5.2　運動的合成與分解同步練2023-2024學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

新人教版高中物理必修第二冊PAGEPAGE12運動的合成與分解課時作業(yè)考點一運動的合成和分解1.關于合運動、分運動的說法，正確的是()A.合運動的位移為分運動位移的矢量和B.合運動的位移一定比其中的一個分位移大C.合運動的速度一定比其中的一個分速度大D.合運動的時間一定比分運動的時間長答案A解析位移是矢量，其運算遵循平行四邊形定則，A正確；合運動的位移可大于分位移，也可小于分位移，還可等于分位移，B錯誤；同理可知C錯誤；合運動和分運動具有等時性，D錯誤.2.(2018·常州高級中學期中)關于運動的合成，下列說法正確的是()A.合運動的時間等于分運動的時間之和B.合運動的時間大于任意一個分運動的時間C.合運動的時間小于任意一個分運動的時間D.合運動和分運動是同時進行的答案D解析分運動就是由合運動根據實際效果分解來的，分運動的時間與合運動的時間相等，即合運動與分運動同時發(fā)生同時結束，所以選D.3.如圖1所示，乒乓球從斜面上滾下，以一定的速度沿直線運動.在與乒乓球路徑相垂直的方向上放一個紙筒(紙筒的直徑略大于乒乓球的直徑)，當乒乓球經過筒口正前方時，對著球橫向吹氣，則關于乒乓球的運動，下列說法中正確的是()圖1A.乒乓球將保持原有的速度繼續(xù)前進B.乒乓球將偏離原有的運動路徑，但不進入紙筒C.乒乓球一定能沿吹氣方向進入紙筒D.只有用力吹氣，乒乓球才能沿吹氣方向進入紙筒答案B解析當乒乓球經過筒口正前方時，對著球橫向吹氣，乒乓球沿著原方向做勻速直線運動的同時也會沿著吹氣方向做加速運動，實際運動是兩個運動的合運動，故一定不會進入紙筒，A、C、D錯誤，B正確.4.(2018·大慶市鐵人中學期中)某電視臺舉辦了一期群眾娛樂節(jié)目，其中有一個環(huán)節(jié)是讓群眾演員站在一個旋轉較快的大平臺邊緣上，向大平臺圓心處的球筐內投籃球.如果群眾演員相對平臺靜止，則下面各俯視圖中的籃球可能被投入球筐的是(圖中箭頭指向表示投籃方向)()答案B解析如圖所示，由于籃球和群眾演員隨大平臺一起旋轉，所以籃球拋出前有沿v0方向的初速度，若選B.5.(2018·烏魯木齊質量監(jiān)測)我國自主研發(fā)的C919大型客機從地面起飛后在t時間內做勻加速直線運動，若起飛后其所受水平方向合外力與豎直方向合外力大小之比為2∶1，則C919起飛后t時刻在空中的()A.水平加速度與豎直加速度大小之比為2∶1B.水平加速度與豎直加速度大小之比為4∶1C.水平位移與豎直位移大小之比為2∶1D.水平位移與豎直位移大小之比為4∶1答案A解析C919起飛后，水平方向和豎直方向都做初速度不為零的勻加速直線運動，根據牛頓第二定律，C919起飛后，水平加速度和豎直加速度大小之比為2∶1，A正確，B錯誤；由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可知，由于不知道初速度，故無法確定t時刻C919水平位移和豎直位移大小之比，C、D錯誤.考點二合運動的性質與運動軌跡6.(2018·重慶十八中期中)關于相互垂直的一個勻速直線運動和一個勻加速直線運動的合運動，下列說法正確的是()A.一定是曲線運動B.可能是直線運動C.運動的方向不變D.速度一直在變，是變加速運動答案A解析由題意可知，初速度方向和加速度方向一定不在一條直線上，所以這兩個分運動的合運動一定是曲線運動，選A.7.(2019·福州市高一下期中)如圖2所示，沿y軸方向的一個分運動的初速度v1是沿x軸方向的另一個分運動的初速度v2的2倍，而沿y軸方向的分加速度a1是沿x軸方向的分加速度a2的一半.對于這兩個分運動的合運動，下列說法中正確的是()圖2A.一定是直線運動B.一定是曲線運動C.可能是曲線運動，也可能是直線運動D.無法判定答案B解析根據平行四邊形定則，作出合加速度與合初速度，如圖所示，圖中各個矢量大小與有向線段的長度成正比，由圖可知合運動的加速度與初速度方向不共線，由曲線運動的條件知，這兩個分運動的合運動一定是曲線運動，故B正確.8.某同學在研究運動的合成時做了如圖3所示活動：用左手沿黑板推動直尺豎直向上運動，運動中保持直尺水平，同時，用右手沿直尺向右移動筆尖.若該同學左手的運動為勻速運動，右手相對于直尺的運動為初速度是零的勻加速運動，則關于筆尖的實際運動，下列說法中正確的是()圖3A.筆尖做勻速直線運動B.筆尖做勻變速直線運動C.筆尖做勻變速曲線運動D.筆尖的速度方向與水平方向夾角逐漸變大答案C解析由題意知，筆尖在豎直向上做勻速直線運動，水平向右做初速度為零的勻加速運動，合外力向右，故其做勻變速曲線運動，選項A、B錯誤，C正確；豎直方向的速度大小恒定，水平方向的速度逐漸增大，故筆尖的速度方向與水平方向的夾角逐漸變小，選項D錯誤.9.(2018·溫州市新力量聯盟高一下學期期中聯考)在學習運動的合成與分解時我們做過如圖4所示的實驗.