训练2 运动的合成与分解(word练习)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第二册同步练测（人教版2019）

训练二　运动的合成与分解 1.关于运动的合成与分解，下列几种说法正确的是 （　　） A.物体的两个分运动是直线运动，则它们的合运动一定是直线运动 B.速度、加速度和位移的合成都遵循平行四边形定则 C.两个分运动的时间之和一定与它们合运动的时间相等 D.若两个分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是直线运动 解析　物体的两个分运动是直线运动，若它们的合运动的合加速度与合初速度方向共线时，则是直线运动；若合加速度与合初速度方向不共线，则是曲线运动，故A错误；速度、加速度和位移都是矢量，所以它们的合成都遵循平行四边形定则，故B正确；合运动与分运动具有等时性，故两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等，故C错误；若两个分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，故D错误。 答案　B 2.内壁光滑的牛顿管抽成真空，现让牛顿管竖直倒立，同时水平向右匀速移动，则管中羽毛的运动轨迹可能是 （　　） 解析　内壁光滑的牛顿管抽成真空，现让牛顿管竖直倒立，则管中羽毛只受到重力作用，做自由落体运动；水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀加速直线运动，加速度方向向下，因为合加速度的方向竖直向下，与合速度不在同一条直线上，合运动的轨迹为曲线。因为加速度的方向（即合力的方向）大致指向轨迹凹的一侧，故选项C正确。 答案　C 3.某地连日干旱给民众的生产生活带来极大不便，气象局第一时间采取措施进行人工降雨，已知某次“降雨弹”从炮口射出时的速度大小v＝600 m/s，炮筒与地面夹角为53°，炮弹飞出后仅受重力作用，其速度方向与水平面夹角记为θ，已知sin 53°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2。则炮弹从出膛运动到θ＝45°的时间与炮弹从出膛运动到最高点的时间的比值为(　　) A. B. C. D. 解析　根据运动的合成与分解可知炮弹飞出瞬间，竖直速度大小vy＝vsin 53°＝ 480 m/s，水平速度大小vx＝vcos 53°＝360 m/s，炮弹在竖直方向上做竖直上抛运动，设炮弹从射出到运动至θ＝45°时所用时间为t1，此时的炮弹在竖直方向上速度与水平方向上速度相等，即v竖直＝v水平＝360 m/s，t1＝＝＝12 s，设t2时刻炮弹到达最高点，则t2＝＝＝48 s，则＝，C正确。 答案　C 4.(多选)通常跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员在竖直方向上做加速运动。随后降落伞张开，跳伞员做减速运动，速度减小到一定值后再做匀速直线运动直至落地。无风时跳伞员竖直下落，着地时速度为4 m/s。现有沿水平方向的风使他在水平方向上也发生运动，已知风速恒定，极短时间内跳伞员可和风水平共速，着地时其速度变为5 m/s，且跳伞员在竖直方向的运动情况与风速无关，sin 37°＝0.6，则(　　) A.跳伞员始终做曲线运动 B.恒定风速时，跳伞员着地时速度方向与地面夹角θ为53° C.仅增加风速，跳伞员着地时速度方向与地面夹角变小 D.仅减小风速，跳伞员在空中运动时间减小 解析　水平方向上跳伞员与风共速做匀速直线运动，竖直方向上先做变速运动，后做匀速直线运动，则跳伞员在竖直方向上做变速运动时合外力与合速度不共线，跳伞员做曲线运动，跳伞员在竖直方向上做匀速直线运动时合外力为零，轨迹为直线，A错误；跳伞员着地时合速度大小为5 m/s，竖直速度大小为4 m/s，sin θ＝，则θ为53°，B正确；仅增加风速，速度方向与地面夹角正切值tan θ＝减小，夹角θ也减小，C正确；跳伞员在空中运动时间仅与竖直方向运动情况有关，仅减小风速时，跳伞员在空中运动时间不变，D错误。 答案　BC 5.（多选）如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是（　　） A.笔尖做匀速直线运动 B.笔尖做匀变速直线运动 C.笔尖做匀变速曲线运动 D.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小 解析　笔尖同时参与了直尺竖直向上的匀速运动和水平向右初速度为零的匀加速运动，合运动为匀变速曲线运动，故选项A、B错误，C正确；由于水平速度增大，所以合速度的方向与水平方向夹角逐渐变小，故选项D正确。 答案　CD 6.高空抛物曾经被称为“悬在城市上空的痛”。一个鸡蛋从8楼抛下就可以让人头皮破裂。 （1）从运动的合成与分解的角度，如何研究从空中水平抛出的物体的运动规律？ （2）如果一个小孩将石块从四楼的窗台处水平抛出，请估算石块下落的时间。 解析　（1）在忽略空气阻力的情况下，可以将物体的运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 （2）从四楼的窗台到地面的距离大约为h＝10 m， 由h＝gt2，解得t＝ s。 答案　（1）见解析　（2） s 7.一个质点受到两个互成锐角的恒力F1和F2的作用，由静止开始运动。若运动中保持这两个力方向不变，但让F1突然增大到F1＋ΔF，则质点以后(　　) A.一定做匀变速曲线运动 B.可能做匀变速直线运动 C.一定做匀变速直线运动 D.