1、第12讲运动的合成与分解考情 剖析(注:考纲要求及变化中代表了解和认识,代表理解和应用;命题难度中的A代表容易,B代表中等,C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度运动的合成与分解(考纲有变化,等级要求加深,由变为)09年单选考查从飞机上跳下的运动员在下落过程中,水平方向和竖直方向的vt图象10年单选考查根据运动的合成判断物体合运动的速度和方向11年单选以小船过河为背景,考查运用速度的合成与分解及运动学公式求解合运动的时间12年多选以平抛运动和自由落体运动为背景,考查运动的合成和分解的应用重点B小结及预测1.小结:运动的合成与分解每年以选择的形式过行考查,侧重考
2、查运用速度的合成与分解知识判断物体的运动情况,一般会结合运动学公式及图象问题一起考查,考查难度中等2预测:由于考纲要求等级加深,预测14年考查此知识点可能性比较大3复习建议:由于它属于运动学中的基础,对解决很多运动学问题可以提供很大的帮助,因此我们在复习时需要掌握运动的合成与分解中使用的平行四边形定则,合运动和分运动的关系,并可以在实际问题中灵活运用,这样才可以把此知识点进行理解掌握. 知识 整合第1课时运动的合成与分解(一)一、曲线运动:_.二、曲线运动的性质:1曲线运动中运动的方向时刻_(填“改变”或“不变”),质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿_,并指向运动的一侧2曲线运动一定是_运
3、动,一定具有_ 3常见的曲线运动有:_和_三、曲线运动的条件:1运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是_2运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为_运动,如:_.3运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为_运动,如:_.四、曲线运动速度大小、方向的判定:1当力的方向与速度垂直时:速度的大小_(填“改变”、“不变”或“可能变”),轨迹向_弯曲2当力的方向与速度成锐角时:速度的大小_(填“变大”、“不变”或“变小”),轨迹向_弯曲3力的方向与速度成钝角时:速度的大小_(填“变大”、“不变”或“变小”),轨迹向_弯曲五、合运动与分运动的概念1合运动和分运动:一个运
4、动可以根据其效果分解为几个运动,_叫合运动,_叫分运动理解:物体的实际运动是_(填“合”或“分”)运动,几个分运动一般指_个分运动2运动的合成与分解:_叫运动的合成;_叫运动的分解六、运动合成与分解的法则1运算法则:运动合成与分解是_(填“矢量”或“标量”)的合成与分解,遵从_定则2运动分解原则:运动的分解要根据运动的_来进行分解一、运动合成的方法1两个分运动在同一直线上时,运动合成前一般先要规定正方向,然后确定各分运动的速度、加速度和位移等矢量的正、负,再求代数和2两个分运动不在同一直线上(即互成角度)时,要按平行四边形定则来求合速度、合加速度和合位移3互成角度的两个分运动的合成两个互成角度
5、的匀速直线运动的合运动,仍然是匀速直线运动;两个互成角度的初速度为零的匀加速直线运动的合运动,一定是匀加速直线运动;两个互成角度的分运动,其中一个做匀速直线运动,另一个做匀变速直线运动,其合运动一定是匀变速曲线运动;两个初速度均不为零的匀变速直线运动合成时,若合加速度与合初速度的方向在同一直线上,则合运动仍然是匀变速直线运动,若合加速度的方向与合初速度的方向不在同一条直线上,则合运动一定是匀变速曲线运动4两个互相垂直的直线运动的合成其合运动与分运动都遵循平行四边形定则或三角形法则合位移的大小和方向为:s ,tan 合速度的大小和方向为:v ,tan 二、运动分解的方法1对运动进行分解时,要根据
6、运动的实际效果来确定两个分运动的方向,否则分解无实际意义,也可以根据实际情况,对运动进行正交分解2合运动与分运动的判断:合运动就是物体相对某一参考系(如地面)所做的实际运动,即物体合运动的轨迹一定是物体实际运动的轨迹,物体相对于参考系的速度即为合速度3曲线运动一般可以分解成两个方向上的直线运动,通过对已知规律的直线运动的研究,可以知道曲线运动的规律,这是我们研究曲线运动的基本方法1合运动的性质和轨迹两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动取决于他们的合速度和合加速度方向是否共线2常见的类型有:(1)a0:匀速直线运动或静止(2)a恒定:性质为匀变速运动,分为:v、a同向,匀加速直线
