【精品解析】人教版物理必修2同步练习：5.2 运动的合成与分解（优生加练）

人教版物理必修2同步练习：5.2 运动的合成与分解（优生加练） 一、选择题 1．（2024高三上·黔东南月考） 如图所示，质量为、高为、倾角为的光滑斜面体A放在足够大的光滑水平地面上，斜面顶端正上方有一固定的光滑套管C，用手提着质量为的细长直杆B的上端，将直杆穿过套管，使直杆下端恰好与斜面体顶端接触，突然松手，直杆在套管的约束下只能沿竖直方向运动，斜面体随即向右加速，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．直杆的最大速度为 B．斜面体的最大速度为 C．斜面体的加速时间为 D．斜面体在加速过程中受到地面的支持力大小为 【答案】C 【知识点】牛顿第二定律；运动的合成与分解 【解析】【解答】AB、斜面体向右运动滑动后，杆与斜面体接触点相对地面速度v向下运动，可以分解为水平向右的v1和沿斜面向下的速度v2，且根据关联性可知，水平向右的分速度与斜面向右运动的速度大小相等，如图所示 则有 根据能量守恒，当直杆滑到最低端时速度最大，根据能量守恒 解得 故AB错误； CD、设杆的加速度为a，斜面的加速度为a1，则有 根据牛顿第二定律，对杆 对斜面体 其中 联立解得 对斜面体有 代入可得 而 联立可得斜面体在加速过程中受到地面的支持力大小为 斜面体的加速时间为 故C正确，D错误。 故答案为：C。 【分析】本小题为关联体模型，确定杆和斜面的实际运动方向，将杆的实际速度分解成沿斜面方向及与斜面运动方向一致两个方向，与斜面运动方向一致的速度与斜面运动速度相等。整个运动过程中只有杆重力做功，再根据能量守恒定律进行解答。明确两者加速度之间的大小关系，再分别对两者进行受力分析，根据牛顿第二定律及运动规律和平衡条件进行解答。 2．（2023高一下·抚顺期末） 某质点的质量，在平面上运动。时，质点位于轴上。它在轴方向上运动的速度与时间的关系图像如图甲所示，它在轴方向上运动的位移与时间的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．质点做匀变速直线运动 B．质点受到的合力的大小 C．第末，质点合力做功的功率 D．当时，质点的速度大小为 【答案】D 【知识点】运动的合成与分解 【解析】【解答】A.由图像知，质点在x轴方向做匀加速直线运动，在y轴方向做匀速直线运动，根据运动的合成与分解及曲线运动的条件知，质点做匀变速曲线运动，故A不符合题意； B.质点的加速度， 质点受到的合力的大小，故B不符合题意； C.时，质点沿x轴方向运动的速度大小，合力做功的功率为，故C不符合题意； D.时，质点沿y轴方向运动的速度大小，质点的速度大小为，故D符合题意。 故答案为：D 【分析】根据运动的合成与分解及曲线运动的条件分析质点的运动性质；由图像求出质点的加速度，时，质点在x轴、y轴方向的速度，再根据牛顿第二定律、求解合力和合力的功率。 3．（2022高三上·浙江月考）如图所示，斯特林发动机的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动。连杆AB，OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB长为R，连杆AB长为L（），当OB杆以角速度ω逆时针匀速转动时，滑块在水平横杆上左右滑动，连杆AB与水平方向夹角为α，AB杆与OB杆的夹角为β。在滑块向左滑动过程中（　　） A．滑块A从右向左先做加速度减小的加速运动，后做加速度减小的减速运动 B．当OB杆与OA垂直时，滑块的速度最大 C．当OB杆与OA垂直时，滑块的速度大小为 D．当时，滑块的速度大小为 【答案】D 【知识点】运动的合成与分解 【解析】【解答】A．设滑块的水平速度大小为v，A点的速度的方向沿水平方向，如图将A点的速度分解 根据运动的合成与分解可知，沿杆方向的分速度 =vcosα B点做圆周运动，实际速度是圆周运动的线速度，可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度，如图设B的线速度为v′，则 =v′ ... ...