2021年高考物理一轮复习考点10曲线运动平抛运动课件

曲线运动平抛运动考点10第1步狂刷小题·夯基础题组一基础小题1．关于运动和力，下列说法正确的是()A．物体速度为零时，合外力一定为零B．物体做曲线运动，合外力一定是变力C．物体做直线运动，合外力一定是恒力D．物体做匀速直线运动，合外力一定为零解析汽车起步时，速度为零，合外力不为零，刹车时，末速度为零，合外力不为零，故A错误；平抛运动是曲线运动，合外力是恒力，故B错误；根据物体做直线运动的条件，力与速度共线做直线运动，合外力可以是恒力，也可以是变力，故C错误；做匀速直线运动的物体处于平衡状态，合外力为零，故D正确。答案解析2．物理上提出的“抛体运动”是一种理想化的模型，即把物体看成质点，抛出后只考虑重力作用，忽略空气阻力。关于抛体运动的叙述中正确的是()A．所有的抛体运动都是非匀变速运动B．平抛运动可看成是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动合成的C．物体做抛体运动时，合外力的方向与速度方向是不可能相互垂直的D．只有平抛运动才是匀变速运动答案解析所有的抛体运动，物体都是只受重力，加速度恒为g，是匀变速曲线运动，故A、D错误；平抛运动可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，故B正确；物体做抛体运动时，在最高点，速度水平，合外力方向与速度方向是相互垂直的，故C错误。解析3．将一小球以5m/s的速度水平抛出，经过1s小球落地，不计空气阻力，g＝10m/s2。关于这段时间小球的运动，下列说法正确的是()A．小球着地时的速度是10m/sB．小球竖直方向的位移是10mC．小球着地时的速度是15m/sD．小球水平方向的位移是5m解析由题意知：小球抛出点的高度为：h＝12gt2＝5m，小球的水平位移为：x＝v0t＝5m，小球落地时的竖直分速度为：vy＝gt＝10m/s，小球着地时的速度为：v＝v2x＋v2y＝52＋102m/s＝125m/s＝55m/s，故D正确，A、B、C错误。答案解析4．一机动船在静水中的速度是10m/s，水流速度为8m/s，河宽为100m，假设船想要从一岸到对岸，则下列说法中正确的是()A．船渡河的最短位移为125mB．船过河的最短时间是10sC．船相对于地的速度可能达到20m/sD．此船不可能垂直到达对岸解析因船速大于水速，调整船速的方向保证合速度垂直河岸船就能垂直过河，航程最短为smin＝d＝100m，故A、D错误；当船头指向正对岸航行时，在垂直河岸方向的分运动时间最短，则渡河的最短时间为t＝dv＝10s，故B正确；根据矢量的合成法则可知，船速和水速同向时合速度最大，为18m/s，故船相对于地的速度不可能达到20m/s，故C错误。答案解析5.如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值)。现将A向右水平抛出的同时，B自由下落。不计空气阻力，则在A、B与地面发生第一次碰撞前()A．A、B一定能相碰B．A、B一定不能相碰C．A、B有可能相碰D．若A、B能相碰，则两者速度一定相同答案解析根据题意，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，当B球落地时，此时A球在竖直方向也下落了h，如果A球的水平位移小于l，则A、B两球不相撞，若此时A球的水平位移等于l，则两球刚好相撞，若A球的水平位移大于l，则两球在着地前已经相碰，故A、B错误，C正确；若A、B相碰，它们的竖直分速度相同，水平分速度不同，故D错误。解析6．(多选)雨滴由静止开始下落(不计空气阻力)，遇到水平方向吹来的风，设风对雨滴持续作用，下列说法中正确的是()A．风速越大，雨滴下落的时间将越长B．风速越大，雨滴落地的瞬时速度越大C．雨滴着地时的速度与风速无关D．雨滴下落的时间与风速无关解析分运动和合运动具有等时性，在竖直方向上，雨滴仅受重力，做自由落体运动，下落高度不变，所以运动时间不变，与风速无关，故A错误，D正确；雨滴落地时竖直方向的速度不变，风力越大，水平方向上的加速度越大，时间不变，则落地时水平方向上的速度越大，根据平行四边形定则，落地时的速度越大，故B正确，C错误。答案解析7.如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是()A．a和b的初速度大小之比为2∶1B．a和b在空中运动的时间之比为2∶1C．a和c在空中运动的时间之比为2∶1D．a和c的初速度大小之比为2∶1答案解析根据t＝2hg可知a和b在空中运动的时间之比为2∶1；再根据v＝xt可知a和b的初速度大小之比为1∶2，故A、B错误。根据t＝2hg可知a和c在空中运动的时间之比为2∶1；再根据v＝xt可知a和c的初速度大小之比为2∶1，故C正确，D错误。解析8．如图所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为60°，则C点到B点的距离为()A.R4B.3R4C.R2D．R答案解析由题意知得：小球通过D点时速度与圆柱体相切，则有vy＝v0tan60°，小球从C到D，水平方向有Rsin60°＝v0t，竖直方向上有y＝vy2t，联立解得y＝34R，故C点到B点的距离为s＝y－R(1－cos60°)＝R4，故选A。解析9.如图所示，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()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＝3∶2答案解析将B的运动分解为沿绳子方向的运动和垂直于绳子方向的运动，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图，根据平行四边形定则有：vBcosα＝vA，所以vB＝vAcosα，B向右运动的过程中，α减小，vA不变，则B的速度减小，但不是匀减速，故A、B错误；在竖直方向上，对B有：mg＝FN＋Tsinα，T＝mAg，α减小，则支持力FN增大，根据f＝μFN可知地面对B的摩擦力增大，故C错误；根据vBcosα＝vA，斜绳与水平方向成30°时，vA∶vB＝3∶2，故D正确。解析10．质量为2kg的质点在x­y平面内运动，x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象分别如图所示，则质点()A．初速度为4m/sB．所受合外力为4NC．做匀变速直线运动D．