(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 第1課時(shí) 曲線運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案
《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 第1課時(shí) 曲線運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 第1課時(shí) 曲線運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案(22頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第1課時(shí) 曲線運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng) [考綱要求] 知識內(nèi)容 考試要求 備考方略 必考 加試 曲線運(yùn)動(dòng) b b 1.本章內(nèi)容常以單選題形式出現(xiàn),考查突出曲線運(yùn)動(dòng)基本知識、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)。 2.本章內(nèi)容也可與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系相綜合,常以計(jì)算題的形式出現(xiàn)。 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 b c 平拋運(yùn)動(dòng) d d 圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度、向心力 d d 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) c 行星的運(yùn)動(dòng) a 1.本章內(nèi)容只有必考要求,在學(xué)考中常以單選題形式出現(xiàn),考查以萬有引力定律應(yīng)用(估算天體質(zhì)量和密度)及人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)為主。 2.本章內(nèi)容應(yīng)突出物理與現(xiàn)代科技、
2、生產(chǎn)、生活的綜合,特別與現(xiàn)代航天技術(shù)的聯(lián)系。 太陽與行星間的引力 a 萬有引力定律 c 萬有引力理論的成就 c 宇宙航行 c 經(jīng)典力學(xué)的局限性 a 實(shí)驗(yàn)6:研究平拋運(yùn)動(dòng) √ 一、曲線運(yùn)動(dòng) 1.速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。 2.運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。 3.曲線運(yùn)動(dòng)的條件 二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng) (1)一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng),這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)為分運(yùn)動(dòng),物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)。 (2)運(yùn)動(dòng)的合成:已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)。 (3
3、)運(yùn)動(dòng)的分解:已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)。 2.分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解,也可采用正交分解。 3.遵循的規(guī)律:位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則。 三、平拋運(yùn)動(dòng) 1.定義:以一定的初速度沿水平方向拋出的物體,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。 2.性質(zhì):平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻加速曲線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。 3.平拋運(yùn)動(dòng)的條件:(1)v0≠0,沿水平方向;(2)只受重力作用。 4.研究方法:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。 5.基本規(guī)律(如圖所示) (1)位移關(guān)系 (2)速度關(guān)系 【思考判斷】 1.變
4、速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)( × ) 2.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小一定發(fā)生變化( × ) 3.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體加速度可以為零( × ) 4.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們的合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等( √ ) 5.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大( × ) 6.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)( × ) 7.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大,在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長( × ) 8.平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng)( √ ) 9.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化相同( √ ) 考點(diǎn)一 曲線運(yùn)動(dòng)(b/b) [要點(diǎn)突破] 1.曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 速度方向 時(shí)刻改變,某時(shí)刻的速度方向沿曲
5、線上物體所處位置的切線方向 運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 變速運(yùn)動(dòng) 受 力 合力與速度方向不共線 位移與路程的關(guān)系 位移大小小于路程 合 力 合力不為0,指向曲線凹側(cè) 軌 跡 夾在速度與合力的方向之間 2.速率變化情況判斷 (1)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體的速率增大。 (2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體的速率減小。 (3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí),物體的速率不變。 [典例剖析] 【例1】 關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,下列說法中正確的是( ) A.物體的速度方向一定不斷改變 B.物體的速度大小一定不斷改變 C.物體的加速度方向一定不斷改變 D.
