专题03 力与曲线运动(命题猜想)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1、【考向解读】抛体运动与圆周运动是高考热点之一考查的知识点有：对平抛运动的理解及综合运用、运动的合成与分解思想方法的应用、竖直面内圆周运动的理解和应用高考中单独考查曲线运动的知识点时，题型为选择题，将曲线运动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题抓住处理问题的基本方法即运动的合成与分解，灵活掌握常见的曲线运动模型：平抛运动及类平抛运动、竖直面内的圆周运动及完成圆周运动的临界条件【命题热点突破一】运动的合成与分解1合运动与分运动的关系：独立性：两个分运动可能共线、可能互成角度两个分运动各自独立，互不干扰等效性：两个分运动的规律、位移、速度、加速度叠加起来与合运动的规律、位移、速度、加速度效果相同等

2、时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等合运动一定是物体的实际运动物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动例12017年CCTV1综合频道在直播直升机抢救伤员的情境深深感动了观众假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图甲所示)，竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则()绳索中拉力可能倾斜向上伤员一直处于失重状态在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线绳索中拉力先大于重力，后小于重力【变式探究】如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的

3、轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处.现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是()环到达B处时，重物上升的高度h=2环到达B处时，环与重物的速度大小相等环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能4环能下降的最大高度为3d【命题热点突破二】平抛(类平抛)运动的规律平抛运动规律以抛出点为坐标原点，水平初速度v0方向为x轴正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，建立如图所示的坐标系，则平抛运动规律如下.水平方向：v=vx=vtx00竖直方向：v=gty=gt2y2合运动：合速度：V=：V2+V2=V2+g212tTxy甲0合位移：s=：

4、X2+y2vgt合速度与水平方向夹角的正切值tan=vr=V00合位移与水平方向夹角的正切值tan=y=2t0例2.【2017新课标I卷】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速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大【变式探究】2016天津卷如图1-所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=53N/C,同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁

5、感应强度大小B=0.5T.有一带正电的小球，质量m=1x10-6kg，电荷量q=2x10-6C,正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），g取10m/s2求:xpXxxyx图1-（1）小球做匀速直线运动的速度V的大小和方向；（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.【特别提醒】平抛运动的两个重要推论推论I：做平抛（或类平抛）运动的物体在任一时刻任一位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角为，位移方向与水平方向的夹角为0,则tana=2tan0.推论II：做平抛（或类平抛）运动的物体，任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线

6、一定通过此时水平位移的中点.【变式探究】在水平地面上的0点同时将甲、乙两块小石头斜向上抛出，甲、乙在同一竖直面内运动，其轨迹如图所示，A点是两轨迹在空中的交点，甲、乙运动的最大高度相等.若不计空气阻力，则下列判断正确的是（）甲先到达最大高度处乙先到达最大高度处乙先到达A点甲先到达水平地面【命题热点突破三】圆周运动问题的分析圆周运动主要分为水平面内的圆周运动（转盘上的物体、汽车拐弯、火车拐弯、圆锥摆等）和竖直平面内的圆周运动（绳模型、汽车过拱形桥、水流星、内轨道、轻杆模型、管道模型）.找向心力的来源是解决圆周运动的出发点，学会牛顿第二定律在曲线运动中的应用.注意有些题目中有“恰能”、“刚好”、“

7、正好”、“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点例3.【2017江苏卷】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M,到小环的距离为L其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F2v2物块上升的最大高度为gD)速度v不能超过：(2FMg)LM【变式探究】如图所示，轻杆长3L,在杆

8、两端分别固定质量均为m的球A和B光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的0点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力.忽略空气阻力.则球B在最高点时(球B的速度为零球A的速度大小为2gL水平转轴对杆的作用力为1.5mg水平转轴对杆的作用力为2.5mg【变式探究】如图所示，质量为m的竖直光滑圆环A的半径为r,竖直固定在质量为m的木板B上，木板B的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动.在环的最低点静置一质量为m的小球C.现给小球一水平向右的瞬时速度v0,小球会在环内侧做圆周运动.为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，则初速度v0必

9、须满足()Bjgrv弐/3云rj7grsvw3；gr、j5grsv三：7gr【命题热点突破四】抛体运动与圆周运动的综合曲线运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动等多个运动过程，常结合功能关系进行求解，解答时可从以下两点进行突破：1分析临界点对于物体在临界点相关的多个物理量，需要区分哪些物理量能够突变，哪些物理量不能突变，而不能突变的物理量(一般指线速度)往往是解决问题的突破口2分析每个运动过程的运动性质对于物体参与的多个运动过程，要仔细分析每个运动过程做何种运动：若为圆周运动，应明确是水平面的匀速圆周运动，还是竖直平面的变速圆周运动，机械能是否守恒若为抛体运动，应明确是平抛运动，还是类平抛运动

10、，垂直于初速度方向的力是由哪个力、哪个力的分力或哪几个力提供的例4.【2017新课标II卷】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)v2A，16gv2B.D.【变式探究】2016全国卷II轻质弹簧原长为21，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为1现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为51的水平轨道，B端与半径为1的光滑半圆轨道

