北京專用2020屆高考物理一輪復習專題四曲線運動課件.pptx

1、,高考物理 (北京市選考專用),專題四曲線運動,考點一運動的合成與分解拋體運動,五年高考,A組 自主命題北京卷題組,1.(2018北京理綜,20,6分)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200 m處無初速下落的小球將落在正下方位置偏東約6 cm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

2、點東側 D.落地點在拋出點西側,答案D本題考查運動的合成與分解。以地面為參考系,由題意知,小球上升階段,水平方向受到向西的“力”作用,產生向西的加速度,水平方向做加速運動;豎直方向由于重力作用,做勻減速運動。運動到最高點時豎直方向速度為零,水平“力”為零,水平方向加速度為零,此時水平向西的速度達到最大,故選項A、B均錯。下落階段,小球受水平向東的“力”作用,水平方向將向西做減速運動,由對稱性知,落地時水平速度恰為零,此時落地點應在拋出點西側,故C錯、D對。,知識拓展科里奧利力在旋轉體系中做直線運動的質點,以旋轉體系為參考系,質點的直線運動偏離原有方向的傾向被歸結為一個“假想力”的作用,這個“力

3、”稱為科里奧利力。,2.(2013北京理綜,19,6分)在實驗操作前應該對實驗進行適當?shù)姆治觥Ｑ芯科綊佭\動的實驗裝置示意如圖。小球每次都從斜槽的同一位置無初速釋放,并從斜槽末端水平飛出。改變水平板的高度,就改變了小球在板上落點的位置,從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設想小球先后三次做平拋,將水平板依次放在如圖1、2、3的位置,且1與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中,小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3,機械能的變化量依次為E1、 E2、E3,忽略空氣阻力的影響,下面分析正確的是() A.x2-x1=x3-x2,E1=E2=E3 B.x2-x1x3-x2,E1=E2=E3

4、C.x2-x1x3-x2,E1E2E3 D.x2-x1x3-x2,E1E2E3,答案B由題意知,1、2間距等于2、3間距,由于豎直方向是勻加速運動,故t12t23,又因為水平方向為勻速運動,故x2-x1x3-x2;忽略空氣阻力,平拋運動中,機械能守恒,故E1=E2=E3=0,所以B選項正確。,考查點平拋運動,易錯警示機械能是動能與勢能的總和,在平拋運動中,忽略空氣阻力的影響,重力勢能的減少量轉化為動能的增加量,整個過程中動能與重力勢能的總和保持不變。,3.2012北京理綜,22(1)如圖所示,質量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動,經距離l后以速度v飛離桌面,最終落在水平地面上。已知l=1

5、.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)=0.25,桌面高h=0.45 m。不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。求 小物塊落地點距飛出點的水平距離s;,答案0.90 m,解析由平拋運動規(guī)律,有 豎直方向h=gt2 水平方向s=vt 得水平距離s=v=0.90 m,4.(2019課標,19,6分)(多選)如圖(a),在跳臺滑雪比賽中,運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺起跳,每次都從離開跳臺開始計時,用v表示他在豎直方向的速度,其v-t圖像如圖(b)所示,t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻。則() A.第

6、二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小 B.第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大 C.第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大 D.豎直方向速度大小為v1時,第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大,B組 統(tǒng)一命題課標卷題組,答案BD本題考查曲線運動知識和利用數(shù)形結合處理物理問題的能力,體現(xiàn)了模型構建、科學推理的核心素養(yǎng)。 v-t圖線與時間軸包圍的面積表示運動員在豎直方向上的位移,由圖像可知第二次包圍的格數(shù)較多,故A錯。設雪道的傾角為,則水平位移x=,故B正確。v-t圖線的斜率表示加速度,由 圖像明顯看出,第一次在豎直方向上的平均加速度較大,故C錯。v=v1時,斜

7、率k1k2,結合牛頓第二定律mg-f=ma可知,第二次所受阻力較大,D正確。 解題技巧v-t圖線與時間軸所圍的面積表示位移,當圖線為曲線時,可采用數(shù)格子的方法比較面積的大小。,5.(2018課標,17,6分)在一斜面頂端,將甲、乙兩個小球分別以v和的速度沿同一方向水平 拋出,兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的() A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍,答案A本題考查平拋運動規(guī)律的應用。小球做平拋運動,其運動軌跡如圖所示。設斜面的傾角為。 平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自 由落體運動,x=v0t,h=gt2,由圖 中幾何關系,可得tan =,解得:t

