第02讲 运动的合成与分解（分层练习）-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

第02讲 运动的合成与分解 1．关于运动的合成，下列说法正确的是（　　） A．合运动的速度一定比每一个分运动的速度都大 B．两个匀速直线运动的合运动也一定是匀速直线运动 C．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 D．两个分运动的时间不一定与它们合运动的时间相等 2．如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由玻璃管的下端上升到顶端，所需时间为t，相对地面通过的路程为L。在t时间内下列说法正确的是（　　） A．v增大时，L减小 B．v增大时，L不变 C．v增大时，t减小 D．v增大时，t不变 3．如图甲所示，近年来无人机已越来越频繁应用在物流配送场景，包括应急救援、冷链、物资运送。某次配送物资无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向与飞行时间的关系图像如图乙、图丙所示。关于该无人机运动，下列说法正确的是（    ）    A．在0∼2s内，无人机做匀变速曲线运动 B．在第2s末，无人机运动到最高点 C．在第4s末，无人机的速度大小为 D．在2∼6s内，无人机做匀变速曲线运动 4．如图所示，一小孩站在匀速运行的自动扶梯上随扶梯一起上行，从一楼到二楼用时5s。已知扶梯倾斜部分的长为6m，扶梯倾斜部分与水平面的夹角为30°，则小孩在扶梯上上行时的水平分速度大小及一楼到二楼的高度分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 5．一条笔直的大河，河宽300m，水流速度恒为2m/s，船相对静水的速度为3m/s。渡河时船头始终垂直对岸，下列关于小船运动情况说法正确的是（　　） A．能到达出发点的正对岸 B．到达河对岸时位移大小为500m C．到达河对岸所用的时间为100s D．在河水中航行的轨迹是一条曲线 6．如图所示，一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻拴在小车一端的轻绳与水平方向的夹角为，此时小车的速度为，则此时货物的速度为（    ）    A． B． C． D． 7．质量为的物体在平面内运动，在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A．物体的初速度大小为 B．物体的加速度大小为，做匀变速曲线运动 C．末物体的速度大小为 D．内物体的位移大小为0.5m 8．工业机器人的普及使工厂的生产效率大大提高，某生产线上机器人的部分构造如图所示，高为的支架竖直放置在长为的水平轨道上，支架顶端的电动机可以拉动工件以的速度匀速上升，同时水平轨道右端的电动机可以拉动支架以的速度匀速向右运动。在正常工作过程中下列说法正确的是（　　） A．工件运动的速度 B．若工件运动的速度与水平方向夹角为，则 C．2s内工件的位移大小为 D．若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动6m 9．“十月里来秋风凉，中央红军远征忙；星夜渡过于都河，古陂新田打胜仗。”这是一首描述的是当年红军夜渡于都河开始长征的诗。假设船在静水中的速度为2m/s保持不变，于都河宽600m，水流速度为1m/s且处处相等，则（　　） A．船的渡河的最短时间为300s B．水流速度变大后，若保持船头朝向与河岸夹角不变，过河时间变长 C．船在河流中的航行速度大小一定为m/s D．小船能到达正对岸 10．在民族运动会上,运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为,运动员静止时射出的弓箭速度为，跑道离固定目标的最小距离为d.下列说法中正确的是（ ） A．要想击中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离应为 B．只要击中侧向的固定目标,箭在空中运动的合速度大小一定是 C．要想击中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离应为 D．箭射到靶的最短时间为 11．生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物A，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，下列说法不正确的是（　　） A．重物匀加速上升 B．重物以速度匀速上升 C．绳对重物的拉力始终大于它的重力 D．若时，人与重物的速度大小之比为 12．