2020年新教材高中物理 課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解（含解析）新人教版必修2

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1、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 (25分鐘　60分) 一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分) 1.關(guān)于合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.合運(yùn)動(dòng)的速度等于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度之和 B.合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定等于分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 C.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) D.合運(yùn)動(dòng)的速度方向一定與其中某一分速度方向相同 【解析】選B。根據(jù)平行四邊形定則知,合運(yùn)動(dòng)的速度可能比分運(yùn)動(dòng)的速度大,可能比分運(yùn)動(dòng)的速度小,可能與分運(yùn)動(dòng)的速度相等,故A錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,故B正確;兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)的速度方向可以與某一分運(yùn)動(dòng)的速度方向相同,也可能不同,故D

2、錯(cuò)誤。 2.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),以下說(shuō)法中正確的是 (　　) A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B.變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) C.加速度大小和速度大小都不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) D.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),則合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) 【解析】選A。無(wú)論是物體速度的大小變了,還是速度的方向變了,都說(shuō)明速度是變化的,都是變速運(yùn)動(dòng),做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向在時(shí)刻改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),故A正確;變速運(yùn)動(dòng)也可以是平時(shí)所學(xué)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng),并不一定是曲線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;加速度大小和速度大小都不變的運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng),可能是曲線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),則合運(yùn)動(dòng)不一

3、定是直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。 3.如圖所示,帆船船頭指向正東以速度v(靜水中速度)航行,海面正刮著南風(fēng),風(fēng)速為v,以海岸為參考系,不計(jì)阻力。關(guān)于帆船的實(shí)際航行方向和速度大小,下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A.帆船北偏東30°方向航行,速度大小為2v B.帆船東偏北60°方向航行,速度大小為v C.帆船東偏北30°方向航行,速度大小為2v D.帆船東偏南60°方向航行,速度大小為v 【解析】選A。由于帆船的船頭指向正東,并以相對(duì)靜水中的速度v航行,南風(fēng)以v的風(fēng)速向北吹來(lái),當(dāng)以海岸為參考系時(shí),實(shí)際速度v實(shí)==2v,設(shè)帆船實(shí)際航行方向與正北方向夾角為α,則sinα==,α=30°,即帆船

4、沿北偏東30°方向航行,故A正確。 4.如圖甲所示,在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖丙所示。若以地面為參考系,下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A.猴子的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線 B.猴子在2 s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C.t=1 s時(shí)猴子的速度大小為4 m/s D.t=2 s時(shí)猴子的加速度大小為0 【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)猴子參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)通過運(yùn)動(dòng)的合成,判斷猴子相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)情況。 (3)求出t=2 s時(shí)刻猴子在水平方向和豎直方向上的分

5、加速度,根據(jù)平行四邊形定則,求出猴子相對(duì)于地面的加速度。 【解析】選B。由乙圖知,猴子豎直方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度豎直向下。由丙圖知,猴子水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則猴子的加速度豎直向下,與初速度方向不在同一直線上,所以猴子在2 s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;x -t圖像的斜率等于速度,則知猴子水平方向的初速度大小為:vx=4 m/s,t=0時(shí)猴子豎直方向分速度:vy=8 m/s,則t=1 s時(shí)猴子豎直分速度為vy′=4 m/s,因此t=1 s時(shí)猴子的速度大小為:v= m/s=4 m/s,故C錯(cuò)誤;v-t圖像的斜率等于加速度,則知猴子的加速度大小為:a== m/s2=4 m/

6、s2,故D錯(cuò)誤。 5.跳傘運(yùn)動(dòng)員從直升機(jī)上由靜止跳下,經(jīng)一段時(shí)間后打開降落傘,最終以5.0 m/s的速度勻速豎直下落。現(xiàn)在有風(fēng),風(fēng)使他以3.0 m/s的速度沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng),則跳傘運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)的速度大小約 (　　) A.2.0 m/s　　　　　　 B.4.0 m/s C.5.8 m/s D.8.0 m/s 【解析】選C。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成可知,著地時(shí)速度:v== m/s≈5.8 m/s,故C正確。 6.如圖所示,一輕繩通過無(wú)摩擦的小定滑輪O與小球B連接,另一端與套在豎直桿上的物塊A連接,桿兩端固定且足夠長(zhǎng),物塊A以速度v沿桿從圖示位置向下勻速運(yùn)動(dòng),小球B在某時(shí)刻的速度大小為v1