8、=; 從拋出到落到斜面上,由動能定理可得: mgh=mv2-m,可得:v=v0,則=,選項A正確。,一題多解本題還可以將落到斜面上時的速度v進行分解,由圖中幾何關系可得v= =v0,則=,選項A正確。,6.(2017課標,15,6分)發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網,速度較小的球沒有越過球網;其原因是() A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多 B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大 C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少 D.速度較大的球在相同時間間隔內下降的距離較大,答案C本題考查對平拋運動的理解。

9、忽略空氣的影響時,乒乓球只受重力作用,球被水平射出后做平拋運動。由于在豎直方向上做自由落體運動,則h=gt2,下落時間t=,t,故 A、D錯誤。由vy=gt=g=,可知B錯誤。在水平方向上有x=v0t,x相同時,t,故C正確。,解題關鍵平拋運動是曲線運動,軌跡為拋物線,可以分解為豎直方向上的自由落體運動(滿足h=gt2和vy=gt)和水平方向上的勻速直線運動(滿足x=v0t)。做平拋運動時物體運動時 間由下落高度決定,運動的水平距離x=v0,由初速度v0和下落高度共同決定。,7.(2017課標,17,6分)如圖,半圓形光滑軌道固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度v從軌道下端滑

10、入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關,此距離最大時對應的軌道半徑為(重力加速度大小為g)(),C組 教師專用題組,A.B. C. D.,答案B本題考查機械能守恒定律、平拋運動,考查學生的推理能力、應用數(shù)學知識處理物理問題的能力。 小物塊由最低點到最高點的過程由機械能守恒定律有 mv2=mg2R+m 小物塊從最高點水平飛出做平拋運動 有:2R=gt2 x=v1t(x為落地點到軌道下端的距離) 聯(lián)立得:x2=R-16R2 當R=-,即R=時,x具有最大值,選項B正確。,方法指導小物塊運動的過程分為兩個階段,一是由軌道最低點到軌道最高點的曲線運動,符合機械能守恒定

11、律;二是從軌道最高點到水平地面的平拋運動。根據(jù)兩個階段列方程,聯(lián)立得出關于x的表達式是解題的關鍵。,8.(2015課標,18,6分,0.528)一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網高度為h。發(fā)射機安裝于臺面左側邊緣的中點,能以不同速率向右側不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點距臺面高度為3h。不計空氣的作用,重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內,通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網右側臺面上,則v的最大取值范圍是() A.vL1 B.v,C.v D.v,答案D乒乓球做平拋運動,落到右側臺面上時經歷的時間t1滿足3h=g。當v取最大值時 其

12、水平位移最大,落點應在右側臺面的臺角處,有vmaxt1=,解得vmax=;當v 取最小值時其水平位移最小,發(fā)射方向沿正前方且恰好擦網而過,此時有3h-h=g,=vmint2, 解得vmin=。故D正確。,溫馨提示以不同速率向右側不同方向水平發(fā)射乒乓球,不計空氣阻力,則乒乓球做平拋運動。發(fā)射的位置和高度一定,說明若能落在臺面上,則運動時間一定,且最大的水平位移為。若球恰好擦網而過,則下落2h的高度,水平位移最小為。平拋運動的飛行 時間由高度決定,而飛行距離由高度和初速度共同決定,當高度一定時,則由初速度決定。,考點二圓周運動,A組 自主命題北京卷題組,1.(2013北京理綜,18,6分)某原子電

13、離后其核外只有一個電子,若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運動,那么電子運動() A.半徑越大,加速度越大B.半徑越小,周期越大 C.半徑越大,角速度越小D.半徑越小,線速度越小,答案C設原子核的電荷量為Q,原子核對電子的靜電引力提供電子運動的向心力,k= ma向=m=mr=m2r,分別解得a向=k,T=2,=,v=, 則半徑r越大,加速度a向、角速度和線速度v均越小,而周期T越大,故選項C正確。,考查點圓周運動。,知識延展在經典物理中,電子繞核運動的情況和衛(wèi)星繞地球的運動類似,隨著運動半徑的增大,運動的線速度、角速度、加速度都變小,周期變大。,2.2011北京理綜,22(2)如圖所示,

