《2020年高考物理二轮提分秘籍：曲线运动常考模型（教师版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理二轮提分秘籍：曲线运动常考模型（教师版）（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提分秘籍备战高考2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题04 曲线运动常考模型题型一 曲线运动和运动的合成与分解【题型解码】1曲线运动的理解(1)曲线运动是变速运动,速度方向沿切线方向；(2)合力方向与轨迹的关系：物体做曲线运动的轨迹一定夹在速度方向与合力方向之间,合力的方向指向曲线的“凹”侧2曲线运动的分析(1)物体的实际运动是合运动,明确是在哪两个方向上的分运动的合成(2)根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质(3)运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解,遵守平行四边形定则【典例分析1】(多选)如图所示,质量为m的物块A和质量为M的重物B由跨过定滑轮O的轻绳连
2、接,A可在竖直杆上自由滑动。当A从与定滑轮O等高的位置无初速释放,下落至最低点时,轻绳与杆夹角为37。已知sin370.6,cos370.8,不计一切摩擦,下列说法正确的是()A物块A下落过程中,A与B速率始终相同 B物块A释放时的加速度为gCM2m DA下落过程中,轻绳上的拉力大小始终等于Mg【参考答案】BC【名师解析】将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,沿绳子方向的分速度等于B的速度。如图所示,A沿绳子方向的分速度为vAcos,所以vBvAcos,故A错误；物块A释放时,竖直方向只受重力作用,则加速度为g,B正确；A下落到最低点的过程中,A、B组成的系统的机械能守恒,设AOd
3、,则：mgMg(d),代入37,解得：M2m,C正确；B上升过程中速度先增大后减小,可知加速度先向上后向下,可知绳子的拉力先大于Mg后小于Mg,D错误。【典例分析2】(2019江西宜春市第一学期期末)如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的vt图象以下判断正确的是()A在01 s内,物体做匀速直线运动 B在01 s内,物体做匀变速直线运动C在12 s内,物体做匀变速直线运动 D在12 s内,物体做匀变速曲线运动【参考答案】C【名师解析】在01 s内,水平方向为匀速运动,竖直方向为匀加速运动,则合运动为匀变速曲线运动,故选项A、B错误；在12 s内,水平方向初速度为：v0x4 m/s,加速
4、度为：ax4 m/s2竖直方向初速度为：v0y3 m/s,加速度为：ay3 m/s2根据平行四边形定则合成可以得到合初速度为v5 m/s,合加速度为a5 m/s2,而且二者方向在同一直线上,可知合运动为匀变速直线运动,故选项C正确,D错误【提分秘籍】1.解决运动的合成和分解的一般思路(1)明确合运动和分运动的运动性质。(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)运用力与速度的方向关系或矢量的运算法则进行分析求解。2关联速度问题的解题方法把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。
5、常见的模型如图所示。 【突破训练】1.(2019安徽皖中名校联盟高三第一次模拟联考)如图所示,在一张白纸上,用手平推直尺沿纵向匀速移动,同时让铅笔尖靠着直尺沿横向匀加速移动,则笔尖画出的轨迹应为()【答案】C【解析】笔尖沿水平方向做匀加速直线运动,在竖直方向做匀速直线运动,结合合力指向曲线运动轨迹的内侧可知C正确。2(2019西藏昌都四中二模)(多选)如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其vt图象如图乙所示,同时人顶杆沿水平地面运动的xt图象如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法中正确的是()A猴子的运动轨迹为直线 B猴子在2 s内做匀变速曲线运动Ct0时猴子的速度大小为8 m/s
6、 Dt2 s时猴子的加速度为4 m/s2【答案】BD【解析】由乙图知,猴子在竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下；由丙图知,猴子在水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故猴子在2 s内做匀变速曲线运动,A错误,B正确；xt图象的斜率等于速度,则由图丙知猴子水平方向的速度大小为vx4 m/s,由图乙知猴子竖直方向的初速度vy8 m/s,则t0时猴子的速度大小为：v4 m/s,故C错误；vt图象的斜率等于加速度,则由图乙知猴子的加速度大小为：a m/s24 m/s2,故D正确。3. (2019福建厦门市第一次质量检查)在演示“做曲线运动的条件”的实验中
7、,有一个在水平桌面上向右做直线运动的小铁球,第一次在其速度方向上放置条形磁铁,第二次在其速度方向上的一侧放置条形磁铁,如图所示,虚线表示小铁球的运动轨迹观察实验现象,以下叙述正确的是()A第一次实验中,小铁球的运动是匀变速直线运动B第二次实验中,小铁球的运动类似平抛运动,其轨迹是一条抛物线C该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向D该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上【答案】D【解析】第一次实验中,小铁球受到沿着速度方向的引力作用,做直线运动,并且引力随着距离的减小而变大,加速度变大,则小铁球的运动是非匀变速直线运动,选项A错误；第二次实验中
