重難點(diǎn)03 運(yùn)動(dòng)的合成與分解　拋體運(yùn)動(dòng)（原卷版）-高考物理重點(diǎn)難點(diǎn)熱點(diǎn)專題

重難點(diǎn)03運(yùn)動(dòng)的合成與分解重難點(diǎn)03運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與曲線運(yùn)動(dòng)相關(guān)的情境或科學(xué)探究情境，解題時(shí)能從具體情境中抽象出物理模型，正確受力分析，畫出受力分析圖，運(yùn)動(dòng)過程分析，正確利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思想，結(jié)合拋體運(yùn)動(dòng)知識(shí)，或類拋體運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決問題。2.立體情境命題增多，要培養(yǎng)會(huì)看畫立體圖，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖。3.結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)知識(shí)的命題比重很大，特別是像極值、臨界問題。4.命題中既有重力場中的平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)，又有電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)、類斜拋運(yùn)動(dòng)。5.命題知識(shí)點(diǎn)結(jié)合運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)量、動(dòng)能定理，注重物理思維與物理能力的考核。一、端速問題解題原則把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解．常見的模型如圖所示．二、平拋運(yùn)動(dòng)1．建立坐標(biāo)，分解運(yùn)動(dòng)將平拋運(yùn)動(dòng)分解為豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)(在某些情況下運(yùn)動(dòng)分解的方向不一定在豎直方向和水平方向上)．2．各自獨(dú)立，分別分析3．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量Δv相等，Δv＝gΔt，方向恒為豎直向下．4．兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，且t＝eq\r(\f(2y,g))，由下降高度決定，與初速度v0無關(guān)．5．任意時(shí)刻的速度與水平方向的夾角θ的正切值總等于該時(shí)刻的位移與水平方向的夾角φ的正切值的2倍，即tanθ＝2tanφ.6．建好“兩個(gè)模型”(1)常規(guī)的平拋運(yùn)動(dòng)及類平拋模型(2)與斜面相結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)模型①從斜面上水平拋出又落回到斜面上：位移方向恒定，落點(diǎn)速度方向與斜面間的夾角恒定，此時(shí)往往分解位移，構(gòu)建位移三角形．②從斜面外水平拋出垂直落在斜面上：速度方向確定，此時(shí)往往分解速度，構(gòu)建速度三角形．三、斜拋運(yùn)動(dòng)1．斜拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線．2.斜拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律(以斜上拋為例說明，如圖所示)斜上拋運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．(1)速度公式：vx＝v0x＝v0cosθvy＝v0y－gt＝v0sinθ－gt(2)位移公式：x＝v0cosθ·ty＝v0sinθ·t－eq\f(1,2)gt2(3)當(dāng)vy＝0時(shí)，v＝v0x＝v0cosθ，物體到達(dá)最高點(diǎn)hmax＝eq\f(v\o\al(0y2),2g)＝eq\f(v\o\al(02)sin2θ,2g).（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．（2023·山東·模擬預(yù)測）如圖，汽車從靜止開始通過纜繩將質(zhì)量為m的貨物從A處沿光滑斜面拉到B處，此過程中貨物上升高度為h，到B處時(shí)定滑輪右側(cè)纜繩與水平方向間的夾角為θ，左側(cè)纜繩與斜面間的夾角為2θ，汽車的速度大小為v，此時(shí)貨物的速度大小為（）

A． B．C． D．2．（2023·湖南岳陽·統(tǒng)考三模）如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪、，一端和質(zhì)量為的小球連接，另一端與套在光滑固定直桿上質(zhì)量也為的小物塊連接，直桿與兩定滑輪在同一豎直面內(nèi)，與水平面的夾角，直桿上點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度，點(diǎn)到定滑輪的距離為，直桿上點(diǎn)到點(diǎn)的距離也為，重力加速度為，直桿足夠長，小球運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與其他物體相碰?，F(xiàn)將小物塊從點(diǎn)由靜止釋放，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．小物塊剛釋放時(shí)，輕繩中的張力大小為B．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小物塊加速度的大小為C．小物塊下滑至點(diǎn)時(shí)，小物塊與小球的速度大小之比為D．小物塊下滑至點(diǎn)時(shí)，小物塊的速度大小為3．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖（a），我國某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為，且軌跡交于點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（

）

A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B．谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于C．兩谷粒從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 D．兩谷粒從到的平均速度相等4．（2022·廣東·高考真題）圖是滑雪道的示意圖?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員從斜坡上的M點(diǎn)由靜止自由滑下，經(jīng)過水平NP段后飛入空中，在Q點(diǎn)落地。不計(jì)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過N點(diǎn)的機(jī)械能損失，不計(jì)摩擦力和空氣阻力。下列能表示該過程運(yùn)動(dòng)員速度大小v或加速度大小a隨時(shí)間t變化的圖像是（）A． B．C． D．二、多選題5．（2023·四川攀枝花·統(tǒng)考一模）某同學(xué)參加校運(yùn)會(huì)鉛球比賽，某次投擲時(shí)鉛球的飛行過程如圖所示，鉛球從A點(diǎn)離手后朝斜向上方飛出，經(jīng)過最高點(diǎn)B后落到水平地面上的C點(diǎn)。如果A點(diǎn)離地面高h(yuǎn)＝1.95m，最高點(diǎn)B離地高H＝3.2m，落地點(diǎn)C離A點(diǎn)正下方O點(diǎn)的水平距離x＝13m，鉛球可視為質(zhì)點(diǎn)、其質(zhì)量m＝5kg，重力加速度g取，不計(jì)空氣阻力，則（

