【精准解析】物理必修第二册课时检测 5.2 运动的合成与分解

课时素养检测二
运动的合成与分解
(25分钟60分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)
1.下面说法中正确的是 ( )
A.做曲线运动的物体速度方向必定变化
B.速度变化的运动必定是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D.加速度变化的运动必定是曲线运动
【解析】选A。

做曲线运动的物体速度大小不一定变化，但速度方向必定变化，A项正确；速度变化的运动可能是速度大小在变化，也可能是速度方向在变化，不一定是曲线运动，B项错误；加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，C项错误；加速度变化的运动可能是变加速直线运动，也可能是变加速曲线运动，D项错误。

2.如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v 朝正北方向航行，以帆板为参照物( )
A.帆船朝正东方向航行，速度大小为v
B.帆船朝正西方向航行，速度大小为v
C.帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v
D.帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v
【解析】选D。

本题考查速度的合成。

以帆板为参照物，帆船在东西方向以速度v向东运动，南北方向以速度v向北运动，根据矢量合成的平行四边形定则可以求得帆船以帆板为参照物是以大小为v的速度向北偏东45°方向运动，故选D。

3.在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示。

关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是 ( )
A.相对地面的运动轨迹为直线
B.相对地面做变加速曲线运动
C.t时刻猴子对地的速度大小为v0+at
D.t时间内猴子对地的位移大小为
【解析】选D。

猴子在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，猴子的实际运动轨迹为曲线，选项A错误；因为猴子受到的合力恒定(因为加速度恒定)，所以相对地面猴子做的
是匀变速曲线运动，选项B错误；t时刻猴子对地的速度大小为
v=，选项C错误；t时间内猴子对地的位移大小为
s=，选项D正确。

4.物体在xOy平面内做曲线运动，从t=0时刻起，在x轴方向的位移图像和y轴方向的速度图像如图所示，则( )
A.物体的初速度沿x轴的正方向
B.物体的初速度大小为5 m/s
C.t=2 s时物体的速度大小为0
D.物体所受合力沿y轴的正方向
【解析】选B。

由x轴方向的位移图像可知物体沿x轴匀速运动，根据斜率可得v x=4 m/s。

由y轴方向的速度图像可知v0y=3 m/s，a y=-1.5 m/s2，故物体的初速度大小v0==5 m/s，设方向与x轴成θ角，有tanθ==，θ=37°，故A错误，B正确；当t=2 s时，由图像知v y=0，则v=v x≠0，C错误；因a x=0，a y=-1.5 m/s2，所以a=a y=-1.5 m/s2，则F合沿y轴负方向，D错误。

5.如图,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。

为了节省救援时间,人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退,从地面上看,下列说法中正确的是
( )
A.消防队员做匀加速直线运动
B.消防队员做匀变速曲线运动
C.消防队员做变加速曲线运动
D.消防队员水平方向的速度保持不变
【解析】选B。

根据运动的合成,知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,其加速度的方向、大小不变,所以消防队员做匀变速曲线运动,故选项A、C错误,选项B正确;将消防队员的运动分解为水平方向和竖直方向,知水平方向上的最终速度为匀速后退的速度和沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度的合速度,因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在变,所以消防队员水平方向的速度在变,故选项D错误。

6.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用钉子靠着线的左侧，沿与水平方向成30°的斜面向右以速度v匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度( )
A.大小为v，方向不变，与水平方向成60°角
B.大小为v，方向不变，与水平方向成60°角
C.大小为2v，方向不变，与水平方向成60°角
D.大小和方向都会改变
【解析】选B。

由于钉子沿与水平方向成30°的斜面向右以速度v匀速运动的位移一定等于橡皮向上的位移，故在竖直方向以相等的速度匀速运动，根据平行四边形定则，可知合速度也是一定的，故合运动是匀速运动；根据平行四边形定则求得合速度大小为v，方向不变，与水平方向成60°角。

故选项B正确。

二、非选择题(本题共2小题，共30分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
7.(14分)如图所示，甲图表示某物体在x轴方向上的分速度的v x -t 图像，乙图表示该物体在y轴方向上的分速度的v y -t图像。

求：
(1)物体在t=0时的速度；
(2)t=8 s时物体的速度；
(3)t=4 s时物体的位移。

【解析】根据图像可以知道，物体在x轴方向上以3 m/s的速度做匀速直线运动，在y轴方向上做初速度为0、加速度为0.5 m/s2的匀加速直线运动，合运动是曲线运动。

