2019屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 專題三 力與曲線運動 第1講 物體的曲線運動課件.ppt

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專題三力與曲線運動 高考領(lǐng)航 真題剖析 備考跨越 高考領(lǐng)航過真題做筆記 真題在線 1 2018 全國 卷 20 多選 2017年 人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波 根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程 在兩顆中子星合并前約100s時 它們相距約400km 繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈 將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體 由這些數(shù)據(jù) 萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識 可以估算出這一時刻兩顆中子星 A 質(zhì)量之積B 質(zhì)量之和C 速率之和D 各自的自轉(zhuǎn)角速度 BC 內(nèi)容排查 雙星模型的規(guī)律 牛頓第二定律 萬有引力定律的應(yīng)用 心得筆記 2 2018 全國 卷 17 在一斜面頂端 將甲 乙兩個小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出 兩球都落在該斜面上 甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的 A 2倍B 4倍C 6倍D 8倍 A 解析 甲 乙兩球的運動軌跡如圖所示 兩球的位移方向相同 根據(jù)末速度方向與位移方向的關(guān)系可知 兩球末速度方向也相同 在速度的矢量三角形中 末速度比值等于初速度比值 故A正確 內(nèi)容排查 平拋運動規(guī)律的應(yīng)用 平拋運動的斜面模型 心得筆記 3 2017 全國 卷 15 發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球 忽略空氣的影響 速度較大的球越過球網(wǎng) 速度較小的球沒有越過球網(wǎng) 其原因是 A 速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B 速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C 速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D 速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大 C 解析 乒乓球做平拋運動 在豎直向下方向的分運動是自由落體運動 由h gt2可知兩球下降相同距離h所用時間t是相同的 兩球下降相同時間間隔內(nèi)下降相同的距離 選項A D錯誤 由v2 2gh可知兩球下降相同距離時在豎直方向上的速度等大 選項B錯誤 兩球在水平方向的分運動是勻速直線運動 兩球通過同一水平距離時 速度較大的球所用時間較少 選項C正確 內(nèi)容排查 平拋運動的規(guī)律 運動學(xué)公式的應(yīng)用 心得筆記 4 2017 全國 卷 17 如圖 半圓形光滑軌道固定在水平地面上 半圓的直徑與地面垂直 一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道 并從軌道上端水平飛出 小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān) 此距離最大時對應(yīng)的軌道半徑為 重力加速度大小為g B 內(nèi)容排查 機械能守恒定律 平拋運動的規(guī)律 運動的極值問題 心得筆記 5 2018 北京卷 20 根據(jù)高中所學(xué)知識可知 做自由落體運動的小球 將落在正下方位置 但實際上 赤道上方200m處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6cm處 這一現(xiàn)象可解釋為 除重力外 由于地球自轉(zhuǎn) 下落過程小球還受到一個水平向東的 力 該 力 與豎直方向的速度大小成正比 現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋 考慮對稱性 上升過程該 力 水平向西 則小球 A 到最高點時 水平方向的加速度和速度均為零B 到最高點時 水平方向的加速度和速度均不為零C 落地點在拋出點東側(cè)D 落地點在拋出點西側(cè) D 解析 將小球豎直上拋的運動分解為水平和豎直兩個分運動 上升階段 隨著小球豎直分速度的減小 其水平向西的力逐漸變小 因此水平向西的分加速度逐漸變小 小球的水平分運動是向西的變加速運動 故小球到最高點時水平向西的速度達到最大值 水平向西的加速度為零 下落階段 隨著小球豎直分速度的變大 其水平向東的力逐漸變大 水平向東的分加速度逐漸變大 小球的水平分運動是向西的變減速運動 故小球的落地點應(yīng)在拋出點的西側(cè) 選項D正確 內(nèi)容排查 物體做曲線運動的條件 運動的合成與分解 牛頓第二定律 心得筆記 真題剖析析真題得技法 第1講物體的曲線運動 考向一運動的合成與分解 典例1 2018 安徽六安一中高三模擬 如圖所示 完全相同的兩個彈性小球A B用不可伸長的 長為L的輕繩連接 分別套在水平細(xì)桿OP和豎直細(xì)桿OQ上 OP與OQ在O點用一小段圓弧桿平滑相連 且OQ足夠長 初始時刻 將輕繩拉至水平位置伸直 然后釋放兩個小球 A球通過小段圓弧桿速度大小保持不變 重力加速度為g 不計一切摩擦 試求 1 當(dāng)B球下落時A球的速度大小 2 A球到達O點后再經(jīng)過多長時間能夠追上B球 3 兩球發(fā)生第一次碰撞后當(dāng)繩子再次恢復(fù)到原長時B球距離O點的距離 答案 3 3L 1 運動合成與分解的一般思路 1 明確合運動或分運動的運動性質(zhì) 2 明確是在哪兩個方向上的合成或分解 3 找出各個方向上已知的物理量 速度 位移 加速度 4 運用力與速度的關(guān)系或矢量的運算法則進行分析求解 2 關(guān)聯(lián)速度分解問題對于用繩 桿相牽連的物體 在運動過程中 兩物體的速度通常不同 但兩物體沿繩或桿方向的速度分量大小相等 1 常用的解答思路 先確定合運動的方向 然后分析合運動所產(chǎn)生的實際效果 以確定兩個分速度的方向 作出分速度與合速度的矢量關(guān)系的平行四邊形 規(guī)律總結(jié) 2 常見的模型 3 小船過河的時間t 其中v垂為小船在靜水中的速度沿垂直于河岸方向的分速度 預(yù)測練1 2018 信陽二模 如圖 在滅火搶險的過程中 消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處救人或進行滅火作業(yè) 為了節(jié)省救援時間 人沿梯子勻加速向上運動的同時消防車勻速后退 則關(guān)于消防隊員的運動 下列說法中正確的是 A 消防隊員做勻加速直線運動B 消防隊員做勻變速曲線運動C 消防隊員做變加速曲線運動D 消防隊員水平方向的速度保持不變 B 解析 根據(jù)運動的合成 消防隊員合速度的方向與加速度的方向不在同一條直線上 其加速度不變 所以消防隊員做勻變速曲線運動 故A C錯誤 B正確 將消防隊員的運動分解為水平方向和豎直方向兩個分運動 知水平方向上的最終的速度為勻速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度 因為沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在變 所以消防隊員水平方向的速度在變 故D錯誤 預(yù)測練2 2018 南充模擬 一艘船過河 船相對靜止的河水的速度大小恒定 當(dāng)船頭垂直于河岸過河時 過河的時間為t0 位移為d0 當(dāng)水流速度增大時 A t0一定不變B t0一定變大C d0一定不變D d0一定變小 A 解析 當(dāng)船在靜水中速度與河岸垂直 渡河時間最短 水流速度增大 不影響垂直于河岸方向上的速度 所以渡河的最短時間不變 但沿水流方向的位移增大 則渡河的位移一定增大 故A正確 B C D錯誤 預(yù)測練3 2018 濮陽二模 多選 在光滑的水平面上 一滑塊的質(zhì)量m 2kg 在水平面上的恒定外力F 4N 方向未知 作用下運動 如圖所示為滑塊在水平面上運動的一段軌跡 滑塊過P Q兩點時速度大小均為v 5m s 滑塊在P點的速度方向與PQ連線夾角 37 sin37 0 6 則下列說法正確的是 A 水平恒力F的方向與PQ連線成53 夾角B 滑塊從P到Q的時間為3sC 滑塊從P到Q的過程中速度最小值為4m sD P Q兩點連線的距離為10m BC 考向二拋體運動問題 C 審題突破 規(guī)律總結(jié) 1 求解平拋 類平拋 運動的技巧 1 處理平拋 或類平拋 