内容正文:
第2节 课后达标检测
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题组1 两个直线运动的合运动性质
1.如图所示,在马戏表演中,人顶着竖直杆水平向右做匀速运动,同时猴子沿竖直杆向上做初速度为零的匀加速直线运动,下列关于猴子相对于地面的运动轨迹可能正确的是( )
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解析:人顶着竖直杆水平向右做匀速运动,同时猴子沿竖直杆向上做初速度为零的匀加速直线运动,可知猴子的加速度方向竖直向上,由于猴子速度方向与加速度方向不在同一直线上,猴子做曲线运动,根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,可知猴子相对地面的运动轨迹可能正确的是图B。
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题组2 运动的合成与分解
3.(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是 ( )
A.合运动和分运动具有等时性
B.合运动的速度一定大于分运动的速度
C.任一时刻的速度方向总是与合运动的位移方向相同
D.两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动
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解析:合运动和分运动具有等时性,故A正确;根据平行四边形定则可知,合运动的速度不一定大于分运动的速度,故B错误;合运动的速度方向与合运动的位移方向不一定相同,故C错误;两个互成角度的匀变速直线运动合成,加速度一定为定值,则合运动一定是匀变速运动,故D正确。
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4.在一次消防演习中,消防员借助消防车上的梯子爬到高处救人。为了节省救援时间,在消防车匀速前进的同时,消防员沿倾斜的梯子匀速向上爬。关于消防员相对于地面的运动,下列说法正确的是( )
A.消防员做匀速直线运动 B.消防员做匀加速直线运动
C.消防员做匀加速曲线运动 D.消防员做速度大小不变的曲线运动
解析:在消防车匀速前进的同时,消防员沿倾斜的梯子匀速向上爬,可知消防员相对于地面沿水平方向做匀速直线运动,同时沿倾斜梯子做匀速直线运动,则消防员的合运动为匀速直线运动。
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6.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于点O,现用一支铅笔贴着细线的顶端水平向右匀速移动,运动过程中悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。在铅笔未碰到橡皮前,关于橡皮的运动下列说法正确的是( )
A.橡皮做匀加速直线运动
B.橡皮做匀速直线运动
C.橡皮做匀变速曲线运动
D.橡皮做速率不变的曲线运动
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解析:运动过程中悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直,可知橡皮一直处于铅笔正下方,则橡皮水平方向做匀速直线运动,由于细线总长度保持不变,橡皮竖直方向的位移大小总是等于水平方向的位移大小,即橡皮竖直方向的分速度总是等于水平方向的分速度,则竖直方向也是做匀速直线运动,故橡皮的合运动为匀速直线运动。
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题组3 运动的合成与分解的综合问题
7.(多选)如图甲所示,一次杂技表演中,表演者顶着竖直杆沿水平地面做直线运动,与此同时猴子沿竖直杆向上运动。表演者的速度—时间(vx-t)图像如图乙所示,猴子沿竖直方向的位移—时间(y-t)图像如图丙所示,若以地面为参考系,下列说法正确的是( )
A.猴子做曲线运动
B.猴子做直线运动
C.2 s末猴子的速度大小为4.5 m/s
D.前2 s内猴子的速度变化量大小为4 m/s
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8.(多选)t=0时刻,一物体从水平面上的一平面直角坐标系xOy中的坐标原点开始运动,沿x轴和y轴的运动图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.物体沿x轴方向做匀速直线运动
B.物体沿y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动
C.物体的实际运动是直线运动
D.物体4 s内的位移为16 m
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9.在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示)。把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管
顶部。若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右
移动(如图丙所示),下列说法正确的是( )
A.玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B.玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C.玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D.玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
