(浙江选考)2019高考物理二轮复习专题一力与运动第4讲运动的合成与分解平抛运动学案.doc
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1、1第 4 讲 运动的合成与分解 平抛运动历次选考考情分析考试要求 历次选考统计章 知识内容必考 加试 2015/10 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04曲线运动 b b运动的合成与分解 b c曲线运动平抛运动 d d 2、10 7 13 19 20考点一 曲线运动的理解1曲线运动(1)速度方向:沿曲线上该点的切线方向(2)条件:合外力与速度不共线(3)运动轨迹:在速度与合外力方向所夹的区间内,向合外力的方向弯曲2运动的合成与分解的运算法则(1)运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们均是矢量,故合成与分解都遵守
2、平行四边形定则(2)合运动是物体的实际运动,合运动的性质是由合初速度与合加速度决定的21.曲线运动方向(2018绍兴市期末)翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目如图 1 所示,翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下,过 M 点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过 A、 B、 C 三点下列说法正确的是( )图 1A过 A 点时的速度方向沿 AB 方向B过 B 点时的速度方向沿水平方向C过 A、 C 两点时的速度方向相同D圆形轨道上与 M 点速度方向相同的点在 AB 段上答案 B2曲线运动条件如图 2 所示,水平桌面上一小钢球沿直线运动若在钢球运动的正前方A 处或旁边 B 处放一块磁铁,假
3、设小钢球受到的摩擦力大小恒定,则下列关于小球运动的说法正确的是( )图 2A磁铁放在 A 处时,小球可能做匀加速直线运动B磁铁放在 A 处时,小球做曲线运动C磁铁放在 B 处时,小球做曲线运动D磁铁放在 B 处时,小球可能做匀速圆周运动答案 C解析 磁铁放在 A 处时,合力向前,加速度向前,小钢球做加速直线运动,但磁力大小与距离有关,故加速度是变化的,不是匀加速直线运动,故 A、B 错误;磁铁放在 B 处时,合力与速度不共线,故小钢球向磁铁一侧偏转;磁力大小与距离有关,故加速度是变化的,所以小球做变加速曲线运动,故 C 正确,D 错误3小船渡河(2018绍兴市期末)唐僧、悟空、八戒、沙僧师徒四
4、人想划船渡过一条宽180 m 的河,他们在静水中划船的速度为 3 m/s,现在他们观测到河水的流速为 4 m/s,对于这次划船过河,他们有各自的看法,其中正确的是( )3A唐僧说:我们要想到达正对岸就得使船头朝向正对岸B悟空说:我们要想到达正对岸船头必须朝向上游划船C八戒说:我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D沙僧说:今天这种情况我们是不可能到达正对岸的答案 D解析 当静水速度垂直于河岸时,渡河的时间最短, t s60 s,此时船将运动到dvc 1803下游,故 A 错误;由于静水速度小于水流速度,合速度不可能垂直于河岸,不可能到达正对岸,当静水速度的方向与合速度方向垂直时,渡河位移最短,故
5、B、C 错误,D 正确4运动轨迹分析如图 3 甲所示,在一次海上救援行动中,直升机和伤员一起沿水平方向匀速飞行,同时悬索系住伤员匀速上拉,以地面为参考系,伤员从 A 至 B 的运动轨迹可能是图乙中的( )图 3A折线 ACB B线段 ABC曲线 AmB D曲线 AnB答案 B解析 伤员参与了两个分运动,水平方向匀速移动,竖直方向匀速上升,合速度是两个分速度的矢量和,遵循平行四边形定则,由于两个分速度大小和方向都恒定,故合速度固定不变,即合运动是匀速直线运动,故轨迹是线段 AB,故 A、C、D 错误,B 正确5运动的合成与分解(2017桐乡中学期末)手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图 4 所示的实
