人教版物理必修第二冊(cè)同步講練第5章 拋體運(yùn)動(dòng) 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)與學(xué)科素養(yǎng)提升 (含解析)

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)與學(xué)科素養(yǎng)提升一、曲線運(yùn)動(dòng)及其研究方法1.曲線運(yùn)動(dòng)的理解(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：物體的速度方向和加速度方向不在一條直線上。(2)動(dòng)力學(xué)角度：物體速度方向和所受合外力的方向不在一條直線上，有三種情形，如圖：2.研究方法——分解運(yùn)動(dòng)，化曲為直思維流程圖：說明：(1)運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則，其內(nèi)容是將力、速度、位移和加速度進(jìn)行合成和分解。(2)將實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解時(shí)，分解原則是按運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解或正交分解。[例1](多選)某河寬為600m，河中某點(diǎn)的水流速度v與該點(diǎn)到較近河岸的距離d的關(guān)系如圖所示。船在靜水中的速度為4m/s，要想使船渡河的時(shí)間最短，下列說法正確的是隱含：船頭的方向垂直河岸()A.船在航行過程中，船頭應(yīng)與河岸垂直B.船在河水中航行的軌跡是一條直線C.渡河的最短時(shí)間為240sD.船離開河岸400m時(shí)的速度大小為2eq\r(5)m/s此速度為合速度解析若船渡河的時(shí)間最短，船在航行過程中，必須保證船頭始終與河岸垂直，A正確；因水流的速度大小發(fā)生變化，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知，船在河水中航行的軌跡是一條曲線，B錯(cuò)誤；渡河的最短時(shí)間為tmin＝eq\f(d,v船)＝eq\f(600,4)s＝150s，C錯(cuò)誤；船離開河岸400m時(shí)的水流速度大小與船離開河岸200m時(shí)的水流速度大小相等，即v水＝eq\f(3,300)×200m/s＝2m/s，則船離開河岸400m時(shí)的速度大小為v′＝eq\r(veq\o\al(2,船)＋veq\o\al(2,水))＝eq\r(42＋22)m/s＝2eq\r(5)m/s，D正確。答案AD[針對(duì)訓(xùn)練1](多選)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度—時(shí)間圖像和在y方向的位移—時(shí)間圖像分別如圖所示，下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為5m/sB.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3N，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6m/sD.2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12m解析由質(zhì)點(diǎn)在x方向的速度—時(shí)間圖像可知，質(zhì)點(diǎn)在x方向的加速度a＝1.5m/s2，所以受力Fx＝ma＝3N，由y方向的位移—時(shí)間圖像可知質(zhì)點(diǎn)在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy＝4m/s，受力Fy＝0N，因此質(zhì)點(diǎn)的初速度v＝eq\r(veq\o\al(2,x0)＋veq\o\al(2,y))＝5m/s，A正確；受到的合外力為F＝eq\r(Feq\o\al(2,x)＋Feq\o\al(2,y))＝3N，顯然質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不在同一條直線上，所以質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，B正確；2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小應(yīng)該為v＝eq\r(62＋42)m/s＝2eq\r(13)m/s，C錯(cuò)誤；2s內(nèi)，x＝vx0t＋eq\f(1,2)at2＝9m，y＝8m，合位移l＝eq\r(x2＋y2)＝eq\r(145)m≈12m，D正確。答案ABD二、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用解決平拋運(yùn)動(dòng)問題的三個(gè)突破口(1)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，各物理量都與時(shí)間有聯(lián)系，所以只要求出拋出時(shí)間，其他的物理量都可輕松解出。(2)平拋運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角。如圖所示?？傻胻anθ＝eq\f(gt,v0)＝eq\f(2h,x)，tanα＝eq\f(h,x)，所以有tanθ＝2tanα。從以上各式可以看出偏轉(zhuǎn)角和其他各物理量都有關(guān)聯(lián)，通過偏轉(zhuǎn)角可以確定其他的物理量。(3)平拋運(yùn)動(dòng)的一段軌跡。設(shè)圖為某小球做平拋運(yùn)動(dòng)的一段軌跡，在軌跡上任取A、E、B，使FE＝DB。則有tAE＝tEB＝T豎直方向上由勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論得：FC－AF＝gT2水平方向上由勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：FE＝DB＝v0T可由以上關(guān)系求解有關(guān)問題。[例2]一斜面傾角為θ，A、B兩個(gè)小球均以水平初速度v0水平拋出，如圖所示。A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不計(jì)空氣阻力，則A、B兩個(gè)位移垂直斜面小球下落時(shí)間tA與tB之間的關(guān)系為()A.tA＝tB B.tA＝2tBC.tB＝2tA D.無法確定解析B球落在斜面上的位移最短，說明B球的位移方向與斜面垂直，由此可知tanθ＝eq\f(v0tB,\f(1,2)gteq\o\al(2,B))＝eq\f(2v0,gtB)，A球速度與斜面垂直，有tanθ＝eq\f(v0,gtA)，由此可知選項(xiàng)C正確。答案C[針對(duì)訓(xùn)練2]某同學(xué)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，在方格紙上畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡后，又在軌跡上取出a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，如圖所示(軌跡已擦去)，已知方格紙上的每一個(gè)小方格邊長均為L＝2.5cm，g取10m/s2，請(qǐng)你根據(jù)小方格紙上的信息，通過分析計(jì)算完成下面幾個(gè)問題：(1)小球從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時(shí)間__________(選填“相等”或“不相等”)。(2)平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)小球從a→b、b→c、c→d的豎直方向位移差，求出小球從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時(shí)間是__________s。(3)根據(jù)水平位移，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝__________m/s。(4)從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間是__________s。解析(1)因?yàn)樾∏蛟谒椒较蜃鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，a→b、b→c、c→d水平位移又相同，所以所經(jīng)歷的時(shí)間相等。(2)小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，由L＝gT2得T＝eq\r(\f(L,g))＝0.05s。(3