高中物理教科版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解课时作业

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解课时作业，共6页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。
1．(多选)下列关于曲线运动的说法中正确的是( )
A．曲线运动可能是匀变速运动
B．两个直线运动的合运动可能是曲线运动
C．物体做曲线运动时，其速度大小一定要变化
D．两个分运动为匀变速直线运动，合运动一定不会是直线运动
2.马戏团表演时，小猴子沿着竹竿匀加速上爬高度h，同时人顶着直杆水平匀速移动位移x，观众观看小猴子的运动描述正确的是( )
A．小猴子做直线运动
B．小猴子的位移是 eq \r(x2＋h2)
C．相同时间内速度的变化量增大
D．相同时间内速度的变化量减小
3．小船横渡一条河，为尽快到达对岸，船头方向始终与河岸垂直，为避免船撞击河岸，小船先加速后减速运动，使小船到达河对岸时恰好不与河岸相撞．小船在静水中的行驶速度v1，如图甲所示，水的流速如图乙所示，则下列关于小船渡河说法正确的是( )
A．小船的运动轨迹为直线
B．小船渡河的河宽是240 m
C．小船到达对岸时，沿河岸方向向下游运动了180 m
D．小船渡河的过程中最大速度是10 m/s
4．近年来，我国在军事领域取得了很多成就，特别是我国空军军事实力出现了质的飞跃．如图为直升机在抢救伤员的情景，直升机水平飞行的同时绳索把伤员提升到直升机上，在此过程中绳索始终保持竖直，不计伤员受到的空气阻力，则下列判断正确的是( )
A．直升机一定做匀速直线运动
B．伤员运动的轨迹一定是一条斜线
C．螺旋桨产生动力的方向一定竖直向上
D．绳索对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力
5．如图所示绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为37°、53°，两物体的速率分别为vA、vB，且此时vA＋vB＝ eq \f(20,3) m/s，sin 37°＝ eq \f(3,5)、cs 37°＝ eq \f(4,5)，则vA的大小为( )
A． eq \f(10,3) m/s B． eq \f(4,3) m/sC．2 m/s D．4 m/s
6．两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
7．如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽d＝3 m，某时刻队伍整齐的排头刚到达AB，在A点的体育老师此时准备从队伍前沿经直线匀速到达BC边处某点，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度v＝2 m/s，B、C之间的距离为L＝4 m，则以下说法正确的是( )
A．体育老师的速度可能为2 m/s
B．体育老师速度方向与AB平行
C．体育老师可能在0.5 s到达BC边
D．若体育老师要跑到BC边中点D处，其速度大小为5 m/s
B组 选择性考试练
8.一学生学习物理后知道当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少．一无风的下雨天，某同学为了测定雨滴下落速度的大小，他打着雨伞以2 m/s的速度向左匀速走动，发现当伞把与竖直方向成37°时，他淋到的雨最少，忽略因伞运动而带动的空气流动，则雨滴相对地面竖直下落到伞面前瞬间的速度大小为( )
A． eq \f(6,5) m/s B．2 m/s
C． eq \f(8,3) m/s D． eq \f(10,3) m/s
9．2022年6月以来，全国多地进入汛期．某地进行抗洪抢险演练，预设情境：一婴儿(布娃娃)在一木盆(视为质点)中随河水流动，抢险战士发现这一情况时，抢险船(视为质点)和木盆的连线与河岸垂直，木盆到两岸的距离相等，两河岸平行，如图所示．抢险船在静水中的速度为5 m/s，河宽为300 m，河水流速为3 m/s，不计战士的反应时间和船的发动时间，则最短的救援时间(船到达木盆的时间)为( )
A．30 s B．60 s
C．75 s D．100 s
10．(多选)如图所示，物体A和B分别与跨过定滑轮的轻绳两端连接(不计绳与滑轮之间的摩擦)，当用水平变力F拉着物体B沿光滑水平面向右做匀速直线运动时，下列判断正确的是( )
A.物体A的速度小于物体B的速度
B．物体A的速度大于物体B的速度
C．物体A做匀速直线运动
D．轻绳的拉力大于物体A所受的重力
11．如图所示，两绳通过等高的定滑轮共同对称地系住一个物体A，两边以v速度匀速地向下拉绳．当两根细绳与竖直方向的夹角都为60°时，物体A上升的速度为( )
A．2v B．vC． eq \f(\r(3),2)v D． eq \r(3)v
12．如图所示，一条宽为120 m的足够长河流，水流速度恒为v1＝5 m/s.一艘小船从A点出发向对岸驶去，已知小船在静水中的速度v2＝4 m/s，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，求：
(1)小船渡河的最短时间以及以此种方式渡河到达对岸时沿水流方向的位移大小；
(2)小船渡河的最短航程及船头的朝向．
课时素养评价2 运动的合成与分解