6、物體的加速度大小一定不斷改變 解析 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向是該點(diǎn)的切線方向,時(shí)刻在變化,故A正確;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小可以不變,如勻速圓周運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變,故一定具有加速度,但加速度的大小和方向不一定改變,如平拋運(yùn)動(dòng),故C、D錯(cuò)誤。 答案 A 【例2】 (2017·溫州模擬)一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運(yùn)動(dòng),其俯視圖如圖所示。當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),其速度方向恰好改變了90°,則物體從M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,物體的速度將( ) A.不斷增大 B.不斷減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 解析 物體受恒力F作用,M點(diǎn)的速度方
7、向豎直向上,N點(diǎn)速度方向水平向右,所以恒力F的方向應(yīng)斜向右下,開始恒力F與速度方向夾角為鈍角,物體做減速運(yùn)動(dòng);之后恒力F與速度方向夾角為銳角,物體做加速運(yùn)動(dòng),故D選項(xiàng)正確。 答案 D 【方法總結(jié)】 判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)的方法 判斷物體是做曲線運(yùn)動(dòng)還是做直線運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵要看a和v的方向,兩者方向在同一直線上則做直線運(yùn)動(dòng),有夾角則做曲線運(yùn)動(dòng)。 [針對訓(xùn)練] 1.(2017·杭州模擬)“神舟十一號”飛船于2016年10月17日發(fā)射升空,在靠近軌道沿曲線從M點(diǎn)到N點(diǎn)的飛行過程中,速度逐漸減小,在此過程中“神舟十一號”所受合力的方向,可能是( ) 解析 考慮到合外力方向指
8、向軌跡凹側(cè),且由M到N速度減小可知C選項(xiàng)正確。 答案 C 2.降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),若風(fēng)速越大,則降落傘( ) A.下落的時(shí)間越短 B.下落的時(shí)間越長 C.落地時(shí)速度越小 D.落地時(shí)速度越大 解析 風(fēng)沿水平方向吹,不影響豎直速度,故下落時(shí)間不變,A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤;風(fēng)速越大降落傘落地時(shí)合速度越大,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 答案 D 考點(diǎn)二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解(b/c) [要點(diǎn)突破] 1.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 (1)等時(shí)性:各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始,同時(shí)結(jié)束,經(jīng)歷時(shí)間相等(不同時(shí)的運(yùn)動(dòng)不能合成)。 (2)獨(dú)立性:一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí),各分運(yùn)動(dòng)
9、獨(dú)立進(jìn)行,互不影響。 (3)等效性:各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有完全相同的效果。 (4)同一性:各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是指同一物體參與的分運(yùn)動(dòng)和實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng),不能是幾個(gè)不同物體發(fā)生的不同運(yùn)動(dòng)。 2.小船渡河模型 在運(yùn)動(dòng)的合成與分解問題中,兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻速直線運(yùn)動(dòng),其中一個(gè)速度大小和方向都不變,另一個(gè)速度大小不變,方向在180°范圍內(nèi)(不變的速度所在直線的一側(cè))變化。我們對合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的速度、時(shí)間、位移等問題進(jìn)行研究。這樣的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可看做“小船渡河模型”。 3.繩(桿)端速度分解模型 (1)模型特點(diǎn):沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等。 (2)思路與方法 合運(yùn)動(dòng)→繩拉
10、物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v 分運(yùn)動(dòng)→ [典例剖析] 【例1】 對于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度大于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度 B.合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于某一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度 C.合運(yùn)動(dòng)的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向 D.由兩個(gè)分速度的大小就可以確定合速度的大小 解析 根據(jù)平行四邊形定則,合速度的大小和方向可由平行四邊形的對角線表示,而兩鄰邊表示兩個(gè)分速度,由幾何關(guān)系知,兩鄰邊和對角線的長短關(guān)系因兩鄰邊的夾角不同而不同,當(dāng)兩鄰邊長短不變,而夾角改變時(shí),對角線的長短也將發(fā)生改變,即合速度也將變化,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。 答案 C 【例2】 船在靜水中的速度為3.
