2017步步高考前3个月物理(江苏)知识专题复习 专题3 力与物体的曲线运动
2017步步高考前3个月物理(江苏)知识专题复习 专题2 力与物体的直线运动
)
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6. 如图 8 所示, A 、 B 两小球分别连在弹簧两端, B 端用绳子固定在倾角为
30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在绳子被剪断瞬间,A、B两球的加
速度分别为(
g A.都等于2 MA+MB g C. M · 和 0 2 B
)
g B.2和 0
√
MA+MB g D.0 和 M · 2 B
4.整体法和隔离法的优点及使用条件
(1)整体法:
①优点:研究对象减少,忽略物体之间的相互作用力,方程数减少,求解
简捷.
②条件:连接体中各物体具有共同的加速度 (2)隔离法: ①优点:易看清各个物体具体的受力情况. ②条件:当系统内各物体的加速度不同时,一般采用隔离法;求连接体内 各物体间的相互作用力时必须用隔离法.
“传送带”、“滑块-木板模型”问题
方法指导
1.传送带问题分析的要点是物体与传送带间的摩擦力,关注点是两个时刻
(1) 初始时刻物体相对于传送带的速度或滑动方向决定了该时刻摩擦力的
方向.
(2)物体与传送带速度相等的时刻摩擦力的大小(或有无)、性质(滑动摩擦力
或静摩擦力)或方向会发生改变.正确判断这两个时刻的摩擦力,才能正确
v12 x1= 2a1 = 12.8 m (<15 m)
v1 t1= a1 = 3.2 s L-x1 t2= v1 = 0.275 s
① ② ③ ④
加速时间: 匀速时间:
总时间:
⑤
⑥
答案
t=t1+t2= 3.475 s
步骤2,在传送带Ⅱ 上列牛顿第二定律 方程:
μ2Mgcos 37°+Mgsin 37° 对箱子:________________________ =Ma2 得a2= 10 m/s2 2 2 v2 -v1 x2= -2a2 = 2.4 m (<8 m) ⑨ ⑦ ⑧
高三物理二轮复习三 力与物体的曲线运动
咐呼州鸣咏市呢岸学校高三物理二轮复习专题三:力与物体的曲线运动预习案知识络专题知识要点一、 曲线运动的条件和研究方法1.物体做曲线运动的条件:2.曲线运动的研究方法:运动的合成与分解,分运动的位移、速度、和加速度求合运动的位移、速度、和加速度,遵从平行四边形那么。
二、 平抛〔类平抛〕运动 1.速度规律: V X =V 0V Y =gt2.位移规律: X=v 0tY=221gt 三、 匀速圆周运动1.向心力的大小为:2ωmr F =或r v m F 2= 2.描述运动的物理量间的关系:四、万有引力律及用思路1.万有引力律:叫引力常量其中万2211221/1067259.6,kg m N G rm m G F •⨯==- 2.〔1〕天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力。
即〔2〕万有引力于重力五、宇宙速度〔1〕第一宇宙速度〔环绕速度〕:是卫星环绕地球外表运行的速度,也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度,也是发射卫星的最小速度V1=Km/s。
〔2〕第二宇宙速度〔脱离速度〕:使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度,V2=1Km/s。
〔3〕第三宇宙速度〔逃逸速度〕:使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,V3=1 Km/s。
高考体验1、〔07〕2007年4月24日,欧家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese 581c。
这颗围绕红矮星Gliese 581运行的星球有类似地球的温度,外表可能有液态水存在,距离地球约为20光年,直径约为地球的倍,质量约为地球的5倍,绕红矮星Gliese 581运行的周期约为13天。
假设有一艘宇宙飞船飞临该星球外表附近轨道,以下说法正确的选项是A.飞船在Gliese 581c外表附近运行的周期约为13天B.飞船在Gliese 581c外表附近运行时的速度大于 km/sC.人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大D.Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小2、〔08〕据报道,我国数据中继卫星“天链一号Ol星〞于2008年4月25日在西昌卫星发心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日点在东经770赤道上空的同步轨道。
【步步高】2016版高考物理(全国通用)专题三力与物体的曲线运动第1讲 力学中的曲线运动
1 2 O 到 P 物块做平抛运动,水平方向 x=vt,竖直方向 h=2gt ,代入 1 2 2 2 曲线方程 y=x -6,-h=x -6,即-2gt =(vt)2-6,解得 t=1 s, 则 B 正确;
gt tan α= v =10,故 C 错误;
答案 B
预测1 如图2是工厂自动化包装生
产线的部分示意图,生产线将装有
产品的包装盒通过水平传送带输送 图2 至自动装箱机装箱.由于可能有包装盒没装产品,为在装箱前 将空盒拣出,有人采用了一种简单办法:在传送带旁加装鼓风
机产生一个风力作用区,使包装盒受到垂直于传送带运动方向、
大小恒定的水平风力,让原本和传送带一起匀速运动的空盒滑 离传送带而装有产品的盒子仍和传送带一起匀速前进.下列对 空盒在风力作用区中的运动分析正确的是( )
解析
由题图乙知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速
度竖直向下,由题图丙知,猴子水平方向上做匀速直线运动, 则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故 猴子在0~2 s内做匀变速曲线运动.故A错误,B正确;
x-t 图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为 vx= 4 m/s,竖直方向分速度 vy=8 m/s,t=0 时猴子的速度大小为 v= vx2+vy2=4 5 m/s,故 C 错误;
