高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动2 运动的合成与分解同步训练题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动2 运动的合成与分解同步训练题，共6页。
◎题组一 蜡块运动分析
1．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R可视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，R从坐标原点开始运动的轨迹如图所示，则红蜡块R在x轴、y轴方向的运动情况可能是( )
A．x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀速直线运动
B．x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动
C．x轴方向做匀减速直线运动，y轴方向做匀速直线运动
D．x轴方向做匀加速直线运动，y轴方向做匀速直线运动
2．(多选)如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，R的合速度的方向与y轴正方向的夹角为α。则( )
A．红蜡块R的分位移y的平方与x成正比
B．红蜡块R的分位移y的平方与x成反比
C．tan α与时间t成正比
D．红蜡块R的合速度v的大小与时间t成正比
◎题组二 运动的合成与分解
3．关于运动的独立性，下列说法正确的是( )
A．运动是独立的，是不可分解的
B．合运动同时参与的几个分运动是互不干扰、互不影响的
C．合运动和分运动是各自独立的，是没有关系的
D．各分运动是各自独立的，是不能合成的
4．(多选)关于运动的合成与分解，下列说法正确的是( )
A．合运动的时间就是分运动的时间之和
B．已知两分运动的速度大小，就可以确定合速度的大小
C．已知两分运动的速度大小和方向，可以用平行四边形法则确定合速度的大小和方向
D．若两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2，则合速度v大小的范围为|v1－v2|≤v≤v1＋v2
5．如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物( )
A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v
B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v
C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v
D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v
◎题组三 合运动性质和轨迹的判断
6．(多选)如果两个不在同一直线上的分运动都是匀变速直线运动，关于它们的合运动的描述正确的是( )
A．合运动一定是匀变速运动
B．合运动可能是曲线运动
C．只有当两个分运动的速度垂直时，合运动才为直线运动
D．以上说法都不对
7．(多选)(2022·山东济南检测)有两个不共线的直线运动，初速度分别为v1和v2，加速度恒定，分别为a1和a2，关于合运动，下列说法正确的是( )
A．若v1＝0，v2≠0，a1≠0，a2≠0，则合运动一定是匀变速曲线运动
B．若v1＝0，v2＝0，a1≠0，a2≠0，则合运动一定是匀变速直线运动
C．若v1≠0，v2≠0，a1＝0，a2＝0，则合运动一定是匀速直线运动
D．若v1≠0，v2≠0，a1≠0，a2≠0，则合运动一定是匀变速曲线运动
8．(多选)一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图所示。关于物体的运动，下列说法正确的是( )
A．物体做曲线运动
B．物体做直线运动
C．物体运动的初速度大小为50 m/s
D．物体运动的初速度大小为10 m/s
9．(2022·浙江湖州高一期末)两端封闭的玻璃管中注满清水，迅速将管转至图示竖直位置，管内一个红蜡块立即以v1＝4 cm/s的速度匀速上浮，此时使玻璃管沿x轴正方向移动，当玻璃管沿x轴( )
A．匀速运动时，红蜡块的轨迹是一条曲线
B．以v2＝3 cm/s的速度匀速运动时，红蜡块的速度大小是7 cm/s
C．以v2＝3 cm/s的速度匀速运动，2 s内红蜡块的位移大小是10 cm
D．由静止开始做a＝4 cm/s2的匀加速运动时，红蜡块的轨迹是一条直线
10．(多选)如图甲所示，旋臂式起重机的天车吊着质量为100 kg的货物正在沿水平方向以4 m/s的速度向右匀速运动，同时又使货物沿竖直方向做向上的匀加速运动，其竖直方向的速度—时间关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．2 s末货物的速度大小为5 m/s
B．货物的运动轨迹可能是一条如图丙所示的抛物线
C．货物所受的合力大小为150 N
D．0到2 s末这段时间内，货物的位移大小为10 m
11．一物体的运动规律是x＝8t2(m)，y＝10t(m)，则下列说法中正确的是( )
A．物体在x和y方向上都是匀速运动
B．物体在x和y方向上都是做初速度为零的匀加速运动
C．物体的合运动是初速度为10 m/s、加速度为16m/s2的曲线运动
D．物体的合运动是初速度为10 m/s、加速度为16m/s2的匀加速直线运动
12．质量m＝2 kg的物体在光滑平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图像如图所示。求：
(1)物体受到的合力和初速度；
(2)t＝8 s时物体的速度；
(3)t＝4 s时物体的位移。