可能做变加速曲线运动 解析　质点是受两恒力F1和F2的作用，从静止开始沿两个力的合力方向做匀加速直线运动，当F1发生变化后，F1＋ΔF和F2的合力大小和方向与原合力F合相比均发生了变化，如图所示，此时合外力仍为恒力，但方向与原来的合力方向不同，即与速度方向不相同，所以此后物体将做匀变速曲线运动，故A正确。 答案　A 8.珠海航展，我国五代战机歼­20再次闪亮登场。表演中，战机先水平向右，再沿曲线ab向上(如图)，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿ab段曲线飞行时，战机(　　) A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上 C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变 解析　战机做曲线运动，运动状态发生变化，合外力不为零，故A错误；战机飞行速率不变，合力方向始终与速度方向垂直，故B错误；战机速度大小不变，与水平方向的倾角θ增大，则vy＝vsin θ增大，即竖直方向的分速度逐渐增大，水平方向vx＝vcos θ减小，即水平方向的分速度减小，故C正确，D错误。 答案　C 9.路灯维修车如图所示，车上带有竖直自动升降梯。若车匀加速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升，则关于站在梯子上的工人的描述正确的是 （　　） A.工人相对地面的运动轨迹一定是曲线 B.工人相对地面的运动轨迹一定是直线 C.工人相对地面的运动轨迹可能是直线，也可能是曲线 D.工人受到的合力可能是恒力，也可能是变力 解析　由于车和梯子运动的初速度均未知，合初速度的方向与合加速度的方向可能共线也可能不共线，工人相对地面的运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，选项A、B错误，C正确；工人在水平方向和竖直方向都做匀变速运动，故其受到的合力是恒力，选项D错误。 答案　C 10.我国是海洋大国、航海大国、造船大国。截至2022年底，我国海运船队运力规模达3.7亿载重吨，较十年前增长一倍，船队规模跃居世界第二。龙门吊作为港口常用的运输装置，其运输效率的提高对我国港口事业的发展起着重要作用。以水平方向为x轴，竖直方向为y轴，吊机工作过程中货物运动的轨迹如图所示，已知货物的运动由龙门吊的行走运动及货物的起升运动构成，吊机吊起货物与放下货物时竖直方向上的速度大小相等且恒定不变，下列说法正确的是(　　) A.OA段轨迹，货物加速度方向沿x轴正方向 B.AB段轨迹龙门吊行走运动的加速度与OA段相同 C.BC段轨迹，货物一定做匀速运动 D.在CD段货物一定做匀速运动 解析　由题意可知货物在竖直方向上做匀速直线运动，由加速度方向指向轨迹凹侧可知，对OA段轨迹，货物加速度方向指向x轴负方向，A错误；对AB段轨迹，加速度指向凹侧，则龙门吊沿x轴正方向加速，AB段轨迹龙门吊的加速度与OA段不一致，B错误；对BC段轨迹，龙门吊可沿x轴变速或匀速，由轨迹图无法判断，C错误；由题意及题图可知，在CD段货物的轨迹为直线，又竖直方向上加速度为0，则货物在水平方向上的加速度也应为0，则货物一定做匀速运动，D正确。 答案　D 11.国产大飞机C919是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为60 m/s，竖直分速度为6 m/s，已知在此后的1 min内，飞机在水平方向做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，竖直方向做加速度为0.2 m/s2的匀加速直线运动。关于这 1 min内飞机的运动与受力情况，下列选项正确的是(　　) A.飞机受到的合力竖直向上 B.飞机的运动轨迹为曲线 C.前20 s内，飞机上升的高度为120 m D.前20 s内，飞机水平方向的平均速度为80 m/s 解析　飞机在水平方向做匀加速直线运动，则水平方向所受的合外力不为0，故飞机受到的合力不可能竖直向上，A错误；设飞机的合加速度与水平方向的夹角为α，则有tan α＝＝＝，设飞机的合速度与水平方向的夹角为β，则tan β＝＝＝，可得α＝β，合加速度与合速度方向相同，飞机做匀加速直线运动，B错误；前20 s内，飞机上升的高度为h＝vyt＋ayt2＝6×20 m＋×0.2×202 m＝160 m，C错误；前20 s内，飞机水平方向的位移为x＝vxt＋axt2＝60×20 m＋×2×202 m＝1 600 m，前20 s内，飞机水平方向的平均速度为＝＝m/s＝80 m/s，D正确。 答案　D 12.表演“顶竿”杂技时，站在水平地面上的演员（称为“底人”）托一根竹竿，演员和竹竿的总质量为80 kg，一只质量为10 kg的猴子（可看作质点）在竿底端从静止开始以2 m/s2的加速度加速上爬，同时演员以1 m/s的速度水平向右匀速移动，以猴子的出发点为坐标原点，建立平面直角坐标系，如图所示，（g取10 m/s2）。求： （1）2 s时猴子的位置；（用坐标表示） （2）2 s时猴子的瞬时速度为多大？（可保留根号） （3）在此过程中，演员对地面的压力。 解析　（1）猴子在竖直方向做匀加速直线运动，则有y2＝ayt2＝×2×22 m＝4 m， 在水平方向做匀速直线运动， 则有x2＝vxt＝1×2 m＝2 m， 2 s时猴子的位置坐标为（2 m，4 m）。 （2）2 s时，猴子竖直方向的分速度为 vy＝ayt＝2×2 m/s＝4 m/s， 2 s时猴子的瞬时速度大小为 v＝＝ m/s＝ m/s。 （3）将演员、竹竿和猴子视为整体，根据牛顿第二定律可得FN－（m＋M）g＝may， 解得FN＝920 N， 根据牛顿第三定律可得演员对地面的压力为920 N。 答案　（1）（2 m，4 m）　（2） m/s　（3）920 N 学科网（北京）股份有限公司 $$