《（全国通用）2018年高考物理二轮复习 真题模型再现2 竖直平面的圆周运动“绳、杆”模型学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用）2018年高考物理二轮复习 真题模型再现2 竖直平面的圆周运动“绳、杆”模型学案（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、真题模型再现(二)竖直平面的圆周运动“绳、杆”模型来源图例考向模型核心归纳2014新课标全国卷第17题受力分析、圆周运动、动能定理1.常考的模型(1)物体运动满足“绳”模型特征，竖直圆轨道光滑(2)物体运动满足“绳”模型特征，竖直圆轨道粗糙(3)物体运动满足“杆”模型特征，竖直圆轨道光滑(4)物体运动满足“杆”模型特征，竖直圆轨道粗糙(5)两个物体沿竖直圆轨道做圆周运动(6)同一物体在不同的竖直圆轨道做圆周运动(7)物体受弹簧弹力、电场力或洛伦兹力共同作用下的圆周运动2.模型解法2015新课标全国卷第22题圆周运动、超重、失重2016新课标全国卷第16题受力分析、牛顿第二定律、圆周运动、动能定
2、理2016课新标全国卷第25题受力分析、机械能守恒定律、圆周运动、牛顿第二定律2016新课标全国卷第24题受力分析、圆周运动、机械能守恒定律、牛顿第二定律2017全国卷第17题平抛运动、功能关系及极值的求解方法【预测1】 (多选)如图14所示，半径为R的内壁光滑的圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二
3、次击打过程中小锤对小球做功W2。设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是()图14A. B. C. D.1解析第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系，有W1mgR，两次击打后球可以运动到轨道最高点，根据功能关系，有W1W22mgRmv2，在最高点有mgNmmg，由以上各式可解得W1mgR，W2mgR，因此，B、C正确。答案BC【预测2】 (2017安徽六安一中三模)某次摩托车的特技表演可简化为如下模型，AB是长度为x的水平面，BC是半径为2R的四分之一圆弧，DEG是半径为R的四分之三圆弧，D点在C点正上方，G点距右侧水平面高度为R。质量为m的摩托车(
4、可视为质点)在大小恒定的牵引力F作用下从A点由静止出发，牵引力在ABC段的大小恒为F，摩托车经过C点时关闭发动机，之后沿竖直方向从D点进入上面的轨道做圆周运动，从G点脱离上方轨道，进入右侧水平面，已知重力加速度为g，假设在ABC段摩托车所受阻力恒定，且为重力的k倍，忽略其在DEG及空气中所受的阻力。图15(1)为了摩托车能安全通过轨道，求力F的最小值；(2)若摩托车离开C点的速度大小是，判断摩托车能否安全通过上方圆弧轨道。若不能通过，计算在C点时应具有的最小速度，若能通过，求摩托车落在右侧水平面的位置距离C点多远。解析(1)当摩托车恰好能到达E点时，此时力F为最小值，在E点有mgm，设在C点的
5、速度大小为v0，从C点到E点根据动能定理可得mg3Rmvmv，解得v0，对ABC段由动能定理可得(Fkmg)mg2Rmv，代入解得Fkmg。(2)因为vCv0，所以摩托车可以安全通过上方圆弧轨道。设摩托车过G点速度大小为vG，根据机械能守恒定律可得mvmgRmv，过G点后，摩托车做平抛运动，有Rgt2，在水平方向有xvGt，代入可得x4R，所以距离C点xxR3R。答案(1)kmg(2)见解析课时跟踪训练一、选择题(16题为单项选择题，710题为多项选择题)1.在地面上方某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改变B.速度与加
6、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，动能的改变量相等答案B2.某物理兴趣小组的同学在研究运动的合成和分解时，驾驶一艘快艇进行了实地演练。如图1所示，在宽度一定的河中的O点固定一目标靶，经测量该目标靶距离两岸的最近距离分别为MO15 m、NO12 m，水流的速度平行河岸向右，且速度大小为v18 m/s，快艇在静水中的速度大小为v210 m/s。现要求快艇从图示中的下方河岸出发完成以下两个过程：第一个过程以最短的时间运动到目标靶；第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸，则下列说法正确的是()图1A.快艇的出发点位于M点左侧8 m处
