高中物理人教版 (2019)必修 第二冊(cè)2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解導(dǎo)學(xué)案

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二冊(cè)2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解導(dǎo)學(xué)案，共14頁(yè)。學(xué)案主要包含了一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，運(yùn)動(dòng)的合成與分解等內(nèi)容，歡迎下載使用。
2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解
一、一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例
在蠟塊勻速上升的同時(shí)，將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動(dòng)。
1．建立坐標(biāo)系：以蠟塊開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)O、以水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的方向。
2．蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡
（1）．蠟塊的位置：
蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設(shè)為vy，玻璃管向右勻速移動(dòng)的速度設(shè)為vx，從蠟塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，在某時(shí)刻t，蠟塊的位置P可以用它的x、y兩個(gè)坐標(biāo)表示：x＝vxt，y＝vyt。
注意：蠟塊向右上方的運(yùn)動(dòng)可看成由沿玻璃管向上的運(yùn)動(dòng)和水平向右的運(yùn)動(dòng)共同構(gòu)成的。
（2）．蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡：y＝ eq \f(vy,vx) x，是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。
3．蠟塊運(yùn)動(dòng)的速度：大小v＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(x)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) ) ，方向與x軸的夾角為θ，且滿足tan θ＝ eq \f(vy,vx) 。
二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解
1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)：如果一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就叫作那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就叫作這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)。
2．運(yùn)動(dòng)的合成：由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
3．運(yùn)動(dòng)的分解：由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
4．運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)：對(duì)物體的速度、加速度、位移等物理量進(jìn)行合成與分解，遵循平行四邊形定則。
運(yùn)動(dòng)員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后，如圖，在下落過(guò)程中將會(huì)受到水平風(fēng)力的影響， 若風(fēng)力變大，運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間、著地速度和水平位移如何變化？
提示：運(yùn)動(dòng)員同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，豎直方向向下落和水平方向隨風(fēng)飄，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生，相互獨(dú)立。由于高度一定，則運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間一定；水平風(fēng)速越大，水平速度越大，則著地速度越大，水平位移也越大。
①合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，時(shí)間相等。
②合速度不一定大于任一分速度。
③合位移一定大于任意一個(gè)分位移。
④運(yùn)動(dòng)的合成就是把兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)加起來(lái)。
⑤運(yùn)動(dòng)的分解就是把一個(gè)運(yùn)動(dòng)分成兩個(gè)完全相同的運(yùn)動(dòng)。
⑥兩個(gè)互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定也是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
你的判斷：正確的結(jié)論有①②⑥。
起重機(jī)是指在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的起重機(jī)械，又稱天車(chē)、航吊、吊車(chē)。
思考：
(1)若起重機(jī)所吊物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則起重機(jī)所吊物體的實(shí)際軌跡是直線還是曲線？
(2)若起重機(jī)所吊物體在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則起重機(jī)所吊物體的實(shí)際軌跡是直線還是曲線？
提示：(1)直線；(2)可能是直線，也可能是曲線。
一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)(物理觀念——運(yùn)動(dòng)觀念)
一艘貨船需要通過(guò)水流恒定的河流將貨物運(yùn)送到正對(duì)岸。
討論：
(1)如果你是船長(zhǎng)，你會(huì)選擇船頭正對(duì)河岸的方向渡河嗎？為什么？
提示：不會(huì)，因?yàn)樵谪洿珊訒r(shí)，也會(huì)隨水流向下游方向運(yùn)動(dòng)，無(wú)法到達(dá)正對(duì)岸。
(2)渡河時(shí)，這艘貨船將要參與幾個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)？你會(huì)如何確定開(kāi)船的方向？
提示：貨船將參與垂直河岸和沿河岸兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)；為了保證能夠到達(dá)正對(duì)岸，可以讓船頭偏向上游適當(dāng)?shù)慕嵌龋允关洿暮线\(yùn)動(dòng)方向垂直河岸。
1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的四個(gè)特性：
