2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運動 考點四 拋體運動與圓周運動課件.ppt

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考點四拋體運動與圓周運動 高考定位 1 考查內(nèi)容 1 曲線運動和運動的合成與分解 2 平拋運動 3 圓周運動的規(guī)律 2 題型 難度選擇題 計算題 難度中檔 體驗高考 1 多選 2016 課標(biāo)卷 一質(zhì)點做勻速直線運動 現(xiàn)對其施加一恒力 且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變 則A 質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同B 質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C 質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D 質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變 解析由題意知此恒力即為質(zhì)點所受合外力 若原速度與該恒力在一條直線上 則質(zhì)點做勻變速直線運動 質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變的 原速度與該恒力不在一條直線上 則質(zhì)點做勻變速曲線運動 速度與恒力間夾角逐漸減小 質(zhì)點單位時間內(nèi)速度的變化量是不變的 但速率的變化量是變化的 A D項錯誤 B項正確 由牛頓第二定律知 質(zhì)點加速度的方向總與該恒力方向相同 C項正確 答案BC 2 2017 全國卷 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(wǎng) 速度較小的球沒有越過球網(wǎng) 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(nèi)下降的距離較大 解析由題意知 速度大的先過球網(wǎng) 即同樣的時間速度大的水平位移大 或者同樣的水平距離速度大的用時少 故C正確 ABD錯誤 答案C 3 2016 全國卷 小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上 P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量 懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短 將兩球拉起 使兩繩均被水平拉直 如圖1 4 1所示 將兩球由靜止釋放 在各自軌跡的最低點 圖1 4 1 答案C 4 2015 課標(biāo)卷 一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖1 4 2所示 水平臺面的長和寬分別為L1和L2 中間球網(wǎng)高度為h 發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點 能以不同速率向右側(cè)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(nèi) 通過選擇合適的方向 就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上 則v的最大取值范圍是 圖1 4 2 答案D 必記要點 1 合運動性質(zhì)和軌跡的判斷方法 若加速度與初速度的方向在同一直線上 則為直線運動 否則為曲線運動 加速度恒定則為勻變速 加速度不恒定則為非勻變速 考點一運動的合成與分解 2 常見的分解速度模型 題組訓(xùn)練 1 多選 小船渡河問題 2018 洛陽三模 甲 乙兩船在同一河流中同時開始渡河 河水流速為v0 船在靜水中的速率均為v 甲 乙兩船船頭均與河岸成 角 如圖1 4 3所示 已知甲船恰能垂直到達河正對岸的A點 乙船到達河對岸的B點 A B之間的距離為L 則下列判斷正確的是 圖1 4 3 A 乙船先到達對岸B 若僅是河水流速v0增大 則兩船的渡河時間都不變C 不論河水流速v0如何改變 只要適當(dāng)改變 角 甲船總能到達正對岸的A點D 若僅是河水流速v0增大 則兩船到達對岸時 兩船之間的距離仍然為L 答案BD 2 關(guān)聯(lián)速度問題 人用繩子跨過定滑輪拉物體A A穿在光滑的豎直桿上 當(dāng)以速度v0勻速地拉繩使物體A到達如圖1 4 4所示位置時 繩與豎直桿的夾角為 則物體A實際運動的速度是 圖1 4 4 答案D 考點二平拋運動的規(guī)律 4 速度改變量因為平拋運動的加速度為恒定的重力加速度g 