14、長度為l的輕繩上端固定在O點,下端系一質量為m的小球(小球的大小可以忽略)。 由圖示位置無初速釋放小球,求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉力。不計空氣阻力。,答案mg(3-2 cos ),方向豎直向上,解析運動中只有重力做功,小球機械能守恒 mgl(1-cos )=mv2 則通過最低點時,小球的速度大小 v= 根據(jù)牛頓第二定律T-mg=m 解得輕繩對小球的拉力 T=mg+m=mg(3-2 cos ),方向豎直向上,3.(2018課標,25,20分)如圖,在豎直平面內,一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為,si

15、n =。一質量為m的小球 沿水平軌道向右運動,經A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球對軌道的壓力恰好為零。重力加速度大小為g。求 (1)水平恒力的大小和小球到達C點時速度的大小; (2)小球到達A點時動量的大小; (3)小球從C點落至水平軌道所用的時間。,B組 統(tǒng)一命題課標卷題組,答案(1)mg(2)(3),解析本題考查圓周運動、拋體運動、動能定理、動量。 (1)設水平恒力的大小為F0,小球到達C點時所受合力的大小為F。由力的合成法則有 =tan F2=(mg)2+ 設小球

16、到達C點時的速度大小為v,由牛頓第二定律得 F=m 由式和題給數(shù)據(jù)得 F0=mg v= (2)設小球到達A點的速度大小為v1,作CDPA,交PA于D點,由幾何關系得 DA=R sin ,CD=R(1+cos ) 由動能定理有 -mgCD-F0DA=mv2-m 由式和題給數(shù)據(jù)得,小球在A點的動量大小為 p=mv1= (3)小球離開C點后在豎直方向上做初速度不為零的勻加速運動,加速度大小為g。設小球在豎直方向的初速度為v,從C點落至水平軌道上所用時間為t。由運動學公式有 vt+gt2=CD v=v sin 由式和題給數(shù)據(jù)得 t=,4.(2019江蘇單科,6,4分)(多選)如圖所示,摩天輪懸掛的座艙

17、在豎直平面內做勻速圓周運動。座艙的質量為m,運動半徑為R,角速度大小為,重力加速度為g,則座艙() A.運動周期為 B.線速度的大小為R C.受摩天輪作用力的大小始終為mg D.所受合力的大小始終為m2R,C組 教師專用題組,答案BD本題考查勻速圓周運動的基礎知識及受力分析,反映出學生對物理概念的掌握情況。 由T=,v=R可知A錯誤,B正確。由座艙做勻速圓周運動,可知座艙所受的合力提供向心力,F =m2R,方向始終指向摩天輪中心,則座艙在最低點時,其所受摩天輪的作用力為mg+m2R,故C錯誤,D正確。 知識儲備圓周運動常用公式有=,v=R,T=,F向=m2R=mR等。,考點一運動的合成與分解拋

18、體運動,三年模擬,A組 20172019年高考模擬考點基礎題組,1.(2019北京朝陽二模,19)某物理學習小組在做“研究平拋運動”的實驗時,得到小球做平拋運動的軌跡,以小球被拋出的位置為原點,初速度的方向為x軸的方向,豎直向下的方向為y軸的方向,建立平面直角坐標系,如圖所示。該小組對實驗進一步分析,分別畫出了x、y、和動能 Ek隨時間t變化關系的示意圖,其中不正確的是(),答案C平拋運動水平方向x=v0t,A正確。豎直方向y=gt2,B正確。=t,是一次函數(shù),C錯 誤。由動能定理mgh=Ek-E0,即Ek=mg2t2+E0,D正確。,2.(2018北京民大附中月考,6)(多選)如圖所示,在一

19、次救災工作中,一架靜止在空中的直升機A用懸索(重力不計)救起了傷員B。直升機水平方向做勻速直線運動,豎直方向上傷員與直升機的高度差h與時間t的關系為h=H-bt2(式中H表示開始計時時傷員與直升機的高度差,b是一常數(shù),t表示傷員上升的時間)。不計傷員和懸索受到的空氣阻力,這段時間內從地面上觀察,下面判斷正確的是() A.懸索始終保持豎直 B.傷員做直線運動 C.傷員做曲線運動 D.傷員的加速度大小、方向均不變,答案ACD傷員水平方向做勻速直線運動,豎直方向做勻加速直線運動,F合與v不共線,做類平拋運動,軌跡為曲線。由h=H-bt2可知傷員豎直方向上的運動位移x=at2=bt2,豎直方向上的 加