2.確定合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法：
分析兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)時(shí)，應(yīng)先根據(jù)平行四邊形定則，確定合運(yùn)動(dòng)的合初速度v0和合加速度a，然后進(jìn)行判斷：
(1)判斷是否做勻變速運(yùn)動(dòng)：若a恒定，物體做勻變速運(yùn)動(dòng)；若a變化，物體做變加速運(yùn)動(dòng)。
(2)判斷軌跡曲直：若a與v0共線，則做直線運(yùn)動(dòng)；若a與v0不共線，則做曲線運(yùn)動(dòng)。
【典例】塔式起重機(jī)模型如圖所示，小車(chē)P沿吊臂向末端M水平勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將物體Q從地面豎直向上勻加速吊起。圖乙中能大致反映Q的運(yùn)動(dòng)軌跡的是( )
【解析】選B。物體相對(duì)于地面一邊水平勻速運(yùn)動(dòng)，一邊勻加速向上運(yùn)動(dòng)，故物體的加速度豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律可知，物體所受合力豎直向上，根據(jù)物體所受合力與軌跡偏轉(zhuǎn)關(guān)系，軌跡向上彎曲，則可判斷B正確。
運(yùn)動(dòng)模型的分類(lèi)規(guī)律
1．建立如圖所示的坐標(biāo)系，現(xiàn)讓玻璃管沿水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)小蠟塊從O點(diǎn)開(kāi)始沿豎直玻璃管向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么圖中能夠大致反映小蠟塊運(yùn)動(dòng)軌跡的是( )
【解析】選B。合初速度的方向豎直向上，合加速度的方向水平向右，兩者不在同一條直線上，必然做曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)軌跡每點(diǎn)的切線方向表示速度的方向，軌跡彎曲的方向大致與所受合力的方向一致，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
2．一質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，已知質(zhì)點(diǎn)在x軸方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)在y軸方向的分運(yùn)動(dòng)的描述正確的是( )
A.勻速運(yùn)動(dòng) B．先勻速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng)
C．先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng) D．先減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng)
【解析】選D。質(zhì)點(diǎn)沿x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故該方向上質(zhì)點(diǎn)所受合力Fx＝0；由圖像看出，沿y軸方向，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡先向y軸負(fù)方向彎曲后向y軸正方向彎曲；由質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件以及質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡彎曲方向與所受合力的關(guān)系知，沿y軸方向，該質(zhì)點(diǎn)先受沿y軸負(fù)方向的力，后受沿y軸正方向的力，即質(zhì)點(diǎn)沿y軸方向先做減速運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng)，D正確。
二、互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷(科學(xué)思維——科學(xué)推理)
一艘炮艦正在沿河岸自西向東航行，在炮艦上射擊北岸的敵方目標(biāo)。
要想擊中目標(biāo)，射擊方向應(yīng)直接對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，還是應(yīng)該偏東或是偏西一些？
提示：應(yīng)該偏西一些，使其合速度方向正對(duì)目標(biāo)。
提醒：合初速度方向與合加速度(或合力)方向是否共線是判斷物體運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線的依據(jù)。
【典例】在豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)蠟塊能在水中以0.1 m/s的速度勻速上浮。在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成30°角，如圖所示。若玻璃管的長(zhǎng)度為1.0 m，在蠟塊從底端上升到頂端的過(guò)程中，下列關(guān)于玻璃管水平方向的移動(dòng)速度和水平運(yùn)動(dòng)的距離計(jì)算結(jié)果正確的是( )
A．0.1 m/s，1.73 m B．0.173 m/s，1.0 m
C．0.173 m/s，1.73 m D．0.1 m/s，1.0 m
【解析】選C。由題圖知豎直位移與水平位移之間的關(guān)系為tan30°＝ eq \f(y,x) ，由分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性和等時(shí)性得：y＝vyt、x＝vxt，聯(lián)立解得：x≈1.73 m，vx＝
0.173 m/s，故C項(xiàng)正確。
“三步走”求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)
(1)根據(jù)題意確定物體的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)。
(2)根據(jù)平行四邊形定則作出矢量合成或分解的平行四邊形。
(3)根據(jù)所畫(huà)圖形求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的參量，求解時(shí)可以用勾股定理、三角函數(shù)、三角形相似等數(shù)學(xué)知識(shí)。
1．兩個(gè)互成角度的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度分別為v1和v2，加速度分別為a1和a2，它們的合運(yùn)動(dòng)的軌跡( )
A．如果v1＝v2≠0，那么軌跡一定是直線
B．如果v1＝v2≠0，那么軌跡一定是曲線
C．如果a1＝a2，那么軌跡一定是直線
D．如果 eq \f(a1,a2) ＝ eq \f(v1,v2) ，那么軌跡一定是直線
【解析】選D。本題考查兩直線運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的確定，解題關(guān)鍵是明確做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力的方向(即合加速度的方向)與速度的方向不在一條直線上。如果 eq \f(a1,a2) ＝ eq \f(v1,v2) ，那么，合加速度的方向與合速度的方向一定在一條直線上，所以D正確。