C.小船沿轨迹 AB 运动位移最大、时间最长,速度最小,最小速度 av vmin= b D.小船沿轨迹 AB 运动位移最大、速度最小,则小船的最小速度为 av vmin= 2 a +b2
解析
a 小船船头垂直河岸渡河时间最短,最短时间为 t= ,不掉 v船
av av a b 到瀑布里 t= ≤v,解得 v 船≥ b ,船最小速度为 b ,A 错误; v船
2017步步高考前3个月物理(江苏)知识专题复习 专题13 力学实验
考题一 “纸带类”实验《考试大纲》规定的力学实验中有三个涉及打点计时器:研究匀变速直线运动、探究加速度与力、质量的关系和验证机械能守恒定律.这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法,对于纸带常有以下三大应用:1.由纸带确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系,便于测量和计算.2.求解瞬时速度利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.如图1所示,打n 点时的瞬时速度v n =x n +x n +12T.图13.用“逐差法”求加速度如图2所示,a =(x 4+x 5+x 6)-(x 1+x 2+x 3)(3T )2.图2有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量,具体做法如下:(1)求瞬时速度:把遮光条(宽度为d )通过光电门的时间Δt 内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度,即v =d Δt. (2)求加速度:若两个光电门之间的距离为L ,则利用速度与位移的关系可求加速度,即a =v 22-v 212L .例1 图3甲是“研究匀变速直线运动”的实验装置,图乙是该实验中获得的一条纸带.已知所用交流电源的频率为50 Hz ,A 、B 、C 、D 、E 、F 是纸带上的计数点,相邻计数点间还有四个点没有画出.图3(1)实验时由于没有记录CD 间的读数,根据图乙中已有的数据估算出CD 间的距离约为________ cm.(2)某同学在处理数据时将A 点记为t =0,B 点记为t =0.1 s ,C 点记为t =0.2 s ……,将AB 间距离记为t =0.1 s 时的位移x 1=1.50 cm ,BC 间距离记为t =0.2 s 时的位移x 2=1.81 cm ……,并根据图乙中的数据作出如图丙所示的x -t 图象,该图线与纵坐标的交点表示的是________;若该同学根据图象得出x -t 图象的斜率为k (m /s),则该纸带运动时的加速度大小是________ m/s 2(请用斜率k 来表示,数值概不给分).(3)若将实验中的打点计时器拿掉,改用在水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砂桶,如图丁所示,可以用来验证“牛顿第二定律”,实验时,先测出小车、传感器和挡光板的总质量m ,再让小车从靠近光电门1处由静止开始运动,读出小车在两光电门之间的运动时间t .改变小车质量m ,测得多组m 、t 的值,建立坐标系描点作出图线,下列能直观得出“合外力一定时,加速度与质量成反比”的图线是________.解析 (1)由Δx =aT 2,即ED -CD =CD -BC =aT 2,得CD =ED +BC 2=2.13 cm. (2)x -t 图象与纵坐标的交点为OA 的距离;由v =x t可知,且各段位移的时间均为0.1 s ,故当纵坐标的位移除以0.1 s 时,即为各段的平均速度值,则加速度大小a =v t =x 0.1t =10×x t =10k .(3)小车从靠近光电门1处由静止开始做匀加速运动,位移x =12at 2.改变小车质量m ,测得多组m 、t 的值,则加速度a =2x t 2,位移不变,故a 与t 2成反比,m 与t 2成正比,能直观得出“合外力一定时,加速度与质量成反比”的图线是C.故选C.答案 (1)2.13 (2)OA 之间的距离 10k (3)C变式训练1.在用图4所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系.图4(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中必须使用的有________(选填选项前的字母).A.220 V、50 Hz的交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(附砝码)(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,以下操作正确的是________.A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上C.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上(3)某同学得到了图5所示的一条纸带,由此得到小车加速度的大小a=________ m/s2.图5图6(4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,已知三位同学利用实验数据作出的a-F图象如图6中的1、2、3所示.下列分析正确的是________(选填选项前的字母).A.出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力B.出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适C.出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大(5)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是____________ (选填“系统误差”或“偶然误差”).设拉力的真实值为F 真,小车的质量为M ,为了使mg -F 真F 真<5%,应当满足的条件是m M <________. 