（全國）2017年高二物理暑期作業(yè) 復習方法策略16講 第4講 用分解的思想統(tǒng)領“曲線運動”的復習.doc

第4講用分解的思想統(tǒng)領“曲線運動”的復習高考熱點1物體做曲線運動的條件及軌跡分析2斜面上的平拋問題3平拋運動中臨界問題的分析一、物體做曲線運動的條件及軌跡分析1由于物體做曲線運動時速度方向時刻變化，所以曲線運動是變速運動，其合外力一定不為零2物體做曲線運動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，小船船頭垂直河岸由a點勻速駛向對岸，小船的運動軌跡為直線p；若河水以穩(wěn)定的速度沿平行河岸方向流動，且水流速度處處相等，現(xiàn)使小船船頭垂直河岸由a點勻加速駛向對岸，則小船實際運動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)點在某一平面內(nèi)沿曲線由p運動到q，如果用v、a、f分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力則下列選項中可能正確的是()規(guī)律總結1物體運動的軌跡(直線還是曲線)的判定：由物體的速度和合力(或加速度)的方向關系決定，速度與加速度方向在同一條直線上時物體做直線運動；速度和加速度方向成角度時物體做曲線運動2物體做曲線運動時，合外力或加速度指向軌跡的“凹”(內(nèi))側曲線的軌跡與速度方向相切二、斜面上的平拋問題1研究平拋運動的基本思想是將平拋運動分解為沿水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，然后分別在這兩個方向上運用運動學規(guī)律，有必要時再進行合成2斜面上的平拋有順著斜面的平拋和對著斜面的平拋，尋找平拋運動的位移方向或速度方向與斜面傾角的關系是解題的關鍵例2如圖2為湖邊一傾角為30的大壩橫截面示意圖，水面與大壩的交點為o.一人站在a點處以速度v0沿水平方向扔一小石子，已知xao40 m，不計空氣阻力，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，不計空氣阻力，圖9中為a的運動軌跡，則b的運動軌跡是()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點以水平速度v0拋出一小球，此時落點到a的水平距離為x1；從a點以水平速度為3v0拋出小球，這次落點到a點的水平距離為x2，不計空氣阻力，則x1x2等于()圖10a13 b16c19 d1126.如圖11所示，相對的兩個斜面傾角分別為37和53.在頂點把兩個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，若不計空氣阻力，則a、b兩個小球從拋出到落在斜面上所用時間之比為()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b處，設空氣阻力不計，求：圖13(1)小球從a運動到b處所需的時間；(2)落到b點的速度大小；(3)a、b間的距離題組3平拋運動中臨界問題的分析9.如圖14所示的階梯，每一級的高和寬均為0.4 m，有一個小球以水平初速度v0從最高一級滑出在空中做平拋運動，要使小球直接下落到下方第四個臺階上，則初速度v0應滿足的條件是()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項正確，b項錯誤；若石子能落入水中，設其落入水中時的速度與水平面夾角為，則tan ，vy一定，v0增大，減小，c項錯；石子不能落入水中時，根據(jù)中點定理得石子落到斜面上時的速度方向與斜面的夾角，與v0大小無關，d項錯誤變式2d對小球a，設垂直落在斜坡上對應的豎直高度為h，則有h，解得小球a的水平位移為2h，所以小球b運動時間t2對應的豎直高度為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a點時的平拋初速度，如圖所示，小球做平拋運動，設運動時間為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p落在馬路上b點時的平拋初速度，設小球運動到p點所需時間為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)射機無論向哪個方向水平發(fā)射，乒乓球都做平拋運動當速度v最小時，球沿中線恰好過網(wǎng)，有：3hhv1t1聯(lián)立得v1當速度最大時，球斜向右側臺面兩個角發(fā)射，有v2t23hgt聯(lián)立得v2 所以使乒乓球落到球網(wǎng)右側臺面上，v的最大取值范圍為 v ，選項d正確考點突破1abf1、f2為恒力，質(zhì)點從靜止開始做勻速直線運動，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)點將做勻變速曲線運動，故a對由加速度的定義a知，在相等時間t內(nèi)vat必相等，故b對勻速直線運動的條件是f合0，所以質(zhì)點不可能做勻速直線運動，故c錯由于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2b本題考查曲線運動的條件曲線運動的速度沿切線方向，物體所受合力指向曲線的內(nèi)側，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b正確3c本題考查運動的合成與分解船的實際速度是v1和v2的合速度，v1與河岸平行，對渡河時間沒有影響，所以v2與河岸垂直即船頭指向對岸時，渡河時間最短為tmin，式中d為河寬，此時合速度與河岸成一定夾角，船的實際路線應為所示；最短位移即為d，應使合速度垂直河岸，則v2應指向河岸上游，實際路線為所示，綜合可得選項c正確4a物體做斜拋運動的軌跡只與初速度的大小和方向有關，而與物體的質(zhì)量無關，a、b兩小球的軌跡相同，故a項正確5c本題考查了平拋運動的規(guī)律根據(jù)平拋運動的規(guī)律，初速度為v0時，x1v0t1，h1gt，初速度為3v0時，x23v0t2，h2gt；根據(jù)幾何關系，；聯(lián)立解得，x1x219，選項c正確6d對a，由xav0ta；yagt；tan 可求得ta，同理tb，故，選項d正確7ad本題考查平拋運動以及速度的變化量把平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，然后根據(jù)運動學公式解答即可小球在碰撞斜面前做平拋運動設剛要碰撞斜面時小球速度為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.故碰撞時小球的速度變化量的大小為vv(v)vv0，故選項a正確小球下落高度與水平射程之比為，選項d正確8(1)(2)v0(3)解析(1)小球做平拋運動，同時受到斜面的限制，設小球從a運動到b處所需的時間為t，則水平位移xv0t，豎直位移ygt2由數(shù)學知識得tan 即小球從a運動到b處所需的時間t(2)小球落到b點的速度vv0(3)a、b間的距離s.9b設臺階的高和寬為a，由平拋運動規(guī)律，小球剛好通過第三級臺階的右邊緣時時間為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，時間為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動軌跡具有重復性和對稱性，故發(fā)球時的高度等于h；從發(fā)球到運動到p1點的水平位移等于 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間由于對方運動員接球的位置未知，所以無法求出球從發(fā)出到被對方運動員接住的時間，故本題選a、b、c.11a設小球到b點時其速度為v，如圖所示，在b點分解其速度可