11、0 m/s,它要渡過寬度為30 m的河,河水的流速為2.0 m/s,則下列說法中正確的是( ) A.船不能渡過河 B.船渡河的速度一定為5.0 m/s C.船不能垂直到達(dá)對岸 D.船到達(dá)對岸所需的最短時(shí)間為10 s 解析 當(dāng)船頭垂直于河岸時(shí),過河時(shí)間最短,tmin==10 s,A錯(cuò)誤,D正確;因v船>v水,故船可以垂直到達(dá)對岸,C錯(cuò)誤;船渡河的速度大小與船頭指向有關(guān),B錯(cuò)誤。 答案 D 【例3】 如圖所示,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車,通過定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體,若小車和被吊的物體在同一時(shí)刻的速度分別為v1和v2,繩子對物體的拉力為T,物體所受重力為G,則下列說法正確的是
12、( )
A.物體做勻速運(yùn)動(dòng),且v1=v2 B.物體做加速運(yùn)動(dòng),且v2>v1
C.物體做加速運(yùn)動(dòng),且T>G D.物體做勻速運(yùn)動(dòng),且T=G
解析 把v1分解如圖所示,v2=v1cos α,α變小,v2變大,物體做加速運(yùn)動(dòng),處于超重狀態(tài),T>G,選項(xiàng)C正確。
答案 C
【方法總結(jié)】
小船渡河問題分析
1.三種速度:v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實(shí)際速度)。
2.最短時(shí)間問題:船頭正對河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,t短=(d為河寬)。
3.過河路徑最短
(1)v2 13、(2)v2>v1時(shí):合速度不可能垂直于河岸,無法垂直渡河。確定方法如下:如圖所示,以v2矢量末端為圓心,以v1矢量的大小為半徑畫弧,從v2矢量的始端向圓弧作切線,則合速度沿此切線方向航程最短。由圖可知:cos α=,最短航程:s短==d。
[針對訓(xùn)練]
1.質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在x-y平面上做曲線運(yùn)動(dòng),在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為3 m/s
B.2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s
C.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的加速度為3 m/s2
D.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N
解析 x軸方向初速度為vx=3 m/s,y軸方向初速度 14、vy=-4 m/s,質(zhì)點(diǎn)的初速度v==5 m/s,故A錯(cuò)誤;2 s末質(zhì)點(diǎn)x軸方向初速度為vx=6 m/s,y軸方向初速度vy=-4 m/s,質(zhì)點(diǎn)2 s末的速度v==2 m/s,B錯(cuò)誤;x軸方向的加速度a=1.5 m/s2,質(zhì)點(diǎn)的合力F合=ma=3 N,故C錯(cuò)誤,D正確。
答案 D
2.如圖所示,某登陸艦船頭垂直海岸從A點(diǎn)出發(fā),分別沿路徑AB、AC在演練島嶼的BC兩點(diǎn)登陸。已知登陸艦在靜水中速度恒定且大于水速,則下列說法正確的是( )
A.沿AC航行所用時(shí)間較長
B.沿AC航行時(shí)水速較大
C.實(shí)際航速兩次大小相等
D.無論船頭方向如何,登陸艦都無法在A點(diǎn)正對岸登陸
解析 由航 15、行時(shí)間t=可知,兩次航行時(shí)間相等,沿AC航行沿水流方向的位移大,說明此過程的水速度大,故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)速度的合成可知,實(shí)際航速兩次大小不相等,故C錯(cuò)誤;當(dāng)船頭偏向上游時(shí),可以在A點(diǎn)正對岸登陸,故D錯(cuò)誤。
答案 B
3.如圖所示,人拉繩在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),下列情況中關(guān)于繩對物體的拉力與物體重力的比較,說法正確的是( )
A.若人向左運(yùn)動(dòng),繩對物體的拉力大于物體重力;若人向右運(yùn)動(dòng),則繩對物體的拉力小于物體重力
B.若人向左運(yùn)動(dòng),繩對物體的拉力小于物體重力;若人向右運(yùn)動(dòng),則繩對物體的拉力大于物體重力
C.不論人向左或向右運(yùn)動(dòng),繩對物體的拉力均大于物體重力
D.不論人向左 16、或向右運(yùn)動(dòng),繩對物體的拉力均小于物體重力
解析 設(shè)繩與水平方向夾角為α,人勻速運(yùn)動(dòng)速度的大小為v,則物體運(yùn)動(dòng)速度的大小為vcos α。人向左運(yùn)動(dòng)時(shí),α增大,cos α減小,物體向下減速,處于超重狀態(tài);人向右運(yùn)動(dòng)時(shí),α減小,cos α增大,物體向上加速,也是超重狀態(tài),故不論人向左或向右運(yùn)動(dòng),繩對物體的拉力均大于物體重力,選項(xiàng)C正確。
