5.2　运动的合成与分解同步练2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

新人教版高中物理必修第二册PAGEPAGE12运动的合成与分解课时作业考点一运动的合成和分解1.关于合运动、分运动的说法，正确的是()A.合运动的位移为分运动位移的矢量和B.合运动的位移一定比其中的一个分位移大C.合运动的速度一定比其中的一个分速度大D.合运动的时间一定比分运动的时间长答案A解析位移是矢量，其运算遵循平行四边形定则，A正确；合运动的位移可大于分位移，也可小于分位移，还可等于分位移，B错误；同理可知C错误；合运动和分运动具有等时性，D错误.2.(2018·常州高级中学期中)关于运动的合成，下列说法正确的是()A.合运动的时间等于分运动的时间之和B.合运动的时间大于任意一个分运动的时间C.合运动的时间小于任意一个分运动的时间D.合运动和分运动是同时进行的答案D解析分运动就是由合运动根据实际效果分解来的，分运动的时间与合运动的时间相等，即合运动与分运动同时发生同时结束，所以选D.3.如图1所示，乒乓球从斜面上滚下，以一定的速度沿直线运动.在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是()图1A.乒乓球将保持原有的速度继续前进B.乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒D.只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒答案B解析当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动，实际运动是两个运动的合运动，故一定不会进入纸筒，A、C、D错误，B正确.4.(2018·大庆市铁人中学期中)某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球.如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中的篮球可能被投入球筐的是(图中箭头指向表示投篮方向)()答案B解析如图所示，由于篮球和群众演员随大平台一起旋转，所以篮球抛出前有沿v0方向的初速度，若选B.5.(2018·乌鲁木齐质量监测)我国自主研发的C919大型客机从地面起飞后在t时间内做匀加速直线运动，若起飞后其所受水平方向合外力与竖直方向合外力大小之比为2∶1，则C919起飞后t时刻在空中的()A.水平加速度与竖直加速度大小之比为2∶1B.水平加速度与竖直加速度大小之比为4∶1C.水平位移与竖直位移大小之比为2∶1D.水平位移与竖直位移大小之比为4∶1答案A解析C919起飞后，水平方向和竖直方向都做初速度不为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，C919起飞后，水平加速度和竖直加速度大小之比为2∶1，A正确，B错误；由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可知，由于不知道初速度，故无法确定t时刻C919水平位移和竖直位移大小之比，C、D错误.考点二合运动的性质与运动轨迹6.(2018·重庆十八中期中)关于相互垂直的一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动，下列说法正确的是()A.一定是曲线运动B.可能是直线运动C.运动的方向不变D.速度一直在变，是变加速运动答案A解析由题意可知，初速度方向和加速度方向一定不在一条直线上，所以这两个分运动的合运动一定是曲线运动，选A.7.(2019·福州市高一下期中)如图2所示，沿y轴方向的一个分运动的初速度v1是沿x轴方向的另一个分运动的初速度v2的2倍，而沿y轴方向的分加速度a1是沿x轴方向的分加速度a2的一半.对于这两个分运动的合运动，下列说法中正确的是()图2A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可能是曲线运动，也可能是直线运动D.无法判定答案B解析根据平行四边形定则，作出合加速度与合初速度，如图所示，图中各个矢量大小与有向线段的长度成正比，由图可知合运动的加速度与初速度方向不共线，由曲线运动的条件知，这两个分运动的合运动一定是曲线运动，故B正确.8.某同学在研究运动的合成时做了如图3所示活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖.若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度是零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是()图3A.笔尖做匀速直线运动B.笔尖做匀变速直线运动C.笔尖做匀变速曲线运动D.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变大答案C解析由题意知，笔尖在竖直向上做匀速直线运动，水平向右做初速度为零的匀加速运动，合外力向右，故其做匀变速曲线运动，选项A、B错误，C正确；竖直方向的速度大小恒定，水平方向的速度逐渐增大，故笔尖的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小，选项D错误.9.(2018·温州市新力量联盟高一下学期期中联考)在学习运动的合成与分解时我们做过如图4所示的实验.