新教材高中物理第五章拋體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解作業(yè)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE6運(yùn)動(dòng)的合成與分解eq\f(合格考訓(xùn)練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共7小題，每題6分，共42分)1．關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以下說(shuō)法中正確的是(A)A．曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B．變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C．加速度大小和速度大小都不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)D．只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)解析：無(wú)論是物體速度的大小變了，還是速度的方向變了，都說(shuō)明速度是變化的，都是變速運(yùn)動(dòng)，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向在時(shí)刻改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，故A正確；變速運(yùn)動(dòng)也可以是平時(shí)所學(xué)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng)，并不一定是曲線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；加速度大小和速度大小都不變的運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)，可能是曲線運(yùn)動(dòng)，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，而合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2．如圖所示，跳傘員在降落傘打開(kāi)一段時(shí)間以后，在空中做勻速運(yùn)動(dòng)。若跳傘員在無(wú)風(fēng)時(shí)豎直勻速下落，著地速度大小是4.0m/s。當(dāng)有正東方向吹來(lái)的風(fēng)，風(fēng)速大小是3.0m/s，則跳傘員著地時(shí)的速度(A)A．大小為5.0m/s，方向偏西B．大小為5.0m/s，方向偏東C．大小為7.0m/s，方向偏西D．大小為7.0m/s，方向偏東解析：跳傘員著地時(shí)的速度大小v＝eq\r(42＋32)m/s＝5m/s。設(shè)速度與豎直方向的夾角為θ，則tanθ＝eq\f(3,4)，故θ＝37°，即速度方向?yàn)槠?7°角，故選項(xiàng)A正確。3．如圖某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳?。江中各處水流速度相等，他游過(guò)的路程、過(guò)河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是(C)A．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間長(zhǎng)B．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間短C．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間不變D．路程、時(shí)間與水速無(wú)關(guān)解析：游泳者相對(duì)于岸的速度為他相對(duì)于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度與岸的夾角越小，路程越長(zhǎng)，但過(guò)河時(shí)間t＝eq\f(d,v人)不變，與水速無(wú)關(guān)，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確。4．(2021·浙江省溫州九校高一上學(xué)期期末聯(lián)考)春節(jié)期間人們放飛孔明燈表達(dá)對(duì)新年的祝福，如圖所示，孔明燈在豎直O(jiān)y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng)，孔明燈的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為(D)A．直線OA B．曲線OBC．曲線OC D．曲線OD解析：孔明燈在豎直O(jiān)y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng)，此方向上合力為零，所以合運(yùn)動(dòng)的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明燈做曲線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合合力指向軌跡內(nèi)側(cè)，可知軌跡可能為OD，故D正確，ABC錯(cuò)誤。5．(2021·江西宜春市高一期末)同學(xué)們到中國(guó)科技館參觀，看到了一個(gè)有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，一輛小火車在平直軌道上勻速行駛，當(dāng)火車將要從“∩”形框架的下方通過(guò)時(shí)，突然從火車頂部的小孔中向上彈出一小球，該小球越過(guò)框架后，又與通過(guò)框架的火車相遇，并恰好落回原來(lái)的孔中。下列說(shuō)法中正確的是(D)A．相對(duì)于小火車，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線B．