專題整合突破 專題一力與運動 第3講拋體運動圓周運動 微網(wǎng)構建 高考真題 A 2 2018 北京 20 根據(jù)高中所學知識可知 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將落在正下方位置偏東約6cm處 這一現(xiàn)象可解釋為 除重力外 由于地球自轉 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D 落地點在拋出點西側 D 解析 A錯 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 在最高點速度不為零 B錯 小球到最高點時豎直方向的分速度為零 由題意知小球這時不受水平方向的力 故小球到最高點時水平分加速度為零 C錯 D對 下降階段 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 故小球的落地點應在拋出點的西側 3 2018 江蘇 3 某彈射管每次彈出的小球速度相等 在沿光滑豎直軌道自由下落過程中 該彈射管保持水平 先后彈出兩只小球 忽略空氣阻力 兩只小球落到水平地面的 A 時刻相同 地點相同B 時刻相同 地點不同C 時刻不同 地點相同D 時刻不同 地點不同 B 4 多選 2018 江蘇 6 火車以60m s的速率轉過一段彎道 某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10s內(nèi)勻速轉過了約10 在此10s時間內(nèi) 火車 A 運動路程為600mB 加速度為零C 角速度約為1rad sD 轉彎半徑約為3 4km AD B 熱點聚焦 1 曲線運動的合力與軌跡 速度的關系 1 合力方向與軌跡的關系 物體做曲線運動的軌跡一定夾在合力方向與速度方向之間 速度方向與軌跡相切 合力方向指向曲線的 凹 側 2 速率變化情況判斷 合力方向與速度方向的夾角為銳角時 物體的速率將增大 合力方向與速度方向的夾角為鈍角時 物體的速率將減小 合力方向與速度方向始終垂直時 物體的速率保持不變 熱點一運動的合成與分解 2 繩 桿相牽連物體的速度關系的分析方法兩物體用繩 桿相牽連時 將物體 繩頭或桿頭 的速度沿繩 桿和垂直于繩 桿方向分解 兩物體沿繩 桿方向的分速度大小相等 3 小船渡河模型小船過河時實際上參與了兩個方向的分運動 即隨水流的運動 即水沖船的運動 和船相對水的運動 即在靜水中船的運動 運動方向為船頭的方向 船的實際運動是合運動 多選 2018 天津實驗中學模擬 如圖所示 將質量為2m的重物懸掛在輕繩的一端 輕繩的另一端系一質量為m的小環(huán) 小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上 光滑定滑輪與直桿的距離為d 現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放 當小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時 圖中B處 下列說法正確的是 重力加速度為g 典例1 ABD BD 1 平拋運動的規(guī)律 1 沿水平方向做勻速直線運動 vx v0 x v0t 2 沿豎直方向做自由落體運動 vy gt y gt2 2 類平拋運動與平拋運動處理方法相似分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直初速度方向的初速度為零的勻加速直線運動 熱點二 類 平拋運動的規(guī)律 3 平拋 類平拋 運動的兩個推論 1 如圖甲所示 物體任意時刻速度方向的反向延長線一定通過此時水平位移的中點 2 如圖乙所示 在任意時刻任意位置處 速度方向與水平方向的夾角為 位移方向與水平方向的夾角為 則有tan 2tan 提示 位移方向與速度方向一定不同 4 巧用 二級結論 解答平拋運動與斜面的綜合問題 1 對于在斜面上平拋又落到斜面上的問題 其豎直位移與水平位移之比等于斜面傾角的正切值 2 若平拋的物體垂直打在斜面上 則物體打在斜面上瞬間 其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角的正切值 2018 東北三省四市高三第二次聯(lián)合模擬 飛鏢運動于十五世紀興起于英格蘭 二十世紀初 成為人們?nèi)粘Ｐ蓍e的必備活動 一般打飛鏢的靶上共標有10環(huán) 第10環(huán)的半徑最小 現(xiàn)有一靶的第10環(huán)的半徑為1cm 第9環(huán)的半徑為2cm 以此類推 若靶的半徑為10cm 在進行飛鏢訓練時 當人離靶的距離為5m 將飛鏢對準第10環(huán)中心以水平速度v投出 g取10m s2 則下列說法正確的是 A 當v 50m s時 飛鏢將射中第8環(huán)線以內(nèi)B 當v 50m s時 飛鏢將射中第6環(huán)線C 若要擊中第10環(huán)的線內(nèi) 飛鏢的速度v至少為50m sD 若要擊中靶子 飛鏢的速度v至少為50m s 典例2 B 方法總結平拋 類平拋 運動的求解方法 1 基本求法 把平拋 類平拋 運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向的初速度為零的勻加速直線運動 通過研究分運動達到研究合運動的目的 2 特殊求法 對于有些問題過拋出點建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?