在長約80～100cm且一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個用紅蠟做成的小圓柱體(小圓柱體恰能在管中勻速上浮)，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將玻璃管豎直倒置，在紅蠟塊勻速上浮的同時使玻璃管緊貼黑板面在水平方向上勻加速移動，你正對黑板面將看到紅蠟塊相對于黑板面的移動軌跡可能是下列選項中的()圖4答案C10.(2018·邢臺二中高一下月考)如圖5所示，一塊橡皮用細線懸掛于O點，用釘子靠著線的左側，沿與水平方向成30°角的斜面斜向右上方以速度v勻速運動，運動中始終保持懸線豎直，下列說法正確的是()圖5A.橡皮的速度大小為eq\r(2)vB.橡皮的速度大小為eq\r(3)vC.橡皮的速度與水平方向成30°角D.橡皮的速度與水平方向成45°角答案B解析橡皮參與了平行于斜面方向的勻速直線運動和豎直方向上的勻速直線運動，兩個分速度大小相等，都為v，如圖所示，根據平行四邊形定則知v合＝2vcos30°＝eq\r(3)v，合速度的方向與水平方向的夾角為60°，故B正確.11.(多選)如圖6所示，塔吊臂上有一個可以沿水平方向運動的小車A，小車A通過鋼索吊著物體B，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，鋼索將物體B從地面上吊起.A、B之間的距離d隨時間t以d＝H－2t2的規(guī)律變化，式中H為小車A距地面的高度.這段時間內從地面上觀察，下列說法中正確的是()圖6A.物體B的運動軌跡是直線B.物體B的運動軌跡是曲線C.鋼索對物體B的拉力等于物體B所受的重力D.鋼索對物體B的拉力大于物體B所受的重力答案BD解析由d＝H－2t2可得物體位移h＝2t2，則物體B在豎直方向上做勻加速運動，加速度ay恒定，由牛頓第二定律得，鋼索對物體B的拉力F＝mg＋may＞mg，D正確；物體B同時參與水平方向的勻速運動和豎直方向的勻加速運動，故合運動的軌跡是曲線，B正確.12.(2018·日照一中期末)物體在直角坐標系xOy所在平面內由O點開始運動，其沿坐標軸方向的兩個分速度隨時間變化的圖像如圖7所示，則對該物體運動過程的描述正確的是()圖7A.物體在0～3s做勻變速直線運動B.物體在0～3s做勻變速曲線運動C.物體在3～4s做變加速直線運動D.物體在3～4s做勻變速曲線運動答案B解析物體在0～3s內，由題意可知，x方向做vx＝4m/s的勻速直線運動，y方向做初速度為0、加速度ay＝1m/s2的勻加速直線運動，合初速度v0＝vx＝4m/s，合加速度a＝ay＝1m/s2，物體的合初速度與合加速度不在同一直線上，所以物體的合運動為勻變速曲線運動，如圖甲所示，A錯誤，B正確.物體在3～4s內，x方向做初速度vx＝4m/s、加速度ax＝－4m/s2的勻減速直線運動，y方向做初速度vy＝3m/s、加速度ay＝－3m/s2的勻減速直線運動，合初速度大小v＝5m/s，合加速度大小a＝5m/s2，v、a方向恰好相反，所以物體的合運動為勻減速直線運動，如圖乙所示，C、D錯誤.13.質量m＝4kg的質點靜止在光滑水平面上的直角坐標系的原點(0,0)處，先用沿＋x方向的力F1＝8N作用了2s，然后撤去F1；再用沿＋y方向的力F2＝24N作用了1s，則質點在這3s內的軌跡為下列圖中的()答案D解析根據牛頓第二定律可知，前2s內質點的加速度為ax＝eq\f(F1,m)＝2m/s2，從靜止開始沿＋x方向勻加速運動x1＝eq\f(1,2)axt12＝4m，速度達到vx＝axt＝4m/s；隨后1s內加速度為ay＝eq\f(F2,m)＝6m/s2，方向沿＋y方向，質點沿＋y方向運動了y1＝eq\f(1,2)ayt22＝3m，同時沿＋x方向運動了x2＝vxt2＝4m，軌跡彎向＋y方向，D正確.14.(2018·諸暨中學期中)如圖8甲所示，在一端封閉、長約1m的玻璃管內注滿清水，水中放一個蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時，將玻璃管水平向右移動.假設從某時刻開始計時，蠟塊在玻璃管內每1s上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，每1s通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移，t＝0時蠟塊位于坐標原點.圖8(1)請在坐標圖中畫出蠟塊4s內的軌跡；(2)求玻璃管向右平移的加速度大小a；(3)求t＝2s時蠟塊的速度大小v.答案(1)見解析圖(2)0.05m/s2(3)eq\f(\r(2),10)m/s解析(1)軌跡如圖所示(2)根據Δx＝a(Δt)2，則a＝eq\f(Δx,Δt2)＝eq\f(0.05,12)m/s2＝0.05m/s2(3)t＝2s時蠟塊的水平速度vx＝eq\f(0.075＋0.125,2)m/s＝0.1m/s，豎直速度vy＝0.1m/s，則合速度大小v＝eq\f(\r(2),10)m/s.15.一物體在光滑水平面上運動，它在相互垂直的x方向和y方向上的兩個分運動的速度－時間圖像如圖9所示.圖9(1)計算物體的初速度大?。?2)計算物體在前3s內的位移大小.答案(1)50m/s(2)30eq\r(13)m解析(1)由題圖可看出，物體沿x方向的分運動為勻速直線運動，沿y方向的分運動為勻變速直線運動.x方向的初速度vx0＝30m/s，y方向的