5.2 运动的合成与分解 【帮课堂】2023-2024学年高一物理 同步学与练（ 人教版2019必修第二册）（原卷版）.docx

1、5.2 运动的合成与分解 学习目标课程标准学习目标会用运动合成与分解的方法分析曲线运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。1、会根据研究问题的需要建立合适的平面直角坐标系，并用函数描述直线运动。2、理解合运动与分运动的概念，能对简单平面运动进行合成与分解。3、通过运动的合成与分解，初步体会把复杂运动分解为简单运动的物理思想，并能用这个思想解决类似的简单问题。02预习导学（一） 课前研读课本，梳理基础知识：一、运动的合成与分解1合运动与分运动：物体的 运动是合运动，物体 的几个运动是分运动。2遵循的法则：位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循 。3运动分解的原则：根据运动的

2、分解，也可采用正交分解法。二、合运动与分运动的关系1等时性：合运动和分运动经历的 相等，即同时开始、同时进行、同时停止2独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动 ，不受其他分运动的影响3等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的 （二）即时练习：【小试牛刀1】如图，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为(假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2)( )A0.3 m B0.6 m C0.9 m D1.2 m【小试牛刀2】国产大飞机C919是我国按照国际民

3、航规章自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机，于2017年5月5日成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为60 m/s，竖直分速度为6 m/s，已知在此后的1 min内，飞机在水平方向做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，竖直方向做加速度为0.2 m/s2的匀加速直线运动。关于这1 min内飞机的运动与受力情况，下列选项正确的是( )A飞机受到的合力竖直向上B飞机的运动轨迹为曲线C前20 s内，飞机上升的高度为120 mD前20 s内，飞机水平方向的平均速度为80 m/s【小试牛刀3】在光滑的水平面上，一质量为m2 kg的滑块在水平方向恒力F4 N的作用下运动。如图所示给

4、出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过P、Q两点时速度大小均为v5 m/s，滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角37，sin 370.6，cos 370.8，则下列说法正确的是( )A水平恒力F的方向与PQ连线成53夹角B滑块从P点运动到Q点的时间为3 sC滑块从P点运动到Q点的过程中速度最小值为3 m/sDP、Q两点连线的距离为10 m【题型一】渡河问题【典型例题1】小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后10 min到达对岸下游120 m处；若船头保持与河岸成角向上游航行，出发后12.5 min到达正对岸。求：(1)水流的速度；(2)小船在静水中的速度、河的宽度以及船头与河

5、岸间的夹角。【典型例题2】如图所示，两次渡河时船相对于静水的速度大小和方向都不变。已知第一次实际航程为A至B，位移为x1，实际航速为v1，所用时间为t1。由于水速增大，第二次实际航程为A至C，位移为x2，实际航速为v2，所用时间为t2。则() At2t1，v2Bt2t1，v2Ct2t1，v2 Dt2t1，v2【对点训练1】多选甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河，河水流速为v0，船在静水中的速率均为v，甲、乙两船船头均与河岸成角，如图所示，已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，A、B之间的距离为L，则下列判断正确的是()A乙船先到达对岸B若仅是河水流速v0增大，则两船的渡河时

6、间都不变C不论河水流速v0如何改变，只要适当改变角，甲船总能到达正对岸的A点D若仅是河水流速v0增大，则两船到达对岸时，两船之间的距离仍然为L【对点训练2】有一条两岸平直、河水均匀流动，流速恒为v的大河，一条小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直，小船在静水中的速度大小为，回程与去程所用时间之比为()A32B21C31 D21【题型二】关联速度问题【典型例题3】如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是()A将竖直向上做匀速运动B将处于超重状态C将处于失重状态D将竖直向上先加速后减速【典型例题4】多