答案 (1)ACE (2)AC (3)15 (4)B(5)系统误差 5%解析 (1)打点计时器接交流电源,处理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离,还要用到天平测砝码和砝码盘的质量,故选A 、C 、E ;(2)在平衡摩擦力时,不能挂砝码和砝码盘;要保证细线和纸带与木板平行,先接通电源,再释放小车,若纸带做匀速直线运动,则纸带上的点间距是均匀的,即说明平衡了摩擦力,故选A 、C ;(3)由图知AC =6.40 cm ,CE =8.80 cm ,CE -AC =a (2T )2,得a =CE -AC 4T 2=15 m/s 2; (4)出现图线1的原因是平衡摩擦力过大,A 错误;出现图线2的原因是砝码和砝码盘的质量没有远小于小车的质量,B 正确;出现图线3的原因是平衡摩擦力时长木板的倾斜度过小,使得摩擦力过大,C 错误.故选B.(5)小车在做匀加速直线运动时,砝码和砝码盘也在做匀加速直线运动,细线的拉力F 一定小于砝码和砝码盘的总重力mg ,此误差不可避免,为系统误差;小车与砝码和砝码盘都在做加速度为a 的匀加速直线运动,对砝码和砝码盘有mg —F 真=ma ,对小车有F 真=Ma ,代入mg -F 真F 真<5%,得m M <5%. 2.如图7甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d 、质量为m 的金属小球由A 处由静止释放,下落过程中能通过A 处正下方、固定于B 处的光电门,测得A 、B 间的距离为H (H ≫d ),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t ,当地的重力加速度为g .则:图7(1)如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d =________ mm.(2)多次改变高度H ,重复上述实验,作出1t 2随H 的变化图象如图丙所示,当图中已知量t 0、H 0和重力加速度g 及小球的直径d 满足以下表达式:__________________时,可判断小球下落过程中机械能守恒.(3)实验中发现动能增加量ΔE k 总是稍小于重力势能减少量ΔE p ,增加下落高度后,则ΔE p -ΔE k 将__________ (选填“增加”“减小”或“不变”).答案 (1)7.25 (2)2gH 0t 20=d 2 (3)增大解析 (1)游标卡尺的读数为:d =(0.7×10+5×0.05) mm =7.25 mm ;(2)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;有:mgH =12m v 2,即2gH 0=(d t 0)2 , 得:2gH 0t 20=d 2.(3)由于在该过程中有阻力做功,且高度越高,阻力做功越多,故增加下落高度后,则ΔE p -ΔE k 将增大.考题二 “橡皮条”“弹簧”类实验1.注意橡皮条、弹簧本身的特点,力的特点是不能突变,能的特点是弹簧拉伸和压缩相同的量势能相等,在实验中也会用到.2.弹簧弹性势能表达式不需推导和应用,但还是要知道,在验证性实验中常用到其结论.例2 某同学用如图8甲所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A 挂于固定点P ,下端用细线挂一重物M ,弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点,手持另一端向左拉,使结点O 静止在某位置.分别读出弹簧测力计A 和B 的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向.图8(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图乙中的示数为________N.(2)下列的实验要求中不必要是________.(填写选项前对应的字母,下同)A.细线应尽可能长一些B.应测量重物M所受的重力C.细线AO与BO之间的夹角应尽可能大于90°D.改变拉力的大小与方向,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法正确的是______.A.图中的F是力F1和F2合力的理论值B.图中的F′是力F1和F2合力的理论值C.F是力F1和F2合力的实际测量值D.本实验将细绳都换成橡皮条,同样能达到实验目的(4)本实验采用的科学方法是________.A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法答案(1)3.80(3.79~3.81)(2)CD(3)BCD(4)B解析(1)弹簧测力计每1 N被分成10格,每一小格为0.1 N,则弹簧测力计的读数为3.80 N;(2)细线应尽可能长一些,能更加准确的记录力的方向;实验通过作出弹簧的弹力和重物的重力这三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力必须要知道;细线AO 与BO之间的夹角适当大一点,不一定必须大于90°;只要验证两弹簧测力计拉力的合力大小等于重物的重力,方向竖直向上即可,每次只需保证O点保持静止即可,没必要每次都使O 点静止在同一位置;(3)在本实验中,按照平行四边形定则作出的合力F′是力F1和F2合力的理论值,而用一个弹簧测力计拉出的力F是F1和F2合力的实际测量值,本实验将细绳都换成橡皮条,同样能达到实验目的;(4)本实验采用的科学方法是等效替代法.变式训练3.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳套,如图9甲所示,实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,把橡皮条的一端拉到O点,用铅笔描下O点位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,然后只用一个弹簧测力计,通过细绳套再次把橡皮条的一端拉到O点,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向,作出三个力的图示,如图乙所示.图9(1)下列说法正确的是________.A.实验中两个细绳套应适当长一些,可以减小实验误差B.在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向C.在作力F1、F2的图示时,必须选取同样的标度,而作F′的图示时,可以选取不同的标度D.