11、BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数尸0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度1,然后放开，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g.若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离；若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围.图1-【变式探究】如图所示，参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台以v0=8m/s的速度从A点水平跃出后，沿B点切线方向进入光滑圆弧轨道，沿轨道滑到C点后离开轨道.已知A、B之间的竖直高度H=1.8m，圆弧轨道半径R=10m,选手质量m=50kg，不计空气阻力，g=10m/s2，求

12、：(1)选手从A点运动到B点的时间及到达B点的速度；(2)选手到达C点时对轨道的压力.【高考真题解读】【2017新课标I卷】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速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大【2017江苏卷】如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为TOC o 1

13、-5 h z2tt(A)t(B)t(C)(D)-224【2017江苏卷】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M,到小环的距离为L其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动整个过程中，物块在夹子中没有滑动小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F2v2物块上升的最大高度为gD)速度v不能超过,：(2FMg)LM【2017新课标II卷】如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远

14、日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中A.从P到M所用的时间等于T/4从Q到N阶段，机械能逐渐变大从P到Q阶段，速率逐渐变小从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功1.(2016江苏)如图1-所示，倾角为的斜面A被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连，B静止在斜面上.滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行.A、重力加速度为g.求:A固定不动时，A对B支持力的大小N；A滑动的位移为x时，B的位移大小s；A滑动的位移为x时的速度大小vA.2.2016全国卷I如图1-

15、，一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为6人的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内.质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数=4，重力加速34度大小为g.(取sin37=5，cos37=5)求P第一次运动到B点时速度的大小.求P运动到E点时弹簧的弹性势能.改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放.已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,7恰好通过G点.G点在C点左下方，与

16、C点水平相距2人、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量.图1-3.2016天津卷如图1-所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=5/3N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T.有一带正电的小球，质量m=lxlO-6kg,电荷量q=2xl0-6C,正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)，g取10m/s若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；求能被屏探测到的微粒的初速度范围；若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系.求：图l-小球做匀速

17、直线运动的速度v的大小和方向；从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.2016江苏卷有A、B两小球，B的质量为A的两倍.现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力.图中为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是()图1-B.C.D.2016浙江卷在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图1-9所示.P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒.高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h.图1-92016全国卷III如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑

18、到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,贝肚)2(mgRW)2mgR_WA.a=mRB.a=mRC.N=3mgRWD.N=2(mgR-W)7.2016全国卷III如图1-所示，在竖直平面内有由4圆弧AB和2圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在RR最低点B平滑连接.AB弧的半径为R，BC弧的半径为R.小球在A点正上方与A相距R处由静止开始自由F落，经A点沿圆弧轨道运动.(1)求小球在B、A两点的动能之比;(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.8.2016天津卷我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最

19、具观赏性的项目之一.如图1-所示,质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB=24m/s，A与B的竖直高度差H=48m.为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台B之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530J，g取10m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F,的大小;(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？9.2016浙江卷如图1-6所示为赛车场的一个

20、水平“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,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动.要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g取10m/s2,n=3.14)，则赛车()图1-6在绕过小圆弧弯道后加速在大圆弧弯道上的速率为45m/s在直道上的加速度大小为5.63m/s2通过小圆弧弯道的时间为5.58s15.2016江苏卷据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中，“天宫一号”

21、的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示，假设“天宫一号”正以速度v=7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L=20m,地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.0 x10PT,将太阳帆板视为导体.XXXXXXtX图1-求M、N间感应电动势的大小E；在太阳帆板上将一只“1.5V，0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光，并说明理由；取地球半径R=6.4x103km,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,试估算天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字).2016全国卷II小

22、球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图1-所示将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点()图1-P球的速度一定大于Q球的速度P球的动能一定小于Q球的动能P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度2016全国卷II轻质弹簧原长为21,将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为1现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为51的水平轨道，B端与半径为1的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径B

23、D竖直，如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数尸0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度1,然后放开，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g.若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离；若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围.图1-(2015.天津理综，4)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2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，下列图2旋转舱的半径越

24、大，转动的角速度就应越大旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小（2015山东卷）距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h,如图小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地.不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s2.可求得h等于（）1.25mB.2.25mC.3.75mD.4.75m（2015.山东理综，15）如图3所示，拉格朗日点乂位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的

25、共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是（）地球月球图3A.aaa231C.aaa312aaa213aaa321（2015.四川理综，5）登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比（）行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4x10s6.0 x10241.5x1011火星3.4x1066.4x10232.

26、3x1011A.火星的公转周期较小火星做圆周运动的加速度较小火星表面的重力加速度较大火星的第一宇宙速度较大（2015.浙江理综，17）如图8所示为足球球门，球门宽为L。一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角（图中P点）。球员顶球点的高度为h,足球做平抛运动（足球可看成质点，忽略空气阻力），则（）图8A.足球位移的大小x=学+S2b.足球初速度的大小v0=、y2h（4+s2）足球末速度的大小v=命+）+4gh足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan0=2s（2015新课标全国I18）带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1所示.水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.