在长约80～100cm且一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面在水平方向上匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下列选项中的()图4答案C10.(2018·邢台二中高一下月考)如图5所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用钉子靠着线的左侧，沿与水平方向成30°角的斜面斜向右上方以速度v匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，下列说法正确的是()图5A.橡皮的速度大小为eq\r(2)vB.橡皮的速度大小为eq\r(3)vC.橡皮的速度与水平方向成30°角D.橡皮的速度与水平方向成45°角答案B解析橡皮参与了平行于斜面方向的匀速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动，两个分速度大小相等，都为v，如图所示，根据平行四边形定则知v合＝2vcos30°＝eq\r(3)v，合速度的方向与水平方向的夹角为60°，故B正确.11.(多选)如图6所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A，小车A通过钢索吊着物体B，在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，钢索将物体B从地面上吊起.A、B之间的距离d随时间t以d＝H－2t2的规律变化，式中H为小车A距地面的高度.这段时间内从地面上观察，下列说法中正确的是()图6A.物体B的运动轨迹是直线B.物体B的运动轨迹是曲线C.钢索对物体B的拉力等于物体B所受的重力D.钢索对物体B的拉力大于物体B所受的重力答案BD解析由d＝H－2t2可得物体位移h＝2t2，则物体B在竖直方向上做匀加速运动，加速度ay恒定，由牛顿第二定律得，钢索对物体B的拉力F＝mg＋may＞mg，D正确；物体B同时参与水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动，故合运动的轨迹是曲线，B正确.12.(2018·日照一中期末)物体在直角坐标系xOy所在平面内由O点开始运动，其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化的图像如图7所示，则对该物体运动过程的描述正确的是()图7A.物体在0～3s做匀变速直线运动B.物体在0～3s做匀变速曲线运动C.物体在3～4s做变加速直线运动D.物体在3～4s做匀变速曲线运动答案B解析物体在0～3s内，由题意可知，x方向做vx＝4m/s的匀速直线运动，y方向做初速度为0、加速度ay＝1m/s2的匀加速直线运动，合初速度v0＝vx＝4m/s，合加速度a＝ay＝1m/s2，物体的合初速度与合加速度不在同一直线上，所以物体的合运动为匀变速曲线运动，如图甲所示，A错误，B正确.物体在3～4s内，x方向做初速度vx＝4m/s、加速度ax＝－4m/s2的匀减速直线运动，y方向做初速度vy＝3m/s、加速度ay＝－3m/s2的匀减速直线运动，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，所以物体的合运动为匀减速直线运动，如图乙所示，C、D错误.13.质量m＝4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点(0,0)处，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，则质点在这3s内的轨迹为下列图中的()答案D解析根据牛顿第二定律可知，前2s内质点的加速度为ax＝eq\f(F1,m)＝2m/s2，从静止开始沿＋x方向匀加速运动x1＝eq\f(1,2)axt12＝4m，速度达到vx＝axt＝4m/s；随后1s内加速度为ay＝eq\f(F2,m)＝6m/s2，方向沿＋y方向，质点沿＋y方向运动了y1＝eq\f(1,2)ayt22＝3m，同时沿＋x方向运动了x2＝vxt2＝4m，轨迹弯向＋y方向，D正确.14.(2018·诸暨中学期中)如图8甲所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动.假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点.图8(1)请在坐标图中画出蜡块4s内的轨迹；(2)求玻璃管向右平移的加速度大小a；(3)求t＝2s时蜡块的速度大小v.答案(1)见解析图(2)0.05m/s2(3)eq\f(\r(2),10)m/s解析(1)轨迹如图所示(2)根据Δx＝a(Δt)2，则a＝eq\f(Δx,Δt2)＝eq\f(0.05,12)m/s2＝0.05m/s2(3)t＝2s时蜡块的水平速度vx＝eq\f(0.075＋0.125,2)m/s＝0.1m/s，竖直速度vy＝0.1m/s，则合速度大小v＝eq\f(\r(2),10)m/s.15.一物体在光滑水平面上运动，它在相互垂直的x方向和y方向上的两个分运动的速度－时间图像如图9所示.图9(1)计算物体的初速度大小；(2)计算物体在前3s内的位移大小.答案(1)50m/s(2)30eq\r(13)m解析(1)由题图可看出，物体沿x方向的分运动为匀速直线运动，沿y方向的分运动为匀变速直线运动.x方向的初速度vx0＝30m/s，y方向的