高中物理 第一章 第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解課時(shí)作業(yè) 粵教版必修2
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1、 第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.如果一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的效果相同,這一 實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的__________,這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫這一實(shí)際運(yùn)動(dòng)的__________. 2.一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看成是幾個(gè)________進(jìn)行的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).幾個(gè)分運(yùn)動(dòng) ________進(jìn)行,彼此互不影響. 3.已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的________,已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的__________.運(yùn) 動(dòng)的合成與分解所遵循的規(guī)律是____________________. 4.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成,下列說(shuō)法中不正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度不一
2、定比每個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大 B.兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)也一定是勻速直線運(yùn)動(dòng) C.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),那么合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng) D.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 5.下列說(shuō)法正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)互相影響,不能獨(dú)立進(jìn)行 B.合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定比分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng) C.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,即同時(shí)開(kāi)始、同時(shí)結(jié)束 D.合運(yùn)動(dòng)的位移大小等于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)位移大小之和 6.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解,下列說(shuō)法正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度大小等于分運(yùn)動(dòng)的速度大小之和 B.物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)若是直線運(yùn)動(dòng),則它的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) C.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直
3、線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng),也可能是曲線運(yùn)動(dòng) D.若合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),則其分運(yùn)動(dòng)至少有一個(gè)是曲線運(yùn)動(dòng) 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) 1.對(duì)于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度 B.合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于某一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度 C.合運(yùn)動(dòng)的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向 D.由兩個(gè)分速度的大小就可以確定合速度的大小 2.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解,下列說(shuō)法不正確的是( ) A.由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)是唯一確定的 B.由合運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),可以有不同的分解方法 C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),才能將這個(gè)運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)分
4、運(yùn)動(dòng) D.任何形式的運(yùn)動(dòng),都可以用幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)代替 知識(shí)點(diǎn)二 分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性及分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性 3.小船以一定的速率垂直河岸劃去,當(dāng)水流勻速時(shí),它渡河的時(shí)間、發(fā)生的位移與水速 的關(guān)系是( ) A.水速小時(shí),位移小,時(shí)間亦小 B.水速大時(shí),位移大,時(shí)間亦大 C.水速大時(shí),位移大,但時(shí)間不變 D.位移、時(shí)間大小與水速大小無(wú)關(guān) 4.如圖1所示, 圖1 一名92歲的南非婦女從距地面大約2 700米的飛機(jī)上,與跳傘教練綁在一起跳下,成為 南非已知的年齡最大的高空跳傘者.假設(shè)沒(méi)有風(fēng)的時(shí)候,落到地面所用的時(shí)間為t,而 實(shí)際上在下落過(guò)程中受到了水平方向的風(fēng)的影響,則實(shí)際
