专题05+曲线运动-冲刺2019高考物理二轮复习核心考点特色突破

专题05+曲线运动-冲刺2019高考物理二轮复习核心考点特色突破

‎ ‎ 曲线运动规律回顾：‎ ‎2. 曲线运动的条件：‎ 平抛运动的规律 速度 加速度 位移 合成分解图 水平分运动（匀速直线运动）‎ 竖直分运动（自由落体运动）‎ 合运动（平抛运动）‎ 竖直向下 两个重要推论 做平抛(或类平抛)运动的物体在任意 一时刻任一位置处,tanβ=2tanɑ.‎ 任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.‎ 圆周运动的规律：‎ 一、小船渡河问题 ‎1．三种速度 船在静水中的速度v1、水流速度v2和船的实际运动速度v，其中v是v1与v2的合速度。‎ ‎2．三种情景 情况 图示 说明 渡河时间最短 当船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间tmin＝ 渡河位移最短 当v水＜v船时，如果满足v水－v船cos θ＝0，渡河位移最短，xmin＝d 当v水＞v船时，如果船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直，渡河位移最短，最短渡河位移为xmin＝ ‎(1)解决这类问题的关键是：正确区分分运动和合运动，船的航行方向也就是船头所指方向的运动，是分运动，船的运动也就是船的实际运动，是合运动，一般情况下与船头指向不共线．‎ ‎(2)运动分解的基本方法，按实际效果分解，一般用平行四边形定则沿水流方向和船头指向分解．‎ ‎(3)渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关，与水流速度无关．‎ ‎(4)求最短渡河位移时，根据船速v船与水流速度v水的大小情况用三角形定则求极限的方法处理．‎ ‎3. 解题流程 二、关联速度问题 ‎1．问题特点：沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。‎ ‎2．思路与原则 ‎(1)思路 ‎①明确合速度→物体的实际运动速度v。‎ ‎(2)原则：v1与v2的合成遵循平行四边形定则。‎ ‎3．解题方法 把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见的模型如图所示。‎ 三、圆周运动各物理量间的关系 专题练习提升 一、选择题：‎ ‎1 . 如图所示，跨过同一高度处的光滑定滑轮的细线连接着质量相同的物体A和B，A套在光滑水平杆上，B被托在紧挨滑轮处，细线与水平杆的夹角，定滑轮离水平杆的高度,。当B由静止释放后,A所能获得的最大速度为 : ‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】B ‎【解析】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，有，A、B组成的系统机械能守恒，当时，A的速率最大，此时B的速率为零。根据系统机械能守恒有：，解得，B正确．‎ ‎2 . 人用绳子通过动滑轮拉A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，求A物体实际运动的速度是（    ） ‎ A． ‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】D ‎3 . 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，如图所示．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、b、c．下列判断正确的是（  ） ‎ A．图中三小球比较，落在a点的小球飞行时间最短 B．图中三小球比较，落在c点的小球飞行时间最短 C．图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最大 D．图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最快 ‎【答案】B ‎【解析】 A、小球在平抛运动过程中，可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，由于竖直方向 ‎4 . 如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体和，它们通过一根绕过定滑轮的不可伸长的轻绳相连接，物体以匀速向右运动，在绳子与轨道成角时，物体的速度大小为（    ） ‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】B ‎【解析】将B点的速度分解如右图所示, ‎ ‎ 则有: ，解得：   ，故B正确；ACD错误 故选B ‎5 . 如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是(       ) ‎ A．沿路径1抛出的物体落地的速率最大 B．沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长 C．三个物体抛出时初速度的竖直分量相等 D．三个物体抛出时初速度的水平分量相等 ‎【答案】AC ‎【解析】 ‎ ‎6 . 如图所示,从倾角为的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上.当抛出的速度为v1时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为;当抛出速度为v2时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为,则  (     )     ‎ A．当v1>v2时,‎ B．当v1>v2时,‎ C．无论v1、v2关系如何,均有 D．的关系与斜面倾角有关 ‎【答案】CD ‎【解析】设当将小球以初速度平抛时，落在斜面上时，有 ‎ ‎7 . 如图所示，一个内壁光滑的圆管轨道ABC竖直放置，轨道半径为R。O、A、D位于同一水平线上，A、D间的距离为R．质量为m的小球（球的直径略小于圆管直径），从管口A正上方由静止释放，要使小球能通过C点落到AD区，则球经过C点时（    ） A. 速度大小满足 B. 速度大小满足 C. 对管的作用力大小满足 D. 对管的作用力大小满足 ‎【答案】AD ‎【解析】小球离开C点做平抛运动，落到A点时水平位移为R，竖直下落高度为R，根据运动学公式可得：竖直方向有：R=gt2；水平方向有：R=vC1t；解得：vC1=；小球落到D点时水平位移为2R，则有 2R=vC2t，解得 vC2=，故速度大小满足≤vc≤，故A正确，B错误。由于球的直径略小于圆管直径，所以过C点时，管壁对小球的作用力可能向下，也可能向上，当vC1=，向心力F=＜mg，所以管壁对小球的作用力向上，根据牛顿第二定律得：mg-Fc1=，解得N=mg；当vC′=，向心力F′=＞mg，所以管壁对小球的作用力向下，根据牛顿第二定律得：mg+Fc2=，解得N′=mg；假设在C点管壁对小球的作用力为0时的速度大小为vC3，则由向心力公式可得mg=，解得vC3=，vC3在≤vc≤范围内，所以满足条件。