7、运动;v、a反向,匀减速直线运动;v、a互成角度,匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间,和速度v的方向相切,方向逐渐向a的方向接近,但不可能到达)(3)a变化:性质为变速运动【典型例题1】 如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度() A大小和方向均不变 B大小不变,方向改变 C大小改变,方向不变 D大小和方向均改变温馨提示解此题时,要首先明确物体的运动状态,然后根据物体的运动状态及上述讲解的内容选出正确答案记录空间【变式训练1】如图所示,在长约100cm一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能
8、在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧然后将玻璃管竖直倒置,在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动,你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹不可能是下面的()3运动的合成与分解在处理实际问题中应注意:只有深刻挖掘曲线运动的实际运动效果,才能明确曲线运动应分解为哪两个方向上的分运动,这是分析处理曲线运动的出发点进行等效合成时要寻找两分运动时间上的联系等时性这往往是分析处理曲线运动问题的切入点在进行运动的分解时:首先要分清合运动与分运动,合运动就是物体的实际运动,分运动由合运动的效果利用平行四边形定则确定;其次要认真体会运动分解的依据:某个物体的运动同时带来两个方向
9、的不同效果,并分别可以被替代【典型例题2】 一探照灯照射在云层底面上,这底面是与地面平行的平面,如图所示云层底面高h,探照灯以匀角速度在竖直平面内转动当光束转过与竖直线夹角为时,此刻云层底面上光点的移动速度等于多少?温馨提示解答此题时首先要明确此题的合运动是哪个运动,然后根据运动的平行四边形定则进行分解、计算记录空间【变式训练2】某同学在篮球训练中,以一定的初速度投篮,篮球水平击中篮板,现在他向前走一小段距离,与篮板更近,再次投篮,出手高度和第一次相同,篮球又恰好水平击中篮板上的同一点,则() A第二次投篮篮球的初速度小些 B第二次击中篮板时篮球的速度大些 C第二次投篮时篮球初速度与水平方向的
10、夹角大些 D第二次投篮时篮球在空中飞行时间长些 随堂 演练1在无风的情况下,跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞,下落过程中受到空气阻力下列描绘下落速度的水平分量大小vx、竖直分量大小vy与时间t的图象,可能正确的是()2某人骑自行车以4m/s的速度向正东方向行驶,气象站报告当时是正北风,风速也是4m/s,则骑车人感觉的风速方向和大小分别是() A西北风,风速4m/s B西北风,风速4m/s C东北风,风速4m/s D东北风,风速4m/s 3民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上,弯弓射箭射击侧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弓箭速度为v2跑道离固定目标的
11、最近距离为d,如图所示,想要在最短的时间内射中目标,则运动员放箭处离目标的距离应该为()第3题图 A. B. C. D.4如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方,现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时,一支铅笔从三角板直角边的最下端,由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动,下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中,正确的有() A笔尖留下的痕迹是一条抛物线 B笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线 C在运动过程中,笔尖运动的速度方向始终保持不变 D在运动过程中,笔尖运动的加速度方向始终保持不变第4题图5北风速度为4m/s,大河中的水流正以3m/s的速度向东流动,船上的乘客看见轮船烟囱冒出的烟柱