7、,此時(shí)輕繩與桿的夾角為θ,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小球B不會(huì)碰到定滑輪。則 (　　) A.v1=vsinθ B.v1= C.小球B在上升的過程中,加速度方向一直向上 D.小球B在上升的過程中,加速度方向一直向下 【解析】選C。將物塊A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向,在沿繩子方向的分速度等于B的速度。在沿繩子方向的分速度為vcosθ,所以v1=vcosθ,故A、B錯(cuò)誤。物塊A、小球B組成的系統(tǒng)由靜止開始運(yùn)動(dòng),隨θ角的減小則小球B的速度逐漸增大,即小球B在上升的過程中,加速度方向一直向上,故C正確,D錯(cuò)誤。 二、計(jì)算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有

8、數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位) 7.(14分)如圖所示,一架飛機(jī)沿仰角37°方向斜向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度的大小為v=150 m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則: (1)經(jīng)過t=4 s飛機(jī)發(fā)生的位移是多少? (2)飛機(jī)在豎直方向的分速度是多大? (3)經(jīng)過t=4 s飛機(jī)在豎直方向上升了多少米? 【解析】(1)由于飛機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng), 則位移的大小: x=vt=150×4 m=600 m; (2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知, 豎直方向的分速度的大小: vy=vsin37°=150×0.6 m/s=90 m/s; (3)豎直方向仍為勻速運(yùn)動(dòng), 在豎直方向上升

9、的高度: h=vyt=90×4 m=360 m。 答案:(1)600 m　(2)90 m/s　(3)360 m 8.(16分)小船勻速橫渡一條河流,當(dāng)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí),在出發(fā)后10 min到達(dá)對(duì)岸下游120 m處;若船頭保持與河岸成θ角向上游航行,則在出發(fā)后12.5 min到達(dá)正對(duì)岸。 (1)求水流速度大小v1。 (2)求船在靜水中的速度大小v2。 (3)求河的寬度d。 (4)求船頭與河岸的夾角θ。 【解題指南】將船的運(yùn)動(dòng)分解為垂直于河岸和沿河岸方向,抓住分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性求出河的寬度。 【解析】(1)船頭保持跟河岸垂直的方向航行時(shí)有: v1t=120 m,則

10、有:v1= m/s=0.2 m/s; (2)(3)當(dāng)合速度與河岸垂直時(shí),合速度:v= 且d=vt1,而v2t=d,其中t1=12.5 min, 聯(lián)立以上各式解得:d=200 m,v2= m/s; (4)斜向上游航行時(shí),v2t1sinθ=d 解得sinθ=0.8 故θ=53°。 答案:(1)0.2 m/s　(2) m/s　(3)200 m　(4)53° (15分鐘　40分) 9.(6分)如圖所示,一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),用釘子靠著線的左側(cè),沿與水平方向成30°角的斜面向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直,下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.橡皮的速度大小為v B.

11、橡皮的速度大小為v C.橡皮的速度與水平方向成30°角 D.橡皮的速度與水平方向成45°角 【解析】選B。橡皮參與了平行于斜面方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng),兩個(gè)分速度大小相等,都為v,根據(jù)平行四邊形定則知:v合=2vcos30°=v。合速度的方向與水平方向的夾角為60°,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 10.(6分)端午賽龍舟是中華民族的傳統(tǒng),龍舟競(jìng)渡是銅梁獨(dú)具韻味的傳統(tǒng)風(fēng)情之一。若某龍舟在比賽前劃向比賽點(diǎn)的途中要渡過72 m寬兩岸平直的河,龍舟在靜水中劃行的速率為4 m/s,河水的流速為3 m/s,下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A.該龍舟以最短時(shí)間渡河通過的位移為