20、速度a=2b,恒定,方向豎直向上,傷員受懸索拉力和重力的合力豎直向上,因此懸索保持豎直。傷員無水平方向加速度。,3.(2019北京牛欄山一中期中,17)(多選)如圖所示,在水平地面上的A點以跟地面成角的速度v1射出一彈丸,彈丸恰好以速度v2垂直穿入豎直墻壁上的小孔B,下面說法正確的是() A.在B點以跟v2大小相等、方向相反的速度射出彈丸,它必定落在地面上的A點 B.在B點以跟v1大小相等、跟v2方向相反的速度射出彈丸,它必定落在地面上的A點 C.在B點以跟v1大小相等、跟v2方向相反的速度射出彈丸,它必定落在地面上A點的左側 D.在B點以跟v1大小相等、跟v2方向相反的速度射出彈丸,它必定落

21、在地面上A點的右側,答案AC彈丸恰好以速度v2垂直穿入豎直墻壁上的小孔B,反向看為平拋運動,所以在B點以跟v2大小相等、方向相反的速度射出彈丸,它必定落在地面上的A點,故A正確,B錯誤;從B到A做平拋運動,在A點速度大,所以在B點以跟v1大小相等、跟v2方向相反的速度射出彈丸,平拋運動的水平位移會增大,它必定落在地面上A點的左側,故C正確,D錯誤。,方法歸納在斜拋運動中,恰當?shù)膽媚嫦蛩季S可以達到以巧制勝的效果。,4.(2018北京海淀期中,7)(多選)物體A做平拋運動,以物體被拋出的位置為原點O,以初速度v0的方向為x軸的正方向,豎直向下的方向為y軸的正方向,建立平面直角坐標系,如圖所示,沿

22、兩坐標軸分別放置兩個光屏。兩束平行光分別沿著與坐標軸平行的方向照射,物體A在兩個光屏上分別留下物體的兩個“影子”的坐標分別為(x,0)、(0,y),則選項圖中正確的是(),答案AD由于物體水平方向做勻速直線運動,所以x=v0t,選項A正確,選項B錯誤;物體豎直方向做自由落體運動,所以y=gt2,選項C錯誤,選項D正確。,5.2019北京朝陽二模,23(2)一水平放置的細水管,距地面的高度為h,有水從管口處以不變的速度源源不斷地沿水平方向射出,水流穩(wěn)定后落地的位置到管口的水平距離為h。已知管 口處水柱的橫截面積為S,水的密度為,重力加速度為g。水流在空中不散開,不計空氣阻力。求: a.水從管口水

23、平射出速度v0的大小; b.水流穩(wěn)定后,空中水的總質量m。,答案見解析,解析a.水從管口射出后,做平拋運動。設空中運動時間為t,則在水平方向上有h=v0t 在豎直方向上有h=gt2 解得v0=(4分) b.空中水的總質量m=(Sv0t)=Sh(4分),6.(2018北京東城二模,22)如圖所示,一質量為m=0.10 kg的小物塊以初速度v0從粗糙水平桌面上某處開始運動,經時間t=0.2 s后以速度v=3.0 m/s飛離桌面,最終落在水平地面上。物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)=0.25,桌面高h=0.45 m,不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。求: (1)小物塊的初速度v0的大小; (2)小

24、物塊落地點距飛出點的水平距離x; (3)小物塊落地時的動能Ek。,答案(1)3.5 m/s(2)0.9 m(3)0.9 J,解析(1)由牛頓第二定律得小物塊在桌面上運動時的加速度大小a=g 由運動學公式有v0-v=at 解得小物塊的初速度v0=3.5 m/s。 (2)小物塊飛離桌面后做平拋運動,飛行時間t= 小物塊落地點距飛出點的水平距離x=vt 解得水平距離x=0.9 m。 (3)對小物塊從離開桌面到落地的過程應用動能定理有 mgh=Ek-mv2 解得小物塊落地時的動能Ek=0.9 J。,解題關鍵正確受力分析,合理選擇解決問題的物理方法,抓住關鍵的運動過程。,考點二圓周運動,1.(2019北

