物理必修 第二册2 运动的合成与分解同步练习题

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第五章  抛体运动2  运动的合成与分解【基础巩固】1.跳伞运动员张开伞之后竖直向下做匀速直线运动,一阵风过后运动员在水平方向的分速度为6 m/s,此时运动员的实际速度为10 m/s,则运动员竖直方向的分速度为(　　)A.4 m/s B.6 m/s C.8 m/s D.10 m/s答案:C2.路灯维修车如图所示,车上带有竖直自动升降梯.若车匀速向左运动的同时梯子匀速上升,则关于梯子上的工人的描述正确的是              (　　)A.工人相对地面的运动轨迹为曲线B.仅增大车速,工人相对地面的速度将变大C.仅增大车速,工人到达顶部的时间将变短D.仅增大车速,工人的速度方向与竖直方向的夹角将变小答案:B3.竖直放置两端封闭的玻璃管内注满清水,内有一个用红蜡块做成的圆柱体,玻璃管倒置时圆柱体能匀速上升.现将玻璃管倒置,在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管水平匀速运动,如图所示.已知圆柱体运动的合速度大小是5 cm/s,与竖直方向夹角α=30°,则玻璃管水平运动的速度大小是              (　　)A.5 cm/s B.4.33 cm/s    C.2.5 cm/s     D.无法确定答案:C4.已知河水的流速保持不变,小船在静水中的速度恒定且大于河水的流速.如图所示,为使小船由河岸O点沿虚线垂直河岸航行,船头的指向可能为图中的              (　　)A.①方向 B.②方向 C.③方向 D.④方向答案:B5.某船要渡过60 m宽的河,船渡河的最短时间是12 s;若船沿垂直河岸的直线到达正对岸,渡河时间是15 s,则船在静水中的速率v1及河水的流速v2分别为              (　　)A.v1=5 m/s,v2=4 m/s     B.v1=5 m/s,v2=3 m/sC.v1=4 m/s,v2=5 m/s     D.v1=4 m/s,v2=3 m/s答案:B6.北风速度为4 m/s,河中的水正以3 m/s的速度向东流动,船上的乘客看见轮船烟囱冒出的烟柱是竖直的,风对船的影响可忽略.轮船在静水中的速度为多大?船头沿什么方向航行?解析:轮船的实际航向为正南,实际速度大小为4 m/s时,才能看见烟柱竖直.由于河水流动,轮船应该有一个分速度,大小与v水相等,方向与v水相反,这样轮船才会朝正南方向行驶,如图所示.tan θ==,则θ=37°,即船头应该向南偏西37°方向航行.且v船==5 m/s.答案:5 m/s　南偏西37°【拓展提高】7.某晚会采用了非常多的科技元素,在舞台表演中还用到了无人机.现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度vy及水平方向的速度vx与飞行时间t的关系图像,如图所示.下列说法正确的是              (　　)    甲           乙A.无人机在t1时刻处于失重状态B.无人机在0~t2这段时间内沿直线飞行C.无人机在t2时刻上升至最高点D.无人机在t2~t3时间内做匀变速运动解析:0~t2这段时间,竖直方向上,无人机向上做匀加速直线运动,它有竖直向上的加速度,所以无人机处于超重状态;水平方向上,无人机做匀减速直线运动,无人机有水平方向的加速度;无人机的合速度的方向不断变化,但其合加速度的大小和方向都不变,所以0~t2这段时间内,无人机的合加速度与合速度不共线,所以无人机做曲线运动,即无人机沿曲线上升,故选项A、B错误.t2~t3这段时间内,无人机水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做匀减速直线运动,因此其合运动是匀变速运动,故选项D正确.竖直方向上,0~t2这段时间内无人机向上匀加速,t2~t3这段时间内无人机向上匀减速,在t2时刻无人机没有上升至最高点,故选项C错误.答案:D8.如图所示,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行.当绳与河岸的夹角为α时,船的速率为              (　　)A.vsin α B.     C.vcos α     D.解析:人行走的速度沿绳方向的分速度大小为船的速率,由此可知,船的速率为v'=vcos α.答案:C9.一条河宽为d=900 m,水的流速为v=50 m/s,并在下游形成壮观的瀑布.一艘游艇从与瀑布水平距离为l=1 200 m的上游渡河.(1)为了不被冲进瀑布,游艇船头应如何指向,游艇的航行速度最小?最小值为多少?(2)在(1)的情况下游艇在河中航行的时间为多少?解析:(1)为了不被冲进瀑布,而且航行速度最小,游艇的临界航线OA如图所示.若航行速度最小,则船头应与航线垂直,并偏向上游.由几何关系可得sin α==,故α=37°,船头与河岸成53°角并指向上游,vmin=vsin α=v=30 m/s.(2)在(1)的情况下,游艇在河中航行的时间为t==37.5 s.答案:(1)船头与河岸成53°角指向上游　30 m/s    (2)37.5 s【挑战创新】10.(多选)运动会上有一骑射项目如图所示,运动员骑在奔跑的马上,弯弓放箭射击侧向的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时水平射出的箭速度为v2,跑道离固定目标的最近距离为d.若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则              (　　)A.运动员放箭处离目标的距离为B.运动员放箭处离目标的距离为C.箭射到固定目标的最短时间为D.箭射到固定目标的最短时间为解析:箭相对地面的速度(指向目标)是箭射出的速度v2(箭相对于马)与马前进速度v1的合速度.要使箭在空中飞行的时间最短的情况下击中目标,v2必须垂直于v1,并且v1、v2的合速度方向指向目标,如图所示.故箭射到目标的最短时间为,选项C正确,选项D错误;运动员放箭处与目标的距离为,又x=v1t=v1·,故==,选项A错误,选项B正确.答案:BC