2022年高考物理二轮专题复习力与物体的曲线运动 .pdf

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1、学习必备欢迎下载第 3 讲力与物体的曲线运动一、物体做曲线运动的条件合外力与速度方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，有以下两种情况：1若合外力为恒力，物体将做；2若合外力为变力，物体将做。二、运动的合成与分解1小船过河的两类问题的分析方法(1)要求最短时间过河， 则船头必须，不论船速与水流速度的关系如何。(2)要求过河的位移最短，则要区分两种情况：当船在静水中的速度v1大于水流速度 v2时，最短过河位移为河宽 d，如图甲所示，船头指向上游与河岸的夹角 arccosv2v1。当船在静水中的速度v1小于水流速度 v2时， 过河的最短位移为 x，如图乙所示，船头指向上游与河岸的夹角为arccos

2、v1v2，最短位移 xv2v1d。2.绳、杆相牵连物体的速度关系的分析方法两物体用绳、杆相牵连时，将物体(绳头或杆头 )的速度和分解，两物体沿绳、杆方向的分速度大小相等。三、平抛运动1平抛运动的两个关系(1)位移关系xv0ty12gt2(2)速度关系vxv0vygt2平抛(类平抛 )运动的两个推论(1)做平抛 (类平抛 )运动的物体任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的，如图甲所示。(2)如图乙，设做平抛 (类平抛 )运动的物体在任意时刻、任意位置处瞬时速度与水平方向的夹角为 ，位移与水平方向的夹角为 ，则有 tan 。四、圆周运动1描述圆周运动的物理量间的关系精选学习资料 - - -

3、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习必备欢迎下载vr、 2T2 f2 n，av2r2r(2T)2r(2 f)2r。2物体做匀速圆周运动的条件。3向心力的来源(1)在匀速圆周运动中，是物体做圆周运动的向心力。(2)在变速圆周运动中，是物体做圆周运动的向心力。4离心运动的条件物体受到的合力物体做圆周运动所需的向心力。竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较最高点无支撑最高点有支撑实例球与绳连接、水流星、翻滚过山车球与杆连接、球过竖直的圆形管道，套在圆环上的物体等图示在最高点受力重力，弹力 F弹向下或等于零mgF弹mv2R重力，弹力 F弹向下、向

4、上或等于零 mg F弹mv2R恰好过最高点F弹0，mgmv2R，vRg，即在最高点速度不能为零v0，mgF弹在最高点速度可为零解决竖直面内圆周问题的关键是“两点一过程”。“两点”即最高点和最低点，在最高点和最低点对物体进行受力分析，找出向心力的来源， 根据牛顿第二定律列方程； “一过程”即从最高点到最低点，往往用动能定理将这两点联系起来。一、典题例证1 运动的合成与分解以选择题的形式考查，主要考查运动的合成与分解的理解和应用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习必备欢迎下载二、拓展提升解决运动合成和分解的一般思路

5、(1)明确合运动或分运动的运动性质。(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度 )。(4)运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解。三、类题演练12015 盐城二模 (多选)如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R 视为质点 )。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与 y 轴重合，在 R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿 x 轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y 轴夹角为 ，则红蜡块 R的() A.分位移 y 与 x 成正比B.分位移 y 的平方与 x成正比C.合速度 v

6、的大小与时间 t 成正比D.tan与时间 t 成正比2.2015 潍坊月考 (多选)如图为玻璃自动切割生产线示意图。图中，玻璃以恒定的速度向右运动， 两侧的滑轨与玻璃的运动方向平行。滑杆与滑轨垂直， 且可沿滑轨左右移动。 割刀通过沿滑杆滑动和随滑杆左右移动实现对移动玻璃的切割。要使切割后的玻璃是矩形，以下做法正确的是() A保持滑杆不动，仅使割刀沿滑杆运动B.滑杆向左移动的同时，割刀沿滑杆滑动C.滑杆向右移动的同时，割刀沿滑杆滑动D.滑杆向右移动的速度必须与玻璃运动的速度相同精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必

7、备欢迎下载一、典题例证2 平抛(类平抛 )运动规律的应用一般以选择题或计算题的形式考查，常和机械能守恒或几何知识相联系。典例中，小球末速度方向与斜面有一定夹角，若抛出的初速度再大些，但仍落在斜面上，这一夹角如何改变呢？二、拓展提升处理平抛的几点技巧(1)处理平抛运动 (或类平抛运动 )时，一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解，先按分运动规律列式，再用运动的合成求合运动。(2)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题，其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。(3)若平抛的物体垂直打在斜面上，则物体打在斜面上瞬间，其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。(4)做平抛运动的物体，其

8、位移方向与速度方向一定不同。(5)抓住两个三角形，有关速度的三角形和有关位移的三角形，结合题目呈现的角度或函数方程找到问题的突破口。三、类题演练3(多选)如图所示， 固定斜面 PO、QO 与水平面MN 的夹角均为 45 ，现由 A 点分别以 v1、v2先后沿水平方向抛出两个小球 (可视为质点 )，不计空气阻力， 其中以 v1抛出的小球恰能垂直于 QO 落于 C 点，飞行时间为t，以 v2抛出的小球落在PO 斜面上的 B 点，且 B、C 在同一水平面上，则 () A落于 B 点的小球飞行时间为t Bv2gtC落于 C 点的小球的水平位移为gt2DA 点距水平面 MN 的高度为34gt2精选学习资