）A．鉛球離手后在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是0.8sB．鉛球離手時(shí)的速度大小C．該同學(xué)本次投擲對(duì)鉛球所做的功為312.5JD．鉛球落地時(shí)速度與水平方向夾角的正切值為0.86．（2023·山西呂梁·統(tǒng)考一模）跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)起源于19世紀(jì)的挪威，1924年跳臺(tái)滑雪被列為冬奧會(huì)項(xiàng)目。在2022北京冬奧會(huì)中我國首座跳臺(tái)滑雪場館“雪如意”驚艷亮相。跳臺(tái)由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡、停止區(qū)組成。運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后在空中運(yùn)動(dòng)的速度變化量、重力的瞬時(shí)功率P、動(dòng)能、機(jī)械能E，運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，設(shè)起跳處為零勢能參考面，不計(jì)運(yùn)動(dòng)員空氣阻力，下列圖像中可能正確的是（）A． B．C． D．三、解答題7．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）電磁炮滅火消防車（圖甲）采用電磁彈射技術(shù)投射滅火彈進(jìn)入高層建筑快速滅火。電容器儲(chǔ)存的能量通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成滅火彈的動(dòng)能，設(shè)置儲(chǔ)能電容器的工作電壓可獲得所需的滅火彈出膛速度。如圖乙所示，若電磁炮正對(duì)高樓，與高樓之間的水平距離，滅火彈出膛速度，方向與水平面夾角，不計(jì)炮口離地面高度及空氣阻力，取重力加速度大小，。（1）求滅火彈擊中高樓位置距地面的高度H；（2）已知電容器儲(chǔ)存的電能，轉(zhuǎn)化為滅火彈動(dòng)能的效率，滅火彈的質(zhì)量為，電容，電容器工作電壓U應(yīng)設(shè)置為多少？

8．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測）“打水漂”是很多同學(xué)體驗(yàn)過的游戲，小石片被水平拋出，碰到水面時(shí)并不會(huì)直接沉入水中，而是擦著水面滑行一小段距離再次彈起飛行，跳躍數(shù)次后沉入水中。如圖所示，某同學(xué)在岸邊離水面高度h0=0.45m處，將一塊質(zhì)量m=0.1kg的小石片以初速度v0=4m/s水平拋出。若小石片與水面碰撞后，豎直分速度反向，大小變?yōu)榕銮暗囊话?，水平分速度方向不變，大小變?yōu)榕銮暗模諝庾枇靶∈c水面接觸時(shí)間可忽略不計(jì)，重力加速度取g=10m/s2。求：（1）第一次接觸水面前瞬間小石片的動(dòng)能；（2）小石片第二次接觸水面處與拋出點(diǎn)的水平距離。

（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．（2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考三模）2023年2月26日和27日，景德鎮(zhèn)一中和景德鎮(zhèn)二中分別舉行了2023屆成人禮暨高考百日沖刺誓師大會(huì)（如圖）。如圖1為大會(huì)上某隊(duì)列的走方陣示意圖，與垂直操場跑道，某時(shí)刻該隊(duì)伍前排剛到直線處，正在點(diǎn)的政教處工作人員準(zhǔn)備沿直線方向從靜止開始穿到對(duì)面，已知工作人員的速度的平方與人離點(diǎn)的距離變化的關(guān)系如圖2所示，與相距，隊(duì)列前進(jìn)的速度為，操場寬，則以下說法正確的是（）