所以球经过C点时对管的作用力大小满足0≤Fc≤mg，故C错误，D正确。故选AD。 ‎ ‎8 . 如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动。已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的2倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（     ） ‎ A．物块A受到的合外力一直在增大 B．物块A受到的摩擦力一直在增大 C．物块B受到的静摩擦力先增大后减小 D．物块B受到的静摩擦力先增大后减小再增大 ‎【答案】AD ‎9 . 如图所示,光滑水平面上有一个四分之三圆弧管,内壁也光滑,半径R=0.2m,质量M=0.8kg，管内有一个质量m=0.2kg的小球,小球直径略小于弯管的内径,将小球用外力锁定在图示位置,即球和环的圆心连线与竖直方向成37°角,对图弧管施加水平恒定外力F作用,同时解除锁定,系统向右加速,发现小球在管中位置不变,当系统运动一段距离后管撞击到障碍物上突然停下,以后小球继续运动通过最高点后又落入管中,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是(   ) ‎ A．拉力F的大小为6N B．小球在轨道最高点时速度为1m/s C．系统运动一段距离后管撞击到障碍物时速度为2m/s D．拉力F做的功为4.1J ‎【答案】BD ‎【解析】 ‎ ‎10 . 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径R＝1 m，小球可看做质点且其质量为m＝1 kg，g取10 m/s2。则(　　) ‎ A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9 m B．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9 m C．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1 N D．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是2 N ‎【答案】AC 二、实验题 ‎11 . 一小球在某未知星球上作平抛运动，现对小球在有坐标纸的背景屏前采用频闪数码照相机连续拍摄，然后对照片进行合成，如图所示。A、B、C为连续三次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是，照片大小如图所示，已知该照片的实际背景屏方格的边长均为4cm，不计空气阻力，则由以上及图信息可推知： 小球平抛的初速度大小是______； 该星球表面的重力加速度为______； 小球在B点时的速度大小是______。 若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：______cm，______cm。‎ ‎【答案】1.6;8 ;;-16;-4;‎ ‎【解析】(1)水平方向小球做匀速直线运动，所以初速度为； (2)小于在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由公式，由图可知，，解得：； (3)小球在B点时的竖直方向的速度为， 由平行四边形定则可知，小球在B点的合速度为； ‎ ‎12 . （1）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：‎ A．让小球多次从同一位置上自由滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；‎ B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是____________________________________。‎ C．测出曲线上某点的坐标x 、y，用v0 =_____________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。‎ D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。‎ ‎ 上述实验步骤的合理顺序是______________（只排列序号即可）。 （2）如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为 vo=______（用L、g表示），其值是_____（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是______。‎ ‎【答案】将小球放在斜槽末端看是否能静止，若能则水平； ；BADC； ； ； ；‎ ‎【解析】 （1）A.为了使小球的平抛运动初速度相等，让小球多次从斜槽的同一位置滚下． B.检测斜槽末端水平的方法是将小球放在水平槽中，若能静止则可认为水平． 按照安装器材、进行实验、数据处理的步骤顺序，上述实验步骤合理的顺序为BADC． ‎ 三、计算题 ‎13 . 如图所示的光滑斜面长为l2，宽为l1，倾角为θ，一物块沿斜面左上方顶点P水平射入，恰好底端Q点离开斜面，试求： （1）物块由P运动到Q所用的时间t； （2）物块由P点水平入射的初速度v0；‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】（1）根据牛顿第二定律得，物体的加速度为： 根据，解得： （2）根据，有： ‎ ‎14 . 长传突破是足球运动中运用远距离空中过顶传球突破对方防线的战术方法。防守队员甲在本方球门前某位置M抢截得球,将球停在地面上,利用对方压上进攻后不及回防的时机。瞬间给予球一个速度v,使球斜飞入空中,最后落在对方禁区附近地面上P点处。在队员甲踢球的同时,突前的同伴队员乙由球场中的N点向P点做直线运动,队员乙在N点的初速度v1=2m/s，队员乙在NP间先匀加速运动,加速度a=4m/s2,速度达到v2=8m/s后匀速运动。经过一段时间后,队员乙恰好在球落在P点时与球相遇,已知MP的长度s=60m,NP的长度L=11.5m,将球员和球视为质点,忽略球在空中运动时的空气阻力,重力加速度取g=10m/s2。 ‎ ‎ (1)求足球在空中的运动时间； (2)求队员甲在M点给予足球的速度v的大小。‎ ‎【答案】(1)2s；(2) ‎ ‎15 . 如图所示，半径为R＝0.4m，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为8mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg．重力加速度g=10m/s2，求： （1）A、B两球从C点飞出到落地的时间。 （2）A、B两球落地点间的距离。 ‎ ‎【答案】(1)   (2)  ‎ ‎【点睛】本题关键是对小球在最高点处时受力分析，知道在圆轨道的最高点，由合力提供向心力，由向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度．‎