2019届高考物理二轮复习 专题一 力与运动 考点四 抛体运动与圆周运动课件.ppt

考点四抛体运动与圆周运动 高考定位 1 考查内容 1 曲线运动和运动的合成与分解 2 平抛运动 3 圆周运动的规律 2 题型 难度选择题 计算题 难度中档 体验高考 1 多选 2016 课标卷 一质点做匀速直线运动 现对其施加一恒力 且原来作用在质点上的力不发生改变 则A 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D 质点单位时间内速率的变化量总是不变 解析由题意知此恒力即为质点所受合外力 若原速度与该恒力在一条直线上 则质点做匀变速直线运动 质点单位时间内速率的变化量总是不变的 原速度与该恒力不在一条直线上 则质点做匀变速曲线运动 速度与恒力间夹角逐渐减小 质点单位时间内速度的变化量是不变的 但速率的变化量是变化的 A D项错误 B项正确 由牛顿第二定律知 质点加速度的方向总与该恒力方向相同 C项正确 答案BC 2 2017 全国卷 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 解析由题意知 速度大的先过球网 即同样的时间速度大的水平位移大 或者同样的水平距离速度大的用时少 故C正确 ABD错误 答案C 3 2016 全国卷 小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上 P球的质量大于Q球的质量 悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短 将两球拉起 使两绳均被水平拉直 如图1 4 1所示 将两球由静止释放 在各自轨迹的最低点 图1 4 1 答案C 4 2015 课标卷 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1 4 2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1 4 2 答案D 必记要点 1 合运动性质和轨迹的判断方法 若加速度与初速度的方向在同一直线上 则为直线运动 否则为曲线运动 加速度恒定则为匀变速 加速度不恒定则为非匀变速 考点一运动的合成与分解 2 常见的分解速度模型 题组训练 1 多选 小船渡河问题 2018 洛阳三模 甲 乙两船在同一河流中同时开始渡河 河水流速为v0 船在静水中的速率均为v 甲 乙两船船头均与河岸成 角 如图1 4 3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 图1 4 3 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 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 答案BD 2 关联速度问题 人用绳子跨过定滑轮拉物体A A穿在光滑的竖直杆上 当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图1 4 4所示位置时 绳与竖直杆的夹角为 则物体A实际运动的速度是 图1 4 4 答案D 考点二平抛运动的规律 4 速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g 所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔 t内的速度改变量 v g t相同 方向恒为竖直向下 如图1 4 5所示 图1 4 5 例1 2018 济宁二模 如图1 4 7所示 一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始平抛运动 小球可视为质点 飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点 O为半圆轨道圆心 半圆轨道半径为R OB与水平方向夹角为45 重力加速度为g 则小球抛出时的初速度为 图1 4 7 审题探究 1 小球运动到B点时的速度方向如何 水平速度和竖直速度关系如何 2 小球从抛出到B点 其水平位移是多少 解析 小球飞行轨迹与半圆轨道相切于B点 则在B点处速度与水平方向的夹角为45 所以vyB v0 答案 B 规律总结研究平抛运动的基本思路1 处理平抛运动 或类平抛运动 时 一般将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动 通过研究分运动达到研究合运动的目的 2 研究落点问题一般要建立水平位移和竖直位移之间的关系 3 研究末速度的大小和方向 一般要建立水平速度和竖直速度之间的关系 4 要注意挖掘和利用好合运动 分运动及题设情景之间的几何关系 题组训练 1 平抛运动的临界问题 如图1 4 8所示 窗子上 下沿间的高度H 1 6m 墙的厚度d 0 4m 某人在离墙壁L 1 4m 距窗子上沿h 0 2m处的P点 将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出 小物件直接穿过窗口并落在水平地面上 取g 10m s2 则v的取值范围是 图1 4 8 A v 7m sB v 2 3m sC 3m s v 7m sD 2 3m s v 3m s 2 与斜面有关的平抛运动 2018 唐山二模 如图1 4 9所示 一长为l的平板AB 可以绕端点B在竖直面内转动 在板的A端沿水平方向抛出一小球 结果小球刚好落在B端 改变平板的倾角 要保证小球水平抛出后仍能落到B端 则小球的初速度v0与板的倾角 0 90 之间关系应满足 图1 4 9 答案C 3 与斜面有关的平抛运动 如图1 4 10所示是倾角为45 的斜坡 在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球A 小球恰好能垂直落在斜坡上 运动时间为t1 小球B从同一点Q处自由下落 下落至P点的时间为t2 