答案 C
考點(diǎn)三 平拋運(yùn)動(dòng)(d/d)
[要點(diǎn)突破]
1.平拋運(yùn)動(dòng)的求解方略——運(yùn)動(dòng)分解
(2)時(shí)間相等是聯(lián)系兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的橋梁。
(3)注意速度、位移的合成與分解。
2.平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法與技巧
(1)如果知道速度的大小或方向,應(yīng)首先考慮分解速度 17、。
(2)如果知道位移的大小或方向,應(yīng)首先考慮分解位移。
(3)兩種分解方法:
①沿水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。
②沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)和垂直斜面方向的勻減速運(yùn)動(dòng)。
3.平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論
(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn),如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示。
(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻,設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為α,位移方向與水平方向的夾角為θ,則tan α=2tan θ。
[典例剖析]
【例1】 如圖所示,兩個(gè)相對的斜面,傾角分別為α=37°和β=53°。在頂點(diǎn)把兩個(gè)小球以同樣大小的初 18、速度分別向左、向右水平拋出,小球都落在斜面上。若不計(jì)空氣阻力,則a、b兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為( )
A.1∶1 B.4∶3
C.16∶9 D.9∶16
解析 對a有=tan α,得ta=①
對b有=tan β,得tb=②
將數(shù)值代入①②得ta∶tb=9∶16。選項(xiàng)D正確。
答案 D
【例2】 如圖所示,一枚一元硬幣靜止在水平桌面上,被某學(xué)生用手指彈擊后(彈擊的時(shí)間很短),以v0=3 m/s的初速度在水平桌面上開始滑行x1=0.5 m后離開桌面,硬幣落地點(diǎn)距桌面邊沿的水平距離為x2=0.4 m,已知桌面高度h=0.8 m,不計(jì) 19、空氣阻力,求:
(1)硬幣從桌面落到地面的時(shí)間;
(2)硬幣在桌面上滑行的時(shí)間;
(3)硬幣與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
解析 (1)從桌面落到地面,硬幣做平拋運(yùn)動(dòng),
由h=gt①
得t2=,代入數(shù)據(jù)得t2=0.4 s②
(2)設(shè)硬幣離開桌面時(shí)的速度為v,
由x2=vt2,得v=,代入數(shù)據(jù)得v=1 m/s③
硬幣被彈擊后,做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
由x1=t1④
得t1=,代入數(shù)據(jù)得t1=0.25 s⑤
即硬幣在桌面上滑行的時(shí)間為0.25 s。
(3)硬幣在桌面上滑行的加速度大小
a==8 m/s2
設(shè)硬幣與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,
則μmg=ma,故μ==0.8。
答案 20、 (1)0.4 s (2)0.25 s (3)0.8
【方法總結(jié)】
平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
(1)速度的變化規(guī)律:任意相等時(shí)間間隔Δt內(nèi)的速度變化量方向豎直向下,大小Δv=gΔt相等。
(2)位移的變化規(guī)律:連續(xù)相等的時(shí)間間隔Δt內(nèi),豎直方向上的位移差不變,即Δy=g(Δt)2。
[針對訓(xùn)練]
1.(2016·浙江10月選考)一水平固定的水管,水從管口以不變的速度源源不斷地噴出,水管距地面高h(yuǎn)=1.8 m,水落地的位置到管口的水平距離x=1.2 m。不計(jì)空氣及摩擦阻力,水從管口噴出的初速度大小是( )
A.1.2 m/s B.2.0 m/s
C.3.0 m/s 21、D.4.0 m/s
解析 水平噴出的水做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=gt2可知,水在空中的時(shí)間t==0.6 s,根據(jù)x=v0t可知水平速度為v0=2 m/s 。因此選項(xiàng)B正確。
答案 B
2.如圖所示,以10 m/s的水平初速度拋出的物體,飛行一段時(shí)間后,垂直地撞在傾角為θ=30°的斜面上,g取10 m/s2,這段飛行所用的時(shí)間為( )
A. s B. s
C. s D.2 s
解析 如圖所示,把末速度分解成水平方向的分速度v0和豎直方向的分速度vy,則有=。又vy=gt,將數(shù)值代入以上兩式得t= s。選項(xiàng)C正確。