13．在第十一届珠海国际航展上，歼-20战斗机是该次航展最大的“明星”。歼-20战斗机在降落过程中水平方向的初速度为60 m/s，竖直方向的初速度为6 m/s，已知歼-20战斗机在水平方向做加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小为0.2 m/s2的匀减速直线运动，则歼-20战斗机在降落过程中，下列说法正确的是( )
A．歼-20战斗机的运动轨迹为曲线
B．经20 s，歼-20战斗机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等
C．在前20 s内，歼-20战斗机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等
D．歼-20战斗机在前20 s内，水平方向的平均速度为40 m/s
课时分层作业(二)
1．D [若x轴方向做匀速直线运动，根据运动轨迹的形状，则y轴方向的加速度方向沿y轴负方向，即y轴方向做减速直线运动，故A、B两项错误；若y轴方向做匀速直线运动，根据运动轨迹的形状，则x轴方向的加速度方向沿x轴正方向，即x轴方向做加速直线运动，故C项错误，D项正确。]
2．AC [红蜡块R在竖直方向做匀速运动，则y＝v0t，在水平方向有x＝at2，解得x＝y2，故A正确，B错误；R的合速度的方向与y轴正方向的夹角α满足tan α＝＝，即tan α与时间t成正比，故C正确；蜡块的合速度的大小v＝，故D错误。]
3．B [运动的独立性是指一个物体同时参与的几个分运动是各自独立、互不影响的，故只有选项B正确。]
4．CD [合运动与分运动具有等时性，故A错误；已知两分运动的速度大小和方向，可以用平行四边形法则确定合速度的大小和方向，故B错误，C正确；两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2，则合速度v大小的范围为|v1－v2|≤v≤v1＋v2，故D正确。]
5．D [以帆板为参照物，帆船具有朝正东方向的速度v和朝正北方向的速度v，两速度的合速度大小为v，方向朝北偏东45°，故选项D正确。]
6．AB [两个分运动都是匀变速直线运动，则物体所受合力恒定不变，故一定是匀变速运动，但因合力的方向与速度的方向不一定在同一直线上，物体可能做曲线运动，故A、B正确。]
7．ABC [若v1＝0，v2≠0，a1≠0，a2≠0，即合初速度与合加速度不在同一直线上，则合运动一定是匀变速曲线运动，故A正确；若v1＝0，v2＝0，a1≠0，a2≠0，即合初速度为零，则合运动一定是沿合加速度方向且与其共线的匀变速直线运动，故B正确；若v1≠0，v2≠0，a1＝0，a2＝0，即合加速度为零，则合运动一定是匀速直线运动，故C正确；若v1≠0，v2≠0，a1≠0，a2≠0，当合初速度与合加速度在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，故D错误。故选ABC。]
8．AC [由v-t图像可以看出，物体在x方向上做匀速直线运动，在y方向上做匀变速直线运动，故物体做曲线运动，选项A正确，B错误；物体的初速度大小为v0＝ m/s＝50 m/s，选项C正确，D错误。]
9．C [当玻璃管沿x轴匀速运动时，红蜡块的合运动为匀速直线运动，其轨迹是一条直线，故A错误；当玻璃管沿x轴以v2＝3 cm/s速度匀速运动时，红蜡块的速度大小是v＝＝5 cm/s，2 s内红蜡块的位移大小是x＝vt＝10 cm，故B错误，C正确；当玻璃管沿x轴由静止开始做a＝4 cm/s2的匀加速运动时，红蜡块的合运动为曲线运动，其轨迹是一条曲线，故D错误。]
10．AC [货物水平方向的速度大小为4 m/s，2 s末货物竖直方向的速度大小为3 m/s，故2 s末货物的速度大小为v＝＝5 m/s，A正确；由于货物加速度向上，所受合力竖直向上，故运动轨迹向上弯曲，题丙图不符合题意，B错误；货物的加速度大小为a＝＝＝1.5 m/s2，则所受合力大小为F＝ma＝150 N，C正确；0到2 s末这段时间内，货物在水平方向的位移大小为x＝vxt＝8 m，在竖直方向的位移大小为y＝at2＝3 m，因此位移大小为s＝＝ m，D错误。]
11．C [根据匀变速直线运动的位移—时间公式x＝可知，物体在x方向做初速度为零、加速度为16 m/s2的匀加速直线运动，y方向做速度为10 m/s的匀速直线运动，故A、B错误；由运动的合成原则可知，物体的合运动为初速度为10 m/s、加速度为16 m/s2的匀变速曲线运动，故D错误，C正确。]
12．解析：(1)物体在x轴方向有ax＝0
y轴方向有ay＝ m/s2
由牛顿第二定律得F合＝may＝1 N，方向沿y轴正方向；
由题图知v0x＝3 m/s，v0y＝0，所以物体的初速度v0＝3 m/s，方向沿x轴正方向。
(2)当t＝8 s时，vx＝3 m/s，vy＝ayt＝4 m/s
所以v＝＝5 m/s
设速度与x轴的夹角为θ，则 tan θ＝＝。
(3)当t＝4 s时，x＝v0xt＝12 m，y＝ayt2＝4 m，
物体的位移s＝＝4 m
设位移与x轴的夹角为α，则tan α＝＝。
答案：见解析
13．D [歼-20战斗机的合初速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ＝＝，歼-20战斗机的合加速度方向与水平方向夹角的正切值tan β＝＝，可以知道歼-20战斗机的合初速度的方向与合加速度的方向在同一直线上，歼-20战斗机在降落过程中做匀变速直线运动，故A错误；经20 s，歼-20战斗机水平方向的分速度v1＝60 m/s－2×20 m/s＝20 m/s，竖直方向的分速度v2＝6 m/s－0.2×20 m/s＝2 m/s，故B错误；在前20 s内，歼-20战斗机在水平方向的平均速度t＝40×20 m＝800 m，在竖直方向的分位移h＝×20 m＝80 m，故C错误，D正确。]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
D
AC
B
CD
D
AB
ABC
AC
C
AC
C
D