5.2 运动的合成与分解(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第二册同步学习指导(人教版2019)

练案[2] 第五章 2.运动的合成与分解 4.在雨中,当雨滴垂直落在伞面上时,伞下的人 基础巩固练 不易被雨淋着,若雨滴在空中以1.6m/s的速 1.有一只小青蛙要穿过一条宽为3m的小河到 度坚直下落,而打着伞的人以1.2m/s的速度 对岸寻找食物。已知两侧河岸平行,河水流动 向前行走,已知tan37*}=0.75,则伞下的人不 ( 易被雨淋着的打伞方式为 的速度为v=3m/s.小青蛙没有采用跳跃方 ) 式,而是采用游冰方式过河。小青蛙在静止水 ### 面上最大的游动速度为5m/s.下列说法正确 的是 ( ) A.若小青蛙以最短时间渡河,到达河对岸时 在出发点的下游3m处 B. 若小青蛙以最短时间渡河,其到达对岸的 最短的运动时间为0.6s ### C. 若小青蛙以最短时间渡河,小青蛙在水中 运动的轨迹是一条曲线 D.小青蛙不管如何渡河,都不能垂直游到河 对岸 2.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于0点,用铅 笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始 终保持悬线竖直,以橡皮初始位置为坐标原 ( 心 点,则橡皮运动的轨迹可能为 ) 5.2023年2月6日,土耳 III_ u. 其发生两次7.8级地 0 震,多地建筑被夷为平 悬线 地,震感遍及亚欧非多 地,中国第一时间派出多支救援队参与救援工 橡度 作。救援过程中,有救援人员利用悬停的无人 机,由静止释放急救包。急救包在下落过程中 ####{# 受到水平风力的影响,不计空气阻力,下列说 法正确的是 ( ) A.风力越大,急救包下落时间越长 B C D) A B.风力越大,急救包下落时间越短 3.如图所示,纸面内有两个完全相同的等腰直角 C.急救包着地速度大小与风力大小无关 D.急救包下落时间与风力大小无关 三角形。若两三角形同时沿底边所在的水平 6. 河水的流速与离河岸的距离的变化关系如图 直线分别向左和向右匀速运动,速率均为v.则 甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图 在两三角板完全分开之前,腰上交点0的速度 ~ 乙所示,河宽为300m.若要使船以最短时间 大小为 ( 渡河,则 ( ) u(m.-) △un,s-) r C./2 A. D.2 甲 乙 -151一 A.船渡河的最短时间是150秒 {1_1_))## B. 船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直 C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线 B C D D. 船在河水中的最大速度是4米/秒 11.(多选)如图所示,有一个 #7 能力提升练 沿水平方向做匀速直线 7.有一条两岸平直、河水均匀流动,流速恒为 运动的半径为R的半圆 柱体,半圆柱面上搁着一 的大河,一条小船渡河,去程时船头指向始终 与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,小 个只能沿竖直方向运动 船在静水中的速度大小为2-},回程与去程所用 的竖直杆,在竖直杆未达到半圆柱体的最高 2 点之前 _ ) 时间之比为 A.半圆柱体向右匀速运动时,竖直杆向上做 A.3:2 B.2:1 匀减速直线运动 C.3:1 D.23:1 B.半圆柱体向右匀速运动时,竖直杆向上做 8.如图所示,汽车用跨过定滑轮 减速直线运动 的轻绳提升物块A。汽车匀速A C.半圆柱体以速度为;向右匀速运动,杆同 向右运动,在物块A到达滑轮 半圆柱体接触点和柱心的连线与竖直方 ) 之前,关于物块A.下列说法正确的是 向的夹角为e时,竖直杆向上的运动速度 A.将竖直向上做匀速运动 为vtanf B.将处于超重状态 D.半圆柱体以速度为?向右匀速运动,杆同 C.将处于失重状态 半圆柱体接触点和柱心的连线与竖直方 D.将竖直向上先加速后减速 9.如图所示,悬线一端固6 向的夹角为?时,坚直杆向上的运动速度 为vsinf 定在天花板上的0点, 12.曲柄连杆结构是发动机实现工 另一端穿过一张CD光 作循环、完成能量转化的主要运 盘的中央小孔后铨着一 动零件。