高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解课时作业

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解课时作业，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．(2023·绵阳市高二统考)古典舞蹈演员舞动长长的水袖，水袖上某饰物P在做曲线运动。那么饰物P( )
A．速度方向一定变化
B．速度大小一定变化
C．所受合力为零
D．所受合力方向与运动方向在同一直线上
2.(2023·湖北荆州中学期末)运动员踢出的足球轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法中正确的是( )
A．合外力的方向与速度方向不在一条直线上
B．合外力的方向与速度方向在一条直线上
C．合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧
D．合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向
3．(2022·宜宾市高一期末)无动力翼装飞行是一种专业的滑翔运动，如图，某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，下列说法正确的是( )
A．飞行者速度可能保持不变
B．飞行者所受合外力不为零
C．飞行者在B处所受合外力方向竖直向下
D．飞行者在运动中的某处，速度方向可能和加速度方向共线
4.(2023·荆州高一期末)骑射项目是运动会上常见的一种娱乐项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓射箭射击侧向的靶子目标M，如图所示为运动情境的简化示意图，假设运动员沿AB方向骑马的速度为v1＝10 m/s，运动员静止时射出的弓箭速度为v2＝4 m/s，直线跑道离固定目标M的最近距离为d＝4 m，假设运动员射箭位置与靶子等高，且垂直跑道AB方向射出弓箭。不计空气阻力和弓箭的重力，则运动员射出弓箭点的位置距离O点的距离x为( )
A．8 m B．10 m C．12 m D．16 m
5．(2023·武汉市第一中学开学考)质量m＝50 g的小球在竖直平面内运动，若以水平方向为x轴的方向，竖直方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系，其运动方程为x＝6＋6t，y＝5＋5t2。式中t的单位为s，x、y的单位为m。关于小球的运动，下列说法不正确的是( )
A．t＝0时小球的坐标为(6 m,5 m)
B．t＝1 s时小球的速率为11 m/s
C．t＝2 s时小球的加速度的大小为10 m/s2
D．小球的运动轨迹是一条抛物线
6．(2022·湖南邵阳二中高一期末)甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河，河水流速为v0，船在静水中的速率均为v，甲、乙两船的船头均与河岸成θ角，如图所示，已知甲船恰能垂直到达河对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，A、B之间的距离为L，则下列判断正确的是( )
A．甲船先到达对岸
B．若仅增大河水流速v0，则两船渡河时间都不变
C．无论水流速度v0怎样改变，只要适当改变θ角，甲船总能到达正对岸的A点
D．若仅增大水流速度v0，则两船到达对岸时，两船之间的距离将增加
7．(2022·长春五中期末)如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则下列说法不正确的是( )
A．刚开始时B的速度大小为vcs θ
B．A匀速上升到N点之前过程中，重物B处于失重状态
C．重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力
D．A运动到位置N时，B的速度为0
二、多项选择题：本题共3小题，每小题8分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但选不全的得4分，有选错的得0分。
8．(2022·西安市高一期中)如图，河水由西向东流，河宽为800 m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x，v水与x的关系为v水＝eq \f(3,400)x(m/s)，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船在静水中的速度大小恒为v船＝4 m/s，下列说法正确的是( )
