運動的合成與分解（強化提高）檢測-2022年【新教材】人教版高中物理必修（含解析）

第五章拋體運動第二節(jié)運動的合成與分解強化訓練（含解析）一、單選題1．一條筆直的江河，寬為200m，河水以3m/s沿河岸勻速流動。一艘小船勻速渡河，剛好能夠正對河岸行駛到對岸，其渡河時間為50s，設船速方向與河岸上游成角，下列說法正確的是（）A．小船正對河岸行駛時，為90°B．小船在靜水中的速度大小為4m/sC．小船在靜水中的速度大小為5m/sD．若水速增大，船速大小不變，要使小船仍能垂直過河，則應增大2．質量為m的物體P置于傾角為的固定光滑斜面上，輕細繩跨過光滑定滑輪分別連接著P與小車，P與滑輪間的細繩平行于斜面，小車以速率v水平向右做勻速直線運動，當小車與滑輪間的細繩和水平方向成夾角時（如圖所示），下列判斷正確的是（）

A．P的速率為v B．P的速率為C．繩的拉力大于 D．繩的拉力小于3．如圖所示，汽車通過定滑輪牽引河中的小船，小船一直沿水面運動。則（）A．小船的速度總小于汽車的速度B．汽車的速度總小于小船的速度C．如果汽車勻速前進，則小船勻速前進D．如果汽車勻速前進，則小船減速前進4．質點在xOy平面內(nèi)從O點開始運動，其兩個分運動分別沿x、y方向，運動軌跡如圖所示，已知質點在x方向的分運動是勻速運動，則關于質點運動的描述正確的是（）A．質點先減速運動后加速運動B．質點所受合外力的方向先沿x正方向后沿x負方向C．質點的加速度方向始終與速度方向垂直D．質點所受合外力的大小可能恒定不變5．如圖所示，水平向右運動的小汽車通過輕繩和光滑定滑輪拉小船，使小船向河岸勻速靠近，假設該過程中小船受到的水的阻力不變。則該過程中（）

A．小汽車向右做勻速運動 B．小汽車向右做減速運動C．輕繩受到的拉力保持不變 D．小船受到的浮力保持不變6．如圖所示，某同學在研究運動的合成時，左手推動刻度尺緊貼豎直黑板向上做初速度為零的勻加速運動，同時右手沿刻度尺向右勻速移動筆尖畫線，運動過程中刻度尺保持水平。關于筆尖的運動，下列說法正確的是（）A．筆尖做勻變速直線運動B．筆尖的速度方向與水平方向的夾角逐漸變小C．筆尖在任意兩個連續(xù)相等時間內(nèi)的位移相同D．筆尖在任意兩個相等時間內(nèi)的速度變化量相同7．甲、乙兩船在同一條河流中同時開始渡河，河寬為H，河水流速為v0，劃船速度均為v，出發(fā)時兩船相距H，甲、乙兩船船頭均與河岸成60°角，如圖所示。已知乙船恰好能垂直到達對岸A點，則下列判斷正確的是（）A．甲、乙兩船到達對岸的時間不同B．甲船在A點右側靠岸C．兩船可能在未到達對岸前相遇D．甲船也在A點靠岸8．如圖所示，套在豎直細桿上的輕環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長的輕繩與重物B相連，施加外力讓A沿桿以速度v勻速上升，從圖中M位置上升至與定滑輪的連線處于水平N位置，已知AO與豎直桿成θ角，則（）A．剛開始時B的速度為vsinθB．A勻速上升時，重物B也勻速下降C．重物B下降過程，繩對B的拉力大于B的重力D．A運動到位置N時，B的速度最大9．如圖所示，人用輕繩通過定滑輪拉一個穿在光滑豎直桿上的物塊A，人以速度v0向左勻速拉繩，某一時刻，繩與豎直桿的夾角為，與水平面的夾角為，此時物塊A的速度v1為（）A． B．C． D．10．如圖所示，用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M，長桿的一端放在地面上通過鉸鏈連接形成轉軸，其端點恰好處于左側滑輪正下方O點處，在桿的中點C處拴一細繩，通過兩個滑輪后掛上重物M，C點與O點距離為L，現(xiàn)在桿的另一端用力，使其逆時針勻速轉動，由豎直位置以角速度ω緩緩轉至水平（轉過了90°角）。下列有關此過程的說法中正確的是（）A．重物M做勻速直線運動 B．重物M做變速直線運動C．重物M的最大速度是2ωL D．重物M的速度先減小后增大11．如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動的同時，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以(SI)(SI表示國際單位制，式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做（）

