2020版高考物理二轮复习 第1部分 专题1 力与运动 第3讲 抛体运动和圆周运动课件

第一部分专题整合突破专题一力与运动第3讲抛体运动和圆周运动[高考统计·定方向](教师授课资源)考点考向五年考情汇总考向1.渡河问题2015·全国卷ⅡT211.运动的合成与分解考向2.关联速度问题考向1.基本规律应用2017·全国卷ⅠT15考向2.斜面与平抛2019·全国卷ⅡT192018·全国卷ⅢT172.平抛运动考向3.平抛中的临界问题2015·全国卷ⅠT15考向1.水平面内的圆周运动3.圆周运动考向2.竖直面内的圆周运动2016·全国卷ⅢT202016·全国卷ⅡT16考向1.先平抛后圆周4.平抛与圆周的组合问题考向2.先圆周后平抛2017·全国卷ⅡT17考点一运动的合成与分解(5年1考)❶本考点是解决曲线运动的基础，高考命题常与功能关系相结合，以求解问题的方法出现，单独命题常以选择题形式，如2015年全国Ⅱ卷T16。❷预计2020年高考仍会以功能关系为背景，以求解问题方法的形式考查，复习中应引起足够重视。(2015·全国卷Ⅱ·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°，如图所示。发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为()A．西偏北方向，1.9×103m/sB．东偏南方向，1.9×103m/sC．西偏北方向，2.7×103m/sD．东偏南方向，2.7×103m/s[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v22＝v21＋v2－2v1vcos30°，代入数据解得v2≈1.9×103m/s。选项B正确。]1．三种过河情景分析情况图示说明渡河时间最短当船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间tmin＝dv船当v水v船时，如果满足v水－v船·cosθ＝0，渡河位移最短，xmin＝d渡河位移最短当v水v船时，如果船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直，渡河位移最短，最短渡河位移为xmin＝v水dv船2.关联速度的常见模型考向1渡河问题1．(2019·洛阳市第二次联考)某人划船横渡一条河，河的两岸平行，河水流速处处相同，大小为v1，船速大小恒为v2，且v2v1，设人以最短时间t1过河时，渡河位移为s1；以最短位移s2过河时，所用时间为t2，则以下关系正确的是()A.t1t2＝1－v21v22B.s1s2＝1－v21v22C.t1t2＝v1v2D.t1t2＝v21v22A[小船船头垂直河岸出发时，过河时间最短，即t1＝s2v2，过河位移为s1＝s22＋v1t12；小船以最短位移过河时，s2＝v22－v21t2，t2＝s2v22－v21，联立解得t1t2＝1－v21v22，A项正确，C、D项错误；s1s2，则s1s2应大于1，B项错误。]2.(多选)一快艇从岸边某一位置驶向河中离岸边100m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度—时间图象如图所示，河水流速恒为3m/s，则下列说法正确的是()A．快艇的运动轨迹一定为曲线B．快艇的运动轨迹可能为直线，也可能为曲线C．快艇最快到达浮标处经过的位移为100mD．能找到某一位置使快艇最快到达浮标处的时间为20sAD[快艇在静水中做匀加速直线运动，河水流速恒为3m/s，快艇的合速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上，所以快艇的运动轨迹是曲线，故A正确，B错误。快艇的艇头与河岸垂直时，其到达浮标处所需的时间最短，则d＝12at2，由图可知，快艇在静水中的加速度a＝0.5m/s2，得t＝2da＝2×1000.5s＝20s，由于快艇在沿河岸方向上有位移，故快艇最快到达浮标处的位移必定大于100m，C错误，D正确。]考向2关联速度问题3.(2019·潍坊五校联考)如图所示，绕过定滑轮的细线连着两个小球，小球a、b分别套在水平杆和竖直杆上，某时刻连接两球的细线与竖直方向的夹角均为37°，此时a、b两球的速度大小之比vavb为(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A.43B.34C.259D.2516A[将a、b两小球的速度分解为沿细线方向的速度与垂直细线方向的速度，则a球沿细线方向的速度大小为v1＝vasin37°，b球沿细线方向的速度大小为v2＝vbcos37°，又v1＝v2，解得vavb＝cos37°sin37°＝43，A正确。]4．(易错题)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。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∶2D[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＝vAcosα，当α减小时，物体B的速度减小，但B不是做匀减速运动，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，知斜绳与水平方向成30°时，vA∶vB＝3∶2，选项D正确。]易错点评：在于合速度的判断及数学关系的应用。考点二平抛运动(5年4考)❶近几年高考对平抛运动的考查特点明显，题型为选择题，难度不大，考查点侧重于将平抛运动的基本规律应用到实际问题中，特别是与体育运动相结合。❷预计2020年命题特点仍会侧重于基本规律在实际生活中的应用，复习中应引起重视。1．