A．小船渡河的轨迹为直线
B．小船在河水中的最大速度是5 m/s
C．小船渡河的时间是200 s
D．小船在距南岸200 m处的速度小于在距北岸200 m处的速度
9.如图所示，人在岸上用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力大小为F，则此时( )
A．人水平拉绳行走的速度大小为vcs θ
B．人水平拉绳行走的速度大小为eq \f(v,cs θ)
C．船的加速度大小为eq \f(Fcs θ－Ff,m)
D．船的加速度大小为eq \f(F－Ff,m)
10．(2022·湖北沙市中学高一期末)物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点开始运动，它在x轴方向的加速度随时间变化图像如图甲所示，在y轴方向速度随时间变化的图像如图乙所示，物体的初速度为2 m/s，则对该物体运动过程的描述正确的是( )
A．物体在0～2 s做直线运动，在2～3 s做曲线运动
B．物体在0～2 s的加速度大小为1 m/s2,2～3 s的加速度大小为2eq \r(2) m/s2
C．物体在0～2 s和2～3 s内位移之比为eq \r(3)∶1
D．物体2 s末速度最大，最大值为2eq \r(2) m/s
三、非选择题：本题共2小题，共34分。
11．(16分)(2022·宜宾市高一期末)夏季，随着我国全面进入主汛期，防汛形势十分严峻、各地区各部门坚持人民至上，生命至上，全力以赴抗洪抢险。某船积极参加抗洪，已知该船在静水中的最大速度v＝5 m/s，现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定，河宽d＝100 m，船以最短时间渡河，航线与岸的夹角θ＝60°，求：
(1)船渡河的时间；
(2)船实际渡河的位移大小；
(3)河水流速的大小。
12．(18分)(2022·宝鸡渭滨区高一期末)如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v－t图像。根据图像所提供的数据，求：
(1)t＝1 s时物体的速度大小；
(2)在t＝1 s到t＝2 s内，物体做何种运动？
答案精析
1．A
2．A [足球做曲线运动，根据曲线运动的条件可知，足球受到合外力的方向与速度方向不在一条直线上，故A正确，B错误；足球做曲线运动，速度方向沿轨迹在该点的切线方向，且足球受到合外力的方向指向轨迹的内侧，故C、D错误。]
3．B [飞行者做曲线运动，速度方向一直改变，则速度改变，故A错误；飞行者做曲线运动，速度一直改变，加速度不为零，则所受合外力不为零，故B正确；做曲线运动时，受到的合外力大致指向轨迹凹侧，在B处所受合外力方向大致向上，故C错误；飞行者做曲线运动，速度方向和加速度方向不可能共线，故D错误。]
4．B [弓箭沿AB方向和垂直于AB方向均做匀速直线运动，有x＝v1t，d＝v2t，可知射出点在O点左侧，且到O点的距离为x＝eq \f(v1,v2)d＝10 m，故选B。]
5．B [t＝0时，小球在水平方向的位置为x＝6 m
在竖直方向的位置是y＝5 m
因而小球的坐标为(6 m,5 m)，故A正确，不符合题意；根据运动方程为x＝6＋6t，y＝5＋5t2可知，小球在水平方向做速度为6 m/s的匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零、加速度为10 m/s2的匀加速直线运动，当t＝1 s时，小球沿y轴方向的速度为vy＝at＝10 m/s，由速度的合成可知，小球的速率为v＝eq \r(62＋102) m/s＝2eq \r(34) m/s，故B错误，符合题意；
由于小球在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，因此当t＝2 s时小球的加速度的大小仍为10 m/s2，故C正确，不符合题意；
由运动方程和数学知识可知，小球的运动轨迹是一条抛物线，故D正确，不符合题意。]
6．B [甲、乙两船到达对岸的时间相等，即渡河的时间为t＝eq \f(d,vsin θ)，与河水流速v0无关，若仅增大河水流速v0，两船的渡河时间都不变，故A错误，B正确；只有甲船速度大于水流速度时，适当改变θ角，甲船才能到达河的正对岸A点；当水流速度大于甲船速度时，无论怎样改变θ角，甲船都不能到达正对岸的A点，故C错误；若仅使河水流速v0增大，则两船到达对岸时间不变，则两船之间的距离x＝x乙－x甲＝v乙t－v甲t＝(v0＋vcs θ)·t－(v0－vcs θ)·t＝2vcs θ·t，两船之间的距离和河水流速v0无关，故D错误。]
