版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题3平抛和圆周运动教案docWord文件下载.docx
《版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题3平抛和圆周运动教案docWord文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题3平抛和圆周运动教案docWord文件下载.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
T=
.
(4)频率:
f=
(5)向心加速度:
an=
=ω2r=
r.
(6)向心力:
Fn=mω2r=m
=m
考点1 运动的合成与分解
(对应学生用书第13页)
■品真题·
感悟高考……………………………………………………………·
[考题统计] 五年2考:
2015年Ⅱ卷T16 2013年Ⅰ卷T24
[考情分析]
1.以物体的某种运动形式为背景,考查对分运动、合运动的理解及合成与分解方法的应用.
2.运动的合成与分解是解决曲线运动的主要思想方法,小船渡河问题和绳的牵连运动问题是该考点的常见题型.
3.要正确理解合运动、分运动间具有等时性、独立性的特点.
4.具体问题中要分清合运动、分运动,要牢记观察到的物体实际运动为合运动.
1.(已知合运动求分运动)(2015·
Ⅱ卷T16)由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道.当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行.已知同步卫星的环绕速度约为3.1×
103m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×
103m/s,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为30°
,如图31所示.发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为( )
图31
A.西偏北方向,1.9×
103m/s
B.东偏南方向,1.9×
C.西偏北方向,2.7×
D.东偏南方向,2.7×
[题眼点拨] ①从转移轨道调整进入同步轨道…此时卫星高度与同步轨道的高度相同;
②转移轨道和同步轨道的夹角为30°
B [设当卫星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同的某点时,速度为v1,发动机给卫星的附加速度为v2,该点在同步轨道上运行时的速度为v.三者关系如图,由图知附加速度方向为东偏南,由余弦定理知v
=v
+v2-2v1vcos30°
,代入数据解得v2≈1.9×
103m/s.选项B正确.]
2.(与橡皮筋相关联的两分运动)(2013·
Ⅰ卷T24)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R.在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点.已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;
B平行于x轴朝x轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l).假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小.
【导学号:
19624028】
[题眼点拨] ①“沿y轴正向做……的匀加速运动”说明y轴正向的位移满足y=2l+
at2;
②“平行于x轴……匀速运动”说明x轴正向位移满足x=vt;
③“橡皮筋伸长是均匀的”说明R到A和B的距离之比不变.
【解析】 从运动学和运动的合成角度入手,作图寻找几何关系是关键.
设B车的速度大小为v.如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G.由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为
yA=2l+
at2①
xB=vt②
在开始运动时,R到A和B的距离之比为2∶1,即
OE∶OF=2∶1
由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为2∶1.因此,在时刻t有
HK∶KG=2∶1③
由于△FGH∽△IGK,有
HG∶KG=xB∶(xB-l)④
HG∶KG=(yA+l)∶(2l)⑤
由③④⑤式得
xB=
l⑥
yA=5l⑦
联立①②⑥⑦式得
.⑧
【答案】
■释疑难·
类题通法…………………………………………………………………·
1.运动合成与分解的解题思路
(1)明确合运动或分运动的运动性质.
(2)明确是在哪两个方向上的合成与分解.
(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度).
(4)运用力与速度的关系或矢量运算法则进行分析求解.
2.绳(杆)牵连物体的分析技巧
(1)解题关键:
找出合速度与分速度的关系.
(2)基本思路:
①先确定合速度的方向(物体实际运动方向).
②分析合运动所产生的实际效果:
一方面使绳或杆伸缩;
另一方面使绳或杆转动.
③确定两个分速度的方向:
沿绳或杆方向的分速度和垂直绳或杆方向的分速度,而沿绳或杆方向的分速度大小相同.
■对考向·
高效速练…………………………………………………………………..·
考向1 小船渡河问题
1.如图32所示,河宽为200m,一条小船要将货物从A点沿直线运送到河对岸的B点,已知A、B两点连线与河岸的夹角θ=30°
,河水的流速v水=5m/s,小船在静水中的速度大小最小是( )
图32
A.
m/s B.2.5m/s
C.5
m/sD.5m/s
B [用矢量三角形法分析.如图所示,使合速度与河岸夹角为θ,则当v船与v合垂直时,v船具有最小值.则v船min=v水sinθ=2.5m/s.]