6、线位置,然后滑轮水平向右匀速移动,运动中始终保持悬挂重物的细线竖直,则重物运动的速度( )图 4A大小和方向均不变 B大小不变,方向改变C大小改变,方向不变 D大小和方向均改变答案 A4解析 滑轮水平向右匀速运动过程中,悬挂重物的细线保持竖直,重物具有与滑轮相同的水平速度,同时重物竖直方向匀速上升,其上升的距离与滑轮水平向右移动的距离相同,故重物竖直上升的速度恒定不变,且与水平方向速度大小相等,因此重物运动的速度方向斜向右上方,与水平方向成 45角,大小恒定,A 正确考点二 平抛运动基本规律的应用1飞行时间: t ,取决于下落高度 h,与初速度 v0无关2hg2水平射程: x v0t v0 ,
7、由初速度 v0和下落高度 h 共同决定,与其他因素无关2hg3落地速度: v ,与水平方向的夹角的正切值 tan v x2 v y2 v02 2ghvyvx,所以落地速度只与初速度 v0和下落高度 h 有关2ghv04某时刻速度的反向延长线通过此时水平位移的中点,速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角的正切值的 2 倍例 1 (2017稽阳联考)现有一玩具枪,其枪管长度 L20 cm,枪口直径 d6 mm,子弹质量为 m2 g,在测试中,让玩具枪在高度 h1.8 m 处水平发射,实测子弹射程为 12 m,不计子弹受到的阻力, g 取 10 m/s2,求:(1)子弹出枪口的速度大
8、小;(2)假设在枪管内子弹始终受到恒定的推力,试求此推力的大小答案 (1)20 m/s (2)2 N解析 (1)子弹离开枪口后做平抛运动,运动时间t s0.6 s2hg 21.810由 x vt,则 v m/s20 m/sxt 120.6(2)在枪管内,由运动学公式得 v22 aL,则 a 1 000 m/s2,根据牛顿第二定律得v22LF ma2 N.6(2016浙江 4 月选考10)某卡车在公路上与路旁障碍物相撞处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的为了判断卡车是否超速,需要测量的量是( )A车的长度、车的重量5B车的高度、
9、车的重量C车的长度、零件脱落点与陷落点的水平距离D车的高度、零件脱落点与陷落点的水平距离答案 D解析 物体从车顶平抛出去,根据平抛运动知识可知 h gt2, x vt,因此要知道车顶到12地面的高度,即可求出时间测量零件脱落点与陷落点的水平距离即可求出抛出时(事故发生时)的瞬时速度,故答案为 D.7某同学将一篮球斜向上抛出,篮球恰好垂直击中篮板反弹后进入篮筐,忽略空气阻力,若抛射点远离篮板方向水平移动一小段距离,仍使篮球垂直击中篮板相同位置,且球击中篮板前不会与篮筐相撞,则下列方案可行的是( )A增大抛射速度,同时减小抛射角B减小抛射速度,同时减小抛射角C增大抛射角,同时减小抛出速度D增大抛射
10、角,同时增大抛出速度答案 A解析 应用逆向思维,把篮球的运动看成平抛运动,由于竖直高度不变,水平位移增大,篮球从抛射点到篮板的时间 t 不变,竖直分速度 vy 不变,水平方向由 x vxt 知 x2hg 2gh增大, vx增大,抛射速度 v 增大,与水平方向的夹角的正切值 tan 减小,vx2 vy2vyvx故 减小,可知 A 正确8(2018杭州市五校联考)在同一竖直线上的不同高度分别沿同一方向水平抛出两个小球A 和 B,两球在空中相遇,其运动轨迹如图 5 所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )图 5A相遇时 A 球速度一定大于 B 球B相遇时 A 球速度一定小于 B 球C相遇时 A 球
11、速度的水平分量一定等于 B 球速度的水平分量D相遇时 A 球速度的竖直分量一定大于 B 球速度的竖直分量答案 D6解析 根据 t , vy gt, hAhB, x vxt,知 tAtB, vyAvyB, vxAvxB,选项 D 正确2hg9(2018七彩阳光联盟期中)一条水平放置的水管,横截面积 S4.0 cm2,距地面高度h1.8 m水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出,水落地的位置到管口的水平距离约为 0.6 m假设管口横截面上各处水的速度都相同,则每秒内从管口射出的水的体积约为( g 取 10 m/s2)( )A400 mL B600 mLC800 mL D1 000 mL答案
