高考总复习优化设计二轮用书物理浙江专版 第3讲　力与曲线运动

第3讲力与曲线运动高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025课程标准考点考情梳理浙江真题问题情境抛体运动2021.1,T9滑雪运动员在空中飞行2023.1,T5存在空气阻力的斜抛运动2023.6,T3平抛运动的能量变化2024.1,T8水平流出的水流圆周运动2021.6,T7秋千摆动考点一运动的合成与分解抛体运动统揽主干知识1.判断两个直线运动的合运动性质

两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线,为匀变速直线运动如果v合与a合不共线,为匀变速曲线运动2.关联速度问题首先明确物体的实际速度为合速度,然后将物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)的两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见的模型如图甲、乙、丙、丁所示。甲

乙丙丁3.平抛运动的常用方法、公式

4.平抛运动与斜面(曲面)的综合模型构建

5.斜抛运动的常用方法、公式

性质斜抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线研究方法运动的合成与分解、逆向思维法基本规律(以斜上抛运动为例)(1)水平方向:v0x=v0cosθ,F合x=0;x=v0tcosθ。(2)竖直方向:v0y=v0sinθ,F合y=mg;y=v0tsinθ-gt2

求解过程(1)可以看成是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀变速直线运动的合成。(2)对斜上抛运动从抛出点到最高点的运动,可逆过程分析,看成平抛运动。分析完整的斜上抛运动,还可根据对称性求解某些问题现实情境导弹的投掷可以视作抛体运动,如在飞机水平飞行的情况下,可将抛出后导弹的运动视作平抛运动,投弹员只需要根据飞机的高度h、飞行速度v这两个条件决定在距离轰炸目标多远的位置投下导弹(给出距离公式)。若飞机上升或俯冲投弹,则可以将抛出后导弹的运动视作斜抛运动,投下导弹的时机除了受飞机的高度和速度两个因素影响外,还受飞机速度与水平方向角度的影响研学选考命题1.(2023浙江1月选考)如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O点抛出沿轨迹OPQ运动,其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小在(

)A.O点最大B.P点最大C.Q点最大D.整个运动过程中保持不变A【解析】

由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,小石子在O点时速度斜向右上方,此时速度最大,空气阻力斜向左下方且为最大,上升过程速度方向与竖直方向夹角逐渐增大,故小石子在O点时空气阻力在竖直向下的方向上最大,根据牛顿第二定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。故选A。2.(2024浙江1月选考)如图所示,小明取山泉水时发现水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍,在地面上平移水桶,水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为h,直径为D,则水离开出水口的速度大小为(

)C角度衍生练(2024浙江温州二模)如图所示,A、B两位同学从同一高度分别抛出沙包1和2,两沙包抛出的初速度大小均为v0,方向与水平方向的夹角分别为θ1、θ2,且θ1>θ2,两沙包抛出后在空中的运动轨迹分别如图中Ⅰ和Ⅱ所示。两位同学均能在各自的抛出点接住对方抛来的沙包,不计空气阻力,下列说法正确的是(

)A.两抛出点之间的距离为B.沙包1和2在空中运动时间之比为tanθ2C.沙包1和2运动过程中最小速度之比为tanθ1D.沙包1和2运动过程中离地的最大高度之比为tan2θ1A考点二圆周运动统揽主干知识1.常见的圆周运动及临界条件

水平面内圆周运动示意图水平转盘上的物体

圆锥摆模型

动力学方程Ff=mω2rmgtanθ=mrω2临界情况示例恰好发生滑动恰好离开接触面竖直面内圆周运动示意图最高点无支撑

最高点有支撑

2.解决圆周运动问题的常规思路

研学选考命题(2021浙江6月选考)质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示,对该时刻,下列说法正确的是(

)A.秋千对小明的作用力小于mgB.秋千对小明的作用力大于mgC.小明的速度为零,所受合力为零D.小明的加速度为零,所受合力为零A【解析】

在最高点,小明的速度为零,设秋千的摆长为l,摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为θ,秋千对小明的作用力为F,则对人受力分析,沿摆绳方向有F-mgcos

θ=,由于小明的速度为零,则有F=mgcos

θ<mg,沿垂直摆绳方向有mgsin

θ=ma,解得小明在最高点的加速度为a=gsin

θ,所以A正确,B、C、D错误。角度衍生练1.(2024浙江高三阶段练习)如图所示,餐桌上的自动转盘在电动机的带动下匀速转动,转盘上A、B两个相同的空茶杯(可视为质点)随转盘一起做匀速圆周运动,A、B到圆心的距离分别是rA、rB,且rA<rB,假设自动转盘各处的粗糙程度相同。下列说法正确的是(

)A.两个茶杯所受的摩擦力大小相等B.两个茶杯都有沿切线方向滑出去的趋势C.若在B茶杯中加入茶水后加快转盘的转速,则B茶杯应先滑出去D.若在B茶杯中加入茶水后加快转盘的转速,则A茶杯应先滑出去C【解析】

此时两茶杯随转盘一起做圆周运动,根据牛顿第二定律有Ff=mω2r,由于rA<rB已知,故两个茶杯所受摩擦力大小FfA<FfB,A错误;两个茶杯所受的静摩擦力提供向心力,向心力的方向指向圆心,可知两个茶杯都有沿所在半径向外滑出去的趋势,B错误;设茶杯发生滑动的临界角速度为ω0,根据牛顿第二定律可知

,由此可知,两茶杯各自发生滑动的临界速度与m无关,即加快转盘的转速,B茶杯应先滑出去,C正确,D错误。2.(2024浙江温州二模)一艘正在进行急转弯训练的船,其后视简图如图所示,运动轨迹可视作半径为R的水平圆弧。船在训练中向外侧倾斜,且甲板法线与竖直方向夹角为θ。一质量为m的小物块放在甲板上,能够与甲板始终保持相对静止,两者之间的动摩擦因数为μ(μ>tanθ)。假设船的运动半径R、夹角θ不随航速改变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(

)A.船对小物块的支持力FN=mgcosθB.小物块可能只受重力、支持力两个力作用C.船的航速越大,则小物块受到的摩擦力越大D.船的最大航速C