(多选)(2017·
德阳一诊)甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为v0,两船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成θ角,如图所示,已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为L,则下列判断正确的是( )
A.乙船先到达对岸
B.若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变
C.不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ角,甲船总能到达正对岸的A点
D.若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离仍然为L
BD [将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向,抓住分运动和合运动具有等时性,知甲、乙两船到达对岸的时间相等.渡河的时间t=
,故A错误;
若仅是河水流速v0增大,渡河的时间t=
,则两船的渡河时间都不变,故B正确;
只有甲船速度大于水流速度时,不论水流速v0如何改变,甲船都可能到达河的正对岸A点,故C错误;
若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时间不变,根据速度的分解,船在水平方向的分速度仍不变,则两船之间的距离仍然为L,故D正确.]
考向2 绳的牵连运动问题
2.如图33所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,那么以下说法正确的是( )
【导学号:
19624029】
图33
A.物体B正向右做匀减速运动
B.物体B正向右做加速运动
C.地面对B的摩擦力减小
D.斜绳与水平方向成30°
时,vA∶vB=
∶2
D [将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向上的分速度等于A的速度,如图所示,根据平行四边形定则有vBcosα=vA,所以vB=
,当α减小时,物体B的速度减小,但B不是匀减速运动,选项A、B错误;
在竖直方向上,对B有mg=FN+FTsinα,FT=mAg,α减小,则支持力FN增大,根据Ff=μFN可知摩擦力Ff增大,选项C错误;
根据vBcosα=vA,斜绳与水平方向成30°
∶2,选项D正确.]
(2016·
贵阳二模)如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转动轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,通过滑轮后挂上重物M,C点与O点的距离为L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓慢转至水平(转过了90°
角).下列有关此过程的说法中正确的是( )
A.重物M做匀速直线运动
B.重物M做变速直线运动
C.重物M的最大速度是2ωL
D.重物M的速度先减小后增大
B [设C点线速度方向与绳子的夹角为θ(锐角),由题知C点的线速度为ωL,该线速度在绳子方向上的分速度就为ωLcosθ,θ的变化规律是开始最大(90°
)然后逐渐变小,所以ωLcosθ逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为0,绳子的速度变为最大,为ωL;
然后,θ又逐渐增大,ωLcosθ逐渐变小,绳子的速度变小,所以知重物的速度先增大,后减小,最大速度为ωL,故B正确.]
考点2 平抛(类平抛)的运动规律
(对应学生用书第14页)
[考题统计] 五年3考:
2017年Ⅰ卷T15 2015年Ⅰ卷T18 2014年Ⅱ卷T15
1.平抛物体的运动规律是高考命题的热点.特别要关注以运动项目为背景的实际问题.
2.运动的合成与分解是解决平抛(类平抛)问题的基本方法.
3.平抛(类平抛)规律应用时,易混淆速度方向和位移方向.
4.实际问题中要把握平抛运动情景中的临界点.
3.(平抛运动规律的基本应用)(2017·
Ⅰ卷T15)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(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网.其原因是( )
A.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
C.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
C [在竖直方向,球做自由落体运动,由h=
gt2知,选项A、D错误.
由v2=2gh知,选项B错误.
在水平方向,球做匀速直线运动,通过相同水平距离,速度大的球用时少,选项C正确.]
(2014·
Ⅱ卷T15)取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A.
B.
C.
D.
B [根据平抛运动的规律和机械能守恒定律解题.设物块水平抛出的初速度为v0,高度为h,由机械能守恒定律得
mv
=mgh,即v0=
.物块在竖直方向上的运动是自由落体运动,故落地时的竖直分速度vy=
=vx=v0,则该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角θ=
,故选项B正确,选项A、C、D错误.]
4.(平抛运动的临界问题)(2015·
Ⅰ卷T18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图34所示.水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h.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同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气的作用,重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是( )
19624030】
图34
<
v<
L1
B.
C.
D.
[题眼点拨] ①“发射点距台面高度为3h”说明乒乓球落在台面时,在空中运动时间相同;
②“落到球网右侧台面上”说明最近落在球网正中间,最远落在右侧台面的两角处.
D [设以速率v1发射乒乓球,经过时间t1刚好落到球网正中间.则竖直方向上有
3h-h=
gt
①
水平方向上有
=v1t1 ②
由①②两式可得v1=