12、96 m B.該龍舟渡河的最大速率約為8 m/s C.該龍船渡河所用時(shí)間最少為18 s D.該龍舟不可能沿垂直河岸的航線抵達(dá)對(duì)岸 【解析】選C。該龍舟以最短時(shí)間渡河用時(shí)間tmin== s=18 s,沿河岸方向的位移:x=vst=54 m;通過的位移為s== m=90 m,故A錯(cuò)誤,C正確;當(dāng)龍舟速度與水流速度同向時(shí)合速度最大,最大速度為4 m/s+3 m/s=7 m/s,故B錯(cuò)誤;因龍舟的靜水速度大于水流速度,可知該龍舟能夠垂直河岸到達(dá)正對(duì)岸,故D錯(cuò)誤。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (多選)在某條寬度為300 m的河道中,河水的流速與離河岸的距離的關(guān)系如圖甲所示,若船在靜水中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖

13、乙所示,渡河時(shí)保持船頭始終與河岸垂直,則 (　　) A.船在河水中航行的軌跡是一條直線 B.船渡河所用時(shí)間為100 s C.船在前半程和后半程做勻變速運(yùn)動(dòng) D.船在行駛過程中,速度大小先增大后減小 【解析】選B、C、D。由于水流的速度隨離河岸的距離變化而變化,因此船在渡河時(shí)合速度方向在不斷變化,其軌跡為曲線,故A錯(cuò)誤;船渡河的時(shí)間由垂直于河岸方向的速度決定,又因船在渡河時(shí),船頭始終與河岸垂直,所以渡河時(shí)間由船在靜水中的速度決定,因此:t= s=100 s,故B正確;由圖甲中圖線斜率可知,船在前半程和后半程的加速度大小分別不變,因此船在前半程和后半程做勻變速運(yùn)動(dòng),故C正確;船在渡河

14、過程中的速度大小先增大后減小,故D正確。 11.(6分)水平面上兩物體A、B通過一根跨過定滑輪的輕繩相連,現(xiàn)物體A以v1的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是α、β時(shí)(如圖所示),物體B的運(yùn)動(dòng)速度vB為(繩始終有拉力) (　　) A.　　　　　　　　　 B. C. D. 【解析】選D。對(duì)A物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解,則有沿著繩子方向的速度大小為v1cosα;對(duì)B物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進(jìn)行分解,則有沿著繩子方向的速度大小為vBcosβ,由于沿著繩子方向速度大小相等,所以有v1cosα=vBcosβ,因此vB=,故D正確。 12.(22分

15、)如圖所示,質(zhì)量m=2.0 kg的物體在水平外力的作用下在水平面上運(yùn)動(dòng),已知物體運(yùn)動(dòng)過程中的坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系為,根據(jù)以上條件,求: (1)t=10 s時(shí)刻物體的位置坐標(biāo); (2)t=10 s時(shí)刻物體的速度和加速度的大小。 【解析】(1)由于物體運(yùn)動(dòng)過程中的坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系 為x=3.0t(m),y=0.2t2(m), 代入時(shí)間t=10 s,可得: x=3.0t=3.0×10 m=30 m y=0.2t 2 =0.2×10 2 m=20 m。 即t=10 s時(shí)刻物體的位置坐標(biāo)為 (30 m,20 m)。 (2)由于物體運(yùn)動(dòng)過程中的坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系式 x=3.0t(m),y=0.2t2(m), 比較物體在兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式: x=v0t; y=at2, 可求得:v 0 =3.0 m/s,a=0.4 m/s2 當(dāng)t=10 s時(shí),vy=at=0.4×10 m/s=4.0 m/s v== m/s=5.0 m/s。 答案:(1)(30 m,20 m)　(2)5.0 m/s　0.4 m/s 2 - 9 -