運動的基本方法是把運動分解為相互垂直的勻速直線運動和勻加速直線運動 通過研究分運動達到研究合運動的目的 2 要善于確定平拋運動的兩個分速度和分位移與題目呈現(xiàn)的角度之間的聯(lián)系 這往往是解決問題的突破口 預(yù)測練4 2018 北京師大附中月考 多選 如圖所示 a b兩點位于同一條豎直線上 從a b兩點分別以速度v1 v2水平拋出兩個相同的小球 可視為質(zhì)點 它們在水平地面上方的P點相遇 假設(shè)在相遇過程中兩球的運動沒有受到影響 空氣阻力忽略不計 則下列說法正確的是 A 兩個小球從a b兩點同時拋出B 兩小球拋出的初速度v1 v2C 從b點拋出的小球著地時水平射程較小D 從a點拋出的小球著地時重力的瞬時功率較大 BD 解析 因為兩個小球在P點相遇 a球下降的高度大于b球下降的高度 可知a球的運動時間較長 所以a球先拋出 故A錯誤 因為從拋出到P點的過程中 水平位移相等 a球的運動時間較長 則a球的初速度較小 即v1 v2 故B正確 到達P點時 a球的豎直分速度較大 所以從P點到地面 a球先落地 b球后落地 b的初速度大 所以b球的水平射程較大 故C錯誤 根據(jù)P mgvy知 a球距離地面的高度大 則a球落地時豎直分速度較大 則a球著地時重力的瞬時功率較大 故D正確 預(yù)測練5 2018 昆明模擬 如圖所示 水平面上固定有一個斜面 從斜面頂端向右平拋一個小球 當(dāng)初速度為v0時 小球恰好落到斜面底端 平拋的飛行時間為t0 現(xiàn)用不同的初速度v從該斜面頂端向右平拋這個小球 以下哪個圖像能正確表示小球的飛行時間t隨v變化的函數(shù)關(guān)系 C 預(yù)測練6 2018 安徽省六安市一中高三模擬 多選 空間分布有豎直方向的勻強電場 現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶電小球A從O點斜向上拋出 小球沿如圖所示的軌跡擊中絕緣豎直墻壁的P點 將另一質(zhì)量相同 電荷量不變 電性相反的小球B仍從O點以相同的速度拋出 該球垂直擊中墻壁的Q點 圖中未畫出 對于上述兩個過程 下列敘述中正確的是 A 球A的加速度大于球B的加速度B P點位置高于Q點C 球A的電勢能增大 球B的電勢能減小D 電場力對球A的沖量大于對球B的沖量大小 AC 考向三圓周運動問題 典例3 2018 肇慶一模 如圖所示 水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊 用長為L的細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上 細(xì)線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為 此時繩中張力為零 物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為 tan 最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動 則下列說法正確的是 D 1 解決圓周運動問題的關(guān)鍵 1 要正確分析物體受力 明確向心力的來源 確定圓心以及半徑 規(guī)律總結(jié) 2 兩種模型對于豎直平面內(nèi)的圓周運動要注意區(qū)分是 輕繩模型 還是 輕桿模型 明確兩種模型過最高點時的臨界條件 3 解決豎直平面內(nèi)的圓周運動的基本思路是 兩點一過程 1 兩點 即最高點和最低點 在最高點和最低點對物體進行受力分析 確定向心力 根據(jù)牛頓第二定律列方程 2 一過程 即從最高點到最低點 往往由動能定理 或機械能守恒定律 將這兩點的速度聯(lián)系起來 預(yù)測練7 2018 西安二模 利用雙線可以穩(wěn)固小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動而不易偏離豎直面 如圖 用兩根長為L的細(xì)線系一質(zhì)量為m的小球 兩線上端系于水平橫桿上 A B兩點相距也為L 若小球恰能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動 則小球運動到最低點時 每根線承受的張力為 A 預(yù)測練8 2018 吉林二模 如圖所示 兩個相同的小木塊A和B 均可看作質(zhì)點 質(zhì)量均為m 用長為L的輕繩連接 置于水平圓盤的同一半徑上 A與豎直軸的距離為L 此時繩子恰好伸直無彈力 木塊與圓盤間的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍 重力加速度大小為g 