一条船要在最短时间内渡过宽为100m的河，已知河水的流速与船离河岸的距离x变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是（　　） A．船渡河的最短时间是20s B．船运动的轨迹可能是直线 C．船运动到河宽一半用时10s D．船在河水中的最大速度是5m/s 13．将一个质量为的小物体以速度v0向上抛出，在抛出的瞬间，突然在水平方向刮起一阵横风，设水平风力恒定，一段时间后小物体落到水平面上，已知小物块落到水平面上时速度方向与水平方向的夹角为45°。关于小物体的运动下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．小物体落地时的速度为 B．小物体在水平方向的位移为 C．小物体从抛出到落地时所用时间为 D．小物体的加速度为 14．如图所示，在风洞实验室中，从A点以水平速度向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小，经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处，重力加速度为g。则（　　） A．A、B间距 B．A到B过程中v最小的时刻 C．A到B过程中最小的速度 D．A到B过程中最小的速度 15．如图所示，一探险者正从某瀑布上游划船渡河，已知河流的宽度，此时探险者正处于河流正中央A点处，该点与下游瀑布危险区的最短距离为。已知水流速度为（，）。从此时开始计时， （1）若小船在静水中速度为，则船到岸的最短时间是多少？所到目的地与河流正对岸间的距离是多少？ （2）若小船在静水中速度为，则小船以最短的距离到岸时所需时间是多少？此时船头方向与河岸上游的夹角是多少？ （3）为了使小船能避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是多少？    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 运动的合成与分解 1．关于运动的合成，下列说法正确的是（　　） A．合运动的速度一定比每一个分运动的速度都大 B．两个匀速直线运动的合运动也一定是匀速直线运动 C．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 D．两个分运动的时间不一定与它们合运动的时间相等 【答案】B 【详解】A．合运动的速度可能比分运动的速度大，也可能比分运动的速度小，故A错误； B．两个匀速直线运动的合速度肯定是恒定的，所以肯定是匀速直线运动，故B正确； C．如果两个方向上的速度合成与两个方向上的加速度合成不在一条直线上，则物体做曲线运动，故C错误； D．分运动和合运动具有等时性、等效性和独立性，则两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等，故D错误。故选B。 2．如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由玻璃管的下端上升到顶端，所需时间为t，相对地面通过的路程为L。在t时间内下列说法正确的是（　　） A．v增大时，L减小 B．v增大时，L不变 C．v增大时，t减小 D．v增大时，t不变 【答案】D 【详解】根据题意可知，红蜡块水平方向、竖直方向均做匀速直线运动，则， y为竖直方向的位移，即玻璃管的长度，vy不变，则运动时间t不变，若v增大，x增大，L增大。 故选D。 3．如图甲所示，近年来无人机已越来越频繁应用在物流配送场景，包括应急救援、冷链、物资运送。某次配送物资无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向与飞行时间的关系图像如图乙、图丙所示。关于该无人机运动，下列说法正确的是（    ）    A．在0∼2s内，无人机做匀变速曲线运动 B．在第2s末，无人机运动到最高点 C．在第4s末，无人机的速度大小为 D．在2∼6s内，无人机做匀变速曲线运动 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，在0〜2s时间内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动，则合运动为匀加速直线运动。故A错误； B．根据图像可知，0〜6s时间内，无人机竖直方向速度一直为正值，即一直向上运动，可知，在第2s末无人机运动没有运动到最高点。故B错误； CD．根据图像可知2〜6s时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，vx=4m/s，竖直方向上做匀减速直线运动，通过图像可知第4s末，速度为vy=3m/s，合速度为可知无人机做匀变速曲线运动。故C错误；D正确。故选D。 4．如图所示，一小孩站在匀速运行的自动扶梯上随扶梯一起上行，从一楼到二楼用时5s。