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课时跟踪检测(二) 运动的合成与分解
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1.(多选)关于合运动与分运动,下列说法正确的是 ( )
A.合运动的位移大小等于两分运动的位移大小之和
B.合运动的位移可能比其中的一个分位移大
C.合运动的速度可能比其中的一个分速度小
D.合运动的时间与分运动的时间相同
2.(2025·成都高一期末)在一端封闭的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡块,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置,蜡块沿玻璃管匀速上升。在蜡块上升的同时,将玻璃管水平向右移动,蜡块运动的轨迹如图中虚线所示,则 ( )
A.玻璃管可能做匀速直线运动
B.玻璃管可能做匀加速直线运动
C.玻璃管可能做匀减速直线运动
D.玻璃管的移动对蜡块上升的时间有影响
3.如图所示,在冰球以速度v1在水平冰面上向右运动时,运动员沿冰面在垂直v1的方向上快速击打冰球,冰球立即获得沿击打方向的分速度v2。不计冰面摩擦和空气阻力。下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动路径的是 ( )
4.跳伞是一项极富挑战性的运动,运动员从飞机中跳出,在空中加速下落一段时间后打开降落伞,开始减速下降,速度减小到一定值便开始做匀速运动,直至落地。无风时运动员竖直着地的速度为5 m/s,如果在匀速降落阶段运动员遇上水平方向的恒定风力,下列说法正确的是 ( )
A.降落时间会变长
B.降落时间会变短
C.着地的速度大于5 m/s
D.着地的速度小于5 m/s
5.(2025·泸州高一阶段练习)如图所示,工地上的塔吊起吊重物时,塔吊的水平横臂保持静止,悬挂重物的小车沿水平横臂匀速运动,同时使小车正下方吊钩上的重物匀速上升。关于重物的运动,下列判断正确的是 ( )
A.做非匀变速曲线运动 B.做匀变速曲线运动
C.做匀速直线运动 D.做匀减速直线运动
6.游船在汉江中从西向东匀速直线航行,船上的人正相对于船以1 m/s的速度匀速升起一面旗帜(竖直向上)。当他用20 s升旗完毕时,船匀速行驶了60 m,那么旗相对于岸的速度大小为 ( )
A. m/s B.3 m/s
C. m/s D.1 m/s
7.在珠海国际航展上,我国第五代战机“歼20”闪亮登场。表演中,战机先水平向右运动,再沿曲线ab向上运动(如图所示),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.所受合力大小为零
B.所受合力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大
D.水平方向的分速度不变
8.(多选)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的速度—时间图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是 ( )
A.0~2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动,2~4 s内物体沿着y轴做匀速直线运动
B.4 s末物体的速度大小为2 m/s
C.4 s末物体的位置坐标为(6 m,2 m)
D.0~4 s内物体的位移大小为6 m
9.(2024·江西高考)(多选)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处。如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为v0,末速度v沿x轴正方向。在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度vx和竖直方向分速度vy与时间t的关系,下列图像可能正确的是 ( )
10.(多选)如图甲所示,《绸吊》是一项空中技巧节目,演员利用彩色绸带在空中翩翩起舞,并表演出优美、惊险的高难度动作。假设在某次表演中,质量为m的演员沿着绸带向上做直线运动,其速度—时间图像如图乙所示,同时演员在天车的牵引下沿水平方向做匀速直线运动,若以地面为参考系,重力加速度g取10 m/s2,下列说法中正确的是 ( )
A.演员的运动轨迹为直线
B.演员做匀变速曲线运动
C.绸带对演员的拉力大小为
D.经过时间t,演员向上运动的位移大小为gt2
11.(12分)有一只小船准备过河,河宽d=300 m,小船在静水中的速度v2=3 m/s,水的流速v1=1 m/s。小船在以下列条件过河时,求过河的时间。
(1)以最短的时间过河。(6分)
(2)以最短的位移过河。(6分)
12.(14分)(2025·德阳高一阶段练习)质量为2 kg的物体在xOy平面上作曲线运动,在x轴方向的速度图像和y轴方向的位移图像如图所示,求:
(1)质点所受合外力;(6分)