9、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载4. 2015 课标全国卷 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和 L2，中间球网高度为 h， 发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为 3h。不计空气的作用， 重力加速度大小为g，若乒乓球的发射速率v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是 () A.L12g6hvL1g6hB.L14ghv 4L21L22g6hC.L12g6hv124L21L22g

10、6hD.L14ghv124L21L22g6h一、典题例证3 圆周运动的综合运用以选择题和计算题的形式出现， 主要考查描述圆周运动的物理量在牛顿第二定律中的应用。二、拓展提升解决圆周运动动力学问题的一般步骤(1)首先要明确研究对象。(2)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径。(3)对其受力分析，明确向心力的来源。(4)将牛顿第二定律应用于圆周运动，得到圆周运动中的动力学方程，有以下各种情况： Fmv2rmr2mv mr42T242mrf2。解题时应根据已知条件进行选择。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习必

11、备欢迎下载三、类题演练52015 黄冈模拟 (多选)如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外圆光滑内圆粗糙。一质量为 m0.2 kg 的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动， 球的直径略小于两圆间距， 球运动的轨道半径 R0.5 m，g 取 10 m/s2，不计空气阻力，设小球过最低点时重力势能为零，下列说法正确的是() A若小球运动到最高点时速度为0，则小球机械能一定不守恒B若小球第一次运动到最高点时速度大小为0，则 v0一定小于 5 m/s C若要小球不挤压内轨，则v0一定不小于 5 m/s D若小球开始运动时初动能为1.6 J，则足够长时间后小球的机械能为1 J 6201

12、5 唐山一模 (多选)如图所示内壁光滑的环形槽半径为R，固定在竖直平面内，质量均为 m的小球 A、B，以等大的速率 v0从圆心等高处向上、向下滑入环形槽。若在运动过程中两球均未脱离环形槽，设当地重力加速度为 g，则下列叙述中正确的是() A两球再次相遇时，速率仍然相等Bv0的最小值为2gRC小球 A 通过最高点时的机械能小于小球B 通过最低点时的机械能D小球 A 通过最高点和小球B 通过最低点时对环形槽的压力差值为6mg平抛运动和圆周运动的组合问题典例2015佳木斯一模 (13 分)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在 A 点，自然状态时其右端位于B 点。D 点位于水平桌面最右端，水平桌

13、面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径 R0.8 m 的圆环剪去了左上角 135 的圆弧， MN 为其竖直直径， P 点到桌面的竖直距离为R，P 点到桌面右侧边缘的水平距离为2R。用质量 m10.4 kg 的物块 a 将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点。用同种材料、质量为m20.2 kg的物块 b 将弹簧缓慢压缩到 C 点释放，物块 b 过 B 点后其位移与时间的关系为x6t2t2，物块从 D 点飞离桌面恰好由P 点沿切线落入圆弧轨道。g10 m/s2，求：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，

14、共 10 页学习必备欢迎下载(1)B、D 间的水平距离；(2)通过计算，判断物块b 能否沿圆弧轨道到达M 点；(3)物块 b 释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功。(1)分析物块 b 的运动过程。提示CB 变加速直线； BD 匀减速直线； DP 平抛运动；PM 圆周运动。(2)各运动过程的联系点是什么？提示上一阶段的末速度是下一阶段的初速度。(3)针对各个运动过程，选用什么规律方法？提示PM 竖直面内圆周运动一般用动能定理；DP 平抛，分解 P 处速度；CB 能量守恒； BD 匀变速直线运动的规律。解析(1)设物块 b 由 D 点以初速度 v0做平抛运动， 落到 P 点时其竖直方向分速度

15、为vy2gR(1 分) vyvDtan45 (1 分) 所以 vD4 m/s(1 分) 由题意知，物块在桌面上过B 点后初速度 v06 m/s，加速度 a4 m/s2(1分) 所以 B、D 间水平距离为 xBDv2Dv202a2.5 m(1分) (2)若物块 b 恰能通过最高点 M，有 m2gm2v2MR vM2 2 m/s(1 分) 由 MP 列动能定理： m2g(RRcos45 )12m2v2P12m2v2M vP248 2(1 分) 从 DP 平抛的末速度 v2vD4 2 m/s vgcotl，b 绳将出现弹力D若 b 绳突然被剪断，则a 绳的弹力一定发生变化52015 龙岩质检 如图为一娱乐节目中的某个通关环节示意图，参赛选手从高台上以一定的速度水平跳出，落到水中的平台上才能进入下一通关环节。图中高台离水面高 h3.2 m。平台距离高台 l14.8 m，平台宽度为 l21.6 m(不计空气阻力， g10 m/s2)。则：(1)选手要落到平台上， 水平跳出的速度至少为多少？(2)某质量为 50 kg 的选手因跳出的速度太大，刚好从平台的右侧边缘落入水中，求选手刚落水时的动能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页