將加速度 初速度沿坐標軸分解 分別在x y軸方向上列方程求解 涉及斜面的平拋運動的求解方法是建立平拋運動的兩個分速度和分位移以及斜面傾角之間的關系 是解決問題的突破口 BC 1 處理勻速圓周運動的動力學問題時 關鍵在于分析向心力的來源 從向心力的定義出發(fā) 找向心力時應把握好兩點 對物體進行受力分析 找出物體所受到的一切外力 借助力合成或分解方法 找出這些力在沿半徑方向的分力 最后根據(jù)牛頓第二定律列關系式解題 熱點三圓周運動 2 豎直面內(nèi)圓周運動常考的兩種臨界模型 2018 湖南省郴州市高三下學期一模 如圖所示 ABC為豎直平面內(nèi)的金屬半圓環(huán) AC連線水平 AB為固定在A B兩點間的直的金屬棒 在直棒上和圓環(huán)的BC部分分別套著兩個相同的小環(huán)M N 現(xiàn)讓半圓環(huán)繞對稱軸以角速度 做勻速轉動 半圓環(huán)的半徑為R 小圓環(huán)的質量均為m 棒和半圓環(huán)均光滑 已知重力加速度為g 小環(huán)可視為質點 則M N兩環(huán)做圓周運動的線速度之比為 典例3 A ABD A 太空城內(nèi)物體所受的 重力 一定通過垂直中心軸截面的圓心B 人隨太空城自轉所需的向心力由人造陸地對人的支持力提供C 太空城內(nèi)的居民不能運用天平準確測出質量D 太空城繞自己的中心軸轉動的角速度越大 太空城的居民受到的 重力 越大 解析 太空城內(nèi)物體做勻速圓周運動 向心力指向圓心 故其所受的 重力 一定通過垂直中心軸截面的圓心且向外 故A正確 太空城內(nèi)物體做勻速圓周運動 人隨太空城自轉所需的向心力由人造陸地對人的支持力提供 故B正確 天平的測量原理是等臂杠桿 故太空城內(nèi)的居民可以運用天平準確測出質量 故C錯誤 等效重力等于向心力 故 G mr 2 故太空城繞自己的中心軸轉動的角速度越大 太空城的居民受到的 重力 越大 故D正確 類題演練4 2018 四川省綿陽南山中學3月月考 如圖甲所示的陀螺可在圓軌道外側旋轉而不脫落 好像軌道對它施加了魔法一樣 被稱為 魔力陀螺 它可等效為圖乙所示模型 豎直固定的磁性圓軌道半徑為R 質量為m的質點沿軌道外側做完整的圓周運動 A B兩點分別為軌道的最高點與最低點 質點受軌道的磁性引力始終指向圓心O且大小恒為F 不計摩擦和空氣阻力 重力加速度為g 1 模型特點 涉及圓周運動 平拋運動等多個運動過程 此類問題的特點 有時物體先做豎直面內(nèi)的變速圓周運動 后做平拋運動 有時物體先做平拋運動 后做豎直面內(nèi)的變速圓周運動 往往要結合能量關系求解 多以計算題的形式考查 熱點四 平拋運動 圓周運動 模型 2 突破方略解決此類問題應做好以下兩個分析 1 臨界點分析 對于物體在臨界點相關的多個物理量 需要區(qū)分哪些物理量能夠突變 哪些物理量不能突變 而不能突變的物理量 一般指線速度 往往是解決問題的突破口 2 運動過程分析 對于物體參與的多個運動過程 要仔細分析每個運動過程做何種運動 若為圓周運動 應明確是水平面的勻速圓周運動 還是豎直平面的變速圓周運動 機械能是否守恒 若為拋體運動 應明確是平拋運動 還是類平拋運動 垂直于初速度方向的力是哪個力 典例4 1 假設選手落到轉盤上瞬間相對轉盤速度立即變?yōu)榱?為保證他落在任何位置都不會被甩下轉盤 轉盤的角速度 應限制在什么范圍 2 若已知H 5m L 8m a 2m s2 g 10m s2 且選手從某處C點釋放能恰好落到轉盤的圓心上 則他是從平臺出發(fā)后多長時間釋放懸掛器的 3 若電動懸掛器開動后 針對不同選手的動力與該選手重力關系皆為F 0 6mg 懸掛器在軌道上運動時存在恒定的摩擦阻力 選手在運動到上面 2 中所述位置C點時 因恐懼沒有釋放懸掛器 但立即關閉了它的電動機 則按照 2 中數(shù)據(jù)計算懸掛器載著選手還能繼續(xù)向右滑行多遠的距離 類題演練5 2018 山東省臨沂市二模 如圖所示 豎直放置在水平面上的圓筒 從圓筒上邊緣等高處同一位置分別緊貼內(nèi)壁和外壁以相同速率向相反方向水平發(fā)射兩個相同小球 直至小球落地 不計空氣阻力和所有摩擦 以下說法正確的是 A 筒外的小球先落地B 兩小球的落地速度可能相同C 兩小球通過的路程不一定相等D 筒內(nèi)小球隨著速率的增大 對筒壁的壓力逐漸增加 B