5、下落所用時(shí)間( ) A.仍為t B.大于t C.小于t D.無(wú)法確定 【方法技巧練】 一、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)的判斷方法 5.(雙選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成,下列說(shuō)法正確的是( ) A.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) B.兩個(gè)不在一條直線上的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) C.兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) D.一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能仍是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 6.如圖2所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中以 速度v勻速上?。t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí),使玻璃管水平勻加速向
6、右運(yùn) 動(dòng),則蠟塊的軌跡可能是( ) 圖2 A.直線P B.曲線Q C.曲線R D.無(wú)法確定 二、繩或桿關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題的分析方法 7.如圖3所示,用繩牽引小船靠岸,若收繩速度為v1,在繩子與水平方向夾角為α的 時(shí)刻,船的速度v多大? 圖3 8. 圖4 如圖4所示,一根剛性的直桿AB沿著水平地面和豎直墻滑動(dòng).當(dāng)桿與水平地面的夾角 為θ時(shí),桿B端的速度大小為v,此時(shí)桿A端的速度大小為多少? 三、小船渡河問(wèn)題的分析方法 9.小船在200 m寬的河中渡河,水流速度是2
7、m/s,船在靜水中的航速是4 m/s,求: (1)當(dāng)小船的船頭始終朝正對(duì)岸時(shí),它將在何時(shí)、何處到達(dá)對(duì)岸? (2)要使小船到達(dá)正對(duì)岸,應(yīng)如何行駛?耗時(shí)多少? 1.關(guān)于互成角度的兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.一定是直線運(yùn)動(dòng) B.一定是曲線運(yùn)動(dòng) C.可能是直線運(yùn)動(dòng),也可能是曲線運(yùn)動(dòng) D.以上說(shuō)法均不正確 2.一只船以一定的速度垂直河岸向?qū)Π缎旭?,?dāng)河水流速恒定時(shí),下列所述船所通過(guò)的 路程、渡河時(shí)間與水流速度的關(guān)系,正確的是( ) A.水流速度越大,路程越長(zhǎng),時(shí)間越長(zhǎng) B.水流速度越大,路程越短,時(shí)間越長(zhǎng)
8、 C.水流速度越大,路程與時(shí)間都不變 D.水流速度越大,路程越長(zhǎng),時(shí)間不變 3.在平直鐵路上以速度v0勻速行駛的列車(chē)車(chē)廂中,小明手拿一鋼球從某高處釋放,探 究其下落的規(guī)律,通過(guò)實(shí)驗(yàn),下列結(jié)論得到驗(yàn)證的是( ) A.由于小球同時(shí)參與水平方向上的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的下落運(yùn)動(dòng),落點(diǎn)應(yīng)比釋放 點(diǎn)的正下方偏前一些 B.由于列車(chē)以v0的速度向前運(yùn)動(dòng),小球落點(diǎn)應(yīng)比釋放點(diǎn)的正下方偏后一些 C.小球應(yīng)落在釋放點(diǎn)的正下方,原因是小球不參與水平方向上的運(yùn)動(dòng) D.小球應(yīng)落在釋放點(diǎn)的正下方,原因是小球在水平方向上速度也為v0 4.若一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)合成的,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
9、 ) A.若其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),則物體的合運(yùn)動(dòng)一 定是變速運(yùn)動(dòng) B.若兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),則物體的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)(兩分運(yùn)動(dòng)速 度大小不等) C.若其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng),另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),則物體的運(yùn) 動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) D.若其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng),另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng),則合運(yùn)動(dòng) 可以是曲線運(yùn)動(dòng) 5.如圖5所示, 圖5 在長(zhǎng)約80~100 cm、一端封閉的玻璃管中注滿清水,水中放一個(gè)用紅蠟做成的小圓柱體 (小圓柱體恰能在水中勻速上浮),將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊.然后將玻璃管豎直倒
10、 置,在紅蠟塊勻速上浮的同時(shí)使玻璃管緊貼黑板面水平向右勻加速移動(dòng),你正對(duì)黑板面 將看到紅蠟塊相對(duì)于黑板面的移動(dòng)軌跡可能是下圖中的( ) 6.某人騎自行車(chē)以10 m/s的速度在大風(fēng)中向東行駛,他感到風(fēng)正以同樣大小的速率從 北方吹來(lái),實(shí)際上風(fēng)的速度是( ) A.14 m/s,方向?yàn)楸逼?5° B.14 m/s,方向?yàn)槟掀?5° C.10 m/s,方向?yàn)檎? D.10 m/s,方向?yàn)檎? 7. 圖6 如圖6所示,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車(chē),通過(guò)定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體, 若汽車(chē)和被吊物體在同一時(shí)刻的速度分別為v1和v2,則下面說(shuō)法正確的是( ) A.物
11、體做勻速運(yùn)動(dòng),且v2=v1
B.物體做加速運(yùn)動(dòng),且v2>v1
C.物體做加速運(yùn)動(dòng),且v2 12、人用鼻子頂著直桿水平勻速運(yùn)動(dòng).在10 s內(nèi),猴子由A運(yùn)動(dòng)到B,而人也由甲位置
運(yùn)動(dòng)到了乙位置.已知x=9 m,求:
(1)猴子對(duì)地的位移;
(2)猴子對(duì)人的速度和猴子對(duì)地的速度.
10.如圖9所示,(a)圖表示某物體在x軸方向上的分速度的v-t圖象,(b)圖表示該物體
在y軸方向上的分速度的v-t圖象.求:
圖9
(1)物體在t=0時(shí)的速度;
(2)t=8 s時(shí)物體的速度;
(3)t=4 s時(shí)物體的位移.