(1)在t=0时，物体的速度v1==3 m/s。

(2)在t=8 s时，物体沿x轴方向的速度为3 m/s，物体沿y轴方向的速度为4 m/s，所以物体的速度为v2==5 m/s。

(3)在4 s的时间内物体在x轴方向发生的位移为x=12 m
物体在y轴方向发生的位移为y=at2=4 m
所以4 s内物体发生的位移为s==4m。

答案：(1)3 m/s (2)5 m/s (3)4m
8.(16分)若“运12”飞机在航空测量时，它的航线要严格地从东到西，如果飞机的速度是80 km/h，风从南面吹来，风的速度为40 km/h，那么；
(1)飞机应朝哪个方向飞行？
(2)如果所测地区长为80 km，飞行所需时间为多少？
【解析】飞机的实际运动为合运动，随风的运动为飞机的一个分
运动。

(1)风速为v1，飞机的速度为v2，实际飞行速度为v，由合速度与
分速度的关系可得飞机飞行速度方向与正西方向夹角θ的正弦值
为sinθ===
得θ=30°，飞机应朝西偏南30°角方向飞行。

(2)飞机的合速度v=v 2cos30°=40km/h
根据x=vt得t==h=2 h
答案：(1)飞机应朝西偏南30°角方向飞行(2)2 h
(15分钟40分)
9.(6分)(多选)做曲线运动的质点，其轨迹上某一点的加速度方向( )
A.在通过该点的曲线的切线方向上
B.与通过该点的曲线的切线垂直
C.与物体在该点所受合力方向相同
D.与该点瞬时速度的方向成一定夹角
【解析】选C、D。

加速度的方向与合力的方向始终是相同的，加速度的方向与速度的方向无关，但与物体速度的变化量的方向有关，曲线运动的加速度与该点的瞬时速度的方向成一定夹角，选项C、D正确。

10.(6分)(多选)一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图所示。

关于物体的运动，下列说法正确的是( )
A.物体做曲线运动
B.物体做直线运动
C.物体运动的初速度大小为50 m/s
D.物体运动的初速度大小为10 m/s
【解析】选A、C。

由v -t图像可以看出，物体在x方向上做匀速直线运动，在y方向上做匀变速直线运动，故物体做曲线运动，选项A正确，B错误；物体的初速度大小为v0= m/s=50 m/s，选项C 正确，D错误。

11.(6分)(多选)关于物体所受合力的方向，下列说法正确的是
( )
A.物体做速率逐渐增大的直线运动时，其所受合力的方向一定与速度方向相同
B.物体做变速率曲线运动时，其所受合力的方向一定改变
C.物体做变速率圆周运动时，其所受合力的方向一定指向圆心
D.物体做匀速率曲线运动时，其所受合力的方向总是与速度方向垂直【解析】选A、D。

物体做速率逐渐增大的直线运动时，加速度与物体速度同向，又因为合力与加速度同向，故A正确。

物体做变速率曲线运动时，所受合力的方向不一定改变，B错误。

物体做变速率圆周运动时，所受合力沿半径方向的分力提供向心力，合力垂直半径方向的分力改变物体的速率，所受合力一定不指向圆心，C错误。

物体做匀速率曲线运动时，合力只改变速度的方向，不改变其大小，故总与速度方向垂直，D正确。

12.(22分)如图甲所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放置一个蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。

然后将这个玻
璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。

假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm，玻璃管向右匀加速平移，每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm。

图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管运动的水平位移，t=0时蜡块位于坐标原点。

(1)请在图乙中画出蜡块4 s内的运动轨迹；
(2)求出玻璃管向右平移的加速度大小；
(3)求 t=2 s时蜡块的速度大小v。

【解析】(1)蜡块在竖直方向做匀速直线运动，在水平方向向右做匀加速直线运动，根据题中的数据画出的轨迹如图所示。

(2)蜡块在水平方向做匀加速运动，每相邻T=1 s位移差值
Δx=7.5 cm-2.5 cm=12.5 cm-7.5 cm=17.5 cm-12.5 cm=5 cm
由Δx=aT2得
加速度a==5×10-2 m/s2
(3)由运动的独立性可知，竖直方向的速度为
v y==0.1 m/s
水平方向做匀加速直线运动，2 s时蜡块在水平方向的速度为
v x=at=0.1 m/s
则2 s时蜡块的速度：v==m/s。

答案：(1)图见解析(2)5×10-2m/s2(3)m/s
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