2021届高考：近三年(2018-2020)力与物体的曲线运动高考试题分析

【解析】答案：BC 在轨道上，根据 mgh ൌ Ͷ
ൌ
,沿轨道 1、2、3 下滑的初速度之比：
ൌ
;离开轨道后， ൌ ,得平抛运动时间之比
ൌ
ൌ
,故 BC 正确，AD 错误。
,由 x=vt，水平位移之比
7、（2018 年全国 3,17,6 分）在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以 v 和 速度沿同一方向水平抛出，
√
√
必 抛体运动
√
√
√
√
备 匀速圆周运动、线速度、
知 加速度、向心加速度
√
识 匀速圆周运动的向心
√
力、离心现象
√
考
理解能力
√
√
√
√
√
查关
推理论证能力
√
√
√
√
√
√
√
内键
模型构建能力
√
√√ຫໍສະໝຸດ √√容能实验探究能力
力
创新能力
√
学 物理观念 科 科学思维 素 科学探究 养 科学态度与责任
x=vt，y= Ͷgt2，设斜面倾角为θ，由几何关系，tanθ= ，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律， Ͷmv2+mgy=
Ͷmv12，联立解得：v1=v Ͷ ዜ ，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，v2= • Ͷ 所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的 2 倍，选项 A 正确。
抛水平方向匀速运动和竖直方向自由落体运动的特点及动能的表达式，推理出动能之比。（3）模型构建能力：根据
赛事的实际情境，建立人和车的质点模型，运动的平抛模型。
【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，赛车、参赛者，健康意识、竞争意识；②运动观，平抛运动；③
相互作用观，重力。（2）科学思维：要求有清晰的物质观、运动观和相互作用观，在思维认知能力群中，通过信息
加工和分析，抽象出质点和平抛模型，再根据平抛规律和动能的定义进行合理推理，得出合理结论。
【解析】答案：B 人和摩托车做平抛运动，从 a 到 c ൌ Ͷ ， ൌ Ͷ Ͷ， Ͷ ൌ Ͷ Ͷ，从 a 到 b
.5h ൌ Ͷ ， ൌ
ൌͶ
，解得 ൌ Ͷh， 正确。
Ͷ
3、（2020 年山东，16，9 分）单板滑雪 U 型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所 示的模型: U 形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道 倾角为 17.2°。某次练习过程中，运动员以 vM=10 m/s 的速度从轨道边缘上的 M 点沿轨道的竖直切 面 ABCD 滑出轨道，速度方向与轨道边缘线 AD 的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的 N 点进入轨 道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小 g=10 m/s2, sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求:（1）运动员腾空过程中离开 AD 的距离的最大值 d；（2）M、N 之间的距离 L。
分解为垂直于斜面和平行于斜面进行解答。
【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，运动员、单板滑雪 U 型池，健康意识、竞争意识；②运动观，抛
体运动、匀变速直线运动；③相互作用观，重力。（2）科学思维：要求有清晰的物质观、运动观和相互作用观，在
思维认知能力群中，通过信息加工和分析，抽象抛体模型，再根据以曲化直，化繁为简的思想，合理把速度和加速
【解析】答案：B 硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则： 듸 ൌ
，解得 ൌ
，即圆盘
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转动的最大角速度为 ൌ ，故选 B.。
6、（多选）(2019·海南，10,5 分)三个小物块分别从 3 条不同光滑轨道 的上端由静止开始滑下，已知轨道 1、轨道 2、轨道 3 的上端距水平地 面的高度均为 4h0；它们的下端水平，距地面的高度分别为 h1=h0、h2=2h0、 h3=3h0，如图所示，若沿轨道 1、2、3 下滑的小物块的落地点到轨道下 端的水平距离分别记为 s1、s2、s3，则（ ）
A 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C 第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大 D 竖直方向速度大小为 v1 时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一 次的大
