2017年高考物理母題題源系列專題04平拋運動與圓周運動(含解析)

1、專題 04 平拋運動與圓周運動【答案】C C【解析】設第一次拋出時上球的速度為嘰占球的速度為仏 則從浚間的水平距離 E 巧他）G第二次兩 球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距亶不變，貝1尸2仙-叱）匚聯立得卜倫，所臥C正礪ABD錯誤.【名師點睛】本題的關鍵信息是兩球運動時間相同，水平位移之和不變.【母題來源二】2017年全國卷二【母題原題】如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力:C.C.始終指向大圓環(huán)圓心D.D.始終背離大圓環(huán)圓心【答案】A A【解析】大圓環(huán)光滑，則大圓環(huán)對小環(huán)的

2、作用力總是沿半徑方向，與速度方向垂直，故大圓環(huán)對小環(huán)的作用力一直不做功，選項 A A 正確，B B 錯誤；開始時大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離圓心，最后指向圓心,故選項 CDCD 錯誤；故選 AoAo【名師點睛】此題關鍵是知道小圓環(huán)在大圓環(huán)上的運動過程中，小圓環(huán)受到的彈力方向始終沿大圓環(huán)的半徑方向，先是沿半徑向外，后沿半徑向里?！灸割}來源一】20172017 年江蘇卷【母題原題】如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時水平拋出，經過時間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?2 2 倍,則兩球從拋出到相遇經過的時間為:）A.直不做功B.B. 直做正功(A)( B) lit2t（C）2(D)422（1

3、 1）描述勻速圓周運動的各物理量間的關系:2二rvr - 2二fr=2二rn ,a= =r 【命題意圖】考查平拋運動規(guī)律， 摩擦力、向心力的來源、圓周運動的規(guī)律以及離心運動等知識點, 意在考查考生對圓周運動知識的理解能力和綜合分析能力?！究荚嚪较颉扛呖紝ζ綊佭\動與圓周運動知識的考查，命題多集中在考查平拋運動與圓周運動規(guī)律的應用及與生活、生產相聯系的命題， 多涉及有關物理量的臨界和極限狀態(tài)求解或考查有關平拋運動 與圓周運動自身固有的特征物理量。豎直平面內的圓周運動結合能量知識命題，勻速圓周運動結合磁場相關知識命題是考試重點，歷年均有相關選擇題或計算題出現。單獨命題常以選擇題的形式出現；與牛頓運動

4、定律、功能關系、電磁學知識相綜合常以計算題的形式 出現。平拋運動的規(guī)律及其研究方法、近年考試的熱點，且多數與電場、磁場、機械能等知識結合制 成綜合類試題。圓周運動的角速度、線速度及加速度是近年高考的熱點，且多數與電場、磁場、機械 能等知識結合制成綜合類試題，這樣的題目往往難度較大?！镜梅忠c】熟練掌握平拋、圓周運動的規(guī)律，對平拋運動和圓周運動的組合問題，要善于由轉折點的速度進行突 破；熟悉解決天體運動問題的兩條思路；靈活應用運動的合成與分解的思想，解決帶電粒子在電場中 的類平拋運動問題；對帶電粒子在磁場內的勻速圓周運動問題，掌握找圓心、求半徑的方法。1.1.對于平拋運動，考生需要知道以下幾點：

5、（1 1）解決平拋運動問題一般方法解答平拋運動問題時，一般的方法是將平拋運動沿水平和豎直兩個方向分解，這樣分解的優(yōu)點是不用分解初速度，也不用分解加速度，即先求分速度、分位移，再求合速度、合位移；特別提醒：分解平 拋運動的末速度往往成為解題的關鍵。A I I（2 2）常見平拋運動類型：求運動時間往往是突破口1在水平地面水平平拋：2在半圓內的平拋運動：7/ *3斜面上的平拋問題：順著斜面平拋；對著斜面平拋。4對著豎直墻壁平拋 （3 3）類平拋運動的求解方法1常規(guī)分解法：將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向（即沿合力的方向）的勻加速直線運動，兩分運動彼此獨立，互不影響，且與

6、合運動具有等時性。2特殊分解法：對于有些問題，可以過拋出點建立適當的直角坐標系，將加速度分解為ax、ay，初速度Vo分解為Vx、Vy，然后分別在X、y y 方向列方程求解。2.2.對于圓周運動，考生需要知道以下幾點：（2 2）向心力是根據力的作用效果命名的，而不是一種特定的力（如重力），因此在分析物體的受力 時，切記不可將向心力也作為物體的受力考慮在內。（3 3）在分析傳動裝置的線速度、角速度、向心加速度與半徑之間的關系時，關鍵是抓住不變量，確定另一變量與半徑的正比或反比關系進行判斷。女口同軸轉動的物體上各點的角速度 轉速和周期T相等，根據公式 V V = =，可知線速度與半徑成正比；皮帶傳動

7、中，在皮帶不打滑的情況下，通過皮 帶連接的輪子邊緣的各點的線速度大小相等（不打滑的摩擦傳動兩輪邊緣上各點的線速度也大小相 等），根據公式 = =V V，可知角速度與半徑成反比。r（4 4）做勻速圓周運動的物體，在合外力突然消失或者不足以提供物體做圓周運動所需的向心力的情況下，質點是做半徑越來越大的運動或沿切線方向飛去的運動，它不是沿半徑方向飛去，做離心運動的質點不存在的所謂的“離心力”作用，因為沒有任何物體提供這種力A.小齒輪和后輪的角速度大小之比為16:1B.大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為1:4C.大齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為1:4D.大齒輪和小齒輪輪緣的向心加速度大小之比為4:

8、1【答案】B B【解析】小齒輪和后輪共軸角速度相等，故A錯誤；尢齒輪和小齒輪共線，線速度相等，根可r知，大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為f故R正確；小齒輪和后輪共軸，很據件譏可知，小齒輪 邊緣和后輪邊緣的線速度之比為1： 16,貝快齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度犬小之比為1：16 ,故C錯誤, 大齒輪和小齒輪共線，線速度相等，根據。=藝可知，向心加速度犬小之比為上4,故D錯誤。r【名師點睛】本題在皮帶輪中考察線速度、角速度、半徑等之間的關系，解決這類問題的關鍵是弄清哪些地方線速度相等，哪些位置角速度相等?！灸割} 1 1】如圖所示，自行車的大齒輪. .小齒輪后輪的半徑之比為4:1:16，在用力蹬腳踏

9、板前進的過程中，下列說法正確的是：（）24【母題 2 2】（多選）一只小船在靜水中的速度為3m/s3m/s，它要渡過 30m30m 寬的河，河水的速度為 4m/s4m/s,5則下列說法正確的是：（)A.A.船渡河的時間可能為10s10sB B.船不能垂直到達對岸C.C.船渡河的速度一定為5m/s5m/sD D.船不能渡過河【答案】ABAB【解析】因為靜水速小于水流速，根據平行四邊形定則，知合速度的方向不可能與河岸垂直，則船不可能垂直到對岸但能渡過河故B正確，D錯誤.根據平行四邊形定則知船的實際速度隨靜水速方向的改 變而改變，不一定為血旳故C錯誤當靜水速與河岸垂直時，渡河時間最最短時間/ = -

10、 = =10-所H 3以船渡河的時間可能為10s-故A正確；故選AB.【名師點睛】解決本題的關鍵將船的運動分解為沿河岸方向和垂直河岸方向，知道當靜水速與河岸垂I直，渡河時間最短，當合速度于河岸垂直，則垂直到對岸?！灸割} 3 3】如圖所示，小船被繩索牽引著勻速靠岸，若水的阻力不變 V V：、（）A.A.繩子張力不變C.C.船所受浮力不變【答案】D D【解析】對小船進行受力分析，如圖，因為小船做勻速直線運動，所以小船處于平衡，設拉力與水平 方向的夾角為0，有：FeosFeosB=f=f ，FsinFsin0+F+F浮=mg=mg.船在勻速靠岸的過程中，0增大,阻力不變，根據平衡方程知，繩子的張力增

11、大，根據平衡方程知，張力增大，sinsin0增大，所以船的浮力減小.故 D D 正確，ABCABC 錯誤.故選 D.D.【名師點睛】解決本題的關鍵掌握共點力平衡，知道小船在做勻速直線運動時，所受合力為0 0，根據0角的變化，判斷力的變化。【母題4】甲同學以速度w將鉛球水平推出，推出點距地面高度為H,乙同學身高較高，將鉛球在距地面H高度處水平推出（fH），兩位同學推出鉛球的水平位移恰好一樣，不計空氣阻力的作用，則 乙同學推出鉛球的速度為：（）A、耳iB.叫C.也viD. 士,Hi1H21H2HiB B.繩子張力不斷減小D.D.船所受浮力不斷減小【答案】B B【解析】由h冷話得，;物體飛行的水平距

12、離為：為由于兩位同學推出鉛球的水平位移恰好一樣，貝：吆=字，即：忻J冬V故E正確，ACD錯誤.故選B【名師點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，平拋運動的時間由高度決定，時間和水平初速度共同決定水平位移【母題 5 5】（多選）橫截面為直角三角形的兩個相同斜面緊靠在一起，固定在水平面上，如圖所示，它們的豎直邊長都是底邊長的一半，現有三個小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上，其落點分別是 a a、b b、c c,下列判斷正確的是：（）A.A. 圖中三小球比較，落在 a a 點的小球飛行時間最長B.B. 圖中三小球比較，落在 c

13、 c 點的小球飛行過程速度最快C.C. 圖中三小球比較，落在 c c 點的小球飛行過程速度變化最快D.D. 無論小球拋出時速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直【答案】ADAD【解析】物體做平拋運動，運動的時間是由豎直方向上的位移決定的，由圖可知，a下落的高度最大，所以a的運動時間最長，A A 正確；速度變化的快慢是知物體運動的加速度的大小，三個小球都是做平 拋運動，加速度都是重力加速度， 所以速度變化的快慢是相同的，C C 錯誤；三個小球都是做平拋運動，水平方向的速度是不變的，只有豎直方向的速度在變化，由于a的運動時間最長，所以a速度的變化最大，速度最快，B B 錯誤；首先a點

14、上是無論如何不可能垂直的，然后看b、c點，豎直速度是gt, 水平速度是v，然后斜面的夾角是arctan0.5，要合速度垂直斜面，把兩個速度合成后，需要V2tan，即v =0.5gt，那在過了t時間的時候，豎直位移為0.5gt，水平位移為gtvt（0.5gt）t =0.5gt2，即若要滿足這個關系，需要水平位移和豎直位移都是一樣的，顯然在圖中b、c是不可能完成的，因為在b、c上水平位移必定大于豎直位移，D D 正確。【名師點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，知道平拋運動的時間由高度決定，初速度和時間共同決定水平位移.也可以利用“中點”分析得出落到兩個斜面上的瞬 時速度都不可能與斜面垂直【母題 6 6】（多選）質量為 m m 的小球由輕繩 a a 和 b b 分別系于一輕質細桿的 A A 點和 B B 電，如圖所示，繩 a a 與水平方向成角，繩b b 在水平方向且長為 I I，當輕桿繞軸 ABAB 以角速度勻速轉動時，小球在水平面 內做勻速圓周運動，則下列說法正確的是：（）?*gn0=,所以當物塊的甬速度增犬到匚時，物塊