2020届一轮复习人教版------曲线运动-------ppt课件 .pptx
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1、一轮复习一轮复习专题四曲线运动考点一运动的合成与分解抛体运动五年高考A组自主命题天津卷题组1.2014天津理综天津理综,9(1)半径为半径为R的水平圆盘绕过圆心的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上一为圆盘边缘上一点。在点。在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时水平抛出时,半径半径OA方向恰好与方向恰好与v的方的方向相同向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在且落在A点点,重力加速度为重力加速度为g,则小球抛出时距则小球抛出时距O的的高度高度h=,圆盘转动的角速度大小圆盘转动
2、的角速度大小=。答案答案(nN*)解析小球做平抛运动解析小球做平抛运动:h=gt2、R=vt,解得解得h=。由题意知。由题意知t=2n(nN*),故联立故联立R=vt可可得得=(nN*)。点拨在小球从抛出到落到圆盘上的时间内点拨在小球从抛出到落到圆盘上的时间内,圆盘转动了圆盘转动了1圈、圈、2圈、圈、3圈圈n圈均有可能圈均有可能,故故的值应该是一个通式的值应该是一个通式,不能只用转不能只用转1圈的情形表述圈的情形表述!2.(2019课标课标,19,6分分)(多选多选)如图如图(a),在跳台滑雪比赛中在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度
3、和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始每次都从离开跳台开始计时计时,用用v表示他在竖直方向的速度表示他在竖直方向的速度,其其v-t图像如图图像如图(b)所示所示,t1和和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。是他落在倾斜雪道上的时刻。则则()A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大第二次滑翔过程中在竖直方向上的平
4、均加速度比第一次的大D.竖直方向速度大小为竖直方向速度大小为v1时时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大B组 统一命题、省(区、市)卷题组答案答案BD本题考查曲线运动知识和利用数形结合处理物理问题的能力本题考查曲线运动知识和利用数形结合处理物理问题的能力,体现了模型构建、体现了模型构建、科学推理的核心素养。科学推理的核心素养。v-t图线与时间轴包围的面积表示运动员在竖直方向上的位移图线与时间轴包围的面积表示运动员在竖直方向上的位移,由图像可知第二次包围的格数由图像可知第二次包围的格数较多较多,故故A错。设雪道的倾角为错。设雪道的倾角为,则水平位
5、移则水平位移x=,故故B正确。正确。v-t图线的斜率表示加速度图线的斜率表示加速度,由由图像明显看出图像明显看出,第一次在竖直方向上的平均加速度较大第一次在竖直方向上的平均加速度较大,故故C错。错。v=v1时时,斜率斜率k1k2,结合牛顿第结合牛顿第二定律二定律mg-f=ma可知可知,第二次所受阻力较大第二次所受阻力较大,D正确。正确。解题技巧解题技巧v-t图线与时间轴所围的面积表示位移图线与时间轴所围的面积表示位移,当图线为曲线时当图线为曲线时,可采用数格子的方法比较可采用数格子的方法比较面积的大小。面积的大小。3.(2018课标课标,17,6分分)在一斜面顶端在一斜面顶端,将甲、乙两个小球
6、分别以将甲、乙两个小球分别以v和和的速度沿同一方向水平的速度沿同一方向水平抛出抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的()A.2倍倍B.4倍倍C.6倍倍D.8倍倍答案答案A本题考查平抛运动规律的应用。小球做平抛运动本题考查平抛运动规律的应用。小球做平抛运动,其运动轨迹如图所示。设斜面其运动轨迹如图所示。设斜面的倾角为的倾角为。平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,x=v0t,h=gt2,由图由图中几何关系中几何关系
