高考物理一轮复习北京卷B课件专题四曲线运动.pptx

专题四曲线运动,高考物理(北京市专用),1.(2018北京理综,20,6分)根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处。这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比。现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球()A.到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零B.到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零C.落地点在抛出点东侧D.落地点在抛出点西侧,考点一运动的合成与分解抛体运动A组自主命题北京卷题组,五年高考,答案D本题考查运动的合成与分解。以地面为参考系,由题意知,小球上升阶段,水平方向受到向西的“力”作用,产生向西的加速度,水平方向做加速运动;竖直方向由于重力作用,做匀减速运动。运动到最高点时竖直方向速度为零,水平“力”为零,水平方向加速度为零,此时水平向西的速度达到最大,故选项A、B均错。下落阶段,小球受水平向东的“力”作用,水平方向将向西做减速运动,由对称性知,落地时水平速度恰为零,此时落地点应在抛出点西侧,故C错、D对。知识拓展科里奥利力在旋转体系中做直线运动的质点,以旋转体系为参考系,质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个“假想力”的作用,这个“力”称为科里奥利力。,2.(2013北京理综,19,6分,0.55)在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为E1、E2、E3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是()A.x2-x1=x3-x2,E1=E2=E3B.x2-x1x3-x2,E1=E2=E3C.x2-x1x3-x2,E1E2E3D.x2-x1x3-x2,E1x3-x2;忽略空气阻力,平抛运动中,机械能守恒,故E1=E2=E3=0,所以B选项正确。,考查点平抛运动,易错警示机械能是动能与势能的总和,在平抛运动中,忽略空气阻力的影响,重力势能的减少量转化为动能的增加量,整个过程中动能与重力势能的总和保持不变。,3.(2012北京理综,22,16分,0.87)如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数=0.25,桌面高h=0.45m。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;(2)小物块落地时的动能Ek;(3)小物块的初速度大小v0。,解析(1)由平抛运动规律,有竖直方向h=gt2水平方向s=vt得水平距离s=v=0.90m(2)由机械能守恒定律,动能Ek=mv2+mgh=0.90J(3)由动能定理,有-mgl=mv2-m得初速度大小v0=4.0m/s,答案(1)0.90m(2)0.90J(3)4.0m/s,4.(2018课标,17,6分)在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的()A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍,B组统一命题课标卷题组,答案A本题考查平抛运动规律的应用。小球做平抛运动,其运动轨迹如图所示。设斜面的倾角为。平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,x=v0t,h=gt2,由图中几何关系,可得tan=,解得:t=;从抛出到落到斜面上,由动能定理可得:mgh=mv2-m,可得:v=v0,则=,选项A正确。,一题多解本题还可以将落到斜面上时的速度v进行分解,由图中几何关系可得v=v0,则=,选项A正确。,5.(2017课标,15,6分)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大,答案C本题考查对平抛运动的理解。忽略空气的影响时,乒乓球只受重力作用,球被水平射出后做平抛运动。由于在竖直方向上做自由落体运动,则h=gt2,下落时间t=,t,故A、D错误。由vy=gt=g=,可知B错误。在水平方向上有x=v0t,x相同时,t,故C正确。,解题关键平抛运动是曲线运动,轨迹为抛物线,可以分解为竖直方向上的自由落体运动(满足h=gt2和vy=gt)和水平方向上的匀速直线运动(满足x=v0t)。做平抛运动时物体运动时间由下落高度决定,运动的水平距离x=v0,由初速度v0和下落高度共同决定。,6.(2017课标,17,6分)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()A.B.C.D.,答案B本题考查机械能守恒定律、平抛运动,考查学生的推理能力、应用数学知识处理物理问题的能力。小物块由最低点到最高点的过程由机械能守恒定律有mv2=mg2R+m小物块从最高点水平飞出做平抛运动有:2R=gt2x=v1t(x为落地点到轨道下端的距离)联立得:x2=R-16R2当R=-,即R=时,x具有最大值,选项B正确。