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当前位置:首页 > 中学教育 > 高中教育 > 2016年高考物理专题3-抛体运动与匀速圆周运动
1.(2015·新课标全国Ⅰ·18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1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()图1A.L12g6h<v<L1g6hB.L14gh<v<4L21+L22g6hC.L12g6h<v<124L21+L22g6hD.L14gh<v<124L21+L22g6h2.(多选)(2015·浙江理综·19)如图2所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,转弯处为圆心在O点的半圆,内外半径分别为r和2r.一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线,有如图所示的①、②、③三条路线,其中路线③是以O′为圆心的半圆,OO′=r.赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax.选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则()图2A.选择路线①,赛车经过的路程最短B.选择路线②,赛车的速率最小C.选择路线③,赛车所用时间最短D.①、②、③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等3.(2015·海南单科·14)如图3所示,位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点.已知h=2m,s=2m.取重力加速度大小g=10m/s2.图3(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小.1.题型特点抛体运动与圆周运动是高考热点之一.考查的知识点有:对平抛运动的理解及综合运用、运动的合成与分解思想方法的应用、竖直面内圆周运动的理解和应用.高考中单独考查曲线运动的知识点时,题型为选择题,将曲线运动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题.2.应考策略抓住处理问题的基本方法即运动的合成与分解,灵活掌握常见的曲线运动模型:平抛运动及类平抛运动、竖直面内的圆周运动及完成圆周运动的临界条件.考题一运动的合成与分解1.(2015·南通二模)如图4所示,河水以相同的速度向右流动,落水者甲随水漂流,至b点时,救生员乙从O点出发对甲实施救助,则救生员乙相对水的运动方向应为图中的()图4A.Oa方向B.Ob方向C.Oc方向D.Od方向2.(多选)(2015·盐城二模)如图5所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一红蜡块R(R视为质点).将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动,合速度的方向与y轴夹角为α.则红蜡块R的()图5A.分位移y与x成正比B.分位移y的平方与x成正比C.合速度v的大小与时间t成正比D.tanα与时间t成正比3.(多选)(2015·南昌二模)如图6所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处.现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是()图6A.环到达B处时,重物上升的高度h=d2B.环到达B处时,环与重物的速度大小相等C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为43d1.合运动与分运动的关系:(1)独立性:两个分运动可能共线、可能互成角度.两个分运动各自独立,互不干扰.(2)等效性:两个分运动的规律、位移、速度、加速度叠加起来与合运动的规律、位移、速度、加速度效果相同.(3)等时性:各个分运动及其合运动总是同时发生,同时结束,经历的时间相等.(4)合运动一定是物体的实际运动.物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动,或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动.2.判断以下说法的对错.(1)曲线运动一定是变速运动.(√)(2)变速运动一定是曲线运动.(×)(3)做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力.(×)考题二平抛(类平抛)运动的规律4.(2015·镇江模拟)高楼上某层窗口违章抛出一石块,恰好被曝光时间(光线进入相机镜头的时间)为0.2s的相机拍摄到,图7是石块落地前0.2s时间内所成的像(照片已经放大且方格化),每个小方格代表的实际长度为1.5m,忽略空气阻力,g取10m/s2,则()图7A.石块水平抛出的初速度大小约为225m/sB.石块将要落地时的速度大小约为7.5m/sC.图乙中像的反向延长线与楼的交点就是石块抛出的位置D.石块抛出位置离地高度约为28m5.(2015·武汉四月调研)在水平地面上的O点同时将甲、乙两块小石头斜向上抛出,甲、乙在同一竖直面内运动,其轨迹如图8所示,A点是两轨迹在空中的交点,甲、乙运动的最大高度相等.若不计空气阻力,则下列判断正确的是()图8A.甲先到达最大高度处B.乙先到达最大高度处C.乙先到达A点D.甲先到达水平地面6.(2015·赣州模拟)如图9,斜面与水平面之间的夹角为45°,在斜面底端A点正上方高度为10m处的O点,以5m/s的速度水平抛出一个小球,则飞行一段时间后撞在斜面上时速度与水平方向夹角的正切值为(g=10m/s2)()图9A.2B.0.5C.1D.21.平抛运动规律图10以抛出点为坐标原点,水平初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下的方向为y轴正方向,建立如图10所示的坐标系,则平抛运动规律如下.(1)水平方向:vx=v0x=v0t(2)竖直方向:vy=gty=12gt2(3)合运动:合速度:vt=v2x+v2y=v20+g2t2合位移:s=x2+y2合速度与水平方向夹角的正切值tanα=vyv0=gtv0合位移与水平方向夹角的正切值tanθ=yx=gt2v02.平抛运动的两个重要推论推论Ⅰ:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为α,位移方向与水平方向的夹角为θ,则tanα=2tanθ.