7、,可得可得tan=,解得解得:t=;从抛出到落到斜面上从抛出到落到斜面上,由动能定理可得由动能定理可得:mgh=mv2-m,可得可得:v=v0,则则=,选项选项A正确。正确。一题多解一题多解本题还可以将落到斜面上时的速度本题还可以将落到斜面上时的速度v进行分解进行分解,由图中几何关系可得由图中几何关系可得v=v0,则则=,选项选项A正确。正确。4.(2017课标课标,15,6分分)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略忽略空气的影响空气的影响)。速度较大的球越过球网。速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网速
8、度较小的球没有越过球网;其原因是其原因是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大答案答案C本题考查对平抛运动的理解。忽略空气的影响时本题考查对平抛运动的理解。忽略空气的影响时,乒乓球只受重力作用乒乓球只受重力作用,球被水平球被水平射出后做平抛运动。由于在竖直方向上做自由落体运
9、动射出后做平抛运动。由于在竖直方向上做自由落体运动,则则h=gt2,下落时间下落时间t=,t,故故A、D错误。由错误。由vy=gt=g=,可知可知B错误。在水平方向上有错误。在水平方向上有x=v0t,x相同时相同时,t,故故C正正确。确。解题关键解题关键平抛运动是曲线运动平抛运动是曲线运动,轨迹为抛物线轨迹为抛物线,可以分解为竖直方向上的自由落体运动可以分解为竖直方向上的自由落体运动(满足满足h=gt2和和vy=gt)和水平方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀速直线运动(满足满足x=v0t)。做平抛运动时物体运动时做平抛运动时物体运动时间由下落高度决定间由下落高度决定,运动的水平距离运动的水平
10、距离x=v0,由初速度由初速度v0和下落高度共同决定。和下落高度共同决定。5.(2017课标,17,6分)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()A.B.C.D.答案答案B本题考查机械能守恒定律、平抛运动本题考查机械能守恒定律、平抛运动,考查学生的推理能力、应用数学知识处理考查学生的推理能力、应用数学知识处理物理问题的能力。物理问题的能力。小物块由最低点到最高点的过程由机械能守恒定律有小物块由最低点到最高点的过程由机械能
11、守恒定律有mv2=mg2R+m小物块从最高点水平飞出做平抛运动小物块从最高点水平飞出做平抛运动有有:2R=gt2x=v1t(x为落地点到轨道下端的距离为落地点到轨道下端的距离)联立得联立得:x2=R-16R2当当R=-,即即R=时时,x具有最大值具有最大值,选项选项B正确。正确。方法指导小物块运动的过程分为两个阶段方法指导小物块运动的过程分为两个阶段,一是由轨道最低点到轨道最高点的曲线运动一是由轨道最低点到轨道最高点的曲线运动,符符合机械能守恒定律合机械能守恒定律;二是从轨道最高点到水平地面的平抛运动。根据两个阶段列方程二是从轨道最高点到水平地面的平抛运动。根据两个阶段列方程,联立得联立得出关
12、于出关于x的表达式是解题的关键。的表达式是解题的关键。6.(2015课标课标,18,6分分,0.528)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为分别为L1和和L2,中间球网高度为中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为发射点距台面高度为3h。不计空气的作用。不计空气的作用,重力加速度大小为重力加速度大小为g。若。若乒乓球的发射速率乒乓球的发射速率v在某范围内在某范围内,通过选择合适
13、的方向通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则则v的最大取值范围是的最大取值范围是()A.vL1B.vC.vD.v7m/sB.v2.3m/sC.3m/sv7m/sD.2.3m/sv3m/s答案答案C当小球以较大速度做平抛运动时当小球以较大速度做平抛运动时,则小球不应碰到窗口右侧的上沿则小球不应碰到窗口右侧的上沿,则可得则可得h=g,L=v1t1,解得解得t1=0.2s,v1=7m/s,故小球速度的最大值为故小球速度的最大值为7m/s;当小球以较小速度做平抛运动时当小球以较小速度做平抛运动时,则则小球不应碰到窗口左侧的下沿小球不应碰到窗口左侧的下沿,则