所以做平拋運動的物體在任意相等時間間隔 t內(nèi)的速度改變量 v g t相同 方向恒為豎直向下 如圖1 4 5所示 圖1 4 5 例1 2018 濟寧二模 如圖1 4 7所示 一小球從一半圓軌道左端A點正上方某處開始平拋運動 小球可視為質(zhì)點 飛行過程中恰好與半圓軌道相切于B點 O為半圓軌道圓心 半圓軌道半徑為R OB與水平方向夾角為45 重力加速度為g 則小球拋出時的初速度為 圖1 4 7 審題探究 1 小球運動到B點時的速度方向如何 水平速度和豎直速度關(guān)系如何 2 小球從拋出到B點 其水平位移是多少 解析 小球飛行軌跡與半圓軌道相切于B點 則在B點處速度與水平方向的夾角為45 所以vyB v0 答案 B 規(guī)律總結(jié)研究平拋運動的基本思路1 處理平拋運動 或類平拋運動 時 一般將運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻加速直線運動 通過研究分運動達到研究合運動的目的 2 研究落點問題一般要建立水平位移和豎直位移之間的關(guān)系 3 研究末速度的大小和方向 一般要建立水平速度和豎直速度之間的關(guān)系 4 要注意挖掘和利用好合運動 分運動及題設(shè)情景之間的幾何關(guān)系 題組訓(xùn)練 1 平拋運動的臨界問題 如圖1 4 8所示 窗子上 下沿間的高度H 1 6m 墻的厚度d 0 4m 某人在離墻壁L 1 4m 距窗子上沿h 0 2m處的P點 將可視為質(zhì)點的小物件以v的速度水平拋出 小物件直接穿過窗口并落在水平地面上 取g 10m s2 則v的取值范圍是 圖1 4 8 A v 7m sB v 2 3m sC 3m s v 7m sD 2 3m s v 3m s 2 與斜面有關(guān)的平拋運動 2018 唐山二模 如圖1 4 9所示 一長為l的平板AB 可以繞端點B在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動 在板的A端沿水平方向拋出一小球 結(jié)果小球剛好落在B端 改變平板的傾角 要保證小球水平拋出后仍能落到B端 則小球的初速度v0與板的傾角 0 90 之間關(guān)系應(yīng)滿足 圖1 4 9 答案C 3 與斜面有關(guān)的平拋運動 如圖1 4 10所示是傾角為45 的斜坡 在斜坡底端P點正上方某一位置Q處以速度v0水平向左拋出一個小球A 小球恰好能垂直落在斜坡上 運動時間為t1 小球B從同一點Q處自由下落 下落至P點的時間為t2 不計空氣阻力 則 圖1 4 10 答案D 規(guī)律總結(jié)與斜面有關(guān)的平拋運動問題的分析方法斜面上的平拋問題是一種常見的題型 在解答這類問題時除要運用平拋運動的位移和速度規(guī)律 還要充分運用斜面傾角 找出斜面傾角同位移和速度與水平方向夾角的關(guān)系 從而使問題得到順利解決 常見的模型如下 考點三圓周運動 例2 多選 如圖1 4 11所示 兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b 可視為質(zhì)點 放在水平圓盤上 a與轉(zhuǎn)軸OO 的距離為l b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l 木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍 重力加速度大小為g 若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動 用 表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度 下列說法正確的是 圖1 4 11 答案 AC 題后感悟圓周運動臨界問題的分析方法分析臨界問題最常用的方法是動態(tài)分析法 本題中可以讓圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動 讓角速度緩慢增大 分析角速度增大過程中 兩物體所受摩擦力的變化 從而找到臨界狀態(tài) 例3 如圖1 4 12所示 裝置BO O可繞豎直軸O O轉(zhuǎn)動 可視為質(zhì)點的小球A與兩細線連接后分別系于B C兩點 裝置靜止時細線AB水平 細線AC與豎直方向的夾角 37 已知小球的質(zhì)量m 1kg 細線AC長l 1m B點距轉(zhuǎn)軸的水平距離和距C點豎直距離相等 重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 圖1 4 12 1 若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為 1時 細線AB上的張力為0 而細線AC與豎直方向的夾角仍為37 求角速度 1的大小 2 