推论Ⅱ:做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.考题三圆周运动问题的分析7.(2015·绵阳三诊)如图11所示,轻杆长3L,在杆两端分别固定质量均为m的球A和B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力.忽略空气阻力.则球B在最高点时()图11A.球B的速度为零B.球A的速度大小为2gLC.水平转轴对杆的作用力为1.5mgD.水平转轴对杆的作用力为2.5mg8.(2015·哈尔滨第六中学二模)如图12所示,质量为m的竖直光滑圆环A的半径为r,竖直固定在质量为m的木板B上,木板B的两侧各有一竖直挡板固定在地面上,使木板不能左右运动.在环的最低点静置一质量为m的小球C.现给小球一水平向右的瞬时速度v0,小球会在环内侧做圆周运动.为保证小球能通过环的最高点,且不会使木板离开地面,则初速度v0必须满足()图12A.3gr≤v0≤5grB.gr≤v0≤3grC.7gr≤v0≤3grD.5gr≤v0≤7gr9.(2015·淮安三调)如图13所示,光滑杆AB长为L,B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧,质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接.OO′为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ.图13(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量Δl1;(2)当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时,弹簧伸长量为Δl2,求匀速转动的角速度ω;(3)若θ=30°,移去弹簧,当杆绕OO′轴以角速度ω0=gL匀速转动时,小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动,球受轻微扰动后沿杆向上滑动,到最高点A时球沿杆方向的速度大小为v0,求小球从开始滑动到离开杆过程中,杆对球所做的功W.1.圆周运动主要分为水平面内的圆周运动(转盘上的物体、汽车拐弯、火车拐弯、圆锥摆等)和竖直平面内的圆周运动(绳模型、汽车过拱形桥、水流星、内轨道、轻杆模型、管道模型).2.找向心力的来源是解决圆周运动的出发点,学会牛顿第二定律在曲线运动中的应用.3.注意有些题目中有“恰能”、“刚好”、“正好”、“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点.考题四抛体运动与圆周运动的综合10.(多选)(2015·揭阳二模)如图14所示,小球沿水平面以初速度v0通过O点进入半径为R的竖直半圆弧轨道,不计一切阻力,则()图14A.球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动B.若小球能通过半圆弧最高点P,则球在P点受力平衡C.若小球的初速度v0=3gR,则小球一定能通过P点D.若小球恰能通过半圆弧最高点P,则小球落地点到O点的水平距离为2R11.(2015·南京三模)如图15所示,半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内,轻道的末端B处切线水平,现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放,若保持圆心的位置不变,改变圆弧轨道的半径(不超过圆心离地的高度).半径越大,小物体()图15A.落地时的速度越大B.平抛的水平位置越大C.到圆弧轨道最低点时加速度越大D.落地时的速度与竖直方向的夹角越大12.(2015·雅安三诊)如图16所示,参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台以v0=8m/s的速度从A点水平跃出后,沿B点切线方向进入光滑圆弧轨道,沿轨道滑到C点后离开轨道.已知A、B之间的竖直高度H=1.8m,圆弧轨道半径R=10m,选手质量m=50kg,不计空气阻力,g=10m/s2,求:图16(1)选手从A点运动到B点的时间及到达B点的速度;(2)选手到达C点时对轨道的压力.曲线运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动等多个运动过程,常结合功能关系进行求解,解答时可从以下两点进行突破:1.分析临界点对于物体在临界点相关的多个物理量,需要区分哪些物理量能够突变,哪些物理量不能突变,而不能突变的物理量(一般指线速度)往往是解决问题的突破口.2.分析每个运动过程的运动性质对于物体参与的多个运动过程,要仔细分析每个运动过程做何种运动:(1)若为圆周运动,应明确是水平面的匀速圆周运动,还是竖直平面的变速圆周运动,机械能是否守恒.(2)若为抛体运动,应明确是平抛运动,还是类平抛运动,垂直于初速度方向的力是由哪个力、哪个力的分力或哪几个力提供的.专题综合练1.(多选)(2015·广东六校联考)关于物体的运动,以下说法正确的是()A.物体做平抛运动时,加速度不变B.物体做匀速圆周运动时,加速度不变C.物体做曲线运动时,加速度一定改变D.物体做曲线运动时,速度一定变化2.(2015·湖南省十三校第二次联考)如图17所示,河水流动的速度为v且处处相同,河宽为a.在船下水点A的下游距离为b处是瀑布.为了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去)()图17A.小船船头垂直河岸渡河时间最短,最短时间为t=bv.速度最大,最大速度为vmax=avbB.小船轨迹沿y轴方向渡河位移最小.速度最大,最大速度为vmax=a2+b2vbC.小船沿轨迹AB运动位移最大、时间最长.速度最小,最小速度vmin=avbD.小船沿轨迹AB运动位移最大、速度最小.则小船的最小速度vmin=ava2+b23.(多选)(2015·宜宾二诊)如图18所示,水平光滑长杆上套有一个质量为mA的小物块A,细线跨过O点的轻小光滑定滑轮一端连接A,另一端悬挂质量为mB的小物块B,C为O点正下方杆上一点,定滑轮到杆的距离OC=h.开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°.现将A、B同时由静止释放,则下列分析正确的是()图18A.物块B从释放到最低点的过程中,物块A的动能不断增大B.物块A由P点出发第一次到达C点的过程中,物块B的机械能先增大后减小C.P
本文标题:2016年高考物理专题3-抛体运动与匀速圆周运动
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