连接F1、F2和F′三个力的末端,验证所得图形是不是平行四边形(2)甲同学在做这个实验的时候,两个弹簧测力计的量程都是10 N,他把弹簧测力计校准零点之后,先测量一个质量为1 kg的物体的重力,发现弹簧测力计的示数为8.2 N,换用另外一个弹簧测力计测量这个物体的重力,发现示数还是8.2 N,测量重力的操作都是正确的,如果用这两个弹簧测力计进行实验,对实验结果有影响吗?________(选填“有”或“没有”),乙同学实验后才发现忘记对这两个弹簧测力计校准零点,他把两个弹簧测力计平放在实验台上,发现两个弹簧测力计的示数都是0.3 N,乙同学的弹簧测力计对实验结果有影响吗?答案(1)AB(2)没有有解析(1)拉橡皮条的细绳套适当长一些,以方便画出力的方向,可以减小误差,故A正确;在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向,否则会影响拉力大小,故B正确;在作力F1、F2的图示时,必须选取同样的标度,而作F′的图示时,也必须选取相同的标度,故C错误;根据F1、F2作出平行四边形,比较对角线和F′的关系,故D错误.(2)用两个校准零点后的弹簧测力计测量同一个物体发现示数相等,则这两个弹簧测力计的劲度系数相等,用这两个弹簧测力计进行实验,拉力和伸长量成正比,对实验结果没有影响;若两个弹簧测力计测量前都没有校零,且没有拉力时弹簧测力计的示数都是0.3 N,则用此弹簧测力计测量时,弹力的大小实际值应等于测量值减去0.3 N,根据测量值作平行四边形时,误差较大,对实验有影响.考题三力学创新拓展实验探究型实验通常可分为两类:第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律;第二类为给出实验规律,让你选择实验仪器,设计实验步骤,并进行数据处理.第一类必须在实验数据上下工夫,根据数据特点,掌握物理量间的关系,得出实验规律;第二类必须从已知规律入手,正确选择测量的物理量,根据问题联想相关的实验模型,确定实验原理,选择仪器设计实验步骤,记录实验数据并进行数据处理.例3 (2016·江苏·11)某同学用如图10所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A 点,光电门固定在A 的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出,取v =d t作为钢球经过A 点时的速度.记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ,计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ,就能验证机械能是否守恒.图10(1)用ΔE p =mgh 计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离.A.钢球在A 点时的顶端B.钢球在A 点时的球心C.钢球在A 点时的底端(2)用ΔE k =12m v 2计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图11所示,其读数为_______cm.某次测量中,计时器的示数为0.010 0 s ,则钢球的速度为v =_______m/s.图11(3)下表为该同学的实验结果:他发现表中的ΔE p 与ΔE k 之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由.(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议.解析 (1)钢球下落高度h ,应测量释放时钢球球心到钢球在A 点时的球心之间的竖直距离,故选B.(2)遮光条的宽度d =1.50 cm ,钢球的速度v =d t=1.50 m/s (3)不同意,因为空气阻力会造成ΔE k 小于ΔE p ,但表中ΔE k 大于ΔE p .(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L 和l ,计算ΔE k 时,将v 折算成钢球的速度v ′=l Lv .答案 (1)B (2)1.50 1.50 (3)不同意 理由见解析(4)见解析 变式训练4.科学探究活动通常包括以下环节:提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入表中.图12(a)是对应的位移-时间图线,然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度—时间图线,如图(b)中图线所示(1、2、3、4、5分别为纸杯个数)D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.回答下列提问:(a)(b)图12(1)与上述过程中C步骤相应的科学探究环节是__________________;(2)结合表格与图(a),表中x处的值应为__________;(3)根据图(b)________运动,空气阻力F f与最终运动速度v的大致关系为________.答案(1)搜集证据(2)1.937(3)加速度逐渐减小的加速F f∝v2解析(1)步骤C是按照一定的原理测量出需要的数据,以便对假设进行验证,故答案为:搜集证据.(2)图中AB段是直线,表示匀速直线运动;根据匀速直线运动的规律知:在相等的时间内通过的位移相同,则x=1.447 m+(1.447-0.957) m=1.937 m(3)图中五条曲线都逐渐变平,故都表示加速度逐渐减小;因杯子个数慢慢增大,重力关系为1∶2∶3∶4∶5,则匀速运动时阻力之比也为1∶2∶3∶4∶5;由数据得速度之比为1.2∶1.7∶2.1∶2.4∶2.7,则速度平方之比可近似为:1∶2∶3∶4∶5;由此得阻力应和速度的平方成正比,故关系为:F f∝v2.5.一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β.我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz,A、B、C、D…为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)①如图13甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;③经过一段时间,圆盘停止转动和打点,取下纸带,进行测量.(计算结果保留3位有效数字).