已知扶梯倾斜部分的长为6m，扶梯倾斜部分与水平面的夹角为30°，则小孩在扶梯上上行时的水平分速度大小及一楼到二楼的高度分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】小孩在扶梯上上行时的速度大小为则小孩在扶梯上上行时的水平分速度大小为一楼到二楼的高度为故选A。 5．一条笔直的大河，河宽300m，水流速度恒为2m/s，船相对静水的速度为3m/s。渡河时船头始终垂直对岸，下列关于小船运动情况说法正确的是（　　） A．能到达出发点的正对岸 B．到达河对岸时位移大小为500m C．到达河对岸所用的时间为100s D．在河水中航行的轨迹是一条曲线 【答案】C 【详解】C．渡河时间为，C正确； A．到达正对岸下游到达正对岸下游200处，A错误； BD．在河水中航行的轨迹是一条直线，位移大小为，BD错误。故选C。 6．如图所示，一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻拴在小车一端的轻绳与水平方向的夹角为，此时小车的速度为，则此时货物的速度为（    ）    A． B． C． D． 【答案】C 【详解】将小车的速度沿绳方向和垂直于绳方向分解，根据平行四边形定则可得沿绳方向的速度为而货物的速度大小等于小车沿绳方向的分速度，即货物的速度为。故选C。 7．质量为的物体在平面内运动，在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A．物体的初速度大小为 B．物体的加速度大小为，做匀变速曲线运动 C．末物体的速度大小为 D．内物体的位移大小为0.5m 【答案】BC 【详解】A．依题意，质点在x轴方向做匀加速直线运动，在y轴方向做匀速直线运动，y-t图像的斜率代表速度，则故质点的初速度大小为设其方向与x轴夹角为，则有即。故A错误； B．根据A选项分析可知，物体加速度为方向沿x轴正方向，与初速度方向不共线，所以质点做匀变速曲线运动。故B正确； C．末质点速度大小为故C正确； D．2s内x轴方向位移为，2s内质点的位移大小为故D错误。故选BC。 8．工业机器人的普及使工厂的生产效率大大提高，某生产线上机器人的部分构造如图所示，高为的支架竖直放置在长为的水平轨道上，支架顶端的电动机可以拉动工件以的速度匀速上升，同时水平轨道右端的电动机可以拉动支架以的速度匀速向右运动。在正常工作过程中下列说法正确的是（　　） A．工件运动的速度 B．若工件运动的速度与水平方向夹角为，则 C．2s内工件的位移大小为 D．若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动6m 【答案】AC 【详解】A．工件有两垂直的分运动合成，合速度大小为故A正确； B．若工件运动的速度与水平方向夹角为，可得故B错误； C．2s内工件的位移大小为故C正确； D．若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动为故D错误。故选AC。 9．“十月里来秋风凉，中央红军远征忙；星夜渡过于都河，古陂新田打胜仗。”这是一首描述的是当年红军夜渡于都河开始长征的诗。假设船在静水中的速度为2m/s保持不变，于都河宽600m，水流速度为1m/s且处处相等，则（　　） A．船的渡河的最短时间为300s B．水流速度变大后，若保持船头朝向与河岸夹角不变，过河时间变长 C．船在河流中的航行速度大小一定为m/s D．小船能到达正对岸 【答案】AD 【详解】A．当船头始终垂直河岸渡河时，渡河时间最短为故A正确； B．若保持船头朝向与河岸夹角不变，则船速在垂直河岸方向的分速度不变，无论水流速度如何变化，渡河时间不变，故B错误； C．根据运动的合成可知当船头与河岸方向垂直时，船在河流中的航行速度大小为m/s，当船头与河岸方向角度改变时，船在河流中的航行速度大小改变，故C错误； D．因为船速大于水流的速度，所以小船能到达正对岸，故D正确。故选AD。 10．在民族运动会上,运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为,运动员静止时射出的弓箭速度为，跑道离固定目标的最小距离为d.下列说法中正确的是（ ） A．要想击中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离应为 B．只要击中侧向的固定目标,箭在空中运动的合速度大小一定是 C．要想击中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离应为 D．箭射到靶的最短时间为 【答案】CD 【详解】ACD.当放出的箭垂直于马运行方向发射，箭在空中运行时间最短，最短时间此时箭在沿马运行方向上的位移这种情况运动员放箭处距离目标的距离故A项错误，CD两项正确． B.