25、京通州期中,1)如圖所示,一個小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內做勻速圓周運動,關于小球的受力情況,下列說法正確的是() A.只受重力和支持力 B.受重力、支持力和壓力 C.受重力、支持力和向心力D.受重力、壓力和向心力,答案A小球只受重力和支持力兩個力的作用,兩個力的合力提供向心力,向心力不是物體實際受到的力,是做勻速圓周運動所需要的力,故A正確,B、C、D錯誤。,思路分析分析受力情況,確定小球向心力的來源。,2.(2017北京北師大實驗中學期中,5)下列說法正確的是() A.豎直平面內做勻速圓周運動的物體,其合外力可能不指向圓心 B.勻速直線運動和自由落體運動的合運動一定是曲線運動 C.物體

26、豎直向上做勻加速直線運動時,物體受到的重力將變大 D.火車超過限定速度轉彎時,車輪輪緣將擠壓鐵軌的外軌,答案D勻速圓周運動的合外力一定指向圓心,A錯誤。勻速直線運動和自由落體運動的合運動可以是勻變速直線運動,B錯誤。物體豎直向上做勻加速直線運動時,物體受到的重力不變,C錯誤?；疖嚦^限定速度轉彎時,需要的向心力增大,火車有向外運動的趨勢,車輪輪緣將擠壓鐵軌的外軌,D正確。,3.(2019北京東城期末,7)如圖所示,游樂園的游戲項目旋轉飛椅,飛椅從靜止開始緩慢轉動,經過一小段時間,坐在飛椅上的游客的運動可以看做勻速圓周運動。整個裝置可以簡化為如圖乙所示的模型。忽略轉動中的空氣阻力。設細繩與豎直方

27、向的夾角為,則() 甲 乙 A.飛椅受到重力、繩子拉力和向心力作用 B.越大,小球的向心加速度就越大 C.只要線速度足夠大,可以達到90 D.飛椅運動的周期隨著的增大而增大,答案B飛椅受到重力和繩子的拉力作用,二者的合力提供向心力,故選項A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律可知,mg tan =man,則向心加速度的大小為an=g tan ,可知越大,小球的向心加速度就越大,故選項B正確;若可以達到90,則在水平方向繩子的拉力提供向心力,豎直方向合力應為零,但是豎直方向只有重力作用,合力不可能為零,故選項C錯誤;根據(jù)牛頓第二定律可知,mg tan =m(L sin +L),整理可以得到T=,當增大則cos

28、 減小,tan 增大, 周期T減小,故選項D錯誤。,易錯警示飛椅做勻速圓周運動時,由重力和繩子的拉力的合力提供向心力,因此受力分析時不能將向心力作為單獨的力而分析出來,這是部分同學易錯的地方。,4.(2018北京朝陽期中,18)如圖所示,細線的一端固定,另一端系著質量為m的小球(可視為質點),小球在如圖所示的水平面內做勻速圓周運動。已知細線長為l,與豎直方向的夾角為,重力加速度為g。求: (1)小球對細線拉力F的大小; (2)小球角速度的大小。,答案(1)(2),解析小球的受力情況如圖所示 (1)在豎直方向,根據(jù)牛頓第二定律有 F cos -mg=0 所以F= 根據(jù)牛頓第三定律可知,小球對細線

29、拉力的大小F=F= (2)由幾何關系可知,小球在水平面內做勻速圓周運動的軌道半徑r=l sin 在水平方向,根據(jù)牛頓第二定律有 F sin =m2r 所以=,1.(2017北京海淀期中,2)在2016年的夏季奧運會上,我國跳水運動員獲得多枚獎牌,為祖國贏得榮譽。高臺跳水比賽時,運動員起跳后在空中做出各種動作,最后沿豎直方向進入水中。若此過程中運動員頭部連續(xù)的運動軌跡示意圖如圖中虛線所示,a、b、c、d為運動軌跡上的四個點。關于運動員頭部經過這四個點時的速度方向,下列說法中正確的是() A.經過a、b、c、d四個點的速度方向均可能豎直向下 B.只有經過a、c兩個點的速度方向可能豎直向下 C.只有

30、經過b、d兩個點的速度方向可能豎直向下 D.只有經過c點的速度方向可能豎直向下,一、選擇題（每題6分，共48分）,B組 20172019年高考模擬專題綜合題組 (時間：45分鐘 分值：65分),答案B頭部的速度方向沿a、b、c、d各點的切線方向,故只有經過a、c兩點時速度有可能豎直向下。,2.(2019北京朝陽期中,8)一輛汽車在水平公路上轉彎,沿曲線由M向N行駛,速度逐漸增大。如圖分別畫出了汽車轉彎時所受合力F的四種方向,可能正確的是(),答案B曲線運動合力方向指向軌跡凹側,因為從M向N行駛v增大,速度和力的方向成銳角,故選B。,審題技巧MN行駛,速度逐漸增大。,3.(2019北京牛欄山一中