,方法指导小物块运动的过程分为两个阶段,一是由轨道最低点到轨道最高点的曲线运动,符合机械能守恒定律;二是从轨道最高点到水平地面的平抛运动。根据两个阶段列方程,联立得出关于x的表达式是解题的关键。,7.(2015课标,18,6分,0.528)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是()A.vL1B.v,C.vD.RB,故vAvB,A正确;F向=mgcot=m2R,由于RARB,故ARB,故TATB,C错;FN=,故FNA=FNB,由牛顿第三定律知,D错。,4.(2018北京海淀期中,7)(多选)物体A做平抛运动,以物体被抛出的位置为原点O,以初速度v0的方向为x轴的正方向、竖直向下的方向为y轴的正方向,建立平面直角坐标系,如图所示,沿两坐标轴分别放置两个光屏。两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射,物体A在两个光屏上分别留下物体的两个“影子”的坐标分别为(x,0)、(0,y),则选项图中正确的是(),答案AD由于物体水平方向做匀速直线运动,所以x=v0t,选项A正确,选项B错误;竖直方向物体做自由落体运动,所以y=gt2,选项C错误,选项D正确。,5.(2015北京师大附中月考,10)如图所示,水平面上固定有一个斜面,从斜面顶端向右平抛一只小球,当初速度为v0时,小球恰好落到斜面底端,平抛运动的时间为t0。现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球,以下哪个图像能正确表示平抛的运动时间t随v变化的函数关系(),答案C平抛运动竖直方向为自由落体运动,h=g,水平方向为匀速直线运动,s=v0t0,若初速度大于v0,在高度不变时水平位移就会大于s,此时平抛运动落在水平面上,高度不变,所以时间不变,结合图像排除A、B项。若初速度小于v0,则会落在斜面上,此时设斜面倾角为则有tan=,得到时间t=,可见tv,图像C对D错。,6.(2015北京西城二模,18)如图所示为游乐场中过山车的一段轨道,P点是这段轨道的最高点,A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾。假设这段轨道是圆轨道,各节车厢的质量相等,过山车在运行过程中不受牵引力,所受阻力可忽略。那么,过山车在通过P点的过程中,下列说法正确的是()A.车头A通过P点时的速度最小B.车的中点B通过P点时的速度最小C.车尾C通过P点时的速度最小D.A、B、C通过P点时的速度一样大,答案B由题可知过山车在运动过程中机械能守恒,因过山车的B点(过山车的重心位置)位于P点时过山车具有最大的重力势能,故此时过山车具有最小的动能。故B选项正确。,7.(2016北京通州潞河中学期中,6)未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的,下列说法正确的是()A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小,答案B宇航员在舱内受到的支持力与他站在地球表面时受到的支持力大小相等,mg=m2r,即g=2r,可见r越大,就应越小,B正确,A错误;角速度与质量m无关,C、D错误。,8.(2015北京丰台二模,22)如图所示,在水平地面上固定一倾角=37的长斜面体,物体A以v1=8m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。物体A上滑过程中速度减小,当速度减为零时恰好被B物体击中。已知物体A与斜面体间的动摩擦因数为0.25。(A、B均可看做质点,sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)求:(1)物体A上滑过程所用的时间t;(2)物体B抛出时的初速度v2;(3)物体A、B间初始位置的高度差h。,解析(1)物体A上滑过程中,由牛顿第二定律得:mgsin+mgcos=ma代入数据得:a=8m/s2设经过t时间相撞,由运动学公式得:0=v1-at代入数据得:t=1s(2)物体B的水平位移:x=v1tcos37代入数据得:x=3.2m平抛速度:v2=代入数据得:v2=3.2m/s(3)物体A、B间的高度差:h=hA+hBhA=v1tsin37hB=gt2代入数据得:h=7.4m,答案(1)1s(2)3.2m/s(3)7.4m,9.(2018北京人大附中月考,15)如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设发动机功率足够大,重力加速度g=10m/s2,计算结果允许保留、允许保留根号。(1)求赛车在小圆弧弯道上匀速圆周运动不发生侧滑的最大速度。(2)如果赛车在从小圆弧到大圆弧的直道上做匀加速直线运动,在从大圆弧到小圆弧的直道上做匀减速直线运动,在弯道上以能够允许的最大速度做匀速圆周运动,为使得赛车绕行一周的时间最短a.求赛车在直道上加速时的加速度大小;b.求赛车绕行一周的最短时间。,解析(1)在弯道上做匀速圆周运动时,当提供向心力的摩擦力达到最大静摩擦力时,赛车达到不发生侧滑的最大速度,根据牛顿第二定律有:kmg=m在小圆弧弯道上的最大速度为:v小m=30m/s在大圆弧弯道上的最大速度为v大m=45m/s(2)a.当弯道半径一定时,在弯道上的最大速度