A．該工作人員會(huì)在到達(dá)點(diǎn)之前影響到隊(duì)伍前進(jìn)B．該工作人員穿過操場用時(shí)C．該工作人員的加速度大小為D．該工作人員相對(duì)隊(duì)伍最大的速度為2．（2023·陜西商洛·統(tǒng)考一模）某籃球運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行投籃訓(xùn)練，籃球的運(yùn)動(dòng)軌跡可簡化為如圖所示的曲線，其中A是籃球的投出點(diǎn)，B是運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)，C是籃球的投入點(diǎn)。已知籃球在A點(diǎn)的速度方向與水平方向的夾角為，在B點(diǎn)的速度大小為v0，在C點(diǎn)的速度方向與水平方向的夾角為，籃球可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．從A點(diǎn)到B點(diǎn)，籃球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B．從B點(diǎn)到C點(diǎn)，籃球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C．A、B兩點(diǎn)的高度差為D．A、C兩點(diǎn)的水平距離為二、多選題3．如圖所示，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械裝置可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連桿AB，OB可繞圖中A、B、O三處的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿OB長為R，連桿AB長為L（），當(dāng)OB桿以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊在水平橫桿上左右滑動(dòng)，連桿AB與水平方向夾角為α，AB桿與OB桿的夾角為β。在滑塊向左滑動(dòng)過程中（）A．滑塊A從右向左先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)OB桿與OA垂直時(shí)，滑塊的速度大小為C．當(dāng)OB桿與OA垂直時(shí)，滑塊的速度大小為D．當(dāng)時(shí)，滑塊的速度大小為4．如圖所示，A、B兩球沿傾角為的斜面先后向上滾動(dòng)，離開斜面后同時(shí)落在水平地面上，C點(diǎn)為斜面的最高點(diǎn)，C點(diǎn)距地面的高度為2m。B球在地面上的落點(diǎn)距C點(diǎn)的水平距離為1.6m，距A球落點(diǎn)的距離為2.4m。不計(jì)空氣阻力，兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，已知重力加速度g取，，。下列說法正確的是（）A．A、B兩球離開斜面后運(yùn)動(dòng)至與C點(diǎn)等高位置時(shí)的速度方向相同B．A、B兩球到達(dá)地面時(shí)的速度方向相同C．A、B兩球離開斜面的時(shí)間間隔為0.1sD．A、B兩球離開斜面的時(shí)間間隔為0.2s三、解答題5．如圖所示，一個(gè)固定在豎直平面內(nèi)的光滑四分之一圓弧軌道半徑，下端恰好與光滑水平面OA平滑對(duì)接，質(zhì)量為的鐵球（可視為質(zhì)點(diǎn)）由圓弧軌道頂端無初速度釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從A點(diǎn)沖上傾角為的光滑斜面，鐵球在斜面上運(yùn)動(dòng)后在B點(diǎn)沖出斜面做斜拋運(yùn)動(dòng)落到C點(diǎn)，BC水平，已知，重力加速度g取，求：（1）鐵球運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道底端對(duì)圓弧軌道的壓力大??；（2）斜面的長度；（3）鐵球從B到C的時(shí)間和B、C間的水平距離．6．（2023·山東濰坊·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖甲是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室全景圖，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室是可量度氣流對(duì)實(shí)體作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備。圖乙為風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的側(cè)視圖，兩水平面（虛線）之間的距離為H，其間為風(fēng)洞區(qū)域，物體進(jìn)入該區(qū)域會(huì)受到水平方向的恒力，自該區(qū)域下邊界的O點(diǎn)將質(zhì)量為m的小球以一定的初速度豎直上拋，從M點(diǎn)離開風(fēng)洞區(qū)域，經(jīng)過最高點(diǎn)Q后小球再次從N點(diǎn)返回風(fēng)洞區(qū)域后做直線運(yùn)動(dòng)，落在風(fēng)洞區(qū)域的下邊界P處，NP與水平方向的夾角為37°，，，重力加速度大小為g。求；（1）風(fēng)洞區(qū)域小球受到水平方向恒力的大??；（2）小球運(yùn)動(dòng)過程中離風(fēng)洞下邊界OP的最大高度；（3）OP的距離。

7．（2023·天津·模擬預(yù)測）1965年3月18日，前蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫搭乘“上升2號(hào)”飛船，進(jìn)行了人類的首次太空行走，期間由于宇航服故障，導(dǎo)致列昂諾夫無法回到飛船，懸停在了距離飛船的位置，如圖所示（圖中角度已知為）．此時(shí)，列昂諾夫攜帶著兩個(gè)便攜式氮?dú)夤?，可朝各個(gè)方向噴氣，每個(gè)氮?dú)夤迖姎饽軌驗(yàn)樗麕淼姆醋饔昧Γ来螌?shí)施了如下步驟：①打開一個(gè)氮?dú)夤?，朝軸正方向噴氣后，關(guān)閉噴氣；②打開一個(gè)氮?dú)夤?，朝軸負(fù)方向噴氣后關(guān)閉，同時(shí)打開另一個(gè)氮?dú)夤?，朝軸正方向噴氣后，關(guān)閉噴氣；③打開一個(gè)氮?dú)夤?，朝軸負(fù)方向噴氣時(shí)間，關(guān)閉噴氣；最終列昂諾夫恰好到達(dá)飛船，成功獲救．假設(shè)列昂諾夫、宇航服和便攜式氮?dú)夤薜目傎|(zhì)量為，不考慮噴出的氣體質(zhì)量．（1）求列昂諾夫噴氣時(shí)獲得的加速度；（2）求步驟①完成后，距離下一次噴氣的時(shí)間；（3）求列昂諾夫從開始噴氣到獲救的總用時(shí)．8．（2023·山東·模擬預(yù)測）空氣動(dòng)力學(xué)