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5.2运动的合成与分解-教师用卷

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5.2运动的合成与分解

一、单选题(本大题共9小题,共36.0分) 1. 下列说法正确的是( )

A.两个匀速直线运动,没有加速度,则合运动也一定是匀速直线运动,故A正确;

B.根据运动的合成知,两个匀变速直线运动的合运动,根据合速度与合加速度的方向确定,若共线仍然是直线运动;若不共线,则是曲线运动,故B错误;

C.根据平行四边形定则,合运动的速度不一定比分运动的速度大,故C错误; D.分运动与合运动具有等时性,故D错误。故选A。

4. 物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定的水平向右的风力的影响,但着地前一段时间风突然停止,则

其运动的轨迹可能是图中的( )

A. 合速度的大小一定比两个分速度的大小大。 B. 合速度的大小一定比其中一个分速度的大小大。 C. 物体的合运动是物体的真实运动。 D. 知道两个分速度大小能确定合速度大小。

【答案】C𝐴𝐵.根据平行四边形定则,合速度可能比分速度大,可能比分速度小,可能与分速度相等,故AB错误; C.物体的合运动是物体的真实运动,故C正确;

D.由平行四边形定则可知,知道两个分速度大小不能确定合速度大小,故D错误。故选C。 下列说法正确的是( )

.

A. 曲线运动其加速度方向一定改变

B. 一段时间内做曲线运动的物体位移可能为零

C. 若一个分运动是匀速运动,另一个是匀变速运动,合运动必为直线运动 D. 合运动的位移一定比其中的一个分位移大

【答案】B A.做平抛运动的物体总是只受重力作用,故加速度总是等于g,故A错误; B.圆周运动中其速度大小不变,方向时刻变化,当运动一周后位移为零,故B正确; C.不在同一条直线上的匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动是曲线运动,故C错误;

D.合运动和分运动的位移满足矢量合成法则,合运动的位移可能大于分位移,也可能小于分位移,故D错误。故选B。 2. 如图所示,降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,则风速越大,降落伞( )

【答案】C

【解答】在风力作用下,物体所受的合力指向右下方,物体运动轨迹应向合力的方向弯曲,风力消失后,合力竖直向下,轨迹向下弯曲,故C正确.

5. 在光滑无摩擦的水平面上有一冰球以速度𝑣0沿直线匀速从a点运动到b点,忽略空气阻力.图为俯视图.当冰球运动

到b点时受到图示中黑箭头方向的快速一击.这之后冰球有可能沿如下哪一条轨迹运动( )

A B C D.

A. 下落的时间越短

【答案】B

B. 落地时速度越大 C. 落地时速度越小 D. 下落的时间越长

A.

降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动,水平方向的分运动对竖直分运动无影响,故风速变大时,下落的时间不变,

2+𝑣2,ACD错误。 根据𝑣=√𝑣𝑥水平风速𝑣𝑥越大,则降落伞落地时速度越大,故B正确,𝑦若风速越大,

B.

C. D.

【答案】B

【解析】解:由题意可知,两速度的合速度的方向,即为冰球运动的方向,由于小球受到的是瞬间撞击,获得速度后不再受力,故小球不可能做曲线运动,故ACD错误,B正确。故选:B。

根据运动的合成方法,结合矢量的法则,即可求解碰后的方向,再根据物体做曲线运动的条件即可明确冰球是否做曲线运动.本题考查运动的合成与分解的内容,掌握矢量的合成法则,注意与曲线运动的条件区别开来.