如图所示,连杆下端连 个橡胶球,橡胶球静止 。 接活塞0,上端连接曲轴P。在 时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿。现将 工作过程中,活塞0在汽缸内上 CD光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度 下做直线运动,带动曲轴绕圆心 匀速移动,移动过程中,CD光盘中央小孔始终 0旋转,若P做线速度大小为v 紧挨桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为6 C ) 时,小球上升的速度大小为 的匀速圆周运动,则下列说法正 确的是 ( B. vcos f A. vsinθ - A.当0P与00垂直时,活塞运动的速度等 C. vtan f D. tan f 于v 10.如图所示,开始时A、B间 B.当0P与00垂直时,活塞运动的速度大 的细绳呈水平状态,现由 于 计算机控制物体A的运 C.当0、P、0在同一直线时,活塞运动的速度 动,使其恰好以速度,沿 等于o 竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物 D.当0、P、0在同一直线时,活塞运动的速 体B在水平面上运动,则下列;-7图像中, 度大于t ( 最接近物体B运动情况的是 ) -152一跟踪训练5:C 滑块A与B点沿杆方向的分速度相等;当B点 练案[2] 处于水平杆0点左侧时,B点速度垂直杆0B向下,此时滑块 基础巩固练 处于最右端,滑块的速度为零;当B点处于水平杆0点右侧 1.B 根据题意可知,当青蛙垂直河岸游动时,过河时间最短,最 时,B点速度垂直杆0B向上,此时滑块处于最左端,滑块的速 短时间为:1_-_4_0.6s.到达河对岸时在出发点的下游位 度为零;则滑块A从右向左滑动过程中,滑块A应先加速后 减速,故A.B错误;当OB杆与OA垂直时,此时B点速度与水 置为;x=r.=1.8m,故A错误,B正确;若青蛙以最短时 间渡河,青蛙保持匀速运动,水流也是以恒定速度流动,则青 平杆平行,即B点速度与滑块A的速度方向相同,则有v.cos 蛙做匀速直线运动,青蛙在水中运动的轨迹是一条直线,故( a=r.cosa,可得滑块的速度大小为v.=v=oR,故C正确; 错误:由于水流速度小于青蛙相对于水的运动速度,则青蛙可 当B=90*时,此时B点速度沿AB杆方向,设滑块的速度为v 以垂直游到河对岸,故D错误。故选B 2.A 橡皮参与了水平向右和坚直向上的分运动,如图所示,两 V+P 个方向的分运动都是匀速直线运动,v.和r.恒定,则r。恒 Ra+尺故D错误。故选C。 定,则橡皮做匀速直线运动,故A正确,B、C、D错误。故选A 1 IIII_ II 课堂效果反馈 O 2------ 1.C 运动员下落时间只与竖直方向上的运动有关,与风力的大 {悬线 小无关,故A错误,C正确;运动员在水平方向上受到风力的 _2 作用会有速度,风力越大,则水平方向的速度越大,运动员着 地时的速度不是竖直向下的,且速度的大小与风力有关,故 B.D错误。故选C。 3.A 设等腰直角三角形的直角边长为L.从重叠到刚好完全分 2.B 根据平行四边形定则,合运动的速度可能大于、小于或等 于分运动的速度,故A错误,B正确;合运动的位移等于两个 r 分运动位移的矢量和,故C错误;合运动与分运动间具有等时 部动到底部,位移为:= 性,即合运动的时间与分运动的时间相等,故D错误。故 B.C、D错误,A正确。故选A。 选B. 4.B 在水平方向上,雨滴的速度为零,人的速度为1.2m/s.方 3.B 0~10;时间内,无人机在水平方向上做初速度为零的匀 向向左,则雨滴相对于人在水平方向上的速度为1.2m/s.方 加速运动,在坚直方向上做初速度为零的匀加速运动,则合运 向向右;在竖直方向上,雨滴的速度为1.6m/s.人的速度为 零,则雨滴相对于人在竖直方向上的速度为1.6m/s.方向向 动为初速为零的匀加速直线运动,故A错误;30;时无人机水 下:根据矢量合成法则可知,雨相对于人的速度与竖直方向的 平方向速度v.=8m/s.竖直方向上速度t.=6m/s.此时速度 -.+v.=10m/s,故B正确;25s时无人机水平方向加 1.6 误。故选B。 