高考物理(全国通用)二轮复习力与物体的曲线运动.pdf
《高考物理(全国通用)二轮复习力与物体的曲线运动.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理(全国通用)二轮复习力与物体的曲线运动.pdf(12页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、知识专题专题3力与物体的曲线运动网络构建考题一运动的合成与分解阅 方法指导1 .物体做曲线运动的条件当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线时,物体做曲线运动.合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性.2 .分析运动合成与分解的一般思路明确合运动及其运动性质根据效果分解或正交分解?确定分运动的方向及运动性质?由平行四边形定则确定数量关索?写出表达式进行数学分析网 典例剖析例 1 质量为2 k g 的质点在x-y 平面上运动,x 方向的速度一时间图象和y 方向的位移一时间图象分别如图 1 甲、乙所示,则质点()图 1A.初速度为4 m/sB.所受合外力为4 NC.做匀变速直线运动D.初速度的方
2、向与合外力的方向垂直 _ _ _ _ _ _ _解析 x 轴方向初速度为g=4 m/s,y 轴方向初速度vy=3 m/s,质 点 的 初 速 度=yv32+v22=5 m/s.故 A错误.x轴方向的加速度。=2 m/s?,质点的合力N.故 B 正确.x轴方向的合力恒定不变,y 轴做匀速直线运动,合力为零,则质点受到的合力恒定不变.合力沿x 轴方向,而初速度方向既不在x 轴方向,也不在),轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,做匀变速曲线运动.故C、D 错误.答 案 B【变式训练】1.(2016全国乙卷J8)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A
3、.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变答 案 BC解析 质点一开始做匀速直线运动,处于平衡状态,施加恒力后,则该质点所受的合外力为该恒力.若该恒力方向与质点原运动方向不共线,则质点做曲线运动,质点速度方向与恒力方向不同,故 A 错;若尸的方向某一时刻与质点运动方向垂直,之后质点做曲线运动,力与速度方向不再垂直,例如平抛运动,故B 正确;由牛顿第二定律可知,质点加速度的方向总是与其所受合外力方向相同,C 正确;根据加速度的定义,相等时间内速度变化量相同,而速率变化量不一定
4、相同,故 D 错.2.如图2 所示,甲乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N 分别是甲乙两船的出发点,两船头与河岸均 成 a 角,甲船船头恰好对准N 点的正对岸P 点,经过一段时间乙船恰好到达尸点,如果划船速度大小相等,且两船相遇,不影响各自的航行,下列判断正确的是()7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7.7 7 7 7 7 7 7.7 7 7 7 7 7 7 7.7 7 7 7 7 7 7.7 7 7 7 7 7 77 7 77 7 7 M N图 2A.甲船也能到达正对岸B.甲船渡河时间一定短C.两船相遇在N P直线上的某点(非 P 点)D.渡河过程中两船不会相遇答 案 C解析 甲船
5、航行方向与河岸成a 角,水流速度水平向右,故合速度一定不会垂直河岸,即甲船不能垂直到达对岸,A 错误;在垂直河岸方向上v v=ysin a,v匕=osin a,故渡河时间t中=一;壮/c=vf n a,所以渡河时间相等,因为在垂直河岸方向上分速度相等,又是同时出发的,故两船相遇在NP直线上的某点(非 P 点),B、D 错误,C 正确.考题二平抛(类平抛)运动的规律圆 方法指导1.求解平抛运动的基本思路和方法运动的分解将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动“化曲为直,是处理平抛运动的基本思路和方法.2.求解平抛(类平抛)运动的注意点(1)突出落点问题时,一般建立坐标系,由
6、两个方向遵循的规律列出位移方程,由此确定其落点.(2)突出末速度的大小和方向问题时,一般要建立水平分速度和竖直分速度之间的关系,由此确定其末速度.(3)如图3所示,分解某一过程的位移和某一位置瞬时速度,则可以获得两个直角三角形,一般该类运动问题都可以在这两个直角三角形中解决.图3阅 典例剖析例2如图4所示,将甲、乙两球从虚线右侧某位置分别以速度。卜 s沿水平方向抛出,其部分轨迹如 图1、2所示,两球落在斜面上同一点,且速度方向相同,不计空气阻力,下列说法正确的是()图4A.甲、乙两球抛出点在同一竖直线上B.甲、乙两球抛出点在斜面上C.甲球抛出点更靠近P Q线D.一定有 vvi解 析 二者落在斜
7、面上时速度的方向相同,所以速度的方向与水平方向之间的夹角。是相等的,tan 6=根据:Vy=gtx=vot位移偏转角为a,联立可得:tan a=y 1 八7=,a n 9可知二者的位移偏转角也相等,所以两个小球的抛出点与落点的连线在同一直线上,故结合题目的图象可知1的抛出点高于2的抛出点,故A错误;结合A的分析可知,两个小球的抛出点与落点的连线在同一直线上,两个小球的抛出点可能在斜面上,也可能不在斜面上,故B错误;两个小球的抛出点与落点的连线在同一直线上,而题目的图中1在上,所以甲的抛出点离尸。要远一些,故C错误;由于甲的抛出点高一些,因此甲运动的时间长些,故 竖 直 方 向 的 速 度 大
8、些,而根据落点的速度方向相同,因此速度s要大一些,故D正确.答 案DI变式训练】3.如图5所示,在水平地面上A、B两点同时迎面抛出两个物体,初速度分别为0、。2,与水平方向所成角=30。、6(2 =60。,两物体恰好落到对方抛出点.两物体在空中运动的时间分别为小t2,不计空气阻力.则A.V=V 2B.t l=/2c.两物体在空中可能相遇D.两物体位于同一竖直线时,一定在48中点的右侧答 案 A D解析 在水平方向上做匀速直线运动,故有0 1 c o s 3(y 7 i=O 2 C O S 6 0%,在竖直方向上做竖直上抛运动,所以确,B错误;在竖直方向上的速度一个大,一个小,又是同时抛出,所以