12、是竖直的,求轮船相对于水的航行速度多大?什么方向?第6题图6一人一猴在表演杂技,如图所示,直杆AB长12m,猴子在直杆上由A向B匀速向上爬,同时人顶着直杆水平匀速移动,已知在10s内,猴子由A运动到B,而人也由甲位置运动到乙位置,已知s9m,求: (1)猴子对地的位移;(2)猴子对人的速度,猴子对地的速度;(3)若猴子从静止开始匀加速上爬,其他条件不变,试在图中画出猴子运动的轨迹7如图所示,质量为m的飞机以水平初速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机的水平速度v0不变,同时受到重力和竖直向上的恒定的升力,现测得飞机水平方向的位移为L时,上升的高度为h,求:第7题图(1)飞机受到的升力大小(2)飞机
13、上升至h高度的速度大小第2课时运动的合成与分解(二)运动的合成与分解已知分运动求合运动,叫做运动的合成已知合运动求分运动,叫做运动的分解(1)合运动与分运动的关系运动的独立性一个物体同时参与几个运动,其中的任一运动都不会因其他运动的存在而有所改变,而合运动(即物体的实际运动)则是这些相对独立运动的叠加,这就是运动的独立性原理,或称为运动的叠加原理运动的等时性一个物体同时参与几个分运动,合运动与各分运动同时发生、同时进行、同时结束,即经历的时间相同,这就是运动的等时性原理运动的等效性合运动是由各分运动共同产生的总运动效果,合运动与各分运动总的运动效果可以相互替代因此,在对一个运动进行分解时,首先
14、要看这个运动产生了哪几个运动效果运动的同一性(2)运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解由于它们都是矢量,因此合成与分解都遵守平行四边形定则a合,v合,x合.分运动与合运动是一种等效替代关系,运动的合成和分解是研究曲线运动的一种基本方法小船渡河问题船在过河时,同时参与了两个运动,一是船随水沿岸方向的运动,二是船本身的运动假如我们将船的运动沿平行于河岸方向(称平行方向)和垂直于河岸方向(称垂直方向)进行分解,于是船的航速v1可分解为平行分量v和垂直方向的分量v,如图所示,而水的速度v2则总是沿平行于河岸的正方向根据运动的独立性原理,平行于
15、河岸的运动对小船过河没有贡献,只有垂直于河岸的运动才能使小船渡过对岸建立坐标系如图所示:vxv2v1cos ,vyv1sin 船相对岸在x和y方向上的位移分别为(1)垂直过河的条件要使小船垂直于河岸过河,这就意味着小船只有垂直于河岸方向的运动而没有平行于河岸方向的运动,即v 0且vv2,也就是cos,v1v2时,才有可能垂直过河(2)过河的时间由运动的独立性原理可知过河时间t,可见当90时,过河的时间最短,最短时间为t0.(3)过河的路程平行于河岸方向的运动,虽然对小船过河时间没有影响,但它却决定着小船平行于河岸方向的位置变化情况根据运动的独立性原理,垂直河岸方向的运动使小船能垂直到达对岸,其
16、位移为yd;而平行运动则使小船沿河岸方向发生一段位移x,因此小船过河的实际位移为s,可见过河路程的多少取决于平行方向位移x的多少【典型例题1】 如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别于水流方向平行和垂直,且OAOB.若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为 () At甲t乙 Bt甲t乙 Ct甲t乙 D无法确定温馨提示根据运动的合成与分解分别求出t甲、t乙的表达式、再比较两者的关系记录空间【变式训练1】在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v1,摩托艇在静