速度为零,竖直方向加速度即为无人机的加速度,其大小为 5.D 教灾物资同时参加两个分运动,即水平方向受到水平风力 12-0 的影响,做加速运动,竖直方向做自由落体运动,由于坚直分 运动不受水平分运动的干扰,所以下落的时间与风速无关,故 机竖直方向上速度均向上,一直升高,无人机到达最大高度后 A、B错误,D正确;物资落地速度由水平分速度和竖直分速度 释放物资,故40;时物资从无人机上释放,故D错误。故 合成,水平速度由风速决定,故风速越大,合速度越大,即着地 选B。 速度越大,故C错误。故选D。 6.B 当静水速度与河岸垂直,即船头始终与河岸垂直时,渡河 4.B 直杆与箱子接触点的实际运动即合运动方向是垂直于杆 时间最短。分运动与合运动具有等时性,则1-4-300 指向右上,设杆转动的角速度为o.则合速度t三auL.沿水平 方向上的速度分量等于v,即aouLcosθ=r,所以有-Lcos6. 100s.故A错误,B正确;船在垂直于河岸方向上是匀速直线 运动,在沿河岸方向是变速运动,所以合运动的轨迹是曲线 不是直线,故C错误;当水流速最大时,合速度最大,最大速度 直杆左端沿箱子竖直移动的速度大小为'=aolsin9,代入得 r=+rg=4+3m/s=5 m/s,故D错误。故选B。 r'=tanθ.故选B -208- 能力提升练 _54,回程时的合 12.A 当0P与00垂直时,P点速度的大小为t,此时杆P0整 7.B 设河宽为d.则去程所用的时间t.= 体运动的方向是相同的,方向沿平行00的方向,所以活塞 ### 运动的速度等于P点的速度,都是v:故A正确,B错误;当 0.P、0在同一直线上时,P点的速度方向与00垂直,沿00 的分速度为0.所以活塞运动的速度等于0.故C.D错误。故 回程与去程所用时间之比为4。:1.=2:1.选项B正确。 选A。 8.B 设汽车向右运动的速度为r,绳子与水平方向的夹角为a 3.实验:探究平抛运动的特点 物块上升的速度为r',则vcosa三r',汽车匀速向右运动,a减 小.r增大.物块向上加速运动,A、D错误;物块加速度向上. 实验要点梳理 一,2.初速度 处干超重状态,B正确,C错误。故选B 二、水平方向 匀速直线运动 竖直方向 自由落体运动 9.A 由题意可知,悬线与光盘交点参与两个运 坐 标x和y初速度 动,一是沿着悬线方向的运动,二是垂直悬线方 三,刻度尺 向的运动,则合运动的速度大小为t,由数学 四、1.切线水平 2.板面平行 3.球心位置 5.平滑的曲线 角函数关系,则有。三rsinθ;而悬线速度的大小,即为小球上 五,1.原点 升的速度大小,故A正确。 六、1.切线水平 3.水平投影点 10.A 将与物体A相连的绳端速度;分解为沿绳伸长方向的速 经典题型剖析 度v.和垂直于绳方向的速度,则物体B的速度v.== 过类型一 vsin.在1=0时刻=0{*}.v=0.C项错误;之后随θ增大 (2) 典题1:(1)AC (3)=2/2gL(-4L.-L) sne增大,B的速度增大,但开始时e变化快,速度增加得 快,图线的斜率大,随增大,速度增加变慢,若绳和杆足够 (4)可以,理由见解析 长,则物体B的速度趋近于A的速度,只有A项正确。 解析:(1)小球每次从斜上同一位置由静止释放,滑到斜襟 末端时的速率一定,保证平抛初速度不变,描出的是同一轨 迹,故A正确;斜橹轨道不必光滑,故B错误;斜末端水平, 才能保证小球做平抛运动,故C正确;本实验不需要停表,故 D错误。 (2)由y=ax}得a-,将 M点垒标(51.5L)代入得a= 11. BC 如图0点向右运动,0点的运动使A0绕A点逆时针转 动的同时,沿0A方向向上推动A点;竖直杆的实际运动(A (5)-根据x=vo{y1&”,联立解得 。--- 点的速度)方向竖直向上,使A点绕0点逆时针转动的同 时,沿0A方向(弹力方向)与0A具有相同的速度。速度分 ##,511#一## 解如图所示,对0点,v=rsinθ.对于A点,心c0sf=v.解得 1.=rtan6.0点(半圆柱体)向右匀速运动时,杆向上运动,6 (3)0,A和A、B间水平间距均是4个格,由1-二可知,1.= 。 角减小.ta?减小:u.减小.但杆不做匀减速运动,A错误.B &.又y-yo=gT*,解得r- /2 正确;由t.=vtan6可知C正确,D错误。故选BC ,所以= 落,相邻相等时间内坚直位移之比为1:3:5,而y..:y= 3:5.因此初始位置坐标为(-4L.-L)。 (4)可以。用刻度尺测量落点与抛出点之间的坚直距离y,测 2 -209-