图13(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的半径r 为________ cm ;(2)由图丙可知,打下计数点D 时,圆盘转动的角速度为________ rad/s ;(3)纸带运动的加速度大小为________m /s 2,圆盘转动的角加速度大小为________ rad/s 2. 答案 (1)3.000 (2)13.0 (3)0.593 19.8解析 (1)游标卡尺的读数:d =6×10 mm +0×0.05 mm =60.00 mm ,即d =6.000 cm ,故r =3.000 cm ;(2)t =0.1 s ,打下计数点D 时,v D =CE 2t=0.389 m/s , 则ω=v D r =0.3890.03≈13.0 rad/s. (3)纸带运动的加速度a =CE -AC 4t 2≈0.593 m/s 2, 因β=ΔωΔt ,ω=v r, 故角加速度为β=a r≈19.8 rad/s 2. 6.某同学利用如图14所示的装置来验证机械能守恒定律,设计了如下实验,A 、B 是质量均为m 的小物块,C 是质量为M 的重物.A 、B 间有轻质弹簧相连,A 、C 间有轻质细绳相连.在物块B 下放置一压力传感器,重物C 下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连.当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物C 的速度.整个实验中弹簧均处于弹性限度内,弹簧的劲度系数为k ,重力加速度为g .实验操作如下:图14(1)开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零.现释放C ,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出C 的速度为v .(2)在实验中保持A 、B 质量不变,改变C 的质量M ,多次重复第(1)步;①该实验中,M 和m 大小关系必需满足M __________m (选填“小于”“等于”或“大于”).②该实验中需要验证的机械能守恒表达式为12(M +m )v 2=__________. ③根据所测数据,还可以测得弹簧的劲度系数:根据所测数据,作出“v 2-1M +m”图线,求出图线在纵轴上的截距为b ,则弹簧的劲度系数为____________(用题给的已知量表示).答案 (2)①大于 ②2mg 2(M -m )k ③4mg 2b解析 (2)①由题意知,为确保压力传感器的示数为零,故弹簧要从压缩状态到伸长状态,则C 的质量M 要大于A 的质量m ;②刚释放C 时,弹簧处于压缩状态,若使压力传感器为零,则弹簧的拉力为F =mg ,故弹簧的形变量为Δx =Δx 1+Δx 2=mg k +mg k =2mg k,不论C 的质量如何,要使压力传感器示数为零,则A 物体上升了2mg k ,C 下落的高度为2mg k.从释放到压力传感器示数为零,弹性势能不变,重力势能的减小量等于动能的增加量,则有:12(M +m )v 2=(M -m )gh =(M -m )g ·2mg k, 即12(M +m )v 2=2mg 2(M -m )k. ③由12(M +m )v 2=2mg 2(M -m )k得, v 2=4mg 2(M -m )(M +m )k =-8m 2g 2(M +m )k +4mg 2k , 可知纵轴截距b =4mg 2k, 解得k =4mg 2b. 专题规范练1.某同学利用如图1甲所示的实验装置测重力加速度.图1(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________.(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点A 、B 、C 、D 、E 、F 为计数点,测得点A 到B 、C 、D 、E 、F 的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5.若打点的周期为T ,则打E 点时重物速度的表达式为v E =________;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方(v 2)与距离(h )的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g =________ m/s 2.(3)若当地的重力加速度值为9.8 m/s 2,你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案 (1)①打点计时器应接交流电源 ②重物释放时应紧靠打点计时器(2)h 5-h 32T9.4 (3)空气阻力和摩擦阻力的影响解析 (1)①打点计时器应接交流电源;②重物释放时应紧靠打点计时器.(2)利用匀变速直线运动的推论v E =x DF t DF =h 5-h 32T; 由图得斜率k =18.8,由v2=2gh知,k=2g,则g=9.4 m/s2.(3)测量值存在偏差的主要原因是存在空气阻力和纸带通过打点计时器时的摩擦阻力.2.为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图2所示的实验装置,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与力传感器,丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮),钩码总质量用m表示.图2(1)图3是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.图3则OD间的距离为____________ cm. 图4是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),则加速度大小a=____________ m/s2.(保留三位有效数字)图4(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为a, g 为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为___________. 