17、水中的航速为v2,战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d.如战士想在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O点的距离为() A. B0 C. D.对合速度和分速度区分不清导致错误如图所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度v,绳AO段与水平面夹角为,OB段与水平面夹角为.不计摩擦和轮的质量,则此时小船的速度多大?【易错分析】在解答本题时易犯错误具体分析如下:常见错误错误原因将滑轮上面的绳的速度分解到水平方向为vcos和竖直方向为vsin没有弄清应该分析哪一段绳的速度,将与船速无关的部分进行了分解将船和滑轮之间的绳的速度按水平方向和竖直方向分解,则船水平速度vAvc
18、os错误在于不清楚运动所引起的效果是速度分解的依据,小船的运动引起了绳子的收缩以及它绕定滑轮转动,所以应将小船的运动分解到绳子收缩的方向和垂直于绳子的方向.【正确解答】小船的运动引起了绳子的收缩以及小船绕定滑轮转动的效果,所以将小船的运动分解到绳子收缩的方向和垂直于绳子的方向,分解如图所示,则由图可以看出vAv/cos.正确答案:v/cos.【典型例题2】 如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知()A物体A做匀速运动BA做加速运动C物体A所受摩擦力逐渐增大D物体A所受摩擦力逐渐减小温馨提示根据速度的分解及合运动与分
19、运动的等时性,结合受力分析,可得出答案记录空间【变式训练2】如图所示,某人匀速将船停到岸边,那么船的速度() A不变 B变大 C变小 D先变大后变小 随堂 演练1质量为m的物体,在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90(大小不变)后,物体可能做() A加速度大小为的匀变速直线运动 B加速度大小为的匀变速直线运动 C加速度大小为的匀变速曲线运动 D匀速直线运动2如图中,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连由于B的质量较大,故在释放B后,A将沿杆上升,当环A上升至与定滑轮的连线处于水平位置时,其上升速度v10,若这时B的
20、速度为v2(B始终不着地),则()第2题图 Av2v1 Bv2v1 Cv20 Dv203如图所示,玻璃生产线上,宽为d的成型玻璃以v1速度连续不断地在平直的轨道上前进,在切割工序处,金刚石切割刀以相对地面的速度v2切割玻璃,且每次割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,以下说法正确的是()第3题图 A切割一次的时间为 B切割刀切割一次所走的距离为 C速度v2的方向应由O指向c,且cos D速度v2的方向应由O指向a,且v1与v2的合速度方向沿Ob第4题图4如图所示,汽车向右沿水平面做匀速直线运动,通过绳子提升重物M.若不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦,则在提升重物的过程中,下列有关判断正确的是() A
21、重物M加速上升 B重物M减速上升 C绳子张力大于M的重力 D地面对汽车的支持力增大5一小船渡河,河宽d180 m,水流速度v12.5 m/s.若船在静水中的速度为v25 m/s,求:(1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?6风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系质量m0.5 kg的小球以初速度v00.4 m/s从O点沿x轴正方向运动,在02.0 s内受到一个沿y轴正方向、大小为F10.20 N的风力作用;小球运动2
22、.0 s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F20.10 N(图中未画出)试求:第6题图(1)2.0 s末小球在y轴方向的速度大小和2.0 s内运动的位移大小;(2)风力F2作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同7如图所示,货车正在以a0.1 m/s2的加速度启动,同时,一只壁虎以v20.2 m/s的速度在货车壁上向上匀速爬行试求:第7题图(1)经过2 s,地面上的人看到壁虎的速度大小和方向(2)经过2 s,壁虎相对于地面发生的位移(3)在地面上观察,壁虎做直线运动还是曲线运动?第12讲运动的合成与分解第1课时运动的合成与分解(一)知识整合基础自测一、轨迹是曲线的运动二、1.改变曲线上该点的切