只有放出的箭垂直于马运行方向发射，击中侧向的固定目标，箭在空中运动合速度的大小才是故B项错误．故选CD。 11．生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物A，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，下列说法不正确的是（　　） A．重物匀加速上升 B．重物以速度匀速上升 C．绳对重物的拉力始终大于它的重力 D．若时，人与重物的速度大小之比为 【答案】AB 【详解】AB．将人的速度分解为沿绳子方向分速度和垂直绳子方向分速度，则有由于人向左以速度匀速移动过程，逐渐减小，逐渐增大，则重物向上做加速运动，由于最终趋近于，则重物速度最终趋近于人的速度，所以重物不是做匀加速运动，故AB错误，满足题意要求；C．由于重物向上做加速运动，所以重物所受合力向上，则绳对重物的拉力始终大于它的重力，故C正确，不满足题意要求； D．若时，人与重物的速度大小之比为故D正确，不满足题意要求。故选AB。 12．一条船要在最短时间内渡过宽为100m的河，已知河水的流速与船离河岸的距离x变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是（　　） A．船渡河的最短时间是20s B．船运动的轨迹可能是直线 C．船运动到河宽一半用时10s D．船在河水中的最大速度是5m/s 【答案】AC 【详解】A．当船渡河时间最短时船头指向正对岸，则船渡河的最短时间是选项A正确； B．因为沿水流方向船先做加速运动后做减速运动，垂直河岸方向做匀速运动，可知合运动不是直线运动，即船运动的轨迹不可能是直线，选项B错误； C．船渡河时间与水流速度无关，则船运动到河宽一半用时选项C正确； D．当船运动到河中心时速度最大，则船在河水中的最大速度是选项D错误。故选AC。 13．将一个质量为的小物体以速度v0向上抛出，在抛出的瞬间，突然在水平方向刮起一阵横风，设水平风力恒定，一段时间后小物体落到水平面上，已知小物块落到水平面上时速度方向与水平方向的夹角为45°。关于小物体的运动下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．小物体落地时的速度为 B．小物体在水平方向的位移为 C．小物体从抛出到落地时所用时间为 D．小物体的加速度为 【答案】AC 【详解】A．小物体在竖直方向先做上抛运动后做自由落体运动，可知落地的竖直速度大小仍为v0，则落地时的速度为选项A正确； BC．小物体从抛出到落地时所用时间为小物体落地时的水平速度为可知在水平方向的位移为选项B错误，C正确； D．小物体水平方向的加速度的加速度则加速度为选项D错误。故选AC。 14．如图所示，在风洞实验室中，从A点以水平速度向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小，经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处，重力加速度为g。则（　　） A．A、B间距 B．A到B过程中v最小的时刻 C．A到B过程中最小的速度 D．A到B过程中最小的速度 【答案】AC 【详解】A．小球水平方向受风力作用，则有水平加速度故A点到B点的运动的时间为竖直方向小球做自由落体运动，故A、B间距为联立解得故A正确； B C D．风力与重力的合力为，设与竖直方向的夹角为。可知又小球运动加速度将初速度沿平行于合力的方向和垂直于合力的方向分解，如图 可知，最小速度为垂直于合力的方向的速度，即小球最小速度时平行于合力方向的速度恰好减小到零。运动时间故B错误，C正确，D错误；故选AC。 15．如图所示，一探险者正从某瀑布上游划船渡河，已知河流的宽度，此时探险者正处于河流正中央A点处，该点与下游瀑布危险区的最短距离为。已知水流速度为（，）。从此时开始计时， （1）若小船在静水中速度为，则船到岸的最短时间是多少？所到目的地与河流正对岸间的距离是多少？ （2）若小船在静水中速度为，则小船以最短的距离到岸时所需时间是多少？此时船头方向与河岸上游的夹角是多少？ （3）为了使小船能避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是多少？    【答案】（1）20s，80m；（2），；（3）2m/s 【详解】（1）当船头方向垂直河岸时，则渡河时间最短，则最短时间为所到目的地与河流正对岸间的距离 （2）设船头与河岸的夹角为，如图    由图知解得船的合速度渡河时间 （3）小船避开危险区沿直线到达对岸，合速度与水流速度的夹角为α，即有则小船在河水中运动时，当小船在静水中的速度与合速度垂直时，小船在静水中的速度最小为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$