1．解析：做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，但受到的合力可以不变，故加速度可以不变，如平抛运动，只受重力，是匀变速运动，故A正确；两个直线运动的合运动可能是曲线运动，例如平抛运动，B正确；物体做曲线运动时，其速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，C错误；两个匀变速直线运动的合运动的合加速度与合初速度方向共线时，合运动是匀变速直线运动，故D错误．
答案：AB
2．解析：小猴子的合速度方向(右上方)与加速度方向(竖直向上)不共线，所以做曲线运动，A错误；小猴子的合位移为L＝ eq \r(x2＋h2)，B正确；依题意，小猴子的加速度为定值，根据公式Δv＝a·Δt易知，相同时间内速度的变化量不变，C、D错误．
答案：B
3．解析：小船在静水中先做加速运动后做减速运动，具有加速度，水流速度匀速不变，所以小船的运动轨迹是曲线，A错误；研究垂直于河岸方向的运动，速度—时间图像围成的面积表示位移，则小船渡河的宽度d＝ eq \f(4×60,2) m＝120 m，B错误；根据运动的等时性可知，小船沿河岸方向运动了60 s，距离为x＝3×60 m＝180 m，C正确；根据矢量合成法则可知，小船在静水中的速度最大时，渡河速度最大，有vm＝ eq \r(32＋42) m/s＝5 m/s，D错误．
答案：C
4．解析：由于绳索始终保持竖直，所以伤员水平方向不受力，在水平方向做匀速直线运动，故直升机一定做匀速直线运动，A正确；伤员水平方向做匀速直线运动，但竖直方向运动情况不明，所以不能确定伤员是做直线运动还是曲线运动，B错误；螺旋桨产生动力的一个分力沿竖直方向与重力平衡，另一个分力沿水平方向与空气阻力平衡，故C错误；因伤员竖直方向分运动不明，无法判断绳索拉力与伤员重力的大小关系，故D错误．
答案：A
5．解析：设此时绳子的速率为v绳，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可得v绳＝vA sin 37°，v绳＝vB cs 53°，结合vA＋vB＝ eq \f(20,3) m/s，解得vA＝ eq \f(10,3) m/s，A正确．
答案：A
6．解析：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，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v＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) )＝5 cm/s，2 s内红蜡块的位移大小是x＝vt＝10 cm，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．
答案：C
7．解析：体育老师匀速运动从A到BC边某处，且不影响跑操队伍，则其一方面沿着队伍行进方向的速度vx不能小于2 m/s，另一方面还要有一个垂直于跑操队伍前进方向的速度vy，其实际速度(v师＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(x)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) ))一定大于2 m/s，与AB有一定夹角，故A、B都错误；若体育老师在0.5 s到达BC边，则其垂直于跑操队伍前进方向的速度vy＝ eq \f(d,t)，代入数据可得vy＝6 m/s，体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度vx≥2 m/s，其合速度v师≥2 eq \r(10) m/s即可，作为体育老师，是可以实现的，故C正确；若体育老师要跑到BC边中点D处，则运动时间t＝ eq \f(\f(L,2),vx)≤1 s，则其垂直于跑操队伍前进方向的速度vy＝ eq \f(d,t)≥3 m/s，体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度vx≥2 m/s，则合速度v师≥ eq \r(13) m/s，故D错误．
答案：C
8．解析：由题意及几何关系可得tan 37°＝ eq \f(v人,v雨)，v雨＝ eq \f(8,3) m/s，C正确．
答案：C
9．解析：船与木盆在水中都随水一起向下游运动，向下游运动的速度相等，所以若要救援的时间最短，则船头的方向始终指向木盆．所以最短的时间为tmin＝ eq \f(\f(d,2),v船)＝ eq \f(150,5) s＝30 s，A正确．
答案：A
10．解析：设物体B的运动速度为vB，将B的速度沿绳和垂直绳的方向进行分解，沿绳方向的速度即为物体A的运动速度，则有vA＝vB cs θ，则物体A的速度小于物体B的速度，A正确，B错误；根据vA＝vB cs θ，在物体B运动过程中θ不断变小，则vA会不断增大，故物体A做加速运动，C错误；物体A做加速运动，则有T－mAg>0，说明轻绳的拉力大于物体A所受的重力，D正确．
答案：AD
11．解析：两边以v速度匀速地向下拉绳．当两根细绳与竖直方向的夹角都为60°时，物体A上升的速度为vA＝ eq \f(v,cs 60°)＝2v，A正确．
答案：A
12．解析：(1)船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间
t＝ eq \f(d,v2)＝ eq \f(120,4) s＝30 s
根据运动的独立性与等时性，沿水流方向，位移大小
x＝v1t＝5×30 m＝150 m.
(2)因为v1>v2，所以小船不能垂直过河，当船头朝向上游且与河岸成θ时，渡河航程最短，如图所示
其中cs θ＝ eq \f(v2,v1)＝0.8
即θ＝37°
船头朝向上游与河岸成37°夹角，最短航程
s＝ eq \f(d,cs θ)＝150 m.
答案：(1)30 s 150 m
(2)150 m，船头朝向上游与河岸成37°夹角