23、线方向2.变速加速度3.平抛运动圆周运动三、1.直线2.匀变速曲线平抛运动3.非匀变速曲线匀速圆周运动四、1.不变力的方向2.变大力的方向3.变小力的方向五、1.这一个运动分解的几个运动合两2.已知分运动求合运动已知合运动求分运动六、1.矢量平行四边形2.实际效果重点阐述【典型例题1】 如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度() A大小和方向均不变 B大小不变,方向改变 C大小改变,方向不变 D大小和方向均改变【答案】A【解析】 笔匀速向右移动时,x随时间均匀增大,y随时间均匀减小,说明橡皮水平方向匀速运动,竖直方向也是
24、匀速运动,所以橡皮实际运动是匀速直线运动,A正确变式训练1ABD【解析】 此题中的蜡块是一个类平抛运动,可看成竖直方向的匀速运动和水平方向的匀加速运动,故其图象与平抛运动的图象相类似,故答案选ABD.【典型例题2】 一探照灯照射在云层底面上,这底面是与地面平行的平面,如图所示云层底面高h,探照灯以匀角速度在竖直平面内转动当光束转过与竖直线夹角为时,此刻云层底面上光点的移动速度等于多少?【答案】【解析】 分解照在云层上光点的运动为垂直光线和沿光线的运动,如图所示,则:vv/cos,vrOA所以v.变式训练2AC【解析】 如图,两次水平击中篮板同一点,篮球恰好在竖直方向到达最高点,空中飞行时间应相
25、同竖直方向:ht,因为,则v2v1,击中篮板的速度vxvcosx,则第二次击中速度v2xv1x,选项A、C正确随堂演练1.B【解析】 跳伞运动员在空中受到重力,其大小不变,还受到空气阻力,空气阻力始终与速度反向,大小随速度的增大而增大,反之则减小在水平方向上,运动员受到的力是空气阻力在水平方向上的分力,故可知运动员在水平方向上做加速度逐渐减小的减速运动在竖直方向上运动员在重力与空气阻力的共同作用下先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动由以上分析结合vt图象的性质可知只有B选项正确2.D【解析】 若无风,人向东行驶,则相当于人不动,风以4m/s的速度从东向西刮,而实际风从正北方以4m/s的速度刮
26、来,所以人感觉到的风应是这两个速度的合成(如图所示)所以v合m/s4m/s,风向为东北风,D项正确第2题图第3题图3.B【解析】 要想在最短时间内射中目标,运动员放箭时应使箭的合速度方向对准目标,如图,则有svt.4.AD【解析】 由题意可知,铅笔尖的运动为类平抛运动,可知A、D正确5.5m/s船头向西偏南53【解析】 “烟柱是竖直的”轮船应该与风同速航行第5题图轮船的实际航向正南,大小为4m/s时,才能看见烟柱竖直由于河水流动,轮船应该有一个分速度:大小与v水相等,方向与v水相反,这样轮船才会朝正南方向行驶,如图所示tan,则37即船头应该与上游河岸成53角航行且v船m/s5m/s.6.(1
27、)15m(2)1.2m/s1.5m/s(3)见解析图【解析】 (1)相对于地面,猴子参与沿杆上升和随杆水平移动的两个运动,在爬到杆顶的过程中,满足sm15m.第6题图(2)由于猴子和人在水平方向运动情况相同,保持相对静止,因此猴子对人的速度v1m/s1.2m/s,猴子对地的速度vm/s1.5m/s.(3)由于猴子向上匀加速运动,加速度(或外力)方向向上,因此,运动轨迹向上弯曲,其轨迹如图所示7.(1)mg(2)【解析】 (1)飞机在水平方向做匀速直线运动故有Lv0t又因为飞机在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动故有hat2由以上两式得:a又由牛顿第二定律,对飞机有:Fmgma所以飞机受到的升
28、力大小为:Fmg.(2)设飞机上升高度h时竖直方向的速度为vy,则有v2ah所以v.第2课时运动的合成与分解(二)重点阐述【典型例题1】 如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别于水流方向平行和垂直,且OAOB.若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为 () At甲t乙 Bt甲t乙 Ct甲t乙 D无法确定【答案】C【解析】 设游速为v,水速为v0.OAOBl,则甲运动时间t甲,乙为了沿OB运动,速度如图:则t乙2,经运算得t甲t乙,故本题选C.变式训练1C【解析】 到达岸边所用时间t,所以摩托艇登