2．一運(yùn)動(dòng)物體在相互垂直的兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別是x＝3t，y＝4t，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．物體在x軸和y軸方向上都是初速度為5 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為5 m/s2 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為10 m/s2 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D．物體的合運(yùn)動(dòng)是5 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)
【解析】選D。物體在x方向做初速度為3 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)；y方向做初速度為4 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)；由運(yùn)動(dòng)的合成原則可知，物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為
5 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D正確。
(多選)在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)人頂著直桿以速度v0水平勻速移動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，猴子沿桿向上移動(dòng)的高度為h，人頂桿沿水平地面移動(dòng)的距離為x，如圖所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.t時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v0＋at
B．t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為 eq \r(x2＋h2)
C． eq \f(t,2) 時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v0＋at
D． eq \f(t,2) 時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為 eq \f(1,4) eq \r(4x2＋h2)
【解析】選B、D。猴子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為vt＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋（at）2) ，A錯(cuò)誤；t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為s＝ eq \r(x2＋h2) ，B正確；猴子在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， eq \f(t,2) 時(shí)刻豎直分速度為v′＝ eq \f(at,2) ，所以 eq \f(t,2) 時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋v′2) ＝ eq \f(1,2) eq \r(4v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋a2t2) ，C錯(cuò)誤；t時(shí)間內(nèi)猴子在豎直方向上的位移為h＝ eq \f(1,2) at2，水平位移為x＝v0t， eq \f(t,2) 時(shí)間內(nèi)豎直位移為h′＝ eq \f(1,2) a( eq \f(t,2) )2＝ eq \f(1,4) h，水平位移為x′＝ eq \f(1,2) v0t＝ eq \f(1,2) x，則 eq \f(t,2) 時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為s′＝ eq \r(x′2＋h′2) ＝ eq \f(1,4) eq \r(4x2＋h2) ，D正確。
【拓展例題】考查內(nèi)容：運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用
【典例】2020年央視春晚加入了非常多的科技元素，在舞臺(tái)表演中還出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)?，F(xiàn)通過(guò)傳感器將某臺(tái)無(wú)人機(jī)上升。向前追蹤拍攝的飛行過(guò)程轉(zhuǎn)化為豎直向上的速度vy及水平方向速度vx與飛行時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.無(wú)人機(jī)在t1時(shí)刻處于失重狀態(tài)
B．無(wú)人機(jī)在0～t2這段時(shí)間內(nèi)沿直線飛行
C．無(wú)人機(jī)在t2時(shí)刻上升至最高點(diǎn)
D．無(wú)人機(jī)在t2～t3時(shí)間內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng)|
【解析】選D。依據(jù)圖像可知，無(wú)人機(jī)在t1時(shí)刻，在豎直方向向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而水平方向則是做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則無(wú)人機(jī)有豎直向上的加速度，那么處于超重狀態(tài)，不是失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤； 由圖像可知，無(wú)人機(jī)在0～t2這段時(shí)間，豎直方向向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而水平方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，那么合加速度與合初速度不共線，所以無(wú)人機(jī)做曲線運(yùn)動(dòng)，即無(wú)人機(jī)沿曲線上升，故B錯(cuò)誤；無(wú)人機(jī)在豎直方向上，先向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，因此在t2時(shí)刻沒(méi)有上升至最高點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；無(wú)人機(jī)在t2～t3時(shí)間內(nèi)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而豎直方向向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，因此合運(yùn)動(dòng)做勻變速運(yùn)動(dòng)，故D正確。
民族馬術(shù)
“馬術(shù)”也叫作“騎術(shù)”，在中國(guó)古代又稱為“御”，為六藝之一。中國(guó)最早發(fā)明騎術(shù)的是生活在北方的游牧民族，古代中原地區(qū)調(diào)教馬匹和駕馭馬車(chē)在商、周時(shí)期也已經(jīng)出現(xiàn)。在1986年舉行的第三屆全國(guó)少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運(yùn)動(dòng)會(huì)上，馬術(shù)首次被列為比賽項(xiàng)目，包括速度賽馬、走馬、跑馬射擊、跑馬射箭、跑馬拾哈達(dá)等項(xiàng)目。如圖所示，民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上騎射項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員騎在奔馳的馬上沿跑道AB運(yùn)動(dòng)，拉弓放箭射向他左側(cè)的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的箭的速度為v2，跑道離固定目標(biāo)的最近距離OA＝d。若不計(jì)空氣阻力的影響，要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離是多少？
