专题05 曲线运动（必考部分）-巧学高考物理热点快速突破

专题05 曲线运动（必考部分）-巧学高考物理热点快速突破

‎【高考命题热点】主要考查曲线运动基本概念、平抛运动的选择题和涉及机械能的综合大题。‎ ‎【知识清单】‎ ‎1. 曲线运动：运动轨迹为曲线的运动即为曲线运动。 ‎ ‎ 说明：（1）物体做曲线运动的条件：合外力与速度不在同一直线上；‎ ‎ （2）运动轨迹上某点切线的方向即为该点速度的方向。 ‎ ‎ （3）曲线运动属于复杂运动，研究方法为把复杂运动分解为学过的简单运动，即分解运动，同时把复杂问题简单化，合运动和分运动同时进行、同时结束，具有等时性。‎ ‎ ‎ ‎2. 典型曲线运动：‎ ‎ （1）平抛运动：只受重力且以某一水平初速度抛出即做平抛运动（只受且）‎ ‎ 由于平抛运动只受重力，加速度恒为，所以平抛运动是匀变速曲线运动。‎ 水平方向：匀速直线运动 ‎ 竖直方向：自由落体运动 ‎ ‎ ‎（为与水平方向间夹角）‎ ‎（为与水平方向间夹角）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ （2）匀速圆周运动：速度大小不变方向时刻在改变且运动轨迹为圆周的运动。‎ ‎ 基本概念：‎ ‎ ①线速度：单位时间内走过的弧长。 即 ‎ ②角速度：单位时间内转过的角度。 即 ‎ ③向心加速度：有向心力产生的加速度，方向与向心力一致，时刻指向轨迹圆心 ‎ ‎ ‎ ‎ 且， ‎ ‎ ④向心力： ‎ ‎ 说明：匀速圆周运动是变加速曲线运动，由一个力或合外力或其中几个力的 ‎ 合力提供，是按作用效果命名，对物体进行受力分析时不能重复分析。‎ ‎（3）线速度相等情形：皮带传动、啮合（齿轮）传动、摩擦传动 ‎ ‎ ‎ 2‎ ‎ 1 2 皮带传动 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 1 2 啮合传动 ‎ ‎ ‎ ‎ 摩擦传动 ‎ ‎ 1 2‎ 角速度相等情形：同轴（共轴）传动，即 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 1 2 ‎ ‎ 3.小船过河模型 ‎ （1）所走路程最短：船头斜向上摆 ‎：水流速度（水冲船的速度）‎ ‎：船在静水中速度 ‎：船实际速度，即是和合速度 所走路程最短时船过河所用时间为 ‎(为河宽)‎ ‎ ‎ ‎ v2 水 ‎ ‎ ‎ （2）所用时间最短:船头垂直河岸 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 4. 竖直平面内三种圆周运动模型 ‎ ‎ （1） 小球、轻绳模型 小球恰好或刚好过最高点条件为：最高点速度=（）‎ 当﹥时，最高点 综上：小球过最高点临界条件为：最高点速度≥‎ 轻绳对小球只能产生拉力，当<时,小球没到最高点便被坠下来。‎ ‎ ‎ （2） 小球、轻杆模型 ‎ 轻杆对小球作用力可表现为拉力也可表现为支持力 小球恰好或刚好过最高点条件：最高点速度=（ 即刚好由重力提供向心力）‎ 当﹥时，不足以提供最高点所需向心力，所以 ‎，即轻杆对小球表现为拉力；‎ 当<时，大于最高点所需向心力，所以 ‎，即轻杆对小球表现为支持力；‎ 当=0时，，也能过最高点（临界条件）；‎ 综上：小球过最高点条件为：最高点速度≥0。‎ ‎（3）车过凹桥或拱桥 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 车过凹桥最低点时： 车过拱桥最高点时：‎ 表现为超重，压力比重力超了。 表现为失重，压力比重力失了。‎ 答案 P16‎ 热点突破提升练五 ‎ ‎1.如图所示，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度比b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力。与b球相比，a球(　　)‎ A．初速度较大 B．速度变化率较大 C．落地时速度一定较大 D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大 ‎2．如图所示，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以初速度v0水平射出，同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下，若甲、乙同时到达地面，则v0的大小是(　　)‎ A. B. C. D．‎ ‎3．取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(　　)‎ A. B. C. D.‎ ‎4．如图所示，两次渡河时船对水的速度大小和方向都不变。已知第一次实际航程为A至B，位移为x1，实际航速为v1，所用时间为t1。由于水速增大，第二次实际航程为A至C，位移为x2，实际航速为v2，所用时间为t2，则(　　)‎ A．t2＞t1，v2＝v1 B．t2＞t1，v2＝v1‎ C．t2＝t1，v2＝v1 D．t2＝t1，v2＝v1‎ ‎5．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，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点(　　)‎ A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的动能一定小于Q球的动能 C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 ‎6．如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g。当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为(　　)‎ A．Mg－5mg B．Mg＋mg C．Mg＋5mg D．Mg＋10mg ‎7．如图所示，长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端固定在转轴O上，杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动。已知小球通过最低点Q时，速度大小为v＝，则小球的运动情况为(　　)‎ A．小球不可能到达圆周轨道的最高点P B．小球能到达圆周轨道的最高点P，但在P点不受轻杆对它的作用力 C．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向上的弹力 D．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向下的弹力 ‎8.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轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从(0，2L)抛出，落在(2L，0)处；小球b、c从(0，L)抛出，分别落在(2L，0)和(L，0)处。不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)‎ A．a和b初速度相同 B．b和c运动时间相同 C．b的初速度是c的两倍 D．a运动时间是b的两倍 ‎ ‎ ‎9．图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是(　　)‎ A． M点 B．N点 C．P点 D．Q点 ‎10．在地面上方某一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 ‎11.(多选)如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则(　　)‎ A．a＝ B．a＝ C．N＝ D．N＝ ‎12.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．R B. C D. ‎13．如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物快以速度 ‎ 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物快落地点到轨道下端的距离与轨道 半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎14.有一个质量为4 kg的质点在x－y平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．质点做匀变速直线运动 B．质点所受的合外力为22 N C．2 s时质点的速度为6 m/s D．0时刻质点的速度为5 m/s ‎15.如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v0，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是(　　)‎ A．夹角α将变大 B．夹角α与初速度大小无关 C．小球在空中的运动时间不变 D．PQ间距是原来间距的3倍 ‎16.(多选)如图所示，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相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则(　　)‎ A．两物体均沿切线方向滑动 B．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小 C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动 D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远