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故选B。

3. 关于运动的合成,下列说法正确的是( )

A. 两个分运动是匀速直线运动,则合运动一定是匀速直线运动; B. 两个分运动是匀加速直线运动,则合运动一定是匀加速直线运动; C. 合运动的速度一定比分运动的速度大; D. 合运动的时间一定比两个分运动的时间少.

【答案】A

6. 某物体同时参与了水平、竖直两个方向的分运动,则( )

【分析】

物体做曲线运动时,合力指向轨迹弯曲的内侧,根据合力方向分析分运动的情况。

本题主要考查物体做曲线运动的条件、两个直线运动的合成、合运动与分运动的概念和性质。 【解答】

𝐴𝐵.若质点在x方向始终匀速,开始轨迹向下弯曲,则在y轴方向的合力方向向下,速度向上,做减速运动,然后轨迹向上弯曲,则在y轴方向上的合力方向向上,速度向上,做加速运动,所以在y轴方向上先减速后加速,故A错误,B正确; 𝐶𝐷.若质点在y方向上始终匀速,开始轨迹向右弯曲,则在x轴上的合力方向水平向右,速度向右,做加速运动,然后轨迹向左弯曲,则在x轴方向上合力方向水平向左,速度向右,做减速运动,所以在x轴上先加速后减速,故C错误,D正确。 故选BD。

10. 2018年2月9日,中国自主研制的隐身战斗机歼—20开始列装空军作战部队.若歼—20升空过程中某时刻速度大小

为v,与水平方向的夹角为𝜃,则此时歼—20的( )

A. 若两个分运动均为匀速运动,合运动必为直线运动 B. 若两个分运动均为匀速运动,合运动可能为曲线运动

C. 若一个分运动是匀速运动,另一个是匀变速运动,合运动必为直线运动 D. 若两个分运动都是匀变速运动,合运动必为直线运动

【答案】A

𝐴𝐵.若两个分运动均为匀速运动,合力为零,合运动必为直线运动,故A正确,B错误;

C.若一个分运动是匀速运动,另−一个是匀变速运动,合力与合速度一定不共线,则合运动必为曲线运动,C错误; D.若两个分运动都是匀变速运动,合运动可能为直线运动或曲线运动,故D错误。故选A

7. 如图是演示小蜡块在玻璃管中运动规律的装置.现让玻璃管沿水平方向做匀速直线运动,同时小蜡块从O点开始沿竖

直玻璃管向上做匀加速直线运动,那么下图中能够大致反映小蜡块运动轨迹的是( )

A. 水平分速度大小为𝑣𝑠𝑖𝑛𝜃

A.

B.

C.

D.

B. 水平分速度大小为𝑣𝑐𝑜𝑠𝜃 D. 竖直分速度大小为𝑣𝑐𝑜𝑠𝜃

C. 竖直分速度大小为𝑣𝑠𝑖𝑛𝜃

【答案】BC【解答】根据平行四边形定则得,水平方向上的分速度为:𝑣水=𝑣𝑐𝑜𝑠𝜃

【答案】C 【解答】

合初速度的方向水平向右,合加速度的方向竖直向上,两者不在同一条直线上,必然做曲线运动,根据轨迹每点的切线方向表示速度的方向,轨迹的弯曲的方向大致与所受合力的方向一致,可知C正确,A、B、D错误。故选C。

8. 两个互成角度的匀加速直线运动,初速度的大小分别为𝑣1和𝑣2,加速度的大小分别为𝑎1和𝑎2,则它们的合运动的轨迹

竖直方向上的分速度:𝑣竖=𝑣𝑠𝑖𝑛𝜃,故BC正确,AD错误;故选BC。

11. 雨滴由高层建筑的屋檐边自由下落,遇到水平方向吹来的风.关于雨滴的运动,下列判断正确的是( )

A. 风速越大,雨滴下落的时间越长 C. 风速越大,雨滴落地时的速度越大

【答案】BC

B. 无论风速多大,雨滴下落的时间不变 D. 无论风速多大,雨滴落地时的速度都不变

A. 如果𝑣1=𝑣2且𝑎1=𝑎2,那么轨迹一定是曲线 B. 如果𝑣1≠0,𝑣2≠0,那么轨迹一定是曲线 C. 如果𝑎1𝑣2=𝑎2𝑣1,那么轨迹一定是直线 D. 如果𝑎1=𝑎2,那么轨迹一定是直线

【答案】C

二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)

9. 一个质点在xoy平面内运动的轨迹如所示,下面判断正确的是( )