答案 (1)1.20 0.933 (2)1∶2解析 (1)由图示刻度尺得OD 间的距离为:2.20 cm -1.00 cm =1.20 cm ;由图线得斜率k =1.43, 因小车做初速度为0的匀加速直线运动,则s =12at 2, 对比图象有:k =12a , 则a =2k ≈0.933 m/s 2;(2)乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,且通过计算得到小车加速度均为a ,根据牛顿第二定律,则有:F =M 乙a,2F =M 丙a ,因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1∶2.3.小张和小王在做“验证力的平行四边形定则”实验中,实验步骤如下:图5①用图钉把白纸钉在方木板上.②把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在O 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③小张同学用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置时,小王同学用铅笔描下结点的位置,标上字母A ,如图5丙所示.④接着小王在两条细绳套的方向上离A 点比较近的地方点下了另两个点B 、C ,并记录弹簧秤的读数F 1、F 2.⑤移开两弹簧秤,从位置A 画直线AB 、AC ,按选定的标度作出两只弹簧秤的拉力F 1、F 2的图示,并用平行四边形定则作出合力F 的图示.⑥只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点再次拉到同样位置A ,记下弹簧秤的读数和细绳的方向.用刻度尺从A 点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F ′的图示. ⑦比较力F ′的图示与合力F 的图示,看两者是否等长、同向.⑧小张改变两个力F1和F2的大小和夹角,再次重复实验时,发现让结点回到A点不太容易,小王就在结点移过A点时用手指将其按压在A点,接着记录下两弹簧秤的方向和示数大小.⑨接着重复步骤⑤~⑦,最后得出结论:在误差允许的范围内,力的合成符合平行四边形定则.(1)以上实验步骤中不恰当的是____________,有错误的是____________.(2)甲、乙是两组同学作出的图示,其中符合实际情况的是__________.答案(1)④⑧(2)甲解析(1)在实验时,除记录弹簧秤的示数外,还要记下两条细绳的方向,以便确定两个拉力的方向,这样才能作出拉力的图示.实验步骤中不恰当的是④;小张改变两个力F1和F2的大小和夹角,再次重复实验时,要让结点回到A点,但是不能用手指将其按压在A点,故⑧错误.(2)实验测的弹力方向沿绳子方向,即图中的AO方向,由于误差的存在,作图法得到的合力与实验值有一定的差别,即作图得出的合力方向与AO方向有一定的夹角,故甲同学更符合实验事实.4.某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律.该小组设计的装置如图6甲所示,光滑水平桌面离地高度为H=0.8 m,轻质弹簧左端固定于竖直挡板上,挡板到桌面右端的距离恰好等于弹簧的原长.实验时将一质量为m=200 g的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端,释放后小滑块在弹力的作用下向右运动,并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力),用数码相机将滑块运动过程拍成视频,改变滑块的释放位置再拍,获得多个视频,每个视频都是由相同时间间隔的照片连贯而成,通过电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙所示),筛选出5张频闪照片,用刻度尺测得照片中的桌面离地高度h=50.0 mm,再测出5张照片中的x和s,记录到下表中.取重力加速度g=10 m/s2.图6。
(江苏专用)高考物理总复习 考前三个月 专题一 力与运动 第3讲 曲线运动课件.pptx
A.P的速率为v
√B.P的速率为vcos θ2
C.绳的拉力等于mgsin θ1 D.绳的拉力小于mgsin θ1
123
图1
解析 5 答案
2.(多选)(2017·南通一中期中)小船横渡一条两岸平行的河流,船本身提
供的速度(即静水速度)大小不变、船身方向垂直于河岸,水流速度与河
岸平行,已知小船的运动轨迹如图2所示,则
抛出到相遇经过的时间为
2
A.t
B. 2 t
√C.2t
D.4t
图4
456
解析 14 答案
5.(多选)(2017·泰州中学月考)如图5所示,从地面上同一位置抛出两小球
A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同.空气阻力
不计,则
A.B的加速度比A的大
B.B的飞行时间比A的长
√C.B在最高点的速度比A在最高点的大
第一篇 专题一 力与运动
第3讲 曲线运动
1
栏目 索引
热点精练1 运动的合成与分解 热点精练2 抛体运动的规律与方法 热点精练3 圆周运动 热点精练4 万有引力定律与航天
2
知识方法链接
热点精练1 运动的合成与分解
1.物体做曲线运动的条件及特点 (1)条件:F合与v的方向不在同一直线上. (2)特点 ①F合恒定:做匀变速曲线运动. ②F合不恒定:做非匀变速曲线运动. ③做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线的凹侧.
√A.越接近河岸水流速度越小
B.越接近河岸水流速度越大
√C.无论水流速度是否变化,这种渡河方式耗时最短
图2
D.该船渡河的时间会受水流速度变化的影响
123
解析 7 答案
3.(2017·泰兴中学检测)有一个质量为2 kg的质点在x-y平面上运动, 在x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象分别如图3甲、 乙所示,下列说法正确的是
2017版《步步高大二轮专题复习与增分策略(通用)物理》二轮专题突破专题3力与物体的曲线运动
高考题型2
带电体在电场中的曲线运动
解题方略
1.带电体一般要考虑重力,而且电场力对带电体做功的特点与重力相同,
即都与路径无关.
2.带电体在电场中做曲线运动(主要是类平抛运动、圆周运动)的分析方法
与力学中的方法相同,只是对电场力的分析要更谨慎.
