2016版《3年高考2年模拟课标物理》高考大一轮复习第1讲 曲线运动 抛体运动

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答案
)
A 从轨迹可以看出船的运动受水流影响越来越小,所以越接近B
岸,水速越小,即A正确。
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4.(多选)甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内,甲、乙在同一 条竖直线上,甲、丙在同一条水平线上,水平面上的P点在丙的正下方。在 同一时刻甲、乙、丙开始运动,甲以水平初速度v0做平抛运动,乙以水平速 度v0沿光滑水平面向右做匀速直线运动,丙做自由落体运动。则 ( A.若甲、乙、丙三球同时相遇,则一定发生在P点 B.若甲、丙两球在空中相遇,此时乙球一定在P点 C.若只有甲、乙两球在水平面上相遇,此时丙球 还未着地 D.无论初速度v0大小如何,甲、乙、丙三球一定会 )
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4.合运动和分运动的特点
等时性 各分运动经历的时间均与合运动经历的时间④ 相等
等效性
各分运动叠加起来的效果与合运动的效果相同
同体性
各分运动和合运动必须描述同一个物体的运动 一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运
独立性
动的影响
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三、平抛运动 1.定义:将物体以一定的初速度沿① 物体只在重力作用下所做的运动。 2.性质:平抛运动是加速度为重力加速度的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。 3.研究方法:运动的合成与分解。 将平抛运动分解为水平方向的② 落体运动 合成。 匀速直线运动 和竖直方向的③ 自由 水平 方向抛出,不考虑空气阻力,
(2)从运动学角度看:物体加速度方向与速度方向③ ,物体就做曲线运动。 二、运动的合成与分解 1.合运动与分运动
一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动都是分运动,物体的① 实际 运动是合运动。
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2.运动的合成 (1)同一条直线上的两分运动合成时,同向相加,反向相减。 (2)不在同一条直线上的两分运动的合成,按照② 3.运动的分解 (1)运动的分解是运动合成的逆运算。 (2)分解原则:根据运动的③ 实际效果 分解或正交分解。 矢量运算 法则进行。
D 从竖直方向运动形式“自由落体”来判断,要相遇肯定高处的
甲早抛出,才可能在同一位置出现,且结合平抛轨迹,要有交错可能,只能控 制v1<v2。
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3.小船横渡一条河,船本身提供的速度大小方向都不变。已知小船的运动 轨迹如图所示,则河水的流速 ( A.越接近B岸,水速越小 B.越接近B岸,水速越大 C.由A到B水速先增大后减小 D.水流速度恒定
答案
13 4
(1)3 m/s
(2)1.2 m (3)2.4 s
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2-1 如图所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°,在顶点把两个小球 以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上。若不 计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为 ( )
A.1∶1
B.4∶3
C.16∶9
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(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度为a=
2 2 v0 vy 初速度为v= =5 m/s,则有
mg sin 53 =8 m/s2 m
H 1 2 t2 =vt2+ a sin53 2
t 22 +5t2-26=0 代入数据,整理得4
解得t2=2 s或t2=- s(不合题意舍去) 所以小球从离开平台到到达斜面底端的时间为t=t1+t2=2.4 s。
的航行方向是实际运动的方向,也就是合速度的方向。 (2)小船过河的最短时间与水流速度无关。
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典例3 河宽l=300 m,水速u=1 m/s,船在静水中的速度v=3 m/s,欲分别按下
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解析
(1)由题意可知,小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度
2 vy 方向与斜面平行(如图所示),所以vy=v0 tan 53°,又 =2gh
代入数据,解得vy=4 m/s,v0=3 m/s。 (2)由vy=gt1得t1=0.4 s,则斜面顶端与平台边缘的水平距离为x=v0t1=3×0.4 m= 1.2 m。
1.合力方向与速度方向的关系 物体做曲线运动时,合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上,这是
判断物体是否做曲线运动的依据。
2.合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间,速度方向与 轨迹相切,合力方向指向曲线的“凹”侧。
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3.速率变化情况判断 (1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大。 (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小。 (3)当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。 4.“关联”速度问题 (1)绳、杆等有长度的物体,在运动过程中,其两端点的速度通常是不一样 的,但两端点的速度是有联系的,称之为“关联”速度。“关联”速度的 关系——沿杆(或绳)方向的速度分量大小相等。 (2)绳、杆两端点的速度是其各分速度的合速度。
答案
1 1 3gl gl 2 2
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1-1 人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀 速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实 际运动的速度是 ( )
A.v0 sin θ
v0 B. sin θ
C.v0 cos θ
v0 D. cos θ
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重难三
小船过河问题
1.船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。 2.三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度)。 3.三种情景
d (1)过河时间最短:船头正对河岸时,过河时间最短,t短= (d为河宽)。 v1
(2)过河路径最短 ①v2<v1时,合速度垂直于河岸时,航程最短,x短=d。船头指向上游与河岸夹
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答案 解析
D 由运动的合成与分解可知,物体A参与这样的两个分运动,一个是
沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动。而物 体A实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A
v0 的合运动,它们之间的关系如图所示。由三角函数知识可得v= ,所以D cos θ