A．速度大小不變的曲線運動B．速度大小增加的曲線運動C．加速度大小變化的曲線運動D．加速度方向變化的曲線運動12．一物體在以xOy為直角坐標系的平面上運動，其運動規(guī)律為x=－2t2－4t，y=3t2＋6t（式中的物理量單位均為國際單位），關于物體的運動，下列說法正確的是（）A．物體在x軸方向上做勻減速直線運動B．物體運動的軌跡是一條直線C．物體在y軸方向上做變加速直線運動D．物體運動的軌跡是一條曲線13．如圖所示，將質量為的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d，現(xiàn)將小環(huán)從定滑輪等高的A處由靜止釋放，當小環(huán)沿直桿下滑的距離也為d時，（圖中B處），下列說法正確的是（）A．小環(huán)剛釋放時輕繩中的張力一定小于B．小環(huán)到達B處時，重物上升的高度也為dC．當小環(huán)在B處時，小環(huán)與重物的速度大小之比等于D．當小環(huán)在B處時，小環(huán)與重物的速度大小之比等于14．一只小船渡河，水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于河岸，小船在垂直于河岸的方向上分別做勻加速、勻減速、勻速直線運動，初速度大小相同，運動軌跡如圖所示，已知小船在渡河過程中船頭方向始終不變。由此可知（）A．小船沿三條不同軌跡渡河的時間相同B．小船沿軌跡渡河所用時間最短C．小船沿軌跡渡河，船靠岸時速度最小D．是小船沿垂直于河岸的方向做勻減速運動的軌跡15．如圖所示，該塔吊的機械臂保持水平，掛鉤可沿機械臂水平方向運動，掛鉤吊起貨物后，可使貨物沿豎直方向運動?，F(xiàn)掛鉤吊起貨物，使貨物由靜止豎直向上做勻加速直線運動，同時由靜止水平向右做勻加速直線運動，且向右的加速度大于向上的加速度。觀測者站在地面上看見貨物的運動軌跡可能為（）A． B． C． D．二、解答題16．如圖所示，在光滑水平面上有坐標系xOy，質量為1kg的質點開始靜止在xOy平面上的原點O，某時刻受到沿x軸正方向的恒力F1=2N的作用，若力F1作用一段時間t0后撤去，在撤去力F1的同時對質點施加一個沿y軸正方向的恒力F2，F(xiàn)2作用5s后質點恰好通過該平面上的A點，A點的坐標為x=11m，y=15m。求：(1)為使質點按題設條件通過A點，F(xiàn)2的大小；(2)F1作用時間t0；(3)質點到達A點時的速度v的大小。17．如圖所示，質量都為m的兩個物體，用輕繩跨過定滑輪相連接，在水平力作用下，物體B沿水平地面向右運動，物體A恰以速度v勻速上升，已知物體B與水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。當物體B運動到使斜繩與水平方向成角時，求：(1)輕繩對B物體的拉力T(2)物體B的摩擦力大小f(3)B物體的速度大小18．如圖所示的光滑斜面，寬為m，傾角為，一物體可看成質點在斜面左上角P點處在外力作用下處于靜止狀態(tài)，質量為kg，現(xiàn)釋放物體并立即施加一水平向右，沿寬度d方向的恒力F為8N，求：(1)當F作用1s時間后，物體速度大小；(2)當F作用1s時間后，撤去F，物體恰好從底端Q點離開斜面，求斜面長度L。參考答案1．C【解析】A．小船能夠正對河岸行駛到對岸，即用最短航程渡河，故需要船速大于水速，且船速方向為斜向上，即船速方向與河岸上游所夾角小于90°，故A錯誤；BC．最短航程渡河時，水速與合速度垂直，而合速度為由合成的平行四邊形定則有故B錯誤，C正確；D．若水速增大，船速大小不變，要使小船仍能垂直過河，需要沿著河岸方向的速度抵消，有則應增大，即減小，故D錯誤；故選C。2．C【解析】AB．將小車的速度v分解為沿繩子方向的速度和垂直繩子方向的速度，則沿繩方向的速度等于P的速度，即選項AB錯誤；CD．隨θ2角的減小，則vP增大，則P做加速運動，根據(jù)T-mgsinθ1=ma可知繩的拉力大于選項C正確，D錯誤。故選C。3．B【解析】AB．船的速度等于沿繩子方向和垂直于繩子方向速度的合速度，設繩與水平方向夾角為，根據(jù)平行四邊形定則，有可知，汽車速度v1總小于小船的速度v2，故A錯誤，B正確；CD．如果汽車勻速前進，隨著夾角θ在增大，cosθ減小，v2增大，所以小船加速前進，故CD錯誤。故選B。4．D【解析】A．質點在x方向的分運動是勻速運動，在x軸上做等間隔的豎直線，把豎直線與軌跡的交點再投影到y(tǒng)軸上，可以發(fā)現(xiàn)投影過去的間距沿著y軸先增大后減小，說明y方向上的分運動先增大后減小，所以合運動是先加速，后減速，故A錯誤；B．質點在x方向的分運動是勻速運動，說明x軸方向上分力為零，則合外力必定沿著y軸，故B錯誤；C．合外力沿著y軸，則加速度沿著y軸，速度方向是與軌跡相切的，二者并不總是垂直的，故C錯誤；D．質點所受的合外力沿著y軸方向，根據(jù)軌跡可判定y軸上的分運動是先加速后減速，合外力的大小可能恒定不變，故D正確。故選D。5．B【解析】AB．由速度分解可知此時汽車的速度為v1=v0cosθ船靠岸的過程中，當θ增大，cosθ減小，船的速度不變，則車速v1減小，所以汽車做減速運動，故A錯誤，B正確；