14、可得则可得H+h=g,d+L=v2t2,解得解得t2=0.6s,v2=3m/s,V1=7m/s,故小故小球的速度范围为球的速度范围为3m/sv”“=”或或“vcos2解析将小车的速度解析将小车的速度v沿绳和垂直绳分解沿绳和垂直绳分解,如图所示如图所示,则则vp=vcos2,小车向右运动小车向右运动,2减小减小,v不变不变,则则vP逐渐增大逐渐增大,说明物体说明物体P沿斜面向上做加速运动沿斜面向上做加速运动,由牛顿第二定律由牛顿第二定律得得T-mgsin1=ma,可知绳子对可知绳子对P的拉力的拉力Tmgsin1。解题技巧将小车的速度解题技巧将小车的速度v进行分解进行分解,得到两个物体速度的关系式
15、得到两个物体速度的关系式,分析物体分析物体P做什么运动做什么运动,判断判断绳子拉力与物体绳子拉力与物体P所受重力的关系。所受重力的关系。3.(2018河西三模河西三模)随着人们生活水平的提高随着人们生活水平的提高,打高尔夫球逐渐成为普通人的休闲娱乐方式。如打高尔夫球逐渐成为普通人的休闲娱乐方式。如下图所示下图所示,某人从高出水平地面某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球的高尔夫球,由于受恒定的水平由于受恒定的水平风力的作用风力的作用,高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的的A穴穴,不计洞穴深度不计洞穴深度,重力加速度为
16、重力加速度为g,则则球被击出时的初速度大小为球被击出时的初速度大小为,球被击出后受到的水平风力的大小为球被击出后受到的水平风力的大小为。答案答案L解析高尔夫球在竖直方向做自由落体运动解析高尔夫球在竖直方向做自由落体运动,h=gt2,得得:t=,由于球竖直落入由于球竖直落入A穴穴,故水平方故水平方向做末速度为零的匀减速直线运动向做末速度为零的匀减速直线运动,根据运动学公式根据运动学公式,有有L=v0t-at2,0=v0-at,联立解得联立解得:v0=L,a=,由牛顿第二定律得水平方向风力大小为由牛顿第二定律得水平方向风力大小为:F=ma,由上述各式可解得由上述各式可解得:F=。名师点睛小球水平方
17、向受恒定的阻力名师点睛小球水平方向受恒定的阻力,做匀减速直线运动做匀减速直线运动,竖直方向只受重力竖直方向只受重力,做自由落体运做自由落体运动动,根据运动学公式即可列式求解初速度大小和加速度。由牛顿第二定律求出水平风力。根据运动学公式即可列式求解初速度大小和加速度。由牛顿第二定律求出水平风力。4.(2019南开二模南开二模)(多选多选)飞机飞行时除受到发动机的推力外飞机飞行时除受到发动机的推力外,还受到重力和机翼所在平面向上还受到重力和机翼所在平面向上的升力的升力,机翼的升力垂直于机翼所在平面向上机翼的升力垂直于机翼所在平面向上,当飞机在空中盘旋时机翼向内侧倾斜当飞机在空中盘旋时机翼向内侧倾斜
18、(如图所如图所示示),以保证除发动机推力和阻力外的其他力的合力提供向心力。设飞机以速率以保证除发动机推力和阻力外的其他力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内在水平面内做半径为做半径为R的匀速圆周运动时的匀速圆周运动时,机翼与水平面成机翼与水平面成角角,飞行周期为飞行周期为T,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A.若飞行速率若飞行速率v不变不变,增大增大,则半径则半径R增大增大B.若飞行速率若飞行速率v不变不变,增大增大,则周期则周期T增大增大C.若若不变不变,飞行速率飞行速率v增大增大,则半径则半径R增大增大D.若飞行速率若飞行速率v增大增大,增大增大,则周期则周期T可能不变可能不
19、变答案答案CD飞机盘旋时重力飞机盘旋时重力mg和机翼升力和机翼升力FN的合力的合力F提供向心力提供向心力,如图所示如图所示,因此有因此有mgtan=,解得解得R=,T=。若飞行速率。若飞行速率v不变不变,增大增大,则半径则半径R减小减小,A项错误。若飞行速率项错误。若飞行速率v不变不变,增大增大,则周期则周期T减小减小,B项错误。若项错误。若不变不变,飞行速率飞行速率v增大增大,则半径则半径R增大增大,C项正确。若飞行项正确。若飞行速率速率v增大增大,增大增大,如果满足如果满足=,则周期则周期T不变不变,D项正确。项正确。5.(2019红桥一模红桥一模)(多选多选)在修筑铁路时在修筑铁路时,弯
20、道处的外轨会略高于内轨弯道处的外轨会略高于内轨,如图所示如图所示,当火车以规定当火车以规定的行驶速度转弯时的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压内、外轨均不会受到轮缘的挤压,设此时的速度大小为设此时的速度大小为v、重力加速度为、重力加速度为g,两轨所在面的倾角为两轨所在面的倾角为,则则()A.该弯道的半径该弯道的半径r=B.当火车质量改变时当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变规定的行驶速度大小不变C.当火车速率大于当火车速率大于v时时,内轨将受到轮缘的挤压内轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于当火车速率小于v时时,外轨将受到轮缘的挤压外轨将受到轮缘的挤压答案答案AB火车转弯时不向两