8、,小铁球所受的磁铁的引力方向总是指向磁铁,是变力,故小球的运动不是类似平抛运动,其轨迹也不是一条抛物线,选项B错误；该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上,但是不能说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向,选项C错误,D正确4.(2019陕西宝鸡市高考模拟检测(二)如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动,连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动已知OB杆长为L,绕O点沿逆时针方向做匀速转动的角速度为,当连杆AB与水平方向夹角为,AB杆与OB杆的夹角为时,滑块的水
9、平速度大小为()A. B. C. D.【答案】D【解析】设滑块的水平速度大小为v,A点的速度的方向沿水平方向,如图将A点的速度分解根据运动的合成与分解可知,沿杆方向的分速度：vA分vcos ,B点做圆周运动,实际速度是圆周运动的线速度,可以分解为沿AB杆方向的分速度和垂直于AB杆方向的分速度,如图设B的线速度为v,则：vB分vcos vcos 90(180)vcos (90)vcos (90)vsin ,vL又二者沿杆方向的分速度是相等的,即：vA分vB分联立可得：v,故D正确题型二 平抛运动和类平抛运动的规律及应用【题型解码】1基本思路处理平抛(或类平抛)运动时,一般将运动沿初速度方向和垂直
10、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(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【典例分析1】(2019湖北八校联合二模)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB2BC,如图所示。由此可知()A小球从A到B再到C的整个过程中机械能守恒B电场力大小为2mgC小球从A到B与从
11、B到C的运动时间之比为21D小球从A到B与从B到C的加速度大小之比为21【参考答案】C【名师解析】小球从A到B再到C的过程中,存在电场力做功,故机械能不守恒,A错误；设AC连线与水平方向的夹角为,小球从A经B到C的过程中,水平方向上做匀速直线运动,所以C点速度与A点的速度相同,动能变化为零,根据动能定理得：mgLACsinF电场LBCsin0,解得：F电场3mg,故B错误；由于小球在水平方向做匀速直线运动,且AB2BC,所以AB、BC的水平位移分量之比为21,所以从A到B的时间与从B到C的时间之比为21,故C正确；小球从A到B过程只受重力作用,故加速度为g,小球从B到C过程,所受合力为F电场m
12、gma,解得a2g,故小球从A到B与从B到C的加速度大小之比为12,故D错误。【典例分析2】(2019黑龙江齐齐哈尔市联谊校期末)如图所示,D点为固定斜面AC的中点在A点和D点分别以初速度v01和v02水平抛出一个小球,结果两球均落在斜面的底端C.空气阻力不计设两球在空中运动的时间分别为t1和t2,落到C点前瞬间的速度大小分别为v1和v2,落到C点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角分别为1和2,则下列关系式正确的是()A.2 B.C. D.【参考答案】BC【名师解析】两球都做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,由hgt2,得t.两球下落的高度之比 h1h221,可得,故A错误小球水平方向做匀速
13、直线运动,则 v0.两球水平位移之比 x1x221,结合,得,故B正确设斜面的倾角为,小球落到C点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为.则tan .tan 2tan ,是定值,所以1,即12.落到C点前瞬间的速度大小分别为v1,v2,可得,故C正确,D错误【提分秘籍】破解平抛（类平抛）运动问题的六大要点(1)建立坐标系,分解运动将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动,而类平抛运动分解的方向不一定在竖直方向和水平方向上。(2)各自独立,分别分析(3)平抛运动是匀变速曲线运动,在任意相等的时间内速度的变化量v相等,vgt,方向恒为竖直向下。(4)平抛(或类平抛)运动的推论任
14、意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则有tan2tan。(5)求解平抛(或类平抛)运动的技巧处理平抛(或类平抛)运动的基本方法是把运动分解为相互垂直的匀速直线运动和匀加速直线运动,通过研究分运动达到研究合运动的目的。要善于确定平抛(或类平抛)运动的两个分速度和分位移与题目呈现的角度之间的联系,这往往是解决问题的突破口。(6)建好“两个模型”常规的平抛运动及类平抛模型。与斜面相结合的平抛运动模型。a从斜面上水平抛出又落回到斜面上：位移方向恒定,落点速度方向与斜面间的夹角恒定,此时往往分解位移,构建位移三角形。b从斜面外水平抛出垂直落在斜面上：速度方向确定,此时往往分解速度,构建速度三角形。【突破训练】1.(2019山东滨州二模)如图所示,在竖直平面内有一曲面,曲面方程为yx2,在y轴上有一点P,坐标为(0,6 m)。从P点将一小球水平抛出,初速度为1 m/s。则小球第一次打在曲面上的位置为(不计空气阻力)()A(3 m,3 m) B(2 m,4 m) C(1 m,1 m) D(1 m,2 m)【答案】C【解析】设小球经过时间t打在斜面上M(x,y)点,则水平方向：xv0t,竖直方向：6 mygt2。又因为y