提示：由運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性可知箭射到靶的最短時(shí)間為t＝ eq \f(d,v2) ，箭的合速度v＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ) ，所以運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為s＝vt＝ eq \f(\r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ),v2) d。
1．(水平1)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解，說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定相等
B．兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互相影響
C．合運(yùn)動(dòng)的速度可能比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都大
D．合運(yùn)動(dòng)的速度可能比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都小
【解析】選B。分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，故A正確；組成合運(yùn)動(dòng)的各個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性，如平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)不會(huì)影響水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；合運(yùn)動(dòng)的速度可能比分運(yùn)動(dòng)的速度大，可能比分運(yùn)動(dòng)的速度小，也可能與分運(yùn)動(dòng)的速度相等，故C、D正確。
2．(水平2)雨滴由靜止開(kāi)始下落，遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng)，下述說(shuō)法中正確的是( )
①風(fēng)速越大，雨滴下落時(shí)間越長(zhǎng)
②風(fēng)速越大，雨滴著地時(shí)速度越大
③雨滴下落時(shí)間與風(fēng)速無(wú)關(guān)
④雨滴著地速度與風(fēng)速無(wú)關(guān)
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【解析】選B。將雨滴的運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向分解，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，雨滴下落時(shí)間與豎直高度有關(guān)，與水平方向的風(fēng)速無(wú)關(guān)，故①錯(cuò)誤，③正確。風(fēng)速越大，落地時(shí)，雨滴水平方向分速度越大，合速度也越大，故②正確，④錯(cuò)誤，故選B。
3.(水平1)如圖所示，炮筒與水平方向成30°角，炮彈從炮口射出時(shí)的速度大小是800 m/s，這個(gè)速度在豎直方向的分速度為( )
A．300 m/s B．400 m/s
C．400 eq \r(3) m/s D．800 eq \r(3) m/s
【解析】選B。將炮彈的速度水平分解和豎直分解，如圖，則豎直分速度為vy＝vsin30°＝400 m/s。
4．(水平2)同學(xué)們到中國(guó)科技館參觀，看到了一個(gè)有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，一輛小火車(chē)在平直軌道上勻速行駛，當(dāng)火車(chē)將要從“∩”形框架的下方通過(guò)時(shí)，突然從火車(chē)頂部的小孔中向上彈出一小球，該小球越過(guò)框架后，又與通過(guò)框架的火車(chē)相遇，并恰好落回原來(lái)的孔中。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.相對(duì)于小火車(chē)，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線
B．相對(duì)于地面，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線
C．小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蛟诳罩羞\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到水平向前的力
D．小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，在水平方向保持與火車(chē)相同的速度
【解析】選D。當(dāng)以小火車(chē)為參考系時(shí)，水平方向由于慣性小球與火車(chē)共速，故在豎直方向做直線運(yùn)動(dòng)。以地面為參考系存在水平的速度，所以運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線，故A、B錯(cuò)誤；小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，在水平方向保持與火車(chē)相同的速度，故C錯(cuò)誤，D正確。
等時(shí)性
各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生和結(jié)束，時(shí)間相同
等效性
各分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同
同體性
各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是同一物體的運(yùn)動(dòng)
獨(dú)立性
各分運(yùn)動(dòng)之間互不相干，彼此獨(dú)立，互不影響
F合
a
v
勻速運(yùn)動(dòng)
F合＝0
a＝0
恒定
勻變速運(yùn)動(dòng)
F合≠0且恒定
a≠0且恒定
均勻變化
非勻變速運(yùn)動(dòng)
F合≠0、不恒定
a≠0、不恒定
非均勻變化
分運(yùn)動(dòng)
合運(yùn)動(dòng)
矢量圖
條件
兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)
勻速直線運(yùn)動(dòng)
a＝0
一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)
勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
a與v成α角
兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
v0＝0
兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)
a與v方向相同
勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
a與v成α角