31、期中,2)下列說法正確的是() A.勻速圓周運動是加速度不變的運動 B.平拋運動是勻變速曲線運動 C.當物體做曲線運動時,所受的合外力做功一定不為零 D.一對相互作用力做功一定是等大且正負號相反,答案B勻速圓周運動的加速度始終指向圓心,方向一直在改變,則勻速圓周運動的加速度是變化的,故A錯誤。平拋運動的加速度是重力加速度,大小、方向均不變,故B正確。物體做曲線運動的條件是速度和加速度的方向不在一條直線上,當物體做勻速圓周運動時,合外力的方向始終與速度方向垂直,故合外力不做功,故C錯誤。一對相互作用力做功之和不一定為零,比如兩個物體之間的摩擦力做功(如板塊模型),故D錯誤。,思路點撥本題需要學生

32、明確勻速圓周運動和平拋運動的性質,知道物體做曲線運動的條件,注意力與運動的關系以及功能關系。,4.(2019北京朝陽期中,5)一小船在靜水中的速率是5 m/s,要渡過寬120 m的河流,水流的速度為3 m/s,下列說法正確的是() A.小船渡河的最短時間是30 s B.小船渡河的最短時間是40 s C.小船渡河的最短位移是120 m D.小船渡河的最短位移是200 m,答案C船的速度垂直于河岸時,渡河時間最短,tmin=24 s,故A、B錯誤;當合速度垂直于 河岸時,渡河位移最短,故選C。,5.(2019北京東城期末,4)飛鏢比賽是一項極具觀賞性的體育比賽項目。IDF(國際飛鏢聯(lián)合會)飛鏢世界

33、杯賽上,某一選手在距地面高h、離靶面的水平距離L處,將質量為m的飛鏢以速度v0水平投出,結果飛鏢落在靶心正上方。從理論分析,只改變h、L、m、v0四個量中的一個,可使飛鏢投中靶心的是(不計空氣阻力)() A.適當減小飛鏢投出時的水平速度v0 B.適當提高飛鏢投出時的離地高度h C.適當減小飛鏢的質量m D.適當減小飛鏢離靶面的水平距離L,答案A豎直方向y=gt2、水平方向L=v0t,得y=,欲擊中靶心,應該使豎直位移增大,故使L 增大或v0減小,選項A正確。,6.(2019北京海淀期中,4)(多選)如圖所示,水平放置的轉盤以角速度勻速轉動,放在轉盤上的質量為m的小物體跟著轉盤一起做勻速圓周運動

34、。已知物體距圓心O的距離為R。物體與轉盤間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度為g。關于物體受到的摩擦力,下列說法正確的是(),A.方向指向圓心 B.方向與物體的瞬時速度方向相反 C.大小一定為m2R D.大小一定為mg,答案AC物體做勻速圓周運動,所受合外力提供向心力,方向指向圓心。物體受到的靜摩擦力提供向心力,大小為m2R。,易錯警示物體隨轉盤一起運動,受靜摩擦力,而非滑動摩擦力,滑動摩擦力才可以用f=N計算。,7.(2019北京朝陽期中,6)如圖所示,輕桿的一端與一小球相連,可繞過O點的水平軸自由轉動。現(xiàn)給小球一初速度,使它在豎直平面內做圓周運動,圖中a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點。關于桿

35、對球的作用力,下列說法正確的是() A.a處一定為拉力B.a處一定為推力 C.b處一定為拉力D.b處一定為推力,答案A小球做圓周運動時,一定有指向圓心的合力 a點受力分析如圖: 故A正確,B錯誤。 b點合力指向圓心(即合力方向豎直向下),所以可能為拉力也可能 為推力,故C、D錯誤。,解題關鍵桿和繩上的力的特點:桿可以是拉力,可以是推力,繩只可以提供沿繩的拉力。,8.(2017北京朝陽期中,8)圖示為某種過山車游樂項目。已知車內某人的質量為m,軌道A、B兩點的曲率半徑分別為R1和R2,過山車經過A點時的速度大小為vA,人和車的大小相對軌道半徑可以忽略不計,不計摩擦阻力。當過山車無動力運行時,下列