例2Βιβλιοθήκη (多选)如图4所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间
专题三
力与物体的曲线运动
第3讲 电学中的曲线运动
知识回扣
1.带电粒子在电场中受到电场力,如果电场力的方向与速度方向不共线, 类平抛 粒子将做 曲线 运动; 如果带电粒子垂直进入匀强电场, 粒子将做_______ 运动,由于加速度恒定且与速度方向不共线,因此是 匀变速 曲线运动. 2.研究带电粒子在匀强电场中的类平抛运动的方法与平抛运动相同,可 匀加速直线 将运动分解为垂直电场方向的 匀速直线运动和沿电场方向的___________
时刻, 一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场, 粒子射入
电场时的速度为v0, t=T 时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场.则(
)
√
A.该粒子射出电场时的速度方向一定是
沿垂直电场方向的
T B.在 t=2时刻, 该粒子的速度大小为 2v0
图3 T C.若该粒子在 2时刻以速度 v0 进入电场,则粒子会打在板上 D.若该粒子的入射速度变为2v0,则该粒子仍在t=T时刻射出电场
解析
预测5
如图8所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜
直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁
场方向垂直纸面向里.现将甲、乙、丙三个小球从轨道AB上的同一高度处
2017版《步步高大二轮专题复习与增分策略(通用)物理》二轮专题突破专题3力与物体的曲线运动
如图4所示,四颗质量均为m的星体位于正方形的顶点,正方形的边长为a,
忽略其他星体对它们的引力作用,每颗星体都在同一平面内绕正方形对
角线的交点O做匀速圆周运动,引力常量为G,则(
)
√
A.每颗星做圆周运动的线速度大小为 B.每颗星做圆周运动的角速度大小为 C.每颗星做圆周运动的周期为 2π
2 Gm 1+ 4 a Gm 2a3
= gR2 .
2.确定天体表面重力加速度的方法有:
(1)测重力法;
(2)单摆法;
(3) 平抛 (或竖直上抛)物体法;
(4)近地卫星 环绕 法.
答案
内容索引
高考题型1
高考题型2 高考题型3 高考题型4
万有引力定律及天体质量和密度的求解
卫星运行参量的分析 卫星变轨与对接 双星与多星问题
高考题型1
万有引力定律及天体质量和密度的求解
3倍.已知地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转的影响.则(
A.卫星的绕行速率大于7.9 km/s
B.卫星的绕行周期约为 8π 2R g
)
g C.卫星所在处的重力加速度大小约为4
√
mgR D.卫星的动能大小约为 8
解析
预测3
(2016· 全国乙卷 · 17)利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地
球赤道上任意两点之间保持无线电通讯.目前,地球同步卫星的轨道半径
√
F0 B.F3= 4 D.F3=4F0
F4=0 F0 F4= 4
15F0 C.F3= 4 F4=0
√
解析
预测2
到目前为止,火星是除了地球以外人类了解最多的行星,已经有
超过30枚探测器到达过火星,并发回了大量数据.如果已知万有引力常量
2018步步高考前3个月物理(江苏)知识专题复习 专题3 力与物体的曲线运动
考题一运动的合成与分解1.物体做曲线运动的条件当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线时,物体做曲线运动.合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性.2.分析运动合成与分解的一般思路明确合运动及其运动性质⇓根据效果分解或正交分解⇓确定分运动的方向及运动性质⇓由平行四边形定则确定数量关系⇓写出表达式进行数学分析例1质量为2 kg的质点在x-y平面上运动,x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象分别如图1甲、乙所示,则质点()图1A.初速度为4 m/sB.所受合外力为4 NC.做匀变速直线运动D.初速度的方向与合外力的方向垂直解析x轴方向初速度为v x=4 m/s,y轴方向初速度v y=3 m/s,质点的初速度v0=v2x+v2y=5 m/s.故A错误.x轴方向的加速度a=2 m/s2,质点的合力F合=ma=4 N.故B正确.x轴方向的合力恒定不变,y轴做匀速直线运动,合力为零,则质点受到的合力恒定不变.合力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴方向,也不在y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,做匀变速曲线运动.故C、D错误.答案 B变式训练1.(2016·全国乙卷·18)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变答案BC解析质点一开始做匀速直线运动,处于平衡状态,施加恒力后,则该质点所受的合外力为该恒力.①若该恒力方向与质点原运动方向不共线,则质点做曲线运动,质点速度方向与恒力。
物理曲线运动知识点
物理曲线运动知识点
物理曲线运动是指物体在运动过程中,其轨迹呈曲线形状。
以下是关于曲线运动的一些关键知识点:
1. 曲线运动的条件:当物体所受的合外力方向与其速度方向不在同一直线上时,物体将做曲线运动。
2. 曲线运动的特点:
- 在曲线运动中,物体在某一点的瞬时速度方向与通过该点的曲线切线方向相同。
- 曲线运动一定是变速运动,因为速度方向不断变化。
- 做曲线运动的物体一定具有加速度,且合外力方向与速度方向不共线。
3. 曲线运动的合外力方向:在做曲线运动的物体中,合外力方向始终指向曲线的凹侧。
4. 曲线运动的判断:判断物体是否做曲线运动,关键是观察物体所受合力或加速度方向与速度方向的关系。
若两方向共线,则为直线运动;不共线则为曲线运动。
5. 曲线运动的速度方向:在曲线运动中,质点在某一点的速度方向就是曲线上该点的切线方向。
6. 曲线运动的轨迹:曲线永远在合外力和速度方向的夹角里,曲线相对合外力上凸,相对速度方向下凹。
物体在曲线运动过程中,其轨道向合力所指的方向弯曲。
7. 曲线运动的分析:在曲线运动中,要关注力与速度、加速度与速度的关系,以及速度与曲线切线的关系。
8. 运动的合成与分解:运动的合成是指将多个独立的分运动合成为一个整体运动;运动的分解则是将一个运动拆分为多个独立的分运动。
运动的合成与分解遵循矢量叠加原理,即平行四边形定则。
以上是关于物理曲线运动的一些基本知识点,希望对您有所帮助。
高中物理精品试题: 力与物体的曲线运动