若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為 2時 細線AB剛好豎直 且張力為0 求此時角速度 2的大小 3 裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動 試通過計算在坐標(biāo)圖中畫出細線AC上張力FT隨角速度的平方 2變化的關(guān)系圖象 審題探究 1 當(dāng)細線AB上的張力為零 細線AC與豎直方向的夾角為37 時 小球受幾個力的作用 小球做圓周運動的半徑是多少 2 當(dāng)細線AB豎直且張力為零時 小球受幾個力的作用 小球做圓周運動的半徑又是多少 3 取不同的數(shù)值時 小球受力不同 畫出在 的各個取值區(qū)間內(nèi)小球的受力示意圖 并指明向心力的來源 題組訓(xùn)練 1 多選 2018 鄭州模擬 如圖1 4 13所示 在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上 沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量均為m的兩個物體A和B 它們分居圓心兩側(cè) 與圓心距離分別為RA r RB 2r 與盤間的動摩擦因數(shù) 相同 當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時 最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 下列說法正確的是 圖1 4 13 答案ABC 2 多選 2018 濮陽三模 如圖1 4 14所示 穿過桌面上光滑小孔的輕質(zhì)細繩一端與質(zhì)量為m的小球相連 另一端與質(zhì)量為M的物塊相連 小球和物塊均可視為質(zhì)點 小孔上端連接物塊的細線水平 物塊處于靜止?fàn)顟B(tài) 小球在水平面上做勻速圓周運動 現(xiàn)改變小球的速度 小球到更高的軌道上做勻速圓周運動 A 位置 物塊的位置沒有變化 且仍保持靜止 下列判斷正確的是 圖1 4 14 A 繩子的張力變大B 小球做圓周運動的線速度變小C 桌面對物塊的作用力變大D 小球做圓周運動的周期變大 答案AC 必記要點 拋體運動與圓周運動的綜合應(yīng)用問題要注意以下幾點 1 運動階段的劃分 2 運動階段的銜接 尤其注意速度方向 3 兩個運動階段在時間和空間上的聯(lián)系 考點四平拋運動與圓周運動的結(jié)合 常見命題情景 1 先平拋再圓周 可能落在水平轉(zhuǎn)盤上 也可能落在豎直平面內(nèi)的管道或軌道上 2 先圓周再平拋 可能從圓周運動最高點拋出 也可能從圓周運動最低點拋出 圖1 4 15 1 物塊到達B點時對圓弧軌道的壓力 2 物塊滑上薄木板時的速度大小 3 達到共同速度前物塊下滑的加速度大小及從物塊滑上薄木板至達到共同速度所用的時間 審題探究 1 審讀題干 挖掘信息 1 物塊恰好以平行于薄木板的方向滑上木板 物塊到C點速度方向與水平方向成30 角 2 物塊在薄木板上滑動 同時薄木板向下加速 經(jīng)過一段時間兩者速度相同 2 構(gòu)建情景 還原模型 1 物塊到B點 屬圓周運動的最低點 畫出物塊的受力示意圖 2 物塊從B到C為平拋運動 知道到C點時速度方向 畫出速度分解圖 3 物塊在薄木板上滑動 屬滑塊 木板模型 畫出兩者受力示意圖 名師點撥解答本題時 學(xué)生常出現(xiàn)的思維障礙和失分點有以下幾點1 思維障礙 求物塊滑上木板時的速度 有些同學(xué)總想從B到C利用動能定理或機械能守恒定律求解 但找不到B C的高度差 因而無法求解 有些同學(xué)認為既然木板與斜面之間無摩擦 那么木板下滑的加速度和速度很大 兩者不能達到共同速度 因而思維受阻 這也是部分同學(xué)常犯的錯誤 即認為無摩擦情況下 物體的速度可瞬間變大 題組訓(xùn)練 1 如圖1 4 16所示 參加某電視臺娛樂節(jié)目的選手從較高的平臺以v0 8m s的速度從A點水平躍出后 沿B點切線方向進入光滑圓弧軌道 沿軌道滑到C點后水平離開軌道 已知A B之間的豎直高度H 1 8m 圓弧軌道半徑R 10m 選手的質(zhì)量為50kg 不計空氣阻力 g 10m s2 求 圖1 4 16 答案 1 0 6s10m s 與水平方向的夾角為37 2 1200N 方向豎直向下 2 如圖1 4 17所示 質(zhì)量是1kg的小球用長為0 5m的細線懸掛在O點 O點與地面間的豎直距離為1m 如果使小球繞OO 軸在水平面內(nèi)做圓周運動 若細線能承受的最大拉力為12 5N g 10m s2 求 圖1 4 17 1 當(dāng)小球的角速度為多大時 細線將斷裂 2 線斷裂后小球落地點與懸點的水平距離 解析 1 當(dāng)細線承受的拉力恰為最大時 對小球進行受力分析 如圖所示 圖1 4 17 答案 1 5rad s 2 0 6m