7、选如图所示，有一个沿水平方向做匀速直线运动的半径为R的半圆柱体，半圆柱面上搁着一个只能沿竖直方向运动的竖直杆，在竖直杆未达到半圆柱体的最高点之前()A半圆柱体向右匀速运动时，竖直杆向上做匀减速直线运动B半圆柱体向右匀速运动时，竖直杆向上做减速直线运动C半圆柱体以速度为v向右匀速运动，杆同半圆柱体接触点和柱心的连线与竖直方向的夹角为时，竖直杆向上的运动速度为vtan D半圆柱体以速度为v向右匀速运动，杆同半圆柱体接触点和柱心的连线与竖直方向的夹角为时，竖直杆向上的运动速度为vsin 【对点训练3】如图所示，悬线一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止

8、时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿。现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为时，小球上升的速度大小为()Avsin Bvcos Cvtan D.【对点训练4】如图所示，开始时A、B间的细绳呈水平状态，现由计算机控制物体A的运动，使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑，经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动，则下列v t图像中，最接近物体B的运动情况的是()【题型三】转化参考系问题【典型例题5】雨滴在空中以4 m/s的速度竖直下落，人打伞以3 m/s的速度向西急行，如果希望雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨，伞柄应指向什么

9、方向？【典型例题6】如图所示，一根长为L的直杆一端抵在墙角，一端依靠在箱子的光滑竖直侧壁上，将箱子以大小为v的速度向右推，直杆绕O点在竖直面内转动，当直杆与竖直方向的夹角为时，直杆转动的角速度大小为( )A BC D【对点训练5】趣味投篮比赛中，运动员站在一个旋转较快的大平台边缘上，相对平台静止，向平台圆心处的球筐内投篮球。则下图各俯视图中篮球可能被投入球筐(图中箭头指向表示投篮方向)的是()【对点训练6】某人骑自行车以4 m/s的速度向正东方向行驶，天气预报报告当时是正北风，风速为4 m/s，那么，骑车人感觉到的风向和风速为()A西北风风速为4 m/sB西北风风速为4 m/sC东北风风速为4

10、 m/sD东北风风速为4 m/s04体系构建有关运动的合成和分解的三点提醒(1)由运动的合成与分解知识可知，合运动的位移、速度、加速度是各分运动的位移、速度、加速度的矢量和。(2)恒力作用下物体的匀变速曲线运动可分解为沿力的方向的匀变速直线运动和垂直于力的方向的匀速直线运动。(3)两个相互垂直方向的分运动具有等时性，这常是处理运动分解问题的关键点。05记忆清单1小船渡河问题的分析思路2小船渡河的两类问题、三种情景渡河时间最短当船头方向垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间tmin渡河位移最短如果v船v水，当船头方向与上游夹角满足v船cos v水时，合速度垂直于河岸，渡河位移最短，等于河宽d如果v

11、船v水，当船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直时，渡河位移最短，等于3两物体通过绳(杆)相牵连，当两物体都发生运动时，两物体的速度往往不相等，但因绳(杆)的长度是不变的，因此两物体的速度沿绳(杆)方向的分速度是大小相等的。4. 转化参考系0601强化训练1多选在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t0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如图甲、乙所示，下列说法中正确的是()A前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C4 s末物体坐标为(4 m,4 m)D4 s末物体坐标为(6 m,2 m)2.如

12、图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由管口上升到顶端，所需时间为t，相对地面通过的路程为L。则下列说法正确的是()Av增大时，L减小Bv增大时，L增大Cv增大时，t减小 Dv增大时，t增大3.一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动，其运动规律为x2t24t，y3t26t(式中的物理量单位均为国际单位)，关于物体的运动，下列说法正确的是()A物体在x轴方向上做匀减速直线运动B物体在y轴方向上做匀加速直线运动C物体运动的轨迹是一条直线D物体运动的轨迹是一条曲线4.如图所示，一船