(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A[甲、乙两球都落在同一斜面上，则隐含做平抛运动的甲、乙的最终位移方向相同，根据位移方向与末速度方向的关系，即末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，可得它们的末速度方向也相同，在速度矢量三角形中，末速度比值等于初速度比值，故A正确。]2．(2017·全国卷Ⅰ·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＝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。]3．(多选)(2019·全国卷Ⅱ·T19)如图(a)所示，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)(b)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BD[根据v­t图线与横轴所围图形的面积表示位移，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大，选项A错误；根据v­t图线的斜率表示加速度，综合分析可知，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，选项C错误。第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大，又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值相同(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值)，故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大，选项B正确；竖直方向上的速度大小为v1时，根据v­t图线的斜率表示加速度可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小，由牛顿第二定律有mg－f＝ma，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大，选项D正确。]1．一个基本思路处理平抛运动(或类平抛运动)时，一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解，先按分运动规律列式，再用运动的合成求合运动(如上T2、T3)。2．两个突破口(1)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题，其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值(如上T1、T3)，且速度方向相同。(2)若平抛运动的物体垂直打在斜面上，则物体打在斜面上瞬间，其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。3．两个重要推论做平抛运动的物体，其位移方向与速度方向一定不同。(1)设做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有tanθ＝2tanφ。如图甲所示。(2)做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。如图乙所示。考向1平抛运动基本规律的应用1．(原创题)(多选)飞机在2km的高空以360km/h的速度沿水平航线匀速飞行，飞机在地面上观察者的正上方空投一包裹。(g取10m/s2，不计空气阻力)则()A．飞机上的飞行员看到包裹的运动轨迹是抛物线B．包裹落地处到地面观察者的距离为2000mC．包裹着地时的速度大小为1005m/sD．包裹从抛出到落地的过程中平均速度大小为100m/sBC[从飞机上投下去的包裹由于惯性，在水平方向上仍以360km/h的速度沿原来的方向运动，但由于离开了飞机，该包裹在竖直方向上同时进行自由落体运动，所以飞机上的飞行员只是看到包裹在飞机的正下方下落，包裹的轨迹是竖直直线，故A错误；包裹在空中运动的时间t，该时间取决于包裹在竖直方向的运动，故t＝2hg＝20s，则包裹在水平方向的位移x＝v0t＝3603.6×20m＝2000m，即包裹落地处到观察者的距离为2000m，故B正确；对包裹，由动能定理得mgh＝12mv2－12mv20，解得包裹着地时速度的大小为v＝1005m/s，故C正确；包裹从抛出到落地的过程中，平均速度大小为v＝x2＋h2t＝1002m/s，故D错误。]考向2斜面与平抛组合2．(2019·山东济南期末评估)将一个物体以一定的初速度从倾角为30°的斜面顶端水平抛出，落到斜面上，则到达斜面时的动能与平抛时初动能之比为()A．2∶1B．7∶3C．4∶3D．2∶3B[物体被抛出后做平抛运动，抛出点与落至斜面上的点的连线与水平方向的夹角为30°，则由tan30°＝yx＝12gt2v0t，解得t＝2v0tan30°g，所以物体落到斜面瞬间的竖直分速度为vy＝gt＝2v0tan30°，到达斜面时的动能为Ek＝12mv2＝12m(v20＋v2y)＝12m(v20＋4v20tan230°)，物体的初动能为Ek0＝12mv20，所以到达斜面时的动能与平抛时初动能之比为EkEk0＝73，B正确。]3．(易错题)(多选)如图所示，小球a从倾角为θ＝60°的固定粗糙斜面顶端以速度v1沿斜面匀速下滑，同时将另一小球b在斜面底端正上方与小球a等高处以速度v2水平抛出，两球恰在斜面中点P点相遇，则下列说法正确的是()A．v1∶v2＝2∶1B．v1∶v2＝1∶1C．若小球b以速度2v2水平抛出，则两小球仍能相遇D．若小球b以速度2v2水平抛出，则b落在斜面上时，a在b的下方AD[如图所示，b在斜面底端正上方与a等高处水平抛出，与a在斜面中点P点相遇，可知相遇时两球的水平位移相等，有v1tcosθ＝v2t，解得v1∶v2＝2∶1