CD．因為小船做勻速直線運動，所以小船處于平衡，合力為零，設拉力與水平方向的夾角為θ，有Fcosθ=fFsinθ+F浮=mg船在勻速靠岸的過程中，θ增大，阻力不變，根據(jù)平衡方程知，繩子的拉力F不斷增大；拉力F增大，sinθ增大，所以船的浮力不斷減小，故CD錯誤。

故選B。6．D【解析】A．豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，水平方向做勻速運動，可知筆尖做類平拋運動，故A錯誤；B．由于水平分速度不變，豎直分速度逐漸增加，根據(jù)平行四邊形定則，筆尖的合速度方向與水平方向夾角逐漸變大，故B錯誤；C．因為筆尖做的是類平拋運動，所以筆尖在任意兩個連續(xù)相等時間內(nèi)的位移不同，故C錯誤；D．筆尖豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，水平方向做勻速運動，所以筆尖在任意兩個相等時間內(nèi)的速度變化量相同，故D正確。故選D。7．D【解析】A．將兩船的運動分解為垂直于河岸方向和沿河岸方向，在垂直于河岸方向上，兩船的分速度相等，河寬一定，所以兩船渡河的時間相等。故A錯誤；BCD．乙船的合速度垂直于河岸，有vcos60°=v0所以有v=2v0兩船渡河的時間為則甲船在沿河岸方向上的位移為可知甲船恰好能到達河對岸的A點。故BC錯誤，D正確。故選：D。8．C【解析】AD．對于A，它的速度如圖中標出的v，這個速度看成是A的合速度，其分速度分別是va