答案 C
3.如圖所示,從傾角為θ的足夠長 22、的斜面上的某點(diǎn),先后將同一球以不同的初速度水平向右拋出,第一次初速度為v1,球落到斜面上前一瞬間的速度方向與斜面的夾角為α1,第二次初速度為v2,球落到斜面上前一瞬間的速度方向與斜面的夾角為α2,若v1>v2,則( )
A.α1>α2 B.α1=α2
C.α1<α2 D.無法確定
解析 末速度與水平初速度的夾角為α+θ,位移和水平初速度的夾角為θ,由平拋運(yùn)動(dòng)的推論有:2tan θ=tan(α+θ),由上式可知α的大小與拋出速度的大小無關(guān),即α1=α2,選B。
答案 B
1.如圖所示,紅蠟塊可以在豎直玻璃管內(nèi)的水中勻速上升,速度為v。若在紅蠟塊從A點(diǎn)開始勻速上升的同時(shí),玻 23、璃管從AB位置由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,則紅蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖中的( )
A.直線P B.曲線Q
C.曲線R D.無法確定
解析 蠟塊同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線還是曲線取決于合加速度與合初速度的方向關(guān)系:向上勻速運(yùn)動(dòng),則向上的加速度為零,合加速度為水平向右的分運(yùn)動(dòng)的加速度,大小恒定且方向水平向右;水平向右初速度為零,則合初速度方向向上。由加速度恒定知蠟塊做勻變速運(yùn)動(dòng);由初速度方向與加速度方向垂直知蠟塊做曲線運(yùn)動(dòng),且軌跡向加速度的一側(cè)彎曲。
答案 B
2.(2017·嘉興模擬)如圖所示,小船過河時(shí),船頭偏向上游與水流方向成α角, 24、船相對于靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸?,F(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對岸,下列措施中可行的是( )
A.減小α角,增大船速v
B.增大α角,增大船速v
C.減小α角,保持船速v不變
D.增大α角,保持船速v不變
解析 船相對靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸,當(dāng)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對岸,如圖所示,可知B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
答案 B
3.(2016·浙江4月選考)某卡車在公路上與路旁障礙物相撞。處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)小的金屬物體,經(jīng)判斷,它是相撞瞬間車頂上一個(gè)松脫的零件被拋出而陷在泥里的。為了判斷卡車是否超速 25、,需要測量的量是( )
A.車的長度,車的重量
B.車的高度,車的重量
C.車的長度,零件脫落點(diǎn)與陷落點(diǎn)的水平距離
D.車的高度,零件脫落點(diǎn)與陷落點(diǎn)的水平距離
解析 零件被拋出做平拋運(yùn)動(dòng),且平拋運(yùn)動(dòng)的初速度等于卡車原來的速度,則
h=gt2
x=v0t
解得v0=x
要測量卡車原來的速度,只要測出零件平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,由上知,需要測量的量是車的高度h,零件脫落點(diǎn)與陷落點(diǎn)的水平距離x。故D正確。
答案 D
4.(2017·杭州模擬)如圖所示,三角尺緊貼在固定的刻度尺上方,使三角尺沿刻度尺水平向右勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),一支鉛筆沿著三角板直角邊,從最下端由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn) 26、動(dòng)。關(guān)于鉛筆筆尖的運(yùn)動(dòng),下列判斷中正確的是( )
A.筆尖的軌跡是一條傾斜的直線
B.筆尖的軌跡是一條拋物線
C.在運(yùn)動(dòng)過程中,筆尖運(yùn)動(dòng)的速度方向始終保持不變
D.在運(yùn)動(dòng)過程中,筆尖運(yùn)動(dòng)的加速度方向發(fā)生變化
解析 由運(yùn)動(dòng)的合成可知,筆尖的軌跡是一條拋物線,B選項(xiàng)正確;筆尖運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)刻改變,但加速度方向不變,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 B
5.如圖所示,一艘炮艇沿長江由西向東快速行駛,在炮艇上發(fā)射炮彈射擊北岸正北方向的目標(biāo)。要擊中目標(biāo),射擊方向應(yīng)( )
A.對準(zhǔn)目標(biāo)
B.偏向目標(biāo)的西側(cè)
C.偏向目標(biāo)的東側(cè)
D.無論對準(zhǔn)哪個(gè)方向都無法擊中目標(biāo)
解析 炮彈的實(shí)際速度 27、方向沿目標(biāo)方向,該速度是船的速度與射擊速度的合速度,根據(jù)平行四邊形定則,知射擊的方向偏向目標(biāo)的西側(cè)。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