(2)质点的初速度大小。(8分)
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课时跟踪检测(二)
1.选BCD 位移是矢量,位移的合成遵循平行四边形定则,合运动的位移等于两分运动位移的矢量和,A错误;根据平行四边形定则可知,合运动的位移(速度)可能比分位移(分速度)大,也可能比分位移(分速度)小,还可能与分位移(分速度)相等,故B、C正确;合运动与分运动具有等时性,合运动的时间等于分运动的时间,D正确。
2.选C 由题图可知,蜡块做曲线运动,合外力(加速度)指向轨迹凹侧,由于竖直方向做匀速直线运动,则水平方向有向左的加速度,可知玻璃管可能向右做匀减速直线运动,故A、B错误,C正确;根据各分运动相互独立可知,蜡块上升的时间为t=,玻璃管的移动对蜡块上升的时间没有影响,故D错误。
3.选B 冰球实际运动的速度为合速度,根据平行四边形定则可知,冰球在被击打后瞬间的合速度不可能沿击打的方向,一定沿以两分速度为邻边的平行四边形的对角线的方向,故A错误,B正确。题中冰球被击打后在水平方向上不受力,根据牛顿第一定律,冰球将沿被击打后的合速度方向做直线运动,故C、D错误。
4.选C 运动员参与两个分运动,水平方向上在恒定风力作用下做匀加速运动,竖直方向上做匀速运动,由于竖直分运动不受水平分运动的干扰,故运动时间与风速无关,A、B错误;运动员落地速度是水平分速度和竖直分速度的合速度,故着地速度大于5 m/s,C正确,D错误。
5.选C 重物在竖直方向和水平方向都做匀速直线运动,说明它所受合外力为零,一定做匀速直线运动。
6.选A 选河岸为参考系,船运动的速度v1= m/s=3 m/s,旗相对于船竖直向上的速度为v2=1 m/s,故旗相对于河岸的速度为v== m/s= m/s,故A正确,B、C、D错误。
7.选C 战机做曲线运动,运动状态不断变化,因此战机所受合力不为零,A错误;从a到b战机飞行速率不变,因此该过程中合力方向与速度方向的夹角一直为90°,而战机的速度方向沿曲线的切线方向,在不断变化,故合力的方向也在不断变化,B错误;战机的速度大小不变,与水平方向的夹角θ不断增大,则vy=vsin θ增大,即竖直方向的分速度逐渐增大,vx=vcos θ减小,即水平方向的分速度减小,故C正确,D错误。
8.选BC 由题图知,0~2 s内物体在y轴方向速度为0,只沿x轴方向做匀加速直线运动,2~4 s内物体在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动,加速度沿y轴正方向,合运动是曲线运动,A错误;4 s末,物体在x轴方向的速度为vx=2 m/s,在y轴方向的速度为vy=2 m/s,则合速度为v==2 m/s,B正确;0~4 s内物体在x轴方向上的位移大小是sx=(×2×2+2×2)m=6 m,在y轴方向上的位移大小为sy=×2×2 m=2 m,所以4 s末物体的位置坐标为(6 m,2 m),0~4 s内物体的位移大小为s== m=2 m,C正确,D错误。
9.选AD 由于小鱼在运动过程中只受重力作用,则小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即vx为一定量,则有x=vxt,A可能正确,C错误;小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则有y=vy0t-gt2,vy=vy0-gt,且vy最终减为0,B错误,D可能正确。
10.选BD 演员在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据运动的合成,知合速度与合加速度不在同一条直线上,所以演员的运动轨迹为曲线,做匀变速曲线运动,A错误,B正确;由题图乙可知,演员的加速度为a=,对演员受力分析,根据牛顿第二定律有F-mg=ma=m·,解得F=,方向竖直向上,C错误;演员相对天车做初速度为零、加速度为的匀加速运动,经过时间t,其位移为y=·t2=gt2,D正确。
11.解析:(1)当小船的船头方向垂直于河岸时,即船在静水中的速度v2的方向垂直于河岸时,过河时间最短,则最短时间tmin== s=100 s。
(2)因为v2=3 m/s>v1=1 m/s,所以当小船的合速度方向垂直于河岸时,过河位移最短。此时合速度方向如图所示,则过河时间t=== s≈106.1 s。
答案:(1)100 s (2)106.1 s
12.解析:(1)由图像可知,质点在x轴方向上做匀加速直线运动,
加速度为ax= m/s2=1.5 m/s2
质点在y轴方向上做匀速直线运动,加速度为ay=0
合加速度为a==1.5 m/s2
根据牛顿第二定律可得F=ma=3 N
方向与x轴分速度方向相同。
(2)质点在x轴方向上做匀加速直线运动,初速度为vx=3 m/s
质点在y轴方向上做匀速直线运动,初速度为vy= m/s=4 m/s
故质点的初速度大小v0==5 m/s。
答案:(1)3 N 方向与x轴分速度方向相同 (2)5 m/s
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