若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動 用 表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度 下列說法正確的是 D AD 考向四圓周運動與拋體運動的組合問題 典例4 2018 無錫模擬 如圖所示 從A點以v0 4m s的水平速度拋出一質(zhì)量為m 1kg的小物塊 可視為質(zhì)點 當(dāng)物塊運動至B點時 恰好沿切線方向進入固定的光滑圓弧軌道BC 經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點等高 靜止在粗糙水平面的長木板上 圓弧軌道C端切線水平 已知長木板的質(zhì)量M 4kg A B兩點距C點的高度分別為H 0 5m h 0 15m R 0 75m 物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù) 1 0 5 長木板與地面間的動摩擦因數(shù) 2 0 2 g 10m s2 求 1 小物塊運動至B點時的速度大小和方向與水平面夾角的正切值 2 小物塊滑至C點時 對圓弧軌道C點的壓力大小 答案 2 44 7N 3 長木板至少為多長 才能保證小物塊不滑出長木板 答案 3 2 6m 答案 2 08m 拓展變式 在 典例4 的情景中 若地面光滑 則長木板至少為多長 才能保證小物塊不滑出長木板 平拋運動與圓周運動的組合題 關(guān)鍵是找到兩者的速度關(guān)系 若先做圓周運動后做平拋運動 則圓周運動的末速度等于平拋運動的水平初速度 若物體平拋后進入圓軌道 圓周運動的初速度等于平拋運動的末速度在圓軌道切線方向的分速度 規(guī)律總結(jié) 預(yù)測練10 2018 咸陽模擬 固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道ABCD 其A點與圓心等高 D點為軌道的最高點 DB為豎直線 AC為水平線 AE為水平面 如圖所示 今使小球自A點正上方某處由靜止釋放 且從A點進入圓軌道運動 只要適當(dāng)調(diào)節(jié)釋放點的高度 總能使球通過最高點D 則小球通過D點后 A 一定會落到水平面AE上B 一定會再次落到圓軌道上C 可能會再次落到圓軌道上D 不能確定 A 預(yù)測練11 2018 浙江模擬 嘉年華上有一種回力球游戲 如圖所示 A B分別為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道的最高點和最低點 B點距水平地面的高度為h 某人在水平地面C點處以某一初速度拋出一個質(zhì)量為m的小球 小球恰好水平進入半圓軌道內(nèi)側(cè)的最低點B 并恰好能過最高點A后水平拋出 又恰好回到C點拋球人手中 若不計空氣阻力 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間 求 1 小球剛進入半圓形軌道最低點B時軌道對小球的支持力 答案 1 6mg 方向豎直向上 2 半圓形軌道的半徑 3 小球拋出時的初速度大小 備考跨越構(gòu)網(wǎng)絡(luò)練培優(yōu) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 培優(yōu)精練 培優(yōu)練1 2018 廣西南寧外國語學(xué)校月考 如圖 甲 所示 質(zhì)量m 1kg的物體在水平外力的作用下在水平面上運動 已知物體沿x方向和y方向的x t圖像和vy t圖像如圖 乙 丙 所示 t 0時刻 物體位于原點O g取10m s2 則以下說法正確的有 A 物體做勻變速曲線運動 加速度大小為3m s2B t 5s時刻物體的位置坐標(biāo)為 15m 5m C t 10s時刻物體的速度大小為7m sD 水平外力的大小為0 8N B C 培優(yōu)練3 2018 濟南校級模擬 如圖所示 BC為半徑等于m豎直放置的光滑細(xì)圓管 O為細(xì)圓管的圓心 在圓管的末端C連接傾斜角為45 動摩擦因數(shù) 0 6的足夠長粗糙斜面 一質(zhì)量為m 0 5kg的小球從O點正上方某處A點以v0水平拋出 恰好能垂直O(jiān)B從B點進入細(xì)圓管 小球從進入圓管開始受到始終豎直向上的力F 5N的作用 當(dāng)小球運動到圓管的末端C時作用力F立即消失 小球能平滑地沖上粗糙斜面 g 10m s2 求 答案 1 2m s0 6m 1 小球從O點的正上方某處A點水平拋出的初速度v0為多少 OA的距離為多少 2 小球在圓管中運動時對圓管的壓力是多少 3 小球在CD斜面上運動的最大位移是多少