答案 B
6.(2017·湖州模擬)如圖所示,水平平臺AO長x=2.0 m,槽寬d=0.10 m,槽高h(yuǎn)=1.25 m,現(xiàn)有一小球從平臺上A點(diǎn)水平射出,已知小球與平臺間的阻力為其重力的0.1倍,空氣阻力不計(jì)。
(1)求小球在平臺上運(yùn)動(dòng)的加速度大??;
(2)為使小球能沿平臺到達(dá)O點(diǎn),求小球在A點(diǎn)的最小出射速度和此情景下小球在平臺上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)若要保證小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P點(diǎn),求小球離開O點(diǎn)時(shí)的速度大小。
解析 (1)小球在平臺上沿水平方 28、向只受到摩擦力的作用,所以ma=kmg
解得a==kg=0.1×10 m/s2=1 m/s2。
(2)為使小球能射入槽中,小球的最小出射速度滿足到達(dá)O點(diǎn)速度為零
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=2ax
代入數(shù)據(jù)解得v1=2 m/s
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知0-v1=-at1
聯(lián)立以上式子得t1=2 s。
(3)小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P點(diǎn)
水平方向d=v2t2,豎直方向h=gt
解得t2=0.5 s
聯(lián)立得v2== m/s=0.2 m/s。
答案 (1)1 m/s2 (2)2 m/s 2 s (3)0.2 m/s
[基礎(chǔ)過關(guān)]
1.下列對曲線運(yùn)動(dòng)的理解正確的是( )
A. 29、物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度一定變化
B.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體不可能受恒力作用
C.曲線運(yùn)動(dòng)可以是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方向可以不變
解析 當(dāng)物體受到恒力作用且力與速度方向不共線時(shí),物體就做加速度恒定的曲線運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤,C正確;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向一定變化,故D錯(cuò)誤。
答案 C
2.如圖所示,某同學(xué)將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤,結(jié)果飛鏢打在靶心的正下方。忽略飛鏢運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力,在其他條件不變的情況下,為使飛鏢命中靶心,他在下次投擲時(shí)可以( )
A.換用質(zhì)量稍大些的飛鏢
B.適當(dāng)增大投飛鏢的高度
C.到稍遠(yuǎn)些的地方投飛鏢 30、
D.適當(dāng)減小投飛鏢的初速度
解析 飛鏢做的是平拋運(yùn)動(dòng),飛鏢打在靶心的正下方說明飛鏢豎直方向的位移太大,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得,水平方向上x=v0t,豎直方向上h=gt2,所以要想減小飛鏢豎直方向的位移,在水平位移不變的情況下,可以適當(dāng)增大投飛鏢的初速度來減小飛鏢的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,故D錯(cuò)誤;初速度不變時(shí),時(shí)間不變,適當(dāng)增大投飛鏢的高度,可以使飛鏢命中靶心,飛鏢的質(zhì)量不影響平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,故A錯(cuò)誤,B正確;在稍遠(yuǎn)些地方投飛鏢,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長,下落的位移變大,不會擊中靶心,故C錯(cuò)誤。
答案 B
3.已知河水自西向東流動(dòng),流速為v1,小船在靜水中的速度為v2,且v2>v1,用小箭頭表示船頭的指向及 31、小船在不同時(shí)刻的位置,虛線表示小船過河的路徑,則下圖中可能的是( )
A.①③ B.②③
C.③④ D.①④
解析 小船的實(shí)際速度應(yīng)該是v1和v2的合速度,根據(jù)速度合成的平行四邊形定則知只有③、④圖有可能。
答案 C
4.(2017·紹興模擬)如圖所示,塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤,在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速向右運(yùn)動(dòng)的同時(shí),吊鉤豎直向上(設(shè)為正方向)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為d=H-2t2(SI)(SI表示國際單位制,式中d為A、B之間的距離,H為吊臂離地面的高度),則物體( )