第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解
課前預(yù)習(xí)練
1.合運(yùn)動(dòng) 分運(yùn)動(dòng)
2 13、.獨(dú)立 獨(dú)立
3.合成 分解 平行四邊形定則
4.C [合運(yùn)動(dòng)的速度可能比分運(yùn)動(dòng)的速度大,也可能比分運(yùn)動(dòng)的速度小,A對(duì).兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合速度肯定是恒定的,所以肯定是勻速直線運(yùn)動(dòng),B對(duì).如果兩個(gè)方向上的速度合成v合與兩個(gè)方向上的加速度合成a合不在一條直線上,則物體做曲線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò).分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,D對(duì).]
5.C
6.C [合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)之間滿足平行四邊形定則,故A錯(cuò).合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),取決于v合的方向和a合的方向的關(guān)系.若v合的方向與a合的方向共線,則合運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),反之為曲線運(yùn)動(dòng),故B、D錯(cuò),而C正確.]
課堂探究練
1.C [合速度的大小可以大于分速 14、度的大小,也可以小于分速度的大小,還可以等于分速度的大小,故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò).僅知道兩個(gè)分速度的大小,無(wú)法畫(huà)出平行四邊形,則不能求出合速度的大小,故D項(xiàng)錯(cuò).合運(yùn)動(dòng)就是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)的方向即為物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向,故選項(xiàng)C正確.]
2.C [根據(jù)平行四邊形定則,兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)就是以兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線,A正確.而將合運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí),可以在不同方向上分解,從而得到不同的解,B正確.任何形式的運(yùn)動(dòng)都可以分解,如豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以分解成自由落體運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤,D正確.]
3.C [小船渡河時(shí)參與了順?biāo)骱痛怪焙影稒M渡兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原 15、理和等時(shí)性知,小船的渡河時(shí)間等于河的寬度與垂直河岸的分速度之比,由于船“以一定速率垂直河岸向?qū)Π秳澣ァ?,垂直河岸的分速度即為船速,故渡河時(shí)間一定.水速大,水流方向的分位移就大,合位移也就大,反之則合位移?。甝
4.A [依據(jù)合、分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性、等時(shí)性,t不變,A正確.]
5.BD [對(duì)于兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng),其加速度均為零.因此,無(wú)論這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在同一直線上,還是互成角度,它們的合運(yùn)動(dòng)仍是勻速直線運(yùn)動(dòng),B正確;一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)合成,如果這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在一條直線上,則合運(yùn)動(dòng)的加速度與速度也在一條直上,物體仍做勻變速直線運(yùn)動(dòng),D正確;但若這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互成角度,合運(yùn)動(dòng)的加速度方向與 16、合速度方向就不在一條直線上,物體將做曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)合成,當(dāng)合加速度a與合速度v在一條直線上時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng),反之,物體做曲線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤.]
6.B [紅蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所受合力水平向右,合力與合初速度不共線,紅蠟塊的軌跡應(yīng)為曲線,A錯(cuò)誤;由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力應(yīng)指向彎曲的一側(cè),B正確,C、D錯(cuò)誤.]
方法總結(jié) (1)根據(jù)合加速度是否恒定判定合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)還是非勻變速運(yùn)動(dòng),若合加速度不變且不為零,則合運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng),若合加速度變化,則為非勻變速運(yùn)動(dòng).
(2)根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn) 17、動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng).若合加速度與合初速度在同一直線上,則合運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),否則為曲線運(yùn)動(dòng).
7.
解析 船速v是合速度,這個(gè)速度產(chǎn)生兩個(gè)效果,一是沿繩方向的速度v1,二是垂直繩方向的速度v2,如圖所示,從圖中可知:v=.
8.vcot θ
解析 設(shè)桿A端的速度大小為u,將v、u分別沿桿和垂直于桿的方向進(jìn)行分解,根據(jù)速度投影定理,v、u沿桿方向的投影相等,則vcos θ=usin θ,所以u(píng)==vcot θ.
