速度垂直河岸,此時最小位移等于河的寬度,為150m,故B正確;小船以最短距離過河時,則靜水中的速度斜著指向上游,設(shè)船頭與上游河岸之間的夾角為θ,沿河的分速度大小與水流的速度大小相等,即v2cosθ=v1,所以cosθ=,得θ=53°,故C正確;因船在靜水中速度大于水流速度,因此船可以垂直到達正對岸,故D錯誤。【加固訓(xùn)練】如圖所示,船在A處開出后沿直線AB到達對岸,若AB與河岸成37°角,水流速度為4m/s,則船從AA.2m/s B.C.3m/s D.【解析】選B。由于船沿直線AB運動,因此船的合速度v合沿AB方向,依據(jù)平行四邊形定則可知,當(dāng)v船垂直于直線AB時,船有最小速度,由圖知v船=v水sin37°=2.4m/s,選項5.如圖所示,一塊橡皮用細線懸掛于O點,用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動,運動中始終保持懸線豎直,則橡皮運動的速度 ()A.大小和方向均不變B.大小不變,方向變更C.大小變更,方向不變D.大小和方向均變更【解析】選A。鉛筆勻速向右移動時,x隨時間勻稱增大,y隨時間勻稱減小,說明橡皮水平方向勻速直線運動,豎直方向也是勻速直線運動,如圖所示,所以橡皮實際運動是勻速直線運動,A正確。6.如圖所示,甲、乙兩同學(xué)從河中O點動身,分別沿直線游到A點和B點后,馬上沿原路途返回到O點,OA、OB分別與水流方向平行和垂直,且OA=OB。若水流速度不變,兩人在靜水中游速相等,則他們所用時間t甲、t乙的大小關(guān)系為()A.t甲<t乙 B.t甲=t乙C.t甲>t乙 D.無法確定【解析】選C。設(shè)游速為v,水速為v0,OA=OB=l,則甲整個過程所用時間:t甲=+=,乙為了沿OB運動,速度合成如圖;則乙整個過程所用時間:t乙=×2=,因為v>,所以t甲>t乙,故C正確,選項A、B、D錯誤。二、計算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)7.(14分)如圖所示,A、B兩物體系在跨過光滑定滑輪的一根輕繩的兩端,若A物體以速度v沿水平地面對左運動,某時刻系A(chǔ)、B的繩分別與水平方向成α、β角,求此時B物體的速度?！窘馕觥緼、B兩物體速度分解圖如圖所示,由于兩物體沿繩的速度重量相等,所以有v1=vB1,即vcosα=vBcosβ,解得vB=v,方向水平向右。答案:v方向水平向右8.(16分)如圖所示,一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河,河中各處水流速度都相同,其大小為v1=3m/s,行駛中,輪船發(fā)動機的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時刻發(fā)動機突然熄火,輪船牽引力隨之消逝,(1)發(fā)動機未熄火時,輪船相對于靜水行駛的速度大小。(2)發(fā)動機熄火后,輪船相對于河岸速度的最小值?！窘馕觥?1)發(fā)動機未熄火時,輪船運動速度v與水流速度v1方向垂直,如圖所示故得此時輪船相對于靜水的速度v2的大小為:v2==m/s=5m/s(2)設(shè)v與v2的夾角為θ,則cosθ==0.8,熄火前,輪船的牽引力沿v2的方向,水的阻力與v2的方向相反,熄火后,牽引力消逝,在阻力作用下,v2漸漸減小,但其方向不變,當(dāng)v2減小到與v1的矢量和與v2方向垂直時,輪船的合速度最小,則有vmin=v1cosθ=3×0.8m/s=2.4m/s答案:(1)5m/s(2)2.4m/s(15分鐘·40分)9.(6分)(多選)關(guān)于不共線的兩個運動的合成,下列說法正確的 ()A.兩個勻速直線運動的合運動肯定是直線運動B.兩個直線運動的合運動肯定是直線運動C.勻速直線運動和勻加速直線運動的合運動肯定是直線運動D.兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動肯定是勻加速直線運動【解析】選A、D。兩個勻速直線運動的合運動仍舊是勻速直線運動,因為合加速度為零,所以合運動為勻速直線運動,故A正確。兩個直線運動的合運動不肯定是直線運動,比如平拋運動,故B錯誤。勻加速直線運動和勻速直線運動的合運動若不在同一條直線上,則做曲線運動,因為合加速度方向與合速度方向不在同一條直線上,故C錯誤。兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動肯定是勻加速直線運動,合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上,故D正確。故選A、D。10.(6分)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點在x-y平面上運動,x方向的速度—時間圖像和y方向的位移—時間圖像分別如圖所示,A.初速度大小為4B.所受合外力為4NC.做勻變速直線運動D.初速度的方向與合外力的方向垂直【解析】選B。x軸方向初速度為vx=4m/s,y軸方向初速度大小vy=3m/s,質(zhì)點的初速度大小v0==5m/s,故A錯誤;x軸方向的加速度a=2m/s2,y軸方向做勻速直線運動,質(zhì)點所受合力F合=ma=4N,故B正確;x軸方向的合力恒定不變,y軸方向做勻速直線運動,合力為零,則質(zhì)點的合力恒定不變,做勻變速曲線運動,故C錯誤;合力沿x軸方向,而初速度方向既不沿x軸方向,也不沿y11.(6分)(多選)(2024·晉江高一檢測)在河面上方12m的岸上有人用繩拴住一條小船,起先時繩與水面的夾角為30°。人以恒定的速率v=3m/s拉繩,A.小船靠岸過程做加速運動B.3s時小船前進了9C.3s時繩與水面的夾角為37°D.3s時小船的速率為5【解析】選A、D。將船的速度分解為沿繩方向的速度和垂直于繩方向的速度,則v船=,則隨θ角的增加,船速變大,即小船靠岸過程做加速運動,選項A正確;由幾何關(guān)系可知,起先時河面上的繩長為L1=24m;此時船離岸的距離x1L1cos30°=24×m=12m;3s后,繩向左移動了:s=vt=3×3m=9m,則河面上繩長為L2=24m-9m=15m=9m,小船前進的距離:x=x1-x2=(12-9)m,繩與水面的夾角為α,則有:sinα===0.8,繩與水面的夾角為53°,故B、C錯誤;3s時小船的速率為v船==m/s=5m/s,選項D正確。12.(22分)(2024·德陽高一檢測)有一條兩岸平直、寬度為d流速恒為v的大河,小剛駕著小船渡河,船在靜水中的速度大小為2v,去程時船頭指向始