不计空气阻力 则 图1 4 10 答案D 规律总结与斜面有关的平抛运动问题的分析方法斜面上的平抛问题是一种常见的题型 在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律 还要充分运用斜面倾角 找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系 从而使问题得到顺利解决 常见的模型如下 考点三圆周运动 例2 多选 如图1 4 11所示 两个质量均为m的小木块a和b 可视为质点 放在水平圆盘上 a与转轴OO 的距离为l b与转轴的距离为2l 木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍 重力加速度大小为g 若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动 用 表示圆盘转动的角速度 下列说法正确的是 图1 4 11 答案 AC 题后感悟圆周运动临界问题的分析方法分析临界问题最常用的方法是动态分析法 本题中可以让圆盘从静止开始转动 让角速度缓慢增大 分析角速度增大过程中 两物体所受摩擦力的变化 从而找到临界状态 例3 如图1 4 12所示 装置BO O可绕竖直轴O O转动 可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B C两点 装置静止时细线AB水平 细线AC与竖直方向的夹角 37 已知小球的质量m 1kg 细线AC长l 1m B点距转轴的水平距离和距C点竖直距离相等 重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 图1 4 12 1 若装置匀速转动的角速度为 1时 细线AB上的张力为0 而细线AC与竖直方向的夹角仍为37 求角速度 1的大小 2 若装置匀速转动的角速度为 2时 细线AB刚好竖直 且张力为0 求此时角速度 2的大小 3 装置可以以不同的角速度匀速转动 试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力FT随角速度的平方 2变化的关系图象 审题探究 1 当细线AB上的张力为零 细线AC与竖直方向的夹角为37 时 小球受几个力的作用 小球做圆周运动的半径是多少 2 当细线AB竖直且张力为零时 小球受几个力的作用 小球做圆周运动的半径又是多少 3 取不同的数值时 小球受力不同 画出在 的各个取值区间内小球的受力示意图 并指明向心力的来源 题组训练 1 多选 2018 郑州模拟 如图1 4 13所示 在匀速转动的水平圆盘上 沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B 它们分居圆心两侧 与圆心距离分别为RA r RB 2r 与盘间的动摩擦因数 相同 当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 下列说法正确的是 图1 4 13 答案ABC 2 多选 2018 濮阳三模 如图1 4 14所示 穿过桌面上光滑小孔的轻质细绳一端与质量为m的小球相连 另一端与质量为M的物块相连 小球和物块均可视为质点 小孔上端连接物块的细线水平 物块处于静止状态 小球在水平面上做匀速圆周运动 现改变小球的速度 小球到更高的轨道上做匀速圆周运动 A 位置 物块的位置没有变化 且仍保持静止 下列判断正确的是 图1 4 14 A 绳子的张力变大B 小球做圆周运动的线速度变小C 桌面对物块的作用力变大D 小球做圆周运动的周期变大 答案AC 必记要点 抛体运动与圆周运动的综合应用问题要注意以下几点 1 运动阶段的划分 2 运动阶段的衔接 尤其注意速度方向 3 两个运动阶段在时间和空间上的联系 考点四平抛运动与圆周运动的结合 常见命题情景 1 先平抛再圆周 可能落在水平转盘上 也可能落在竖直平面内的管道或轨道上 2 先圆周再平抛 可能从圆周运动最高点抛出 也可能从圆周运动最低点抛出 图1 4 15 1 物块到达B点时对圆弧轨道的压力 2 物块滑上薄木板时的速度大小 3 达到共同速度前物块下滑的加速度大小及从物块滑上薄木板至达到共同速度所用的时间 审题探究 1 审读题干 挖掘信息 1 物块恰好以平行于薄木板的方向滑上木板 物块到C点速度方向与水平方向成30 角 2 物块在薄木板上滑动 同时薄木板向下加速 经过一段时间两者速度相同 2 构建情景 还原模型 1 物块到B点 属圆周运动的最低点 画出物块的受力示意图 2 物块从B到C为平抛运动 知道到C点时速度方向 画出速度分解图 3 物块在薄木板上滑动 属滑块 木板模型 画出两者受力示意图 名师点拨解答本题时 学生常出现的思维障碍和失分点有以下几点1 思维障碍 求物块滑上木板时的速度 有些同学总想从B到C利用动能定理或机械能守恒定律求解 但找不到B C的高度差 因而无法求解 有些同学认为既然木板与斜面之间无摩擦 那么木板下滑的加速度和速度很大 两者不能达到共同速度 因而思维受阻 这也是部分同学常犯的错误 即认为无摩擦情况下 物体的速度可瞬间变大 题组训练 1 如图1 4 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点后水平离开轨道 已知A B之间的竖直高度H 1 8m 圆弧轨道半径R 10m 选手的质量为50kg 不计空气阻力 g 10m s2 求 图1 4 16 答案 1 0 6s10m s 与水平方向的夹角为37 2 1200N 方向竖直向下 2 如图1 4 17所示 质量是1kg的小球用长为0 5m的细线悬挂在O点 O点与地面间的竖直距离为1m 如果使小球绕OO 轴在水平面内做圆周运动 若细线能承受的最大拉力为12 5N g 10m s2 求 图1 4 17 1 当小球的角速度为多大时 细线将断裂 2 线断裂后小球落地点与悬点的水平距离 解析 1 当细线承受的拉力恰为最大时 对小球进行受力分析 如图所示 图1 4 17 答案 1 5rad s 2 0 6m