方法總結(jié) 不能伸長(zhǎng)的繩(桿)端點(diǎn)的速度的求解方法:①對(duì)端點(diǎn)的速度正交分解(沿繩(桿)和垂直于繩(桿)).②沿繩(桿)的分速度大小相等.
9.(1)50 s 在正對(duì)岸下游100 18、m處靠岸
(2)船頭與上游河岸成60°角 57.7 s
解析 (1)小船渡河時(shí)間等于垂直河岸分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t== s=50 s
沿河流方向的位移:l水=v水t=2×50 m=100 m,即在正對(duì)岸下游100 m處靠岸.
(2)
要使小船到達(dá)正對(duì)岸,即合速度垂直河岸,如圖所示
則cos θ===,所以θ=60°,即船頭與河岸成60°角,渡河時(shí)間:t′=== s=57.7 s.
課后鞏固練
1.C [兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的初速度合成、加速度合成,如右圖所示.
當(dāng)a與v重合時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)a與v不重合時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),由于題目沒(méi)有給出兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的初速度和加速度的具體數(shù)值及方向,故以 19、上兩種情況均有可能,C正確.]
2.D [從運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性考慮.設(shè)河寬為d,船速為v1,水流速度為v2,渡河時(shí)間為t,船沿水流方向通過(guò)的路程為L(zhǎng),當(dāng)船垂直河岸方向渡河時(shí),這幾個(gè)物理量的關(guān)系為t=,L=v2t,船實(shí)際通過(guò)的路程為s=,故水流速度越大,船通過(guò)的路程越長(zhǎng),但時(shí)間不變.]
3.D
4.C [變速運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),其速度必然是變化的,因此A正確;兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),其合速度一定是恒定的,所以物體的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng),因此B正確;如果勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)在一條直線上,其合運(yùn)動(dòng)仍是直線運(yùn)動(dòng);只有當(dāng)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)不在一條直線上時(shí),合運(yùn)動(dòng)才是曲線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤; 20、如果勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)不在一條直線上,其合速度的方向與合加速度的方向(合力方向)不在一條直線上,此時(shí)合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng),故D正確.]
5.C
6.A [如右圖所示,
人的速度為v人,風(fēng)的速度為v風(fēng),在人的行駛方向上感覺(jué)不到風(fēng),說(shuō)明風(fēng)在人的行駛方向上與人同速,僅感覺(jué)到從北方吹來(lái)的風(fēng),則v人=v風(fēng)sin θ,v=v風(fēng)cos θ,tan θ==1,θ=45°,v風(fēng)= v人=14 m/s.]
7.C [把車(chē)速v1按右圖進(jìn)行分解,則v1′=v2,而v1′=v1cos θ,所以v2 21、直,所以橡皮水平方向上的運(yùn)動(dòng)速度與鉛筆的速度相同,橡皮在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的速度大小應(yīng)等于水平速度大小,所以橡皮的合運(yùn)動(dòng)仍為勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確.]
9.(1)15 m (2)1.2 m/s 1.5 m/s
解析 (1)由題意知,猴子參與了水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),且x=9,y=12,則猴子的合位移即為對(duì)地位移,故s== m=15 m;
(2)猴子豎直方向上的速度即為其對(duì)人的速度,故vy== m/s=1.2 m/s
猴子沿水平方向的速度為vx== m/s=0.9 m/s
則猴子的合速度即為猴子對(duì)地的速度,有v== m/s=1.5 m/s.
10.(1)3 m/s (2)5 m/s (3)4 m
解析 根據(jù)圖象可以知道,物體在x軸方向上以3 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),在y軸方向上做初速度為0、加速度為0.5 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng).
(1)在t=0時(shí),物體的速度v==3 m/s.
(2)在t=8 s時(shí),物體沿x軸方向的速度為3 m/s,物體沿y軸方向的速度為4 m/s,所以物體的速度為v==5 m/s.
(3)在4 s的時(shí)間內(nèi)物體在x軸方向發(fā)生的位移為x=12 m,物體在y軸方向發(fā)生的位移為y=at2=4 m,所以4 s內(nèi)物體發(fā)生的位移為s==4 m.
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