（江苏专用）2020届高考物理一轮复习 专题四 曲线运动课件

专题四曲线运动高考物理(江苏省专用)A组自主命题·江苏卷题组考点一曲线运动运动的合成与分解五年高考1.(2018江苏单科,3,3分)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,地点不同答案B本题考查运动的合成与分解。由题意知,在竖直方向上,两只小球同时同高度自由下落,运动状态始终相同,由h= gt2知落到水平地面的时刻相同。在水平方向上,小球被弹出后做速度相等的匀速直线运动,但先抛出的小球水平方向运动时间较长,由x=v0t知,x先x后,即两只小球落到水平地面的地点不同。故选B。12易错警示理解关键字,隐含条件显性化弹射管在自由下落过程中沿水平方向先后弹出两只小球,小球被弹出时已具有竖直分速度,故小球不是做平抛运动。如果认为小球做平抛运动,且释放高度不同,就会误选D项。2.(2011江苏单科,3,3分)如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直,且OA=OB。若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为 ()A.t甲t乙B.t甲=t乙C.t甲t乙D.无法确定答案C设水速为v0,人在静水中速度为v,对甲,由O→A所用时间t1= ,由A→O所用时间t2= ,则甲所用时间t甲=t1+t2= + = s;对乙,由O→B和由B→O的实际速度v'= ,故所用时间t乙= = ;综上所述得 = 1,即t甲t乙,故C正确,其他错误。0svv0svv0svv0svv2202vvv220vv2'sv2202svvtt甲乙220vvv评析考查了运动的合成与分解知识以及数学运算能力。难度适中。考点二抛体运动3.(2017江苏单科,2,3分)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为 ()A.tB. tC. D. 222t4t答案C本题考查平抛运动、运动的独立性。依据运动的独立性原理,在水平方向上,两球之间的距离d=(v1+v2)t=(2v1+2v2)t',得t'= ,故选项C正确。2t规律总结运动的独立性原理、相对运动一个物体同时参与几个独立的运动,每个分运动相互独立,运动规律互不影响。两个物体相对运动,互为参考系时,相同的分运动可以忽略运动效果。对同时平抛的两个小球,相对于另一个小球,在水平方向上做匀速直线运动。4.(2016江苏单科,2,3分)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A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,故两球运动轨迹相同,A选项正确。审题关键由“不计空气阻力”可知只受重力,运动的加速度均为g,与质量无关。“以相同速率沿同一方向抛出”,则可确定运动轨迹相同。易错点拨试题以斜上抛为背景,虽然两球质量不同,但在不计空气阻力时运动的加速度均为重力加速度,考生可能会由生活经验“重的物体飞行高度低,所用时间短”而错选C或D。5.(2014江苏单科,6,4分)(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有 () A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动答案BCA、B两球均只受重力作用,由mg=ma可得a=g,与质量无关,故A错。A球在竖直方向上的分运动和B球的运动相同,均为自由落体运动,故它们同时落地,即B正确。实验中,必须改变某些条件,重复实验多次,才能说明所得规律的普遍性,故C项所述做法是必需的,C正确。该实验无法说明A球在水平方向上的分运动情况,故D错。考查点本题考查考生对抛体运动和自由落体运动的理解,要求考生深刻理解运动的合成分解的思想方法,对实验目的、实验方法和实验结果做出判断。由于考生对本实验很熟悉,所以属于容易题。6.(2013江苏单科,7,4分)(多选)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则 () A.B的加速度比A的大B.B的飞行时间比A的长C.B在最高点的速度比A在最高点的大D.B在落地时的速度比A在落地时的大答案CD两球加速度都是重力加速度g,A错误;飞行时间t=2 ,因h相同,则t相同,B错误;水平位移x=vx·t,在t相同情况下,x越大说明vx越大,C正确;落地速度v= ,两球落地时竖直速度vy相同,可见vx越大,落地速度v越大,D正确。2hg22xyvv易错分析本题易漏选。不理解斜抛运动的本质,不会从运动的合成与分解的角度处理斜抛运动的问题,就比较不出两球在最高点的速度及落地时的速度大小。考查点本题考查运动的合成与分解、抛体运动等知识,属于中等难度题。7.(2012江苏单科,6,4分)(多选)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)。将A向B水平抛出的同时,B自由下落。A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则 ()A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰C.A、B不可能运动到最高处相碰D.A、B一定能相碰答案ADA的竖直分运动也是自由落体运动,故与B的运动时间始终相同。A、B若能在第一次落地前相碰,必须满足v·tl,t相同,即取决于A的初速度,故A正确。若A、B在第一次落地前未碰,则由于A、B反弹后的竖直分运动仍然相同,且A的水平分速度不变,所以A、B一定能相碰,而且在B运动的任意位置均可能相碰,故B、C项均错,D项正确。8.