2 gt , v gt gt y 1 tan θ= = ,tan φ= = · = v0 v0 x 2 v0 t 2v0
所以tan θ=2 tan φ。
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(2)做平抛(或类平抛)运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一 定通过此时水平位移的中点。如图乙中所示B点。
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vv t
v t
仍为恒力,合力仍为恒力,但合力的方向与速度方向不再共线,所以质点将 做匀变速曲线运动,故A对。由加速度的定义式a= 0 = 知,在相等时间 Δt内Δv=a·Δt必相等,故B对。匀速直线运动的条件是F合=0,所以质点不可能
做匀速直线运动,故C错。由于F1突变后,F1+ΔF和F2的合力仍为恒力,故加
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知识梳理
一、曲线运动 1.运动性质 质点在曲线运动中的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运 动,但变速运动不一定是曲线运动。 2.速度方向 质点在某一点(或某时刻)的速度方向沿曲线在这一点的① 切线 方向。
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3.质点做曲线运动的条件 (1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟物体的速度方向② 一条直线上 ,物体就做曲线运动。 不在同一条直线上 不在同
速度不可能变化,故D错。
栏目索引Βιβλιοθήκη 2.甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置,甲比乙高出h,将甲、乙两球 以速度v1、v2沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中可能使乙球 击中甲球的是 ( A.同时抛出,且v1<v2 C.甲早抛出,且v1>v2
答案
) B.甲迟抛出,且v1>v2 D.甲早抛出,且v1<v2
解析
A、B两球速度的分解情况如图所示,由题意知,θ=30°,由运动的合
成与分解得 vA sin θ=vB cos θ ① 又A、B组成的系统机械能守恒,所以
l 1 2 1 2 mg = mv + mv ② A B 2 2 2 1 由①②解得vA= 3gl 2 1 。 vB= gl 2
v2 角为α,cos α= 。 v1
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②v2>v1时,合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河。确定方法如下:如图 所示,以v2矢量末端为圆心,以v1矢量的大小为半径画圆弧,从v2矢量的始端 向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向航程最短。
v1 v2
d cos α
v2 v1
注意
(1)船的划行方向与船头指向一致(v1的方向),是分速度方向,而船
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3.位移变化规律 (1)任意相等时间间隔内,水平位移相同,即Δx=v0Δt。 (2)连续相等的时间间隔Δt内,竖直方向上的位移差不变,即Δy=gΔt2。 4.平抛运动的两个重要推论 (1)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θ,位移与水平方向的夹角为φ,则tan θ=2 tan φ。 证明:如图甲所示,由平抛运动规律得
选项是正确的。
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重难二
对平抛运动的进一步理解
1.飞行时间和水平射程 (1)飞行时间:t= ,取决于物体下落的高度h,与初速度v0无关。
2h g
(2)水平射程:x=v0t=v0 ,由平抛初速度v0和下落高度h共同决定。
2h g
2.速度的变化规律 (1)任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0。 (2)任意相等时间间隔Δt内的速度变化量方向竖直向下,大小Δv=Δvy=gΔt。
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1.(多选)一个质点受两个互成锐角的恒力F1和F2作用,由静止开始运动,若运 动过程中保持二力方向不变,但F1突然增大到F1+ΔF,则质点以后 ( A.一定做匀变速曲线运动 B.在相等时间内速度的变化一定相等 C.可能做匀速直线运动 D.可能做变加速曲线运动 )
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答案
AB F1、F2为恒力,质点从静止开始做匀加速直线运动,F1突变后
D.9∶16
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答案 D
解析
两小球均做平抛运动,由题意知小球都落在斜面上,所以A、B两小
x
y= 球位移方向与v0方向的夹角分别为θA=37°,θB=53°,如图所示,由tan θ=
1 2 gt 2v0 tan θ t A tan θ A tan 37 9 gt = 得t= , 所以 = = = 。 2 t B tan θB tan 53 16 2v0 g v0 t
2
2
c.合速度与水平方向的夹角tan α=
v0 y d.合位移与水平方向的夹角tan φ= x
g x2 e.轨迹方程:y=
2 2v 0
注意 斜抛运动的研究方法与平抛运动相同,设斜抛运动初速度方向与水平方向 夹角为θ,则可将斜抛运动分解为水平方向初速度为v0 cos θ的匀速直线运动和 竖直方向上初速度为v0 sin θ、加速度为重力加速度g的竖直抛体运动。
。分别研究两个分运动的规律,必要时再用合成法进行
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4.平抛运动的规律
水平方向 竖直方向 vx=v0 x=v0t
vy=gt y= gt2
2 2 a.合速度:v= = v0 v2 g2t 2 x vy
1 2
合运动
1 2 b.合位移:s= x 2 y 2 = (v0t ) gt 2 vy
同时在P点相遇
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答案
AB 因为乙、丙只可能在P点相遇,所以三球若相遇,则一定相遇
于P点,A项正确;因为甲、乙在水平方向做速度相同的匀速直线运动,所以 B项正确;因为甲、丙两球在竖直方向同时开始做自由落体运动,C项错;因 B项存在可能,所以D项错。
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重难突破
重难一 对曲线运动的理解
典例2 如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在邻近平台的一倾角
为α=53° 的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的 高度差h=0.8 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求: (1)小球水平抛出的初速度v0是多大? (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多大? (3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端?
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典例1 如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球的质量 均为m,两球半径忽略不计,杆的长度为l,现将杆竖直靠放在竖直墙上,轻轻 振动小球B,使小球B在水平地面上由静止向右运动,求当A球沿墙下滑距离
l 为 时,A、B两球的速度vA和vB的大小。(不计一切摩擦) 2
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