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解析:玻璃管匀速移动时,蜡块水平方向和竖直方向都做匀速运动,则合运动为直线运动,根据运动的独立性原理可知,运动到顶部时间仍等于t,A、B错误;玻璃管加速移动时,蜡块水平方向做加速运动,竖直方向做匀速运动,合运动为曲线运动,即蜡块做曲线运动,运动到顶部时间仍等于t,C错误,D正确。
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11.(2025·广东广州市期末)在一次施工中,塔吊将重物从O点吊起,从起吊开始计时,以O为原点,设水平向右为x方向、竖直向上为y方向,重物沿x、y方向的运动规律分别如图甲、乙所示,则重物( )
A.在水平方向做匀变速直线运动
B.运动轨迹为抛物线
C.前8 s内的位移大小为24 m
D.在相等时间内的速度变化量不相等
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2.两个互成角度的匀变速直线运动,初速度分别为v1和v2,加速度分别为a1和a2,关于它们的合运动的轨迹,下列说法正确的是( )
A.如果v1=v2≠0,那么轨迹一定是直线
B.如果v1=v2≠0,那么轨迹一定是曲线
C.如果a1=a2,那么轨迹一定是直线
D.如果 eq \f(a1,a2)= eq \f(v1,v2),那么轨迹一定是直线
解析:物体做曲线运动的条件是合外力的方向(即合加速度的方向)与合速度的方向不在一条直线上。如果 eq \f(a1,a2)= eq \f(v1,v2),那么合加速度的方向与合速度的方向一定在一条直线上,D正确。
5.某商场内的自动扶梯以0.5 m/s的速度匀速运行,扶梯与水平面的夹角为30°,一顾客站立在扶梯台阶上相对扶梯静止,则顾客竖直方向的速度大小为( )
A. eq \f(1,2) m/s
B. eq \f(1,4) m/s
C. eq \f(\r(3),2) m/s
D. eq \f(\r(3),4) m/s
解析:自动扶梯以0.5 m/s的速度匀速运行,扶梯与水平面夹角为30°,则顾客竖直方向的速度大小v′=v sin 30°= eq \f(1,4) m/s。
解析:根据题中图像分析可知,猴子水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动,其合速度与加速度不在同一直线上,猴子做曲线运动,故A正确,B错误;由题图乙可知2 s末猴子的水平分速度大小vx=4 m/s,根据题图丙可知2 s末猴子的竖直分速度大小vy= eq \f(Δy,Δt)=0.5 m/s,则2 s末猴子的速度大小v=eq \o\al(2,x) eq \r(v+v eq \o\al(2,y))
= eq \r(16.25) m/s,故C错误;依题意,前2 s内猴子在竖直方向上的分速度保持不变,在水平方向上的分速度由0增大到4 m/s,因此猴子的速度变化量大小为4 m/s,故D正确。
解析:由x-t图像可知,物体沿x轴方向做匀速直线运动,A正确;由vy-t图像可知,物体沿y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动,B正确;结合A、B选项分析可知,物体的实际运动是曲线运动,C错误;物体在4 s内有x=8 m,y= eq \f(1,2)×4×4 m=8 m,则位移s= eq \r(x2+y2)=8 eq \r(2) m,D错误。
10.(多选)许多快递公司推出用无人机配送快递的方法,某次配送快递无人机在飞行过程中,水平方向速度vx及竖直方向速度vy与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示。关于无人机的运动,下列说法正确的是( )
A.t2时刻,无人机运动到最高点
B.0到t1时间内,无人机做直线运动
C.t3时刻,无人机的速度大小为 eq \o\al(2,0) eq \r(v+v eq \o\al(2,2))
D.t3到t4时间内,无人机做匀变速曲线运动
解析:0到t4时间内,无人机竖直方向速度一直为正,即一直向上运动,则t2时刻,无人机还没有运动到最高点,故A错误;0到t1时间内,无人机在水平方向做初速度为零的匀加速运动,在竖直方向也做初速度为零的匀加速运动,则合运动为匀加速直线运动,故B正确;t3时刻,无人机的水平速度为v0,竖直速度为v1,则合速度为eq \o\al(2,0) eq \r(v+v eq \o\al(2,1))
,故C错误;t3到t4时间内,无人机水平方向做速度为v0的匀速运动,竖直方向做匀减速运动,则合运动为匀变速曲线运动,故D正确。
解析:x-t图像斜率代表速度,由题图甲可知斜率不变,故重物在水平方向做匀速直线运动,故A错误;由题图甲可知重物在水平方向的速度vx= eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(24-0,8-0))) m/s=3 m/s,可知水平方向位移x=3t,v-t图像斜率代表加速度,由题图乙可知重物在竖直方向上的加速度a= eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(4-0,8-0))) m/s2=0.5 m/s2,可知竖直方向位移y= eq \f(1,2)at2=0.25t2,联立以上得y= eq \f(0.25,9)x2,所以重物的运动轨迹为抛物线,故B正确;前8 s内水平方向位移大小x=24 m,v-t图像与时
间轴所围的面积表示位移,则前8 s内竖直方向位移大小y= eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×8×4)) m=16 m,故合位移L= eq \r(x2+y2)=8 eq \r(13) m,故C错误;由以上分析可知,重物的加速度为0.5 m/s2,是恒定值,根据a= eq \f(Δv,Δt),可知在相等时间内的速度变化量相等,故D错误。
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