A.做加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng) 32、
B.做速度增大的曲線運(yùn)動(dòng),加速度為4 m/s2
C.受到的合力豎直向上,加速度為-4 m/s2
D.受到的合力向上偏右,加速度大于4 m/s2
解析 物體B參與水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直向上的勻加速運(yùn)動(dòng),加速度的大小為4 m/s2,方向豎直向上,加速度不變,合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng),速度一直增大,B正確。
答案 B
5.如圖所示,P是水平地面上的一點(diǎn),A、B、C、D在同一條豎直線上,且AB=BC=CD。從A、B、C三點(diǎn)分別水平拋出一個(gè)物體,這三個(gè)物體都落在水平地面上的P點(diǎn)。則三個(gè)物體拋出時(shí)的速度大小之比vA∶vB∶vC為( )
A.∶∶ B.1∶∶
C.1∶2∶3 D.1∶1 33、∶1
解析 由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知豎直方向上:h=gt2,水平方向上:x=v0t,兩式聯(lián)立解得v0=x,知v0∝。由于hA=3h,hB=2h,hC=h,代入上式可知選項(xiàng)A正確。
答案 A
6.一階梯如圖所示,其中每級臺階的高度和寬度都是0.4 m,一小球以水平速度v飛出,g取10 m/s2,欲打在第四臺階上,則v的取值范圍是( )
A. m/s 34、.4 35、 m,2 m/s D.1.50 m,2 m/s
解析 由題意可知彈丸從P點(diǎn)射出時(shí)的速度方向就是半徑OP的方向。即與水平方向成37度夾角,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律=,vy=gt,h+Rsin 37°=,R+Rcos 37°=v0t解得h=0.15 m,v0=4 m/s,故選A。
答案 A
[能力提升]
8.(2017·金華模擬)斜面上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn),如圖所示,ab=bc=cd,從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v水平拋出一個(gè)小球,它落在斜面上b點(diǎn),若小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出,不計(jì)空氣阻力,則它落在斜面上的( )
A.b與c之間某一點(diǎn) B.c點(diǎn)
C.c與d之間某一點(diǎn) D.d點(diǎn)
解 36、析 假設(shè)斜面是一層很薄的紙,小球落到斜面上就可穿透且不損失能量。過b點(diǎn)作水平線交Oa于點(diǎn)a′,由于小球從O點(diǎn)以速度v水平拋出時(shí),落在斜面上b點(diǎn),則小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出時(shí),穿透斜面后應(yīng)落在水平線a′b延長線上的c′點(diǎn),且a′b=bc′,如圖所示,因ab=bc,則c′點(diǎn)在c點(diǎn)的正下方。顯然其軌跡交于斜面上b與c之間,所以本題應(yīng)選A。
答案 A
9.(2016·浙江金華學(xué)考模擬)如圖所示,P是水平面上的圓弧凹槽。從高臺邊B點(diǎn)以某速度v0水平飛出的小球,恰能從固定在某位置的凹槽的圓弧道的左端A點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道。O是圓弧的圓心,θ1是OA與豎直方向的夾角,θ2是BA與豎直方向的夾 37、角。則( )
A.=2 B.tan θ1·tan θ2=2
C.=2 D.=2
解析 由題意可知:tan θ1==,tan θ2===,所以tan θ1·tan θ2=2,故B正確。
答案 B
10.(2016·紹興一中9月)橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,如圖所示。它們的豎直邊長都是底邊長的一半?,F(xiàn)有三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋,最后落在斜面上,其落點(diǎn)分別是a、b、c。下列判斷正確的是( )
A.三小球比較,落在a點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最短
B.三小球比較,落在c點(diǎn)的小球飛行過程速度變化最大
C.三小球比較,落在c點(diǎn)的小 38、球飛行過程速度變化最快
D.無論小球拋出時(shí)初速度多大,落到斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直