21、侧挤压车轮轮缘火车转弯时不向两侧挤压车轮轮缘,重力和支持力的合力提供向心力重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿根据牛顿第二定律第二定律:mgtan=,解得解得:r=,故故A正确正确;根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得:mgtan=,解得解得:v=,可知火车规定的行驶速度与质量无关可知火车规定的行驶速度与质量无关,故故B正确正确;当火车速率大于当火车速率大于v时时,重力和支持力的重力和支持力的合力不足以提供向心力合力不足以提供向心力,此时外轨对火车有侧压力此时外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨轮缘挤压外轨,故故C错误错误;当火车速率小于当火车速率小于v时时,重力和支持力的合力大于所需向心力重力
22、和支持力的合力大于所需向心力,此时内轨对火车有侧压力此时内轨对火车有侧压力,轮缘挤压内轨轮缘挤压内轨,故故D错误错误;故选故选A、B。名师点睛解决本题的关键是知道火车以规定速度转弯时对内外轨均无压力名师点睛解决本题的关键是知道火车以规定速度转弯时对内外轨均无压力,此时靠重力和此时靠重力和支持力的合力提供做匀速圆周运动的向心力。支持力的合力提供做匀速圆周运动的向心力。6.(2017南开一模南开一模)(多选多选)如图所示如图所示,“旋转秋千旋转秋千”中的两个座椅中的两个座椅A、B质量相等质量相等,通过相同长度通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上的不同位置的缆绳悬挂在旋转圆盘上的不同位置,不考虑空气阻
23、力的影响不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时速转动时,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.挂挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角不相等的缆绳与竖直方向的夹角不相等B.A的线速度比的线速度比B的小的小C.A的向心加速度比的向心加速度比B的大的大D.悬挂悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂的缆绳所受的拉力比悬挂B的小的小答案答案ABDA、B两个座椅具有相同的角速度两个座椅具有相同的角速度,v=r,故故A的线速度比的线速度比B的小的小,B正确正确;对任一座对任一座椅椅,受力分析如图受力分析如图,由绳子的拉力与重力的合力提供向心力由绳子的拉力与重力的合力提供向心力,
24、解得解得:mgtan=m2r,解得解得tan=,A的半径的半径r较小较小,相等相等,可以知道可以知道A与竖直方向夹角与竖直方向夹角较小较小,A正确正确;根据公式根据公式:a=2r,A的运动半径的运动半径小小,A的向心加速度就小的向心加速度就小,A的向心力就小的向心力就小,A对缆绳的拉力就小对缆绳的拉力就小,D正确正确,C错误。错误。B B组组2017201920172019年高考模拟年高考模拟专题综合题组专题综合题组时间:40分钟分值:60分一、选择题(每小题6分,共30分)1.(2019部分区一模部分区一模)滑雪是一种常见的体育项目滑雪是一种常见的体育项目,具有很强的观赏性。半径为具有很强的
25、观赏性。半径为R的四分之一圆的四分之一圆弧轨道如图所示弧轨道如图所示,质量为质量为m的运动员的运动员(含滑板含滑板)从从A点由静止开始滑下点由静止开始滑下,到达最低点到达最低点B时时,运动员对运动员对轨道的压力为轨道的压力为2mg,已知轨道半径大于运动员的身高已知轨道半径大于运动员的身高,重力加速度为重力加速度为g,运动员下滑的过程中运动员下滑的过程中()A.机械能守恒机械能守恒B.先失重后超重先失重后超重C.重力的功率一直变大重力的功率一直变大D.阻力做功为阻力做功为mgR答案答案B设运动员在最低点设运动员在最低点B的速度为的速度为vB,根据牛顿第二定律可得根据牛顿第二定律可得:F-mg=m
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