AB、根据运动的独立性,雨滴在竖直方向上做自由落体运动,下落时间由高度决定,与风速大小无关,故选项A错误,B正确。

2+𝑣2,可知雨滴落地CD、当水平方向有风且风速越大时,雨滴落地时在水平方向上的速度越大,雨滴落地速度为𝑣=√𝑣𝑥𝑦

的速度越大,故选项C正确,D错误。故选:BC。

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A. 若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速 B. 若x方向始终匀速,则y方向先减速后加速 C. 若y方向始终匀速,则x方向先减速后加速 D. 若y方向始终匀速,则x方向先加速后减速

【答案】BD 【解析】

12. 两个互成角度的匀加速直线运动,初速度大小分别为𝑣1和𝑣2,加速度大小分别为𝑎1和𝑎2,它们的合运动的轨迹( )

运动学公式、牛顿第二定律、力的合成来求解。注意求水平外力时应是x轴方向与y轴方向的合力。

A. 如果𝑣1=𝑣2=0,那么轨迹一定是直线 B. 如果𝑣1=𝑣2≠0,那么轨迹可能是曲线 C. 如果𝑎1=𝑎2,那么轨迹一定是直线

D. 如果𝑎1:𝑎2=𝑣1:𝑣2,那么轨迹一定是直线

【答案】ABD【解答】A.如果𝑣1=𝑣2=0,则物体沿着合加速度方向做直线运动,则轨迹一定是直线,故A正确; 𝐵𝐶.如果𝑣1=𝑣2≠0、且𝑎1=𝑎2,则合速度与合加速度方向共线,轨迹是直线;若𝑎1≠𝑎2,则合速度与合加速度方向不共线,轨迹是曲线,故B正确,C错误;

D.当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上时,即𝑎1:𝑎2=𝑣1:𝑣2时,运动轨迹为直线,否则运动轨迹为曲线,故D正确。故选ABD。

三、计算题(本大题共1小题,共10.0分)

13. 如图所示,质量𝑚=2.0 𝑘𝑔的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为

𝑥=3.0𝑡 𝑚,2{2,𝑔=10 𝑚/𝑠。根据以上条件,求: 𝑦=0.2𝑡𝑚

(1)𝑡=10𝑠时刻物体的位置坐标;

(2)𝑡=10 𝑠时刻物体的速度和加速度的大小与方向。 【答案】解:(1)设𝑡=10𝑠时刻物体的位置坐标(𝑥,𝑦) 所以𝑥=3.0𝑡=3.0×10𝑚=30𝑚 𝑦=0.2𝑡2=0.2×100𝑚=20𝑚 即𝑡=10𝑠时刻物体的位置坐标(30,20); (2)由运动过程中的坐标与时间的关系知: X轴物体做匀速运动:𝑣𝑥=3𝑚/𝑠

y轴物体做匀加速运动:加速度𝑎=0.4𝑚/𝑠2, 10s时:𝑣𝑦=𝑎𝑡=4𝑚/𝑠

2+𝑣2=√32+42=5𝑚/𝑠, 𝑡=10𝑠时刻物体的速度的大小:𝑣=√𝑣𝑥𝑦

𝑦

方向:与x轴正方向夹角𝛼:𝑡𝑎𝑛𝛼=𝑣=3…①

𝑥

𝑣4

即𝛼=53°;

加速度𝑎=0.4𝑚/𝑠2,方向沿y轴正方向。 答:(1)𝑡=10𝑠时刻物体的位置坐标为(30,20);

(2)𝑡=10𝑠时刻物体的速度大小为5𝑚/𝑠,与x轴正方向夹角为53°,加速度的大小为0.4𝑚/𝑠2,方向沿y轴正方向。 【解析】用分解的思想分别在x轴、y轴上研究物体的运动和受力,然后在运用平行四边形法则分别求合速度、求合力。 由运动的分解的思想得知物体的运动分解为x轴方向的运动和y轴方向的运动,由已知物体运动过程中的坐标与时间的关系𝑥=3.0𝑡知x轴方向物体做匀速直线运动,𝑦=0.2𝑡2知物体在y轴方向做匀加速直线运动且加速度为0.4𝑚/𝑠2,然后选用

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