29、陆的地点离O点距离lv1t,答案选C.【典型例题2】 如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知()A物体A做匀速运动BA做加速运动C物体A所受摩擦力逐渐增大D物体A所受摩擦力逐渐减小【答案】BD【解析】 把A向左的速度v沿细线方向和垂直细线方向分解,沿细线方向的分速度为vcos,B匀速下降,vcos不变,而角增大,cos减小,则v增大,所以A做加速运动,选项B正确A错误;由于A对地面的压力逐渐减小,所以物体A所受摩擦力逐渐减小,选项D正确C错误变式训练2B【解析】 v不变,由分解速度,v1v/cos,变大,v1变大,
30、故选B.随堂演练1.BC【解析】 仅将F3改变90,合力则为F3,物体必做匀变速运动,但因不知初速度方向与合力方向之间的情况,不能确定是直线运动还是曲线运动2.D【解析】 环上升过程的速度v1可分解为两个分速度v和v,如图所示,其中v为沿绳方向的速度,其大小等于重物B的速度v2;v为绕定滑轮转动的线速度,关系式为v2v1cos,为v1与v间的夹角当A上升至与定滑轮的连线水平的位置时,90,cos0,即此时v20.D正确第2题图3.C【解析】 因玻璃板以速度v1匀速前进,而切割刀对其相对速度必须为垂直于v1方向才能割成矩形,故切割刀对地速度方向沿Oc才有可能,且此时切割刀在平行于v1方向上有与v
31、1同样大小的分速度,则v2cosv1,切割一次用时t.4.ACD【解析】如图甲,把汽车的速度v分解为沿绳子的分速度v1和垂直绳子的分速度v2,则甲乙丙第4题图v1vcos,v2vsin.随着汽车向右运动,变小,所以v1变大,v2变小而重体M的速度等于分速度v1,所以重体M加速上升对M受力分析如图乙,得:FTMgMa,FTMaMgMg.对汽车受力分析如图丙,对竖直方向列式得:FTsinFNmg,FNmgFTsin.因为变小,经分析FTsin变小,所以FN变大5.见解析【解析】 将船实际的速度(合速度)分解为垂直河岸方向和平行河岸方向的两个分速度,垂直分速度影响渡河的时间,而平行分速度只影响船在平
32、行河岸方向的位移若v25 m/s.(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向当船头垂直河岸时,如图甲所示,合速度为倾斜方向,垂直分速度为v25 m/s.ts36 s,v合m/s,xv合t90m.(2)欲使船渡河航程最短,应垂直河岸渡河船头应朝图乙中的v2方向垂直河岸过河要求v水平0,如图乙所示,由v2sinv1得30.甲乙第5题图所以当船头与上游河岸成60时航程最短xd180 m.ts24s.6.(1)1.1 m(2)4.0 s【解析】 (1)设在02.0 s内小球运动的加速度为a1,则F1ma1,2.0 s末小球在y轴方向的速度v1a1t1,代入数据解得v10.8 m/s,沿x轴方向
33、运动的位移x1v0t1,沿y轴方向运动的位移y1a1t,2.0 s内运动的位移x,代入数据解得x0.8m1.1 m.(2)设2.0 s后小球运动的加速度为a2,F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同,则F2ma2,v1a2t2,代入数据解得t24.0 s.7.见解析【解析】 (1)壁虎同时参与了相对于车向上的匀速运动和随车一起向左的匀加速直线运动经过2 s,壁虎向上运动的速度vyv20.2 m/s,随车运动的速度vxv1at0.2 m/s,如图甲所示,在t2 s末壁虎运动的合速度大小为vm/s0.28 m/s,tan1,壁虎的速度方向在该时刻与水平方向成45的角(2)如图乙所示,在汽车启动后2 s这段时间内,壁虎的水平位移xat20.2 m,竖直位移yv2t0.4 m,壁虎相对地面发生的位移s0.45 m,与水平方向所成的角arctanarctan2.甲乙丙第7题图(3)由上面分析知xat20.05t2,y0.2t,消去时间t,得x1.25y2,运动轨迹是一条如图丙所示的抛物线(以壁虎刚开始爬动处为坐标原点,壁虎爬行的方向为y轴正方向,车前进的方向为x轴正方向),所以壁虎做曲线运动或者用初速度方向与加速度方向垂直的关系,也可以判断出壁虎的运动轨迹是曲线