【试题情境】本题以跳台滑雪比赛为素材创设生活实践问题情境。 【考核要求】本题考核要求属于基础性、创新性。 【必备知识】本题考查的知识点为抛体运动，运动的合成与分解，v-t 图像，牛顿第二定律。 【关键能力】（1）理解能力：能正确理解阻力不能忽略情况下建立运动员运动的空间情境，读懂竖直方向的 v-t 图。（2）推理论证能力：根据竖直方向的 v-t 图像，建立物理图像，数学元素，对加速度，阻力，位移之间的关系 进行合理推理。 【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，运动员、跳台滑雪，健康意识；②运动观，曲线运动；③相互作 用观，重力、阻力。（2）科学思维：要求有清晰的物质观、运动观和相互作用观，通过 v-t 图像信息加工和分析， 抽象水平和竖直两个方向的运动，再根据以曲化直，化繁为简的思想，对两个方向的物理量进行推理。 【解析】答案：BD 由图（b）知道，第二次 vt 线所围成的面积比第一次大，得出第二次在竖直方向的位移比 第一次大，两次都落在斜面上，水平位移与竖直位移的比值是定值，得出第二次水平位移比第一次大；速度增加到 v1 时，第二次用的时间长，由加速度的定义得第二次竖直方向的加速度加速度小，竖直方向由牛顿第二定律，重力 -阻力=力乘加速度，第二次的阻力更大；综合，BD 两项正确。
④
（2）由对称性，运动时间
tൌ Ͷ
⑤
Ͷ
将 vM 分解到 AD 方向
ൌ cos .h
⑥
将重力分解到 AD 方向，由牛顿第二定律得：
mg sin Ͷ . ൌ
ൌ cos .h
⑦
运动学公式
Lൌ
Ͷ
⑧
联解得 L=12m
⑨
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4、（多选）（2019 年全国 2,19,6 分）如图（a），在跳台滑雪比赛中， 运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距 离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计 时，用 v 表示他在竖直方向的速度，其 v-t 图像如图（b）所示，t1 和 t2 是他落在倾斜雪道上的时刻。则（ ）
几何关系。（2）推理论证能力：根据抛体运动的特点，把运动的速度和加速度分解为平行于斜面和垂直于斜面两个
方向，并用牛顿运动定律和运变速直线运动的公式进行推理论证。（3）模型构建能力：根据比赛的实际情境，建立
运动员运动的抛体模型。（4）创新能力：考查学生不按思维常规把抛体分解为水平方向和竖直方向进行解题，而是
2018 年-2020 年《力与物体的曲线运动》高考试题分析
1、（2020 全国 1 卷，16,6 分）如图所示，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为
10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为 50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架 的正下方时，速度大小为 8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
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
【试题情境】本题以斜面、平抛运动为素材创设生活实践问题情境。
）
D．8 倍
【考核要求】本题考核要求属于综合性。
【必备知识】本题考查的知识点为平抛运动，机械能守恒定律。
【关键能力】（1）推理论证能力：根据平抛运动的规律和机械能守恒定律的规律推理论证。 【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，两小球、斜面；②运动观，平抛运动；③相互作用观，重力 ④ 能量观，机械能守。（2）科学思维：用平抛运动的规律和机械能守恒定律的规律进行推理论证 【解析】答案：A 试题分析 设甲球落至斜面时的速率为 v1，乙落至斜面时的速率为 v2，由平抛运动规律，
A．
B．
C．
D．
【试题情境】本题以平抛运动为素材创设学习探索问题情境。 【考核要求】本题考核要求属于综合性。 【必备知识】本题考查的知识点为抛体运动，功能关系，机械能守恒定律及其应用。 【关键能力】（1）模型构建能力：把光滑轨道的运动当做一般的曲线运动，由功能关系求速度；离开轨道建立 平抛模型。（2）推理论证能力：根据机械能守恒定律和平抛运动两个方向的规律，运用数学求解水平位移的大小。 【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，小球、轨道；②运动观，曲线运动、平抛运动；③能量观，机械 能守恒。
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【试题情境】本题以单板滑雪 U 型池比赛为素材创设生活实践问题情境。
【考核要求】本题考核要求属于综合性、应用性和创新性。
【必备知识】本题考查的知识点为抛体运动，运动的合成与分解，牛顿运动定律，匀变速直线运动规律。
【关键能力】（1）理解能力：能正确理解题意，建立运动员运动的空间情境，理清斜面倾角与速度边界夹角的
ዜ，
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命题规律多维度细目表
题号
1
2
3
4
5
6
7
高考试题
2020 年全 2020 年全 2020 年山 2019 年全 2019 年海 2019 年海 2018 年全
（年份、卷别、题号）
国 1 卷，16 国 2,16, 东，16
国 2,19
南，6
南，10
国 3,17
运动的合成与分解
√
5、(2019·海南，6,4 分) 如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与 竖直转轴 的距离为 r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为 （最大静摩擦 力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为 g。若硬币与圆盘一起 轴匀速转动， 则圆盘转动的最大角速度为（ ）
A .Ͷ
B.
