内容正文:
2.运动的合成与分解
1.A 小孩在扶梯上上行时的速度大小为v== m/s,则小孩在扶梯上上行时的水平分速度大小为vx=vcos 30°= m/s,一楼到二楼的高度为h=Lsin 30°=3 m,故选A。
2.C 由题意及几何关系可得tan 37°=,解得v雨= m/s,故选C。
3.BD 由题图乙、丙知,猴子在竖直方向上做初速度为8 m/s、加速度大小为4 m/s2的匀减速运动,水平方向上做速度为4 m/s的匀速运动,分析知合初速度与合加速度不在同一直线上,其合运动为曲线运动,故猴子在2 s内做匀变速曲线运动,A错误,B正确;t=0时猴子的速度大小为v0== m/s=4 m/s,C错误;猴子在2 s内的加速度大小为4 m/s2,D正确。
5.AC 0~t0时间内物体在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向上做匀减速直线运动,所受合力沿y轴负方向且大小保持不变,物体做向y轴负方向弯曲的匀变速曲线运动,故A、C正确,B、D错误。
6.D 如果=,那么合加速度的方向与合速度的方向一定在一条直线上,所以合运动轨迹一定是直线,D正确。
7.B 由题意可知,两个分运动的初速度分别为v0x=0.75 m/s,v0y=2.25 m/s,加速度分别为ax=0.4 m/s2,ay=1.2 m/s2,合速度与x轴夹角的正切值tan α==3,合加速度与x轴夹角的正切值tan β==3,所以α=β,即加速度与初速度同向,所以质点做匀加速直线运动,B正确。
8.C 由题图乙可知,质点在y方向做匀速直线运动,速度大小为vy= m/s=5 m/s,则t=0时的速度大小为v0== m/s= m/s,故A错误;0~2 s内x方向的位移大小为x=×(4+8)×2 m=12 m,y方向的位移大小为y=10 m,则0~2 s内的位移大小为s== m=2 m,故B错误;0~1 s内x方向的位移大小为x1=×(4+6)×1 m=5 m,t=0时位于y轴上,结合题图乙可知,t=1 s时的位置坐标为(5 m,5 m),故C正确;t=2 s时的速度方向与x轴正方向夹角的正切值为tan θ==<tan 45°=1,可知t=2 s时的速度方向与x轴正方向夹角小于45°,故D错误。
9.B 由题意知,战斗机离舰后的合速度与合加速度方向一致,所以战斗机的运动轨迹为直线,A错误;战斗机在10 s内水平方向的位移x=v0xt+axt2=500 m,竖直方向的位移y=v0yt+ayt2=250 m,所以x=2y,B正确;战斗机速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ===0.5,则θ不等于30°,C错误;战斗机在20 s内水平方向的位移x'=40×20 m+×2×202 m=1 200 m,则平均速度vx==60 m/s,D错误。
11.(1)1 m/s2 (2) s
解析:(1)以物块为研究对象,x轴方向上有x=v0t
y轴方向有y=at2
解得y=x2
又y=0.5x2 , v0=1 m/s
解得a=1 m/s2。
(2)根据题意得tan 53°=,vy=at
解得t= s。
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2.运动的合成与分解
知识点一 运动的合成与分解
1.(2025·贵州省遵义市高一阶段练习)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5 s。已知扶梯倾斜部分的长为6 m,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. m/s,3 m B.1.2 m/s,3 m
C. m/s,3 m D.1.2 m/s,3 m
2.一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的速度向左匀速跑动,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(sin 37°=0.6)( )
A. m/s B.2 m/s
C. m/s D. m/s
知识点二 合运动性质和轨迹的判断
3.〔多选〕如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图像如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动,其x-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.猴子的运动轨迹为直线
B.猴子在2 s内做匀变速曲线运动
C.t=0时猴子的速度大小为8 m/s
D.猴子在2 s内的加速度大小为4 m/s2
4.如图所示,某同学在研究运动的合成时做了下述实验:用左手沿黑板推动直尺竖直向上做匀加速直线运动,运动中保持直尺水平,同时用右手沿直尺向右匀速移动笔尖。则该过程中关于笔尖的实际运动,下列说法中正确的是( )
A.笔尖做匀加速直线运动
B.笔尖做变加速曲线运动
C.笔尖的速度大小逐渐增大
D.笔尖的速度方向保持不变
5.〔多选〕一物体在xOy平面内从坐标原点开始运动,沿x轴和y轴方向运动的速度随时间t变化的图像分别如图甲、乙所示,则物体0~t0时间内( )
A.做匀变速运动
B.做非匀变速运动
C.运动的轨迹可能如图丙所示
D.运动的轨迹可能如图丁所示
6.两个互成角度的匀加速直线运动,初速度分别为v1和v2,加速度分别为a1和a2,它们的合运动的轨迹( )
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=,那么轨迹一定是直线
7.一质点在水平面内运动,在xOy直角坐标系中,质点的坐标(x,y)随时间t变化的规律是:x=0.75t+0.2t2(m),y=2.25t+0.6t2(m),则( )
A.质点的运动是匀速直线运动
B.质点的运动是匀加速直线运动
C.质点的运动是非匀变速直线运动
D.质点的运动是非匀变速曲线运动
8.(2025·江苏省苏州市高一期末)某质点在xOy平面内运动,t=0时位于y轴上,在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,在y方向的位移—时间图像如图乙所示。质点( )
A.t=0时的速度大小为4 m/s
B.0~2 s内的位移大小为2 m
C.t=1 s时的位置坐标为(5 m,5 m)
D.t=2 s时的速度方向与x轴正方向夹角大于45°
9.如图所示,战斗机离舰执行任务,若战斗机离开甲板时的水平分速度为40 m/s,竖直分速度为20 m/s,之后战斗机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀加速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于1 m/s2的匀加速直线运动。则离舰后( )
A.战斗机的运动轨迹为曲线
B.10 s内战斗机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的2倍
C.10 s末战斗机的速度方向与水平方向夹角为30°
D.战斗机在20 s内水平方向的平均速度为50 m/s
10.一质量为m=2 kg的物体(可视为质点)在直角坐标系xOy平面上运动,t=0时,质点位于坐标原点,物体在x轴方向上的初速度为零,加速度随时间变化关系的图像如图甲所示,在y轴方向上的速度随时间变化关系的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.物体所受的合外力大小为4 N,方向沿y轴正方向
B.物体在0~2 s内,位移的大小为8 m
C.物体在0~3 s内的运动轨迹是一条直线
D.物体在t=3 s时,速度大小为2 m/s
11.(2025·安徽蚌埠高一期末)如图所示,在一端封闭的长玻璃管内注满水,水中放一个红色柱状小物块(可视为质点),用橡胶塞把玻璃管的开口封闭并竖直倒置,玻璃管以v0=1 m/s的速度沿水平向右匀速运动,同时红色小物块沿管向上以某一加速度a匀加速运动,若以初始时刻红色小物块所在位置为坐标原点,建立沿玻璃管运动方向为x轴、沿玻璃管方向为y轴的平面直角坐标系,通过实验得到红色小物块的轨迹满足y=0.5x2,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
(1)求小物块沿管运动的加速度a的大小;
(2)小物块运动多长时间其速度方向与x轴正方向的夹角为53°?
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