相對(duì)于地面，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線C．小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蛟诳罩羞\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到水平向前的力D．小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，在水平方向保持與火車相同的速度解析：當(dāng)以小火車為參考系時(shí)，水平方向由于慣性共速，故在豎直方向做直線運(yùn)動(dòng)。以地面為參考系存在水平的速度所以運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線，故A、B錯(cuò)誤；小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，在水平方向保持與火車相同的速度，故C錯(cuò)誤D正確。6．(多選)如圖所示，在滅火搶險(xiǎn)的過(guò)程中，消防隊(duì)員有時(shí)要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)。為了節(jié)省救援時(shí)間，人沿梯子勻加速向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)消防車勻速后退，從地面上看，下列說(shuō)法正確的是(BD)A．消防隊(duì)員做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．消防隊(duì)員做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．消防隊(duì)員做變加速曲線運(yùn)動(dòng)D．消防隊(duì)員水平方向的速度變大解析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，但其加速度的方向和大小不變，所以消防隊(duì)員做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A、C錯(cuò)誤，B正確；將消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向，知水平方向上的合速度為勻速后退的速度和沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度的合成，因?yàn)檠靥葑臃较虻乃俣仍谒椒较蛏系姆炙俣仍谧兇笏韵狸?duì)員水平方向的速度變大，故D正確。7．(多選)(2021·浙江溫州市高一開(kāi)學(xué)考試)一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在x方向的x－t圖像和y方向的v－t圖像分別如圖所示。則該質(zhì)點(diǎn)(CD)A．初速度大小為8m/sB．所受的合力大小為8N，沿y軸正方向C．0～2s速度逐漸減小D．0～2s的位移大小為eq\r(68)m解析：物體在x方向做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為vx＝eq\f(4－2,2)m/s＝1m/s，y方向做初速度為8m/s，y方向的加速度a＝eq\f(0－8,2)m/s2＝－4m/s2，則y方向做加速度為4m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)，則合初速度大小為v0＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,0y))＝eq\r(12＋82)m/s＝eq\r(65)m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；所受的合力大小為F＝ma＝2×4N＝8N，沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0～2s內(nèi)x方向速度不變，y方向速度減小，則合速度逐漸減小，選項(xiàng)C正確；0～2s內(nèi)x方向的位移x＝2m，y方向位移y＝eq\f(1,2)×8×2m＝8m，則位移大小為s＝eq\r(x2＋y2)＝eq\r(68)m，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題(共18分)8．(8分)某趣味物理實(shí)驗(yàn)中，在水平桌面上從桌子的一個(gè)角A向B發(fā)射一個(gè)乒乓球，一同學(xué)在桌邊試著用一支吹管將球由B處吹進(jìn)球門(mén)C，如圖所示。該同學(xué)將吹管對(duì)準(zhǔn)C用力吹，但球總是進(jìn)不了球門(mén)。請(qǐng)幫他分析失敗的原因。答案：見(jiàn)解析解析：該同學(xué)將吹管對(duì)準(zhǔn)C用力吹，則當(dāng)球到達(dá)B處后將得到一個(gè)沿BC方向的速度，但是還仍然有沿AB方向的速度，所以球不會(huì)到達(dá)C點(diǎn)；正確的做法是，將吹管的位置向A點(diǎn)適當(dāng)靠近，仍沿垂直AB方向吹氣才可能使球進(jìn)入球門(mén)C。9．(10分)如圖所示，一條小船位于寬200m的河的正中間A點(diǎn)處，下游150m處有一危險(xiǎn)區(qū)，已知小船在靜水中的最大速度為3m/s，水流速度為4m/s。為了使小船避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)安全到達(dá)河岸，船員立刻使船頭正對(duì)河岸奮力劃船，小船能安全到達(dá)河岸嗎？答案：能解析：船員使船頭正對(duì)河岸奮力劃船時(shí)，船沿水流方向做勻速運(yùn)動(dòng)，沿垂直河岸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)沿水流方向的位移為150m時(shí)用時(shí)間t＝eq\f(x,vs)＝eq\f(150,4)s＝37.5s，此時(shí)船沿垂直河岸方向的位移s＝vct＝3×37.5m＝112.5m>eq\f(1,2)d＝100m，可知船已經(jīng)安全到達(dá)了河岸。