36、說法正確的是() A.該人在A點受到的支持力大小為m B.過山車經過B點時的最小速度為 C.從A點運動到B點的過程中,過山車(含人)的動量守恒 D.從A點運動到B點的過程中,過山車(含人)的機械能守恒,答案D在A點對人進行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律,有:F-mg=m,得F=m+mg,選項A錯 誤;因為在B點過山車有軌道支撐,合力最小可以為零,所以過山車的最小速度為零,選項B錯誤;從A點到B點的過程,過山車(含人)所受合力不為零,動量不守恒,選項C錯誤;由于支持力不做功,沒有動力,只有重力做功,過山車(含人)的機械能守恒,選項D正確。,9.(8分)(2019北京通州期中,16)如圖所示,質量為m

37、的小物塊以初速度v0在粗糙水平桌面上做直線運動,經時間t后飛離桌面,最終落在水平地面上。已知m=0.10 kg,v0=4.0 m/s,t=0.40 s,小物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)=0.25,桌面高h=0.45 m,不計空氣阻力,g取10 m/s2。求: (1)小物塊離開桌面時速度v的大小; (2)小物塊在桌面上運動的位移l的大小; (3)小物塊落地點距飛出點的水平距離x。,二、非選擇題（共17分）,答案(1)3.0 m/s(2)1.4 m(3)0.90 m,解析(1)小物塊在桌面上受到摩擦力f=mg,根據(jù)牛頓第二定律,f=ma,得a=2.5 m/s2 根據(jù)勻變速運動的規(guī)律,v=v0-at,得離

38、開桌面時速度為v=3.0 m/s; (2)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,l=v0t-at2,得位移為l=1.4 m; (3)設平拋運動的時間為t1。由平拋運動規(guī)律,有: 豎直方向:h=g 水平方向:x=vt1 得水平距離:x=0.90 m。,思路分析(1)根據(jù)牛頓第二定律求出物塊在桌面上做勻減速運動的加速度大小,結合速度時間公式求出小物塊飛離桌面時的速度大小; (2)根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關系可以求出位移的大小; (3)根據(jù)高度求出平拋運動的時間,結合拋出速度和時間求出水平距離。,10.(9分)(2018北京海淀期中,16)暑假里,小明去游樂場游玩,坐了一次名叫“搖頭飛椅”的游藝機,如圖

39、甲所示,該游藝機頂上有一個半徑為4.5 m的“傘蓋”,“傘蓋”在轉動過程中帶動下面的懸繩轉動,其示意圖如圖乙所示。“搖頭飛椅”高O1O2=5.8 m,繩長5 m。小明挑選了一個懸掛在“傘蓋”邊緣的最外側的椅子坐下,他與座椅的總質量為40 kg。小明和椅子的轉動可簡化為圓周運動。在某段時間內,“傘蓋”保持在水平面內穩(wěn)定旋轉,繩與豎直方向夾角為37。g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,在此過程中,求: (1)座椅受到繩子的拉力大小; (2)小明運動的線速度大小; (3)小明隨身帶的玻璃球從座椅上不慎滑落,求落地點與游藝機轉軸(即圖乙中O1點)的距離。(結果保留兩位有效數(shù)

40、字),答案(1)500 N(2)7.5 m/s(3)8.7 m,解析(1)小明和座椅做圓周運動的向心力沿水平方向,由平行四邊形定則得 座椅受到繩子的拉力T= =500 N (2)由牛頓第二定律有:mg tan 37=m 其中R0=4.5 m+5 msin 37=7.5 m 解得v=7.5 m/s (3)由幾何關系知,座椅離地高度h=O1O2-L cos 37=5.8 m-4 m=1.8 m 由平拋運動規(guī)律得 x=vt h=gt2 解得x=4.5 m 由勾股定理得,落地點與游藝機轉軸的距離 r=8.7 m,1.(2019北京海淀二模,18)如圖所示,把石塊從高處拋出,初速度方向與水平方向夾角為(