初速度的方向与合外力的方向垂直答案解析质点在x方向的初速度为vx＝4m/s，y方向的初速度vy＝－3m/s，则质点的初速度v0＝v2x＋v2y＝5m/s，故A错误；由图1知质点在x方向的加速度a＝2m/s2，质点的合力F合＝ma＝4N，故B正确；质点在x方向做匀加速直线运动，受力恒定不变，y方向做匀速直线运动，受力为零，则质点的合力恒定不变，且与初速度方向成一定角度，故质点做匀变速曲线运动，故C错误；合力沿x方向，而初速度方向既不在x方向，也不在y方向，则质点初速度的方向与合外力的方向不垂直，故D错误。解析题组二高考小题11．(2016·海南高考)在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中()A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等答案解析小球做平抛运动，其加速度恒定不变，速度方向时刻变化，故A错误；由于竖直分速度一直增大，而水平分速度不变，故合速度的方向由水平逐渐变为接近竖直，与竖直方向夹角越来越小，即速度方向与加速度方向之间的夹角越来越小，B正确；由v＝gt可知，在相等的时间间隔内速度的改变量相同，但是速率为水平速度和竖直速度的合速度的大小，故速率的改变量不相同，C错误；小球在相等时间间隔内竖直方向的位移不同，则重力做功不同，由动能的表达式可知，小球动能的改变量也不相等，D错误。解析12.(2016·江苏高考)有A、B两小球，B的质量为A的两倍。现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力。图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是()A．①B．②C．③D．④答案解析不计空气阻力，A、B两球运动过程中加速度a＝g，以相同速率沿同一方向抛出，都做斜上抛运动，故两球轨迹相同，A项正确。解析13．(2017·全国卷Ⅰ)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解析在竖直方向，球做自由落体运动，由h＝12gt2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。答案解析14．(2018·全国卷Ⅲ)在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和v2的速度沿同一方向水平抛出，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()A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍答案解析设甲球落至斜面时的速率为v1，乙球落至斜面时的速率为v2，由平抛运动规律，x＝vt，y＝12gt2，设斜面倾角为θ，由几何关系，tanθ＝yx，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，12mv2＋mgy＝12mv21，联立解得：v1＝1＋4tan2θ·v，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，v2＝1＋4tan2θ·v2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，A正确。解析15．(2018·江苏高考)某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球。忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的()A．时刻相同，地点相同B．时刻相同，地点不同C．时刻不同，地点相同D．时刻不同，地点不同解析弹射管在竖直方向做自由落体运动，所以弹出小球在竖直方向运动的时间相等，因此两球应同时落地；由于两小球先后弹出，且弹出小球的水平初速度相同，所以小球在水平方向运动的时间不等，因小球在水平方向做匀速运动，所以水平位移不相等，因此落点不相同，故B正确。答案解析16．(2019·全国卷Ⅱ)(多选)如图a，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影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计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v­t图象如图b所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。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B．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D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大答案解析v­t图象中图线与t轴包围的面积表示位移的大小，第二次滑翔过程中v­t图线与t轴所围面积比第一次的大表示在竖直方向上的位移比第一次的大，A错误；由图a知落在雪道上时的水平位移与竖直位移成正比，再由A项分析知，B正确；从起跳到落到雪道上，第一次滑翔过程中竖直方向的速度变化比第二次的大，时间比第二次的短，由a＝ΔvΔt，可知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小，C错误；v­t图象的斜率表示加速度，竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上的加速度比第一次的小，设在竖直方向上所受阻力为f，由mg－f＝ma，可得第二次滑翔在竖直方向上受到的阻力比第一次的大，D正确。解析题组三模拟小题17．(2019·浙江杭州三模)质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点，已知其速度逐渐减小，下图中能正确表示质点在C点处受力的是()解析由题可知质点从A点到B点做曲线运动，故其所受合力指向曲线的内侧，又因为其速度逐渐减小，则可知合力对质点做负功，因此其速度方向与所受合力方向的夹角大于90°，故C正确。答案解析18.(2020·辽宁丹东高三上学期总复习阶段测试)自行车转弯时，可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动，如图所示为自行车转弯时的俯视图