高中物理2 运动的合成与分解精练

这是一份高中物理2 运动的合成与分解精练，共8页。试卷主要包含了 一小球质量m=1，3s末小球的位置坐标等内容，欢迎下载使用。
课时02 运动的合成与分解
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】
【详解】A项：位移是矢量，合成遵循平行四边形定则，合运动的位移为分运动位移的矢量和，故A正确；
B项：根据平行四边形定则，知合位移可能比分位移大，可能比分位移小，可能与分位移相等，故B错误；
C项：根据平行四边形定则，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，故C错误；
D项：合运动与分运动具有等时性，合运动的时间等于分运动的时间，故D错误．
故选A．
2. 关于运动的合成，下列说法中正确的是：（ ）
A. 两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等
B. 合运动的时间等于两个分运动的时间之和
C. 合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
D. 只要两个分运动是直线运动，那么合运动也一定是直线运动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB．分运动与合运动具有等时性，故A正确，B错误；
C．根据平行四边形定则，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，故C错误；
D．两个分运动是直线运动，那么合运动也不一定是直线运动，比如:平抛运动，而两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，故 D错误。
故选A。
3. 如图所示，某同学通过实验得到了某物体在平面坐标系上受到恒定合外力作用下的一条运动轨迹曲线。以下对该运动沿x轴方向和y轴方向的两个分运动和该物体受力情况给出的几种推理正确的是（ ）
A. 该物体的运动一定为匀变速曲线运动
B. 该运动可分解为沿x轴方向匀速直线运动和沿y轴方向匀速直线运动
C. 该运动一定可分解为沿x轴方向匀加速直线运动和沿y轴方向匀加速直线运动
D. 若该物体沿y轴方向为匀速直线运动，则物体所受合力不一定指向x轴正方向
【答案】A
【解析】
【详解】A．物体受到恒定合处力作用，且运动轨迹为曲线，所以该物体的运动一定为匀变速曲线运动，故A正确；
B． 运动轨迹为曲线，是变速运动，不可能分解为沿x轴方向匀速直线运动和沿y轴方向匀速直线运动，故B错误；
C．由于外力的方向不确定，若外力沿x方向，则了分解为沿沿x轴方向匀加速直线运动和沿y轴方向匀速直线运动，故C错误；
D．若该物体沿y轴方向为匀速直线运动，则物体在y轴方向不受力，而运动轨迹向x轴方向弯曲，所受合力一定指向x轴正方向，故D错误。
故选A。
4. 一物体在以xy为直角坐标系的平面上运动，其运动位置坐标与时间t的规律为，（式中的物理量单位均为国际单位）。关于物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体在x轴方向上做匀减速直线运动
B. 物体在y轴方向上的加速度为2m/s2
C. t=0时刻，物体的速度为5m/s
D. 物体运动的轨迹是一条直线
【答案】D
【解析】
【详解】A．把和 对比得 ， ，加速度与初速度同向，所以物体在x轴方向上做匀加速直线运动，A错误；
B．把和 对比得 ， ，B错误；
C．t=0时刻，物体的速度为
C错误；
D．初速度与水平方向的夹角为
加速度与水平方向的夹角为
解得 ，则加速度与初速度方向相同，轨迹是一条直线，D正确。
故选D。
5. 在地面上观察下列物体的运动，其中做曲线运动的有（ ）
A. 质点向东运动时受到一个向西的力
B. 气球在竖直上升时吹来一阵北风
C. 汽艇在匀速驶向对岸的同时，河水还在匀速流动
D. 在以速度v行驶的列车上，以相对列车的速度v水平向前抛出一个物体
【答案】BD
【解析】
【详解】A．向东运动的质点受到一个向西的力的作用，此时力的方向与速度的方向相反，物体将做匀减速直线运动，不是曲线运动，A错误；
B．正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风，此时速度的方向是向上，而力的方向是水平的，不在一条直线上，物体将做曲线运动，B正确；
C．汽艇匀速运动，受到的合力为零，河水也是匀速流动的，所以汽艇的合运动还是做匀速运动，C错误；
D．在匀速行驶的列车上，相对列车水平向前抛出的一个小球，小球做平抛运动，D正确。
故选BD。
6. 质量为4kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 质点的初速度大小为5m/s
B. 质点所受的合力大小为6N
C. t=0时，质点速度的方向与合外力方向垂直
D. 2s末质点速度大小为6m/s
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由图可知x轴方向初速度大小为vx=3m/s，y轴方向初速度vy=－4m/s，质点的初速度大小为
故A正确；
B．x轴方向的加速度
y轴方向的加速度为0，质点的合力
故B正确；
C．合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直，故C错误；
D．2s末质点速度大小应该为
故D错误。
故选AB。
7. 如图，竖直面内虚线所示的两水平面之间存在大小恒定的水平风力（其他区域不存在风力，自该区域上方距离下边界为L的O点将质量为m的小球以一定初速度水平抛出，从风力区域上边界的A点进入，且风力区域下边界的B点处于A点正下方。若风力沿水平向左方向，小球在重力和风力的共同作用下，从Q点离开时的速度方向恰好竖直向下；若风力沿水平向右方向，小球在重力和风力的共同作用下，恰好做直线运动，并从P点离开。竖直方向只受重力作用，且重力加速度大小为g。求：
（1）小球运动到Q点时速度大小vy；
（2）小球在风力区域中沿水平方向的位移XBQ与XBP之比；
（3）风力区域上下边界在竖直方向的距离H。
【答案】（1）；（2）1:3；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）小球从O到A做平抛运动，竖直方向做加速度为g的加速运动，进入虚线区域后，竖直方向的加速度仍为g不变，则运动到Q点时速度

（2）无论风力向左还是向右，小球在竖直方向的运动不变，则运动时间相等，设为t，且设小球在水平风力作用下的加速度为a，若设小球进入虚线区域时的水平速度为vx，则
且
解得

（3）风力区域上下边界在竖直方向的距离H，则刚进入虚线区域时的竖直速度

在虚线区域内，竖直方向
由几何关系可知

解得
8. 一小球质量m=1.0×10-2kg，通过细线悬挂于空中，现给小球施加水平方向恒力F1作用，小球静止，细线与竖直方向的夹角θ=45°，如图所示。现以小球静止位置为坐标原点O，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其中x轴水平。现剪断细线，经0.1s，F1突然反向，大小不变；再经0.1s，撤去水平力F1同时施加另一恒力F2，又经0.1s小球速度为零。已知g取10m/s2，空气阻力不计。求：
（1）F1和F2大小；
（2）细线剪断0.3s末小球的位置坐标。
【答案】（1）F1=0.1N，F2=0.3N；（2）（0.1m，0.3m）
【解析】
【分析】
【详解】（1）当小球静止时
F1=mg=0.1N
当剪断细线时，小球在x，y方向上加速度分别为
经过0.1s时， y方向上加速度不变，x方向上加速度大小不变，方向相反。则经过0.2s时，x方向的速度为零，y方向上的速度为
施加另一恒力F2后又经0.1s小球速度为零，则
，
代入数据解得
F2=0.3N
（2）第0.2s内，小球的位移x、y方向的位移分别为
在0.3s内，小球x方向的速度为零，y方向的位移
则细线剪断0.3s内则小球沿x、y方向移动的距离
x=x1=0.1m
y=y1+y2=0.3m
则细线剪断0.3s末小球的位置坐标（0.1m，0.3m）