，vb其中va就是B的速度vB（同一根繩子，大小相同），剛開始時B的速度為vB＝vcosθ當A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時，va＝0，所以B的速度vB＝0，故AD錯誤；BC．因A勻速上升時，由公式vB＝vcosθ，當A上升時，夾角θ增大，因此B減速下降，由牛頓第二定律可知物體B超重，繩對B的拉力大于B的重力，故B錯誤，C正確。故選C。9．D【解析】將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，如圖所示拉繩子的速度等于A沿繩子方向的分速度，設該速度為v，根據(jù)平行四邊形定則得，A的實際速度為同理對人的速度分解可得聯(lián)立可得故選D。10．B【解析】由題意知，C點的速度大小為設與繩之間的夾角為，把沿繩和垂直繩方向分解可得在轉動過程中先減小到零再增大，故先增大后減小，重物M做變加速運動，其最大速度為。故選B。11．B【解析】AB．物體B參加了兩個分運動，水平方向的勻速直線運動和豎直方向的直線運動，對于豎直分運動，結合位移--時間關系公式，可得又根據(jù)題意，對比可得，豎直分運動的加速度的大小和初速度大小分別為，故豎直分速度為物體的水平分速度不變，合運動的速度為豎直分速度與水平分速度的合速度，遵循平行四邊形定則，故合速度的方向不斷變化，物體一定做曲線運動；合速度的大小，所以合速度的大小不斷變大，故A錯誤，B正確；CD．水平分加速度等于零，故合加速度等于豎直分運動的加速度，因而合加速度的大小和方向都不變，故C、D錯誤。故選B。12．B【解析】A．根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知方向初速度和加速度分別為速度與加速度同向，物體在x軸方向上做勻加速直線運動，A錯誤；B．方向初速度和加速度分別為則初始時刻可知初速度與加速度共線，物體運動的軌跡是一條直線，B正確，D錯誤；C．物體在y軸方向上加速度恒定且與速度同向，所以物體做勻加速直線運動，C錯誤。故選B。13．C【解析】A．環(huán)剛開始釋放時，重物要向上加速運動，所以繩子的張力大于重物的重力，即T大于2mg，故A錯誤；B．小環(huán)到達B處時，重物上升的高度應為繩子縮短的長度，即故B錯誤；CD．根據(jù)題意，小環(huán)與重物沿繩子方向的速度大小相等，將小環(huán)A的速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解應滿足：即得，小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比故C正確，D錯誤。故選C。14．D【解析】A．小船在垂直于河岸方向上的初速度大小相同，因運動的性質不同，則渡河時間不同，A錯誤；BCD．小船沿軌跡渡河，根據(jù)軌跡彎曲的方向可知，小船在垂直于河岸的方向上做勻加速運動；小船沿軌跡渡河，合速度方向不變，可知小船在垂直于河岸的方向上做勻速運動；小船沿軌跡渡河，根據(jù)軌跡彎曲的方向可知，小船在垂直于河岸的方向上做勻減速運動，故小船沿軌跡渡河所用時間最短，靠岸時速度最大，BC錯誤，D正確；故選D。15．C【解析】物體的初速度為零，水平方向和豎直方向受到恒力的作用，故所受合外力為恒力，根據(jù)牛頓第二定律，初速度為零的物體運動方向與合外力方向一致，故物體做勻加速直線運動，運動方向為合力的方向。故C正確，ABD錯誤。故選C。16．(1)；(2)1s；(3)【解析】(1)設F2作用時加速度為a2，由牛頓第二定律得F2=ma2沿y方向有聯(lián)立解得F2=(2)設F1作用時加速度為a1，由牛頓第二定律得F1=ma1沿x軸方向的位移撤去F1時質點的速度v1=a1t0F2作