41、090),石塊最終落在水平地面上。若空氣阻力可忽略,僅改變以下一個因素,可以對石塊在拋出到落地的過程中的“動能的變化量”和“動量的變化量”都產生影響,這個因素是() A.拋出石塊的速率v0 B.拋出石塊的高度h C.拋出石塊的角度 D.拋出石塊用力的大小,C組 20172019年高考模擬應用創(chuàng)新題組,答案B根據(jù)動能定理,在忽略空氣阻力的前提下,重力做的功等于石塊動能的增(變化)量,mgh=Ek,故拋出時的高度會影響動能的變化量,動能的變化量與拋出石塊的速率、高度、用力的大小均無關。根據(jù)動量定理,合外力的沖量等于動量的變化量,mgt=p,拋出時的高度會影響時間,故拋出時的高度也會影響動量的變化量

42、,因此只有選項B正確,選項A、C、D錯誤。,解題關鍵能用動能定理和動量定理,將動能的變化量與合外力做功、動量的變化量與合外力的沖量對應起來,再將合外力做的功與合外力的沖量展開進行討論是解題的關鍵。,2.(2018北京人大附中月考,15)如圖所示為賽車場的一個“梨形”賽道,兩個彎道分別為半徑R=90 m的大圓弧和r=40 m的小圓弧,直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O距離L=100 m。賽車沿彎道路線行駛時,路面對輪胎的最大靜摩擦力是賽車重力的2.25 倍,假設發(fā)動機功率足夠大,重力加速度g=10 m/s2,計算結果允許保留、允許保留根號。 (1)求賽車在小圓弧彎道上做勻速圓周運動不發(fā)生側滑的

43、 最大速度。 (2)如果賽車在從小圓弧到大圓弧的直道上做勻加速直線 運動,在從大圓弧到小圓弧的直道上做勻減速直線運動,在 彎道上以能夠允許的最大速度做勻速圓周運動,為使得賽 車繞行一周的時間最短,a.求賽車在直道上加速時的加速度大小; b.求賽車繞行一周的最短時間。,答案(1)30 m/s(2)a. m/s2b. s,解析(1)在彎道上做勻速圓周運動時,當提供向心力的摩擦力達到最大靜摩擦力時,賽車達到不發(fā)生側滑的最大速度,根據(jù)牛頓第二定律有:kmg=m 在小圓弧彎道上的最大速度為:v小m=30 m/s 在大圓弧彎道上的最大速度為v大m=45 m/s (2)a.賽車在繞過小圓弧彎道后加速,由幾何

44、關系可得直道的長度為:x=50 m 故在直道上的加速度大小為 a= m/s2= m/s2 b.由幾何關系可以知道,小圓弧彎道的長度為x小=,大圓弧彎道的長度為x大= 通過小圓弧彎道的最短時間為t1= s 通過大圓弧彎道的最短時間為t2= s,單側直道上運動的最短時間為t3= s 則賽車繞行一周的最短時間為t=t1+t2+2t3= s 解題關鍵對運動過程的正確分析是解決問題的關鍵。,3.(2019,53原創(chuàng))滾筒洗衣機在工作時,其內筒上任意一點在豎直平面內做圓周運動。此類型洗衣機實現(xiàn)了“雨淋”、浸泡、摔打三重洗滌,具有無纏繞、洗滌均勻、磨損小的優(yōu)點。圖1是某型號滾筒洗衣機內筒實物圖,內部有三個光

45、滑突起和脫水小孔,內筒直徑d=0.5 m,最高轉速n=1 500 r/min。圖2為內筒簡易模型,三個突起等分內筒圓周。已知重力加速度為g=10 m/s2,取3.14。 (1)假設該洗衣機在洗滌模式中設定在=30時衣物脫離內筒實現(xiàn)摔打洗滌效果,那么洗滌模式中內筒轉速是多少?(以r/min為單位,計算結果保留小數(shù)點后兩位) (2)衣物與水之間存在附著力的作用,附著力使洗衣機在達到一定轉速時才能達到脫水效果。附著力的大小用衣物內每千克水所對應粘滯力表示,試求該洗衣機可實現(xiàn)脫水的最大附著力。(計算結果保留小數(shù)點后兩位),答案(1)42.73 r/min(2)6 172.25 N/kg,解析(1)在洗滌模式中,突起推動衣物轉到=30時衣物脫離內筒,此時重力沿內筒直徑方向的分力剛好提供向心力,于是有: mg sin =m2 又有=2n1 解得洗滌模式下的轉速n1= 代入數(shù)據(jù)可得n1=42.73 r/min。 (2)轉速最大時,洗衣機脫水能力最強。設衣物內質量為m的水所對應最大粘滯力為F,由于在最低點時衣物內的水所需粘滯力最大,則在最低點有 F-mg=