7、B.第一个过程所用的时间约为1.17 sC.第二个过程快艇的船头方向应垂直河岸D.第二个过程所用的时间为2 s解析快艇在水中一方面航行前进，另一方面随水流向右运动，当快艇的速度方向垂直于河岸时，到达目标靶的时间最短，所以到达目标靶所用时间t1.5 s，快艇平行河岸向右的位移为xv1t12 m，则出发点应位于M点左侧12 m处，A、B错误；第二个过程要求位移最小，因此快艇应垂直到达对岸，则船头应指向河岸的上游，C错误；要使快艇由目标靶到达正对岸，快艇的位移为12 m，快艇的实际速度大小为v6 m/s，所用的时间为t2 s，D正确。答案D3.某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表面粗糙，内
8、直径为D，工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动。为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则()图2A.滚筒的角速度应满足C.栗子脱离滚筒的位置与其质量有关D.若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落解析若栗子恰好在最高点脱离筒壁，则有mgm2，解得，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则RB.小球两次在C点的速度均为C.小球第二次从B点运动到F点的时间比第一次从B点运动到E点的时间长D.若再次改变小球的高度，小球到达B点时的速度为，则小球在该点时对圆弧轨道的压力大小为2mg解析小球第一次运动到圆弧轨道CD上的C点时对轨道的压力为零，所以有mgm，解得vC，根据平抛运动的规律有O2E
9、vCR，所以选项A错误；小球第二次在C点的速度大于，选项B错误；因为第二次在BC面上运动的时间短，小球第二次从B点运动到F点的时间比第一次从B点运动到E点的时间短，选项C错误；在B点根据向心力公式可得FNBmgm，若小球到达B点时的速度vB，可解得FNB 2mg，选项D正确。答案D7.(2017连云港三模)学校组织“骑车投球”比赛，甲、乙两参赛者沿规定直轨道匀速骑行过程中，将手中网球沿垂直于骑行方向水平抛向地面上的塑料筐O中，如图6所示，A点是轨道上离筐最近的点。甲以3 m/s的速度骑行，在B点将网球以速度v水平抛出，网球恰好落入筐中；乙以4 m/s的速度骑行，要想将球投入筐中，乙参赛者应(不
10、计空气阻力)()图6A.在到达B点之后将球抛出B.在到达B点之前将球抛出C.将球也以速度v水平抛出D.将球以大于v的速度水平抛出解析竖直方向上做自由落体运动，两次网球的运动时间相同，水平方向网球有两个分运动：分别是沿骑行方向与车相同的速度和抛出的速度，垂直于骑行方向上水平距离相等，则两次球抛出的速度相同，C项正确，D项错误；由于乙的骑行速度大，网球沿骑行方向的速度大，而运动时间相同，故乙应在到达B点之前将球抛出，A项错误，B项正确。答案BC8.(2017湖北武汉外国语学校月考)如图7所示，在水平转台的光滑水平横杆上穿有两个质量分别为2m和m的小球A和B，A、B间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹
11、簧的自然长度为L，转台的直径为2L，当转台以角速度绕竖直轴匀速转动时，如果A、B仍能相对横杆静止而不碰左右两壁，则()图7A.小球A和B具有相同的角速度B.小球A和B做圆周运动的半径之比为12C.若小球不与壁相碰，则D.若小球不与壁相碰，则解析A、B两球共轴转动，角速度相同，故A正确；两球靠弹簧的弹力提供向心力，知两球向心力大小相等，2mr12mr22，解得r1r212，故B正确；转台的直径为2L，则r2L。由mr22k(r1r2L)解得，故C错误，D正确。答案ABD9.在地球大气层外有大量的太空垃圾。在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而逐渐降低轨道。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上，对人类造成危害。以下关于太空垃圾正确的说法是()
