（全國）2017年高二物理暑期作業(yè) 復(fù)習(xí)方法策略16講 第4講 用分解的思想統(tǒng)領(lǐng)“曲線運(yùn)動(dòng)”的復(fù)習(xí).doc

第4講用分解的思想統(tǒng)領(lǐng)“曲線運(yùn)動(dòng)”的復(fù)習(xí)高考熱點(diǎn)1物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析2斜面上的平拋問題3平拋運(yùn)動(dòng)中臨界問題的分析一、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析1由于物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向時(shí)刻變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，其合外力一定不為零2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件合外力的方向與速度方向不在一條直線上，合外力的方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)或說軌跡在力和速度矢量夾角之間例1如圖1所示，ab和cd是彼此平行且筆直的河岸，若河水不流動(dòng)，小船船頭垂直河岸由a點(diǎn)勻速駛向?qū)Π叮〈倪\(yùn)動(dòng)軌跡為直線p；若河水以穩(wěn)定的速度沿平行河岸方向流動(dòng)，且水流速度處處相等，現(xiàn)使小船船頭垂直河岸由a點(diǎn)勻加速駛向?qū)Π?，則小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的()圖1a直線p b曲線qc直線r d曲線s變式1質(zhì)點(diǎn)在某一平面內(nèi)沿曲線由p運(yùn)動(dòng)到q，如果用v、a、f分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度和受到的合外力則下列選項(xiàng)中可能正確的是()規(guī)律總結(jié)1物體運(yùn)動(dòng)的軌跡(直線還是曲線)的判定：由物體的速度和合力(或加速度)的方向關(guān)系決定，速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng)；速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)2物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力或加速度指向軌跡的“凹”(內(nèi))側(cè)曲線的軌跡與速度方向相切二、斜面上的平拋問題1研究平拋運(yùn)動(dòng)的基本思想是將平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，然后分別在這兩個(gè)方向上運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，有必要時(shí)再進(jìn)行合成2斜面上的平拋有順著斜面的平拋和對著斜面的平拋，尋找平拋運(yùn)動(dòng)的位移方向或速度方向與斜面傾角的關(guān)系是解題的關(guān)鍵例2如圖2為湖邊一傾角為30的大壩橫截面示意圖，水面與大壩的交點(diǎn)為o.一人站在a點(diǎn)處以速度v0沿水平方向扔一小石子，已知xao40 m，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2.下列說法正確的是()圖2a若v018 m/s，則石子可以落入水中b若v0v1，下面用小箭頭表示小船及船頭的指向，則能正確反映小船在最短時(shí)間內(nèi)渡河、最短位移渡河的情景(如圖8所示)依次是()圖8a b c d4(2016江蘇單科2)有a、b兩小球，b的質(zhì)量為a的兩倍，現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計(jì)空氣阻力，圖9中為a的運(yùn)動(dòng)軌跡，則b的運(yùn)動(dòng)軌跡是()圖9a b c d題組2斜面上的平拋問題5.如圖10所示，ab為足夠長的斜面，從a點(diǎn)以水平速度v0拋出一小球，此時(shí)落點(diǎn)到a的水平距離為x1；從a點(diǎn)以水平速度為3v0拋出小球，這次落點(diǎn)到a點(diǎn)的水平距離為x2，不計(jì)空氣阻力，則x1x2等于()圖10a13 b16c19 d1126.如圖11所示，相對的兩個(gè)斜面傾角分別為37和53.在頂點(diǎn)把兩個(gè)小球以同樣大小的初速度分別向左、向右兩邊水平拋出，小球均落在斜面上，若不計(jì)空氣阻力，則a、b兩個(gè)小球從拋出到落在斜面上所用時(shí)間之比為()圖11a11 b43 c169 d9167(多選)如圖12所示，小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一傾角為30的固定斜面上，并立即反方向彈回已知反彈速度的大小是入射速度大小的，則下列說法正確的是()圖12a在碰撞中小球的速度變化量的大小為v0b在碰撞中小球的速度變化量的大小為v0c小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為d小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為8.如圖13所示，在傾角為的斜面頂端a處以速度v0水平拋出一小球，落在斜面上的某一點(diǎn)b處，設(shè)空氣阻力不計(jì)，求：圖13(1)小球從a運(yùn)動(dòng)到b處所需的時(shí)間；(2)落到b點(diǎn)的速度大??；(3)a、b間的距離題組3平拋運(yùn)動(dòng)中臨界問題的分析9.如圖14所示的階梯，每一級的高和寬均為0.4 m，有一個(gè)小球以水平初速度v0從最高一級滑出在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，要使小球直接下落到下方第四個(gè)臺階上，則初速度v0應(yīng)滿足的條件是()圖14a1.4 m/sv01.4 m/sb1.4 m/sv02.8 m/sc2.8 m/sv03.5 m/sd4.2 m/sv017.3 m/s，石子就能落入水中，a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤；若石子能落入水中，設(shè)其落入水中時(shí)的速度與水平面夾角為，則tan ，vy一定，v0增大，減小，c項(xiàng)錯(cuò)；石子不能落入水中時(shí)，根據(jù)中點(diǎn)定理得石子落到斜面上時(shí)的速度方向與斜面的夾角，與v0大小無關(guān)，d項(xiàng)錯(cuò)誤變式2d對小球a，設(shè)垂直落在斜坡上對應(yīng)的豎直高度為h，則有h，解得小球a的水平位移為2h，所以小球b運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2對應(yīng)的豎直高度為3h，即3h，t1t21.