解析 三個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng),從圖中可知落在a點(diǎn)的小球下落的高度最大,根據(jù)t=可得落在a點(diǎn)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長,A錯(cuò)誤;三個(gè)小球都做平拋運(yùn)動(dòng),加速度都等于重力加速度,所以三個(gè)小球在飛行過程中速度變化率是一樣的,根據(jù)公式Δv=gt可得落在a點(diǎn)的小球的速度變化量最大,故B、C錯(cuò)誤;首先落在a點(diǎn)的小球不可能與斜面垂直;b、c點(diǎn)豎直速度是gt,水平速度是v,然后斜面的夾角是θ,要合速度垂直斜面,把兩個(gè)速度合成后,需要=tan θ=,即v=0.5gt,那么在經(jīng)過t時(shí)間內(nèi),豎直位移為0.5gt2,水平位移為vt=( 39、0.5gt)·t=0.5gt2即若要滿足這個(gè)關(guān)系,需要水平位移和豎直位移都是一樣的,顯然在圖中b、c是不可能完成的,因?yàn)樵赽、c上水平位移必定大于豎直位移,所以落到兩個(gè)斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直,故D正確。
答案 D
11.如圖所示,民族運(yùn)動(dòng)會上有一個(gè)騎射項(xiàng)目,運(yùn)動(dòng)員騎在奔馳的馬背上沿跑道AB運(yùn)動(dòng),拉弓放箭射向他左側(cè)的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的箭速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離OA=d。若不計(jì)空氣阻力的影響,要想命中固定目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短,則( )
A.運(yùn)動(dòng)員放箭處離固定目標(biāo)的距離為d
B.運(yùn)動(dòng)員放箭處離固定目標(biāo)的距離為 40、d
C.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為
D.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為
解析 射出的箭同時(shí)參與了v1、v2兩個(gè)運(yùn)動(dòng),要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短,箭射出的方向應(yīng)與馬運(yùn)動(dòng)的方向垂直,則由分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性關(guān)系可知最短時(shí)間t=,箭的速度v=,所以運(yùn)動(dòng)員放箭處離固定目標(biāo)的距離為s=vt=d。
答案 A
12.如圖為一次洪災(zāi)中,德國聯(lián)邦國防軍的直升機(jī)在小城洛伊寶根運(yùn)送砂袋。該直升機(jī)A用長度足夠長的懸索(重力可忽略不計(jì))系住一質(zhì)量m=50 kg的砂袋B,直升機(jī)A和砂袋B以v0=10 m/s的速度一起沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻開始將砂袋放下,在5 s時(shí)間內(nèi),B在豎直方向上移動(dòng)的距離以 41、y=t2(單位:m)的規(guī)律變化,取g=10 m/s2。求在5 s末砂袋B的速度大小及位移大小。
解析 砂袋在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),v0=10 m/s
在豎直方向上砂袋的位移y=t2,即砂袋在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=2 m/s2
砂袋5 s末在豎直方向上的速度為vy=at=10 m/s
合速度v==10 m/s
豎直方向上的位移y=at2=25 m
水平方向上的位移x=v0t=50 m
合位移s==25 m。
答案 10 m/s 25 m
13.如圖所示為“快樂大沖關(guān)”節(jié)目中某個(gè)環(huán)節(jié)的示意圖。參與游戲的選手會遇到一個(gè)人造山谷AOB,AO是高h(yuǎn)= 42、3 m的豎直峭壁,OB是以A點(diǎn)為圓心的弧形坡,∠OAB=60°,B點(diǎn)右側(cè)是段水平跑道。選手可以自A點(diǎn)借助繩索降到O點(diǎn)后再爬上跑道,但身體素質(zhì)好的選手會選擇自A點(diǎn)直接躍上水平跑道。選手可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若選手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,求v0的最小值;
(2)若選手以速度v1=4 m/s水平跳出,求該選手在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
解析 (1)若選手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,則
水平方向有hsin 60°≤v0t,
豎直方向中有hcos 60°=gt2
解得v0≥ m/s
(2)若選手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1
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