C.
D.
【试题情境】本题以硬币在圆盘上和圆盘一起做匀速圆周运动为素材创设生活实践问题情境。 【考核要求】本题考核要求属于基础性。 【必备知识】本题考查的知识点为匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度、向心力。 【关键能力】（1）理解能力：能正确理解最大静摩擦力提供向心力时，圆盘转动的角速度最大。（2）推理论证 能力：以最大静摩擦力提供向心力以牛顿第二定律为依据建立方程推理。（3）模型构建能力：根据题设情境，构建 硬币的圆周运动模型。 【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，硬币、圆盘；②运动观，匀速圆周运动；③相互作用观，重力、 弹力、静摩擦力。（2）科学思维：将硬币在圆盘上的运动建构为匀速圆周运动模型，分析出向心力得来源是静摩擦 力，转速增大，静摩擦力增大，静摩擦力增到最是个临界条件，用这个条件进行推理得出结论。
动最低点的动力学关系推导出拉力。（3）模型构建能力：根据荡秋千的实际情境，建立圆周运动模型。
【学科素养】（1）考查物理观念：①物质观，学生、秋千，健康意识；②运动观，圆周运动；③相互作用观，
重力、弹力。（2）科学思维：建立起圆周运动模型之后，能对研究对象进行准确的受力分析，找出向心力得来源，
根据运动和力的关系，列式推理，得出结论。
点。 等于（ ）
A. 20
B. 18
C. 9.0
D. 3.0
【试题情境】本题以摩托车越野赛为素材创设生活实践问题情境。
【考核要求】本题考核要求属于基础性、应用性。
【必备知识】本题考查的知识点为抛体运动，运动的合成与分解，动能的表达式。
【关键能力】（1）理解能力：能理解人和摩托车做平抛运动的原因和运动的特点。（2）推理论证能力：根据平
度分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向，利用牛顿运动定律和匀变速直线运动的有关内容进行合理推论。
【解析】解：（1）将 vM 分解到垂直于 AD 方向
Ͷ ൌ sin .h
①
将重力分解成垂直于 AD 方向向下，由牛顿第二定律得：
mg cos Ͷ . ൌ Ͷ 运动学公式
Ͷ ൌ sin .h
②
aൌ Ͷ
③
Ͷ
联解得：d=4.8m
【解析】答案：B 同学和踏板做圆周运动，在最低点，由牛顿第二定律得：2F-mg=m
ൌ Ͷ B 正确。
2、（2020 全国 2,16,6 分）如图所示，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车 前进方向的水平宽度为 3h，其左边缘 a 点比右边缘 b 点高 0.5h。若摩 托车经过 a 点时的动能为 E1，它会落到坑内 c 点。c 与 a 的水平距离和 高度差均为 h；若经过 a 点时的动能为 E2，该摩托车恰能越过坑到达 b
A. 200 N
B. 400 N
C. 600 N
D. 800 N
【试题情境】本题以荡秋千为素材创设生活实践问题情境。
【考核要求】本题考核要求属于基础性、应用性。
【必备知识】本题考查的知识点为圆周运动的向心力。
【关键能力】（1）理解能力：要求能根据题设情境准确分析出向心力得来源。（2）推理论证能力：根据圆周运