12、A解析 根据 h gt2得: t s0.6 s,则平抛运动的初速度为:12 2hg 21.810v0 1.0 m/s,流量为: Q vS1.04.010 4 m3/s410 4 m3/s400 mL/s,故xtV Qt4001 mL400 mL.考点三 与斜面有关的平抛运动问题1从斜面开始平抛到落回斜面的过程(1)全过程位移的方向沿斜面方向,即竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值(2)竖直速度与水平速度之比等于斜面倾角正切值的两倍.方法 内容 斜面 总结分解位移水平: x v0t竖直: y gt212合位移: sx2 y2分解位移,构建位移三角形2.从斜面外抛出的物体落到斜面上,注意找
13、速度方向与斜面倾角的关系方法 内容 斜面 总结分解速度水平: vx v0竖直: vy gt合速度: v vx2 vy2分解速度,构建速度三角形7分解速度水平: vx v0竖直: vy gt合速度: v vx2 vy2分解速度,构建速度三角形例 2 如图 6 所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为 53的固定斜面顶端,并刚好沿斜面下滑,小球与斜面间的动摩擦因数 0.5,已知斜面顶端与平台的高度差 h0.8 m, g10 m/s2,sin 530.8, cos 530.6,空气阻力不计,则:图 6(1)小球水平抛出的初速度是多大?(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离 s 是多少?(
14、3)若平台与斜面底端高度差 H6.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端?答案 (1)3 m/s (2)1.2 m (3)1.4 s解析 (1)由于刚好沿斜面下滑,竖直方向有 vy22 gh据题有 tan 37v0vy解得 v03 m/s(2)由 h gt1212s v0t1解得 s1.2 m, t10.4 s(3)小球沿斜面下滑时,受力分析如图,8沿斜面方向根据牛顿第二定律有mgsin 53 mg cos 53 ma设斜面长度为 L,由几何关系有 cos 37H hL小球刚落到斜面上时的速度 vvycos 37小球在斜面上运动的过程有 L vt2 at2212联立解得: t21 s因
15、此 t 总 t1 t21.4 s.10如图 7 是简化后的跳台滑雪的雪道示意图整个雪道由倾斜的助滑雪道 AB、水平的起跳平台 BC 和着陆雪道 CD 组成, AB 与 BC 平滑连接运动员从助滑雪道 AB 上由静止开始在重力作用下下滑,滑到 C 点后水平飞出,落到 CD 上的 F 点, E 是运动轨迹上的某一点,在该点运动员的速度方向与轨道 CD 平行, E点是 E 点在斜面上的垂直投影设运动员从 C到 E 与从 E 到 F 的运动时间分别为 tCE和 tEF.不计飞行中的空气阻力,下面说法或结论不正确的是( )图 7A运动员在 F 点的速度方向与从 C 点飞出时的速度大小无关B tCE tE
16、F11C CE E F 可能等于 13D CE E F 可能等于 12答案 C解析 设运动员在 F 点的速度方向与水平方向的夹角为 , CD 斜面的倾角为 ,则有 tan ,tan ,则得 tan 2tan , 一定,则 一定,则知运动员vyv0 yx vy2tv0t vy2v09在 F 点的速度方向与从 C 点飞出时的速度大小无关,故 A 正确;将运动员的运动分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向,则知垂直斜面方向上先做匀减速直线运动(类似于竖直上抛运动),当运动到 E 点,垂直斜面方向上的速度减为零,然后做匀加速直线运动,根据运动的对称性,知时间相等, tCE tEF11,故 B 正确;在沿斜面
17、方向上做匀加速直线运动,根据匀加速直线运动规律知,初速度为零时,在连续相等时间内的位移为 13,又因为沿斜面方向上的初速度不为零,则相等时间内的水平位移之比大于 13,可能等于 12,故 D 正确,C错误11.(2018宁波市 3 月选考)如图 8 所示,以 10 m/s 的水平初速度 v0抛出的物体,飞行3一段时间后,撞在倾角为 30的斜面上时,速度方向与斜面成 60角,这段飞行所用的时间为( g 取 10 m/s2)( )图 8A1 s B2 s C3 s D6 s答案 A解析 由速度关系 vy 10 m/s,又由 vy gt 可知 t1 s,故 A 正确v0tan 6010考点四 平抛运
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