7．B [以A为研究对象，对其速度分解可得vB＝vcs θ，故A正确；A匀速上升，θ增大，vB减小，B的加速度向上，B处于超重状态，故B错误；重物B下降过程，B处于超重状态，绳对B的拉力大于B的重力，故C正确；A运动到位置N时，θ＝90°，B的速度为vB＝0，故D正确。]
8．BC [小船在沿垂直河岸方向上做匀速直线运动，在沿河岸方向上做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上，做曲线运动，A错误；当小船行驶到河中央时水流速度最大，即有v水＝eq \f(3,400)×400 m/s＝3 m/s，那么小船在河水中的最大速度vmax＝eq \r(32＋42) m/s＝5 m/s，小船船头垂直河岸由南向北渡河，那么小船渡河的时间t＝eq \f(d,v船)＝eq \f(800,4) s＝200 s，B、C正确；在距南岸200 m处的河水速度大小与在距北岸200 m处的河水速度大小相等，根据矢量的合成法则，则两种情况下小船的合速度大小相等，D错误。]
9．AC [将船的速度按如图所示(沿绳方向与垂直于绳方向)方向进行分解，
人拉绳行走的速度大小v人＝v∥＝vcs θ，选项A正确，B错误；绳对船的拉力大小等于人拉绳的力的大小，即绳的拉力大小为F，与水平方向成θ角，因此Fcs θ－Ff＝ma，解得a＝eq \f(Fcs θ－Ff,m)，选项C正确，D错误。]
10．BD [在0～2 s内，物体在x方向做ax1＝1 m/s2的匀加速运动，y方向做匀速直线运动，可知合运动是曲线运动；在2～3 s内，x方向做初速度vx＝2 m/s、加速度为ax2＝2 m/s2的匀减速直线运动；y方向做初速度vy＝2 m/s、加速度为ay2＝2 m/s2的匀减速直线运动，合加速度方向与合速度方向共线，可知物体做直线运动，选项A错误；物体在0～2 s的加速度大小为a＝ax1＝1 m/s2,2～3 s的加速度大小为a＝eq \r(ax22＋ay22)＝2eq \r(2) m/s2，选项B正确；物体在0～2 s内x1＝eq \f(1,2)ax12t12＝eq \f(1,2)×1×22 m＝2 m，y1＝2×2 m＝4 m，合位移s1＝eq \r(x12＋y12)＝2eq \r(5) m；2～3 s内x2＝vx2t2－eq \f(1,2)ax2t2＝2×1 m－eq \f(1,2)×2×12 m＝1 m，y2＝eq \f(1,2)×1×2 m＝1 m，则合位移s2＝eq \r(x22＋y22)＝eq \r(2) m，则合位移之比为s1∶s2＝eq \r(10)∶1，选项C错误；因2 s末在x方向和y方向都要做匀减速直线运动，可知物体2 s末速度最大，最大速度vm＝eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ax1t1))2＋vy2)＝eq \r(22＋22) m/s＝2eq \r(2) m/s，选项D正确。]
11．(1)20 s (2)eq \f(200\r(3),3) m (3)eq \f(5\r(3),3) m/s
解析 (1)当船头垂直于河岸渡河时，时间最短，则最短渡河时间t＝eq \f(d,v船)＝20 s
(2)由几何关系知实际渡河的位移大小为
x＝eq \f(d,sin 60°)＝eq \f(200\r(3),3) m
(3)船沿着河岸方向的位移大小
x1＝xcs 60°＝eq \f(100\r(3),3) m
则河水的流速大小v水＝eq \f(x1,t)＝eq \f(5\r(3),3) m/s。
12．(1)5 m/s (2)匀加速直线运动
解析 (1)由题图可知，t＝1 s时，x方向速度大小为4 m/s，y方向速度大小为3 m/s，则合速度大小为v＝eq \r(vx2＋vy2)＝5 m/s
(2)t＝1 s时速度方向与x方向夹角的正切值
tan α＝eq \f(vy,vx)＝eq \f(3,4)
t＝1 s到t＝2 s内x方向的加速度大小
ax＝eq \f(8－4,2－1) m/s2＝4 m/s2
y方向的加速度大小ay＝eq \f(6,2) m/s2＝3 m/s2
加速度方向与x方向夹角的正切值tan β＝eq \f(ay,ax)＝eq \f(3,4)
由于tan β＝tan α，可知物体做匀加速直线运动。