例35 m/sv13 m/s解析若v太大，小球落在馬路外邊，因此，要使小球落在馬路上，v的最大值vmax為球落在馬路最右側(cè)a點(diǎn)時(shí)的平拋初速度，如圖所示，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1.則小球的水平位移：lxvmaxt1，小球的豎直位移：hgt解以上兩式得vmax(lx) 13 m/s.若v太小，小球被墻擋住，因此，球不能落在馬路上，v的最小值vmin為球恰好越過圍墻的最高點(diǎn)p落在馬路上b點(diǎn)時(shí)的平拋初速度，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)所需時(shí)間為t2，則此過程中小球的水平位移：lvmint2小球的豎直方向位移：hhgt解以上兩式得vminl 5 m/s因此v的范圍是vminvvmax，即5 m/sv13 m/s.變式3d發(fā)射機(jī)無論向哪個(gè)方向水平發(fā)射，乒乓球都做平拋運(yùn)動(dòng)當(dāng)速度v最小時(shí)，球沿中線恰好過網(wǎng)，有：3hhv1t1聯(lián)立得v1當(dāng)速度最大時(shí)，球斜向右側(cè)臺面兩個(gè)角發(fā)射，有v2t23hgt聯(lián)立得v2 所以使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上，v的最大取值范圍為 v ，選項(xiàng)d正確考點(diǎn)突破1abf1、f2為恒力，質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，f1突變后仍為恒力，合力仍為恒力，但合力的方向與速度方向不再共線，所以質(zhì)點(diǎn)將做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故a對由加速度的定義a知，在相等時(shí)間t內(nèi)vat必相等，故b對勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件是f合0，所以質(zhì)點(diǎn)不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故c錯(cuò)由于f1突變后，f1f和f2的合力仍為恒力，故加速度不可能變化，故d錯(cuò)2b本題考查曲線運(yùn)動(dòng)的條件曲線運(yùn)動(dòng)的速度沿切線方向，物體所受合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，速度減小說明合力的切向分力與速度方向相反，綜合可得選項(xiàng)b正確3c本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解船的實(shí)際速度是v1和v2的合速度，v1與河岸平行，對渡河時(shí)間沒有影響，所以v2與河岸垂直即船頭指向?qū)Π稌r(shí)，渡河時(shí)間最短為tmin，式中d為河寬，此時(shí)合速度與河岸成一定夾角，船的實(shí)際路線應(yīng)為所示；最短位移即為d，應(yīng)使合速度垂直河岸，則v2應(yīng)指向河岸上游，實(shí)際路線為所示，綜合可得選項(xiàng)c正確4a物體做斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡只與初速度的大小和方向有關(guān)，而與物體的質(zhì)量無關(guān)，a、b兩小球的軌跡相同，故a項(xiàng)正確5c本題考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，初速度為v0時(shí)，x1v0t1，h1gt，初速度為3v0時(shí)，x23v0t2，h2gt；根據(jù)幾何關(guān)系，；聯(lián)立解得，x1x219，選項(xiàng)c正確6d對a，由xav0ta；yagt；tan 可求得ta，同理tb，故，選項(xiàng)d正確7ad本題考查平拋運(yùn)動(dòng)以及速度的變化量把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答即可小球在碰撞斜面前做平拋運(yùn)動(dòng)設(shè)剛要碰撞斜面時(shí)小球速度為v.由題意，v的方向與豎直方向的夾角為30且水平分量仍為v0，由此得v2v0，碰撞過程中，小球速度由v變?yōu)榉聪虻膙.故碰撞時(shí)小球的速度變化量的大小為vv(v)vv0，故選項(xiàng)a正確小球下落高度與水平射程之比為，選項(xiàng)d正確8(1)(2)v0(3)解析(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到斜面的限制，設(shè)小球從a運(yùn)動(dòng)到b處所需的時(shí)間為t，則水平位移xv0t，豎直位移ygt2由數(shù)學(xué)知識得tan 即小球從a運(yùn)動(dòng)到b處所需的時(shí)間t(2)小球落到b點(diǎn)的速度vv0(3)a、b間的距離s.9b設(shè)臺階的高和寬為a，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，小球剛好通過第三級臺階的右邊緣時(shí)時(shí)間為t3，速度為v3，由3av3t3，3agt得v3 m/s1.4 m/s小球落到第四級臺階右邊緣時(shí)，時(shí)間為t4，速度為v4，由4av4t4，4agt得v4 m/s2.8 m/s.要使小球落到第四級臺階上，條件為1.4 m/sv02.8 m/s.故選b.10abc根據(jù)題意分析可知，乒乓球在球臺上的運(yùn)動(dòng)軌跡具有重復(fù)性和對稱性，故發(fā)球時(shí)的高度等于h；從發(fā)球到運(yùn)動(dòng)到p1點(diǎn)的水平位移等于 l，所以可以求出球的初速度大小，也可以求出球從發(fā)出到第一次落在球臺上的時(shí)間由于對方運(yùn)動(dòng)員接球的位置未知，所以無法求出球從發(fā)出到被對方運(yùn)動(dòng)員接住的時(shí)間，故本題選a、b、c.11a設(shè)小球到b點(diǎn)時(shí)其速度為v，如圖所示，在b點(diǎn)分解其速度可