13、夫摇船往返于河的两岸。若该船夫摇船从河岸A点以v1的速度用最短的时间到对岸B点。第二次该船以v2的速度从同一地点以最短的路程过河到对岸B点，船轨迹恰好与第一次船轨迹重合。假设河水速度保持不变，该船两次过河所用时间之比是( )Av1v2 Bv2v1Cv12v22 Dv22v125.快递公司推出了用无人机配送快递的方法某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度vx及竖直方向速度vy与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示下列关于无人机运动的说法正确的是()A0t1时间内，无人机做曲线运动Bt2时刻，无人机运动到最高点Ct3t4时间内，无人机做匀变速直线运动Dt2时刻，无人机的速度大小为6.曲柄连杆结

14、构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件，如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P.在工作过程中，活塞Q在汽缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0B当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0C当O、P、Q在同一直线时，活塞运动的速度等于v0D当O、P、Q在同一直线时，活塞运动的速度大于v07.如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，两段绳与水平面的夹角分别为37、53，两物体的速率分别

15、为vA、vB，且此时vAvB m/s，sin 37，cos 37，则vA的大小为()A. m/s B. m/sC2 m/s D4 m/s8.如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动,下列说法正确的是( )A当60时，P、Q的速度之比是2B当90时，Q的速度最大C当90时，Q的速度为零D当向90增大的过程中，Q所受的合力一直增大9.(多选)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，梯子与水平面有一

16、定夹角。消防车前进的过程中，人相对梯子匀速向上运动，在地面上看消防队员的运动，下列说法中正确的是( )A当消防车匀速前进时，消防队员做匀速直线运动B当消防车匀速前进时，消防队员做匀变速曲线运动C当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速直线运动D当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速曲线运动10在一光滑的水平面上建立xOy平面坐标系，一质点在水平面上从坐标原点开始运动，沿x方向和y方向的x-t图像和vy-t图像分别如图甲、乙所示，求：(1)运动后4 s内质点的最大速度；(2)4 s末质点离坐标原点的距离。11.某研究性学习小组为了研究运动的合成与分解，利用图甲所示装置做了如下实验：在一端封

17、闭、长约1 m的均匀长直玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，蜡块能在玻璃管中以vy10 cm/s的速度匀速上升。若在蜡块上升的同时水平向右移动玻璃管，用y轴表示蜡块竖直方向的位移，x轴表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t0时刻蜡块位于坐标原点，描出蜡块的运动轨迹如图乙所示。下列说法正确的是( )A玻璃管向右匀速平移B蜡块做匀变速运动C蜡块所受合外力的方向沿图线的切线方向Dt2 s时蜡块的速度大小为20 m/s12关于运动的合成，下列说法中正确的是()A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B.分运动的时间一定与它们合运动的时间相等C.两个直线运动

18、的合运动一定是直线运动D.一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动12.(多选)一质量为m的质点以速度v0做匀速直线运动，在t0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v0.5v0，由此可判断()A.质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动B.质点受力F作用后可能做圆周运动C.t0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60D.t时，质点速度最小13.一艘小船横渡一条河流，小船本身提供的速度大小、方向都不变，且始终垂直于河岸。已知河水流速从两岸到中心逐渐增大，则小船运动轨迹是选项图中的()14.多选民族运动会上有一骑射项目如图所示，运动员骑在奔跑的马上，弯弓放箭射击侧

19、向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的箭速度为v2，跑道离固定目标的最近距离为d。要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则()A运动员放箭处离目标的距离为B运动员放箭处离目标的距离为C箭射到固定目标的最短时间为D箭射到固定目标的最短时间为15.如图所示，在竖直平面内的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平。设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v04 m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示，(坐标格为正方形，g取10 m/s2)求：(1)小球在M点的速度v1；(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N；(3)小球到达N点的速度v2的大小。16一人骑自行车向东行驶，当车速为4 m/s时，他感到风从正南方向吹来，当车速增加到7 m/s时，他感到风从东南方向(东偏南45)吹来。假设风速的方向和大小恒定，则风对地的速度大小为( ) A7 m/s B6 m/s C5 m/s D4 m/s