9、两者不可能同时到达同一高度,即两者不可能相遇,C错误;两者位于同一竖直线时,由于运动时间相同,而A球的水平初速度较大,所以A球走过的水平位移大于B球的,所以一定在AB中点的右侧,D正确.4.横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图6所示.它们的竖直边长都是底边长的一半,现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上,其落点分别是a、氏 c.若不计空气阻力,则下列判断正确的是()A.三小球比较,落在。点的小球飞行过程速度变化最大B.三小球比较,落在c 点的小球飞行过程速度变化最快C.三小球比较,落在a点的小球飞行时间最短D.无论小球抛出时初速度多大,落
10、在斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直答 案 D解析 根 据/1=缶尸得r=知平抛运动的时间由高度决定,落在点的小球下落的高度最大,则飞行时间最长,由速度变化量o=g f,可知落在a点的小球飞行过程速度变化最大,故 A、C错误.三个小球均做平抛运动,加速度都是g,则速度变化快慢一样,故 B错误.小球打到两斜面交点时,速度方向与水平方向夹角为4 5。,与斜面夹角小于9 0。,打到右侧斜面的其他位置处,夹角更小,故 D正确.考题三 圆周运动问题的分析阅 知识精讲1 .圆周运动的描述VCDR=YRan=(o2R 2 .水平面内圆周运动的临界问题(1)水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等
11、力提供,常涉及绳的张紧与松弛、接触面分(2)常见临界纂件:绳的临界:张力FT=0;接触面滑动的临界:F=F c;接触面分离的临界:FN=0.3 .竖直平面内圆周运动的绳、杆模型绳模型杆模型球与绳连接、水流星、翻滚过山车等球与杆连接、球过竖直的圆形管回 典例剖析道、套在圆环上的物体等图示在最高点受力重力、弹力尸弹(向下或等于零)V2m g+F 弹重力和弹力尸弹(向下、向上或等于零)V2mgF弹=灰恰好过最高点v2 _尸弹=0,啄=昨,v=y R g,即在最高点速度不能为零。=0,吆=尸弹在最高点速度可为零例 3如图7 所示,质量为m的小球置于内部光滑的正方体盒子中,盒子的边长略大于球的直径.盒子
12、在竖直平面内做半径为R、周 期 为 的 匀 速 圆 周 运 动,重力加速度大小为g,则()图 7A.盒子运动到最高点时,小球对盒子底部压力为mgB.盒子运动到最低点时,小球对盒子底部压力为2mgC.盒子运动到最低点时,小球对盒子底部压力为6mgD.盒子从最低点向最高点运动的过程中,球处于超重状态2元解 析 设盒子运动到最高点时,小球受到盒子顶部的压力,则:F+m g=m R(j:)2f解得:尸=0根据牛顿第三定律,盒子运动到最高点时,小球对盒子底部压力为。.故A 错误;盒子运动到最低点时,小球受到盒子底部支持力与重力的合力提供向心力,则:FN mg=m7?(*y)2,解得:乐=2幽?根据牛顿第
13、三定律,盒子运动到最低点时,小球对盒子底部压力为2Mg.故 B 正确,C 错误;由 A 项的分析可知,在最高点小球只受到重力的作用,所以盒子从最低点向最高点运动的过程中,球接近最高点时处于失重状态.故 D 错误.答 案 BI变式训练】5.如图8 所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体4 和 B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为私=r,RB=2 r,与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()r!2r图 8A.此时绳子张力为FT=3fimgB.此时圆盘的角速度为s=2收C.此时A 所受摩擦力
14、方向沿半径指向圆外D.此时烧断绳子,A 仍相对盘静止,B 将做离心运动答 案 ABC解析 两物块A 和 B 随着圆盘转动时,合外力提供向心力,则 F=mo2r,8 的半径比A 的半径大,所以B所需向心力大,绳子拉力相等,所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,B 的静摩擦力方向指向圆心,A的最大静摩擦力方向指向圆外,根据牛顿第二定律得:FT mg=mco2r9 FT+/wg=mco2-2r9解 得:FT=3/tmg,c o=y j,故 A、B、C 正确;此时烧断绳子,A 的最大静摩擦力不足以提供所需向心力,则A 做离心运动,故 D 错误.6.(2016浙江理综 20)如图9 所示为赛车场
15、的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m 的大圆弧和r=4 0 m 的小圆弧,直道与弯道相切.大、小圆弧圆心0、0 距离L=100 m.赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10 m/s2,兀=3.1 4),则赛车()图 9A.在绕过小圆弧弯道后加速B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2D.通过小圆弧弯道的时间为5.58 s答 案 AB解 析 在弯道上做匀速圆周运动时,根据径向静
16、摩擦力提供向心力得,k m g=n r ,当弯道半径一定时,在弯道上的最大速率是一定的,且在大弯道上的最大速率大于小弯道上的最大速率,故要想时间最短,可在绕过小圆弧弯道后加速,选项A 正确;在大圆弧弯道上的速率为0m/?=#2.2 5 义10X90 m/s=45m/s,选 项 B 正确;直道的长度为x=yL2?R r?2=5Oy/3 m,在小弯道上的最大速率为:vmr=y k r=2.25X10X40 m/s=30 m/s,在直道上的加速度大小为弦?2。用?2 452-3 022x-2X50j3m/s26.50 m/s2,选项C 错误;由几何关系可知,小圆弧轨道的长度为竽,通过小圆弧弯道的时间
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 物理 全国 通用 二轮 复习 物体 曲线运动
限制150内