(2013江苏单科,2,3分)如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是 () A.A的速度比B的大B.A与B的向心加速度大小相等C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小考点三圆周运动答案D根据v=ωr,两座椅的ω相等,由rBrA可知vBvA,A错误;向心加速度a=ω2r,因ω相等r不等,故a不相等,B错误;水平方向mgtanθ=mω2r,即tanθ= ,因rBrA,故θBθA,C错误;竖直方向Tcosθ=mg,绳子拉力T= ,因θBθA,故TBTA,D正确。2ωrgcosmgθ易错分析本题易错选C。容易想当然地认为:只要绳长相同,它们的受力情况就相同。其实,A、B两物体转动的角速度相同,但由于它们到转轴的距离不同,所以它们的向心加速度不同,则受力情况也不同。考查点本题考查圆周运动、向心力、牛顿第二定律、力的合成与分解等知识,对考生的推理能力要求较高,属于中等难度题。9.(2017江苏单科,5,3分)如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上。物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动。整个过程中,物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g。下列说法正确的是 () A.物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB.小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2FC.物块上升的最大高度为 D.速度v不能超过 22vg(2)FMgLM答案D本题考查受力分析、圆周运动。设夹子与物块间静摩擦力为f,匀速运动时,绳中张力T=Mg=2f,摆动时,物块没有在夹子中滑动,说明匀速运动过程中,夹子与物块间的静摩擦力没有达到最大值,A错;碰到钉子后,物块开始在竖直面内做圆周运动,在最低点,对整体有T'-Mg=M ,对物块有2f-Mg=M ,所以T'=2f,由于f≤F,所以选项B错;由机械能守恒得,MgHmax= Mv2,所以Hmax= ,选项C错;若保证物块不从夹子中滑落,应保证速度为最大值vm时,在最低点满足关系式2F-Mg=M ,所以vm= ,选项D正确。2vL2vL1222vg2mvL(2)FMgLM解题关键静摩擦力变化的判断分析夹子与物块间的静摩擦力随着物块运动情况的变化而变化。在匀速阶段,静摩擦力与物块重力平衡,碰到钉子后,由于向心力的需要,摩擦力会突然变大,当摩擦力达到最大值后,仍无法满足向心力的需要,物块就会从夹子中滑落。10.(2019江苏单科,6,4分)(多选)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱 () A.运动周期为 B.线速度的大小为ωRC.受摩天轮作用力的大小始终为mgD.所受合力的大小始终为mω2R2Rω答案BD本题考查匀速圆周运动的基础知识及受力分析,反映出学生对物理概念的掌握情况。由T= ,v=ωR可知A错误,B正确。由座舱做匀速圆周运动,可知座舱所受的合力提供向心力,F=mω2R,方向始终指向摩天轮中心,则座舱在最低点时,其所受摩天轮的作用力为mg+mω2R,故C错误,D正确。2ω知识储备圆周运动常用公式有θ= ,v=ωR,T= ,F向= =mω2R=m R等。LR2ω2mvR224T11.(2018江苏单科,6,4分)(多选)火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。在此10s时间内,火车 ()A.运动路程为600mB.加速度为零C.角速度约为1rad/sD.转弯半径约为3.4km答案AD本题考查匀速圆周运动。火车的角速度ω= = rad/s= rad/s,选项C错误;火车做匀速圆周运动,其受到的合外力等于向心力,加速度不为零,选项B错误;火车在10s内运动路程s=vt=600m,选项A正确;火车转弯半径R= = m≈3.4km,选项D正确。θt21036010180vω60180解题指导解答本题的突破口为“指南针在10s内匀速转过了约10°”,从中求出火车做匀速圆周运动的角速度。12.(2015江苏单科,14,16分)一转动装置如图所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上。套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L。装置静止时,弹簧长为 L。转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:(1)弹簧的劲度系数k;(2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度ω0;(3)弹簧长度从 L缓慢缩短为 L的过程中,外界对转动装置所做的功W。323212答案(1) (2) (3)mgL+ 4mgL85gL216mglL解析(1)装置静止时,设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1,OA杆与转轴的夹角为θ1。小环受到弹簧的弹力F弹1=k· 小环受力平衡,F弹1=mg+2T1cosθ1小球受力平衡,F1cosθ1+T1cosθ1=mg,F1sinθ1=T1sinθ1解得k= (2)设此时OA杆中的弹力为F2,OA杆与转轴的夹角为θ2,弹簧长度为x。小环受到弹簧的弹力F弹2=k(x-L)小环受力平衡,F弹2=mg,得x= L对小球,F2cosθ2=mg,F2sinθ2=m lsinθ2且cosθ2= 解得ω0= (3)弹簧长度为 L时,设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3,OA杆与弹簧的夹角为θ3。2L4mgL5420ω2xl85gL12小环受到弹簧的弹力F弹3= kL小环受力平衡,2T3cosθ