eq\f(等級(jí)考訓(xùn)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共2小題，每題7分，共14分)1．(多選)(2021·浙江紹興市高一期末)如圖所示，某商場(chǎng)設(shè)有步行樓梯和自動(dòng)扶梯，步行樓梯每級(jí)的高度是0.15m，自動(dòng)扶梯與水平面的夾角為30°，自動(dòng)扶梯前進(jìn)的速度是0.76m/s。有甲、乙兩位顧客，分別從自動(dòng)扶梯和步行樓梯的起點(diǎn)同時(shí)上樓，甲在自動(dòng)扶梯上站立不動(dòng)，乙在步行樓梯上以每秒上兩個(gè)臺(tái)階的速度勻速上樓。若該樓層高4.56m，則(BD)A．甲在豎直方向的速度為0.76m/sB．乙在豎直方向的速度為0.3m/sC．乙比甲先到樓上D．甲上樓用了12s解析：甲在豎直方向的速度大小為v甲y＝vsin30°＝0.38m/s，乙在豎直方向的速度為v乙y＝eq\f(2×0.15,1)m/s＝0.3m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；甲上樓所用時(shí)間t甲＝eq\f(4.56,0.38)s＝12s，乙在步行樓梯上以每秒上兩個(gè)臺(tái)階的速度勻速上樓，則上樓的時(shí)間t乙＝eq\f(4.56,0.3)s＝15.2s，甲比乙先到樓上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。2．(多選)一物體在以xOy為直角坐標(biāo)系的平面上運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為x＝－2t2－4t，y＝3t2＋6t(式中的物理量單位均為國(guó)際單位)，關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(BC)A．物體在x軸方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B．物體在y軸方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線D．物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條曲線解析：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律x＝－2t2－4t，y＝3t2＋6t，再與位移時(shí)間公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2相對(duì)應(yīng)，即有v0x＝－4m/s，eq\f(1,2)ax＝－2m/s2，v0y＝6m/s，eq\f(1,2)ay＝3m/s2。由上式可解得ax＝－4m/s2，ay＝6m/s2，可知，物體在x軸上分運(yùn)動(dòng)的初速度和加速度同方向，是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；物體在y軸方向的初速度和加速度同方向，是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；物體合運(yùn)動(dòng)的初速度方向與合運(yùn)動(dòng)加速度的方向分別為tanα1＝eq\f(v0y,v0x)＝eq\f(6,－4)，tanα2＝eq\f(ay,ax)＝eq\f(6,－4)，故有α1＝α2，即合運(yùn)動(dòng)的初速度方向與加速度方向相同，故合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共26分)3．(12分)汽艇以18km/h的速度沿垂直于河岸的方向勻速向?qū)Π缎旭?，河?00m。設(shè)想河水不流動(dòng)，汽艇駛到對(duì)岸需要多長(zhǎng)時(shí)間？如果河水流速是3.6km/h，汽艇駛到對(duì)岸需要多長(zhǎng)時(shí)間？汽艇在對(duì)岸何處靠岸？答案：eq\f(1,36)h；eq\f(1,36)h；0.1km解析：汽艇以18km/h的速度沿垂直于河岸的方向勻速向?qū)Π缎旭?，河?00m，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則汽艇行駛到對(duì)岸需要的時(shí)間t＝eq\f(d,v)＝eq\f(0.5km,18km/h)＝eq\f(1,36)h，河水流動(dòng)不會(huì)影響汽艇行駛到對(duì)岸需要的時(shí)間，仍為eq\f(1,36)h，沿著河岸方向發(fā)生的位移為x＝v水t＝3.6km/h×eq\f(1,36)h＝0.1km。4．(14分)(2021·河南高一開(kāi)學(xué)考試)如圖甲所示，在一端封閉、長(zhǎng)約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊，然后將這個(gè)玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右移動(dòng)。假設(shè)從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，每1s通過(guò)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(guò)的水平位移，t＝0時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)。(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出蠟塊4s內(nèi)的軌跡；(2)求出玻璃管向右平移的加速度大??；(3)求t＝2s時(shí)蠟塊速度v的大小及方向。答案：(1)見(jiàn)解析(2)5×10－2m/s2(3)eq\f(\r(2),10)m/s,2s末蠟塊的速度v與水平成45