专题3 力与物体的曲线运动一、计算题1、利用万有引力定律可以测量天体的质量.(1)测地球的质量英国物理学家卡文迪许,在实验室里巧妙地利用扭秤装置,比较精确地测量出了引力常量的数值,他把自己的实验说成是“称量地球的质量”.已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,引力常量为G.若忽略地球自转的影响,求地球的质量.(2)测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”,是指在相互间引力的作用下,绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B,如图9所示.已知A、B间距离为L,A、B绕O点运动的周期均为T,引力常量为G,求A、B的总质量.(3)测月球的质量若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成“双星系统”.已知月球的公转周期为T1,月球、地球球心间的距离为L1.你还可以利用(1)、(2)中提供的信息,求月球的质量.图92、神舟十号载人飞船进入近地点距地心为r1、远地点距地心为r2的椭圆轨道正常运行.已知地球质量为M,引力常量为G,地球表面处的重力加速度为g,飞船在近地点的速度为v1,飞船的质量为m.若取距地球无穷远处为引力势能零点,则距地心为r、质量为m的物体的引力势能表达式为E p=-,求:(1)地球的半径;(2)飞船在远地点的速度.3、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”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=7.7 km/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=20 m,地磁场的磁感应强度垂直于v,MN所在平面的分量B=1.0×10-5 T,将太阳帆板视为导体.图1(1)求M、N间感应电动势的大小E;(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V,0.3 W”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;(3)取地球半径R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度g=9.8 m/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).4、如图28所示,从A点以v0=4 m/s的水平速度抛出一质量m=1 kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B 点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平,已知长木板的质量M=4 kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m,圆弧轨道半径R=0.75 m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:图28(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板.5、某电视台“快乐向前冲”节目中的场地设施如图27所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人运动,水面上漂浮着一个半径为R、角速度为ω,铺有海绵垫的转盘,转盘的轴心离平台的水平距离为L,平台边缘与转盘平面的高度差为H.选手抓住悬挂器,可以在电动机带动下,从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零,加速度为a的匀加速直线运动.选手必须做好判断,在合适的位置释放,才能顺利落在转盘上.设人的质量为m(不计身高大小),人与转盘间的最大静摩擦力为μmg,重力加速度为g.图27(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零,为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘,转盘的角速度ω应限制在什么范围?(2)若已知H=5 m,L=8 m,a=2 m/s2,g取10 m/s2,且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上,则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的?6、如图8所示,滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下,滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h =1.4 m、宽L=1.2 m的长方体障碍物,为了不触及这个障碍物,他必须在距水平地面高度H=3.2 m的A点沿水平方向跳起离开斜面(竖直方向的速度变为零).已知运动员的滑板与斜面间的动摩擦因数μ=0.1,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:图8(1)运动员在斜面上滑行的加速度的大小;(2)若运动员不触及障碍物,他从斜面上起跳后到落至水平面的过程所经历的时间;(3)运动员为了不触及障碍物,他从A点沿水平方向起跳的最小速度.7、我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图1所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度v B=24 m/s,A与B的竖直高度差H=48 m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台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=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530 J,g取10 m/s2.图1(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F 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?8、如图1所示,在竖直平面内有由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接.AB弧的半径为R,BC弧的半径为.一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落,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.图19、在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图19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19(1)若微粒打在探测屏AB的中点,求微粒在空中飞行的时间;(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围;(3)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.10、如图16所示,半径为R=1 m内径很小的粗糙半圆管竖直放置,一直径略小于半圆管内径、质量为m=1 kg的小球,在水平恒力F= N的作用下由静止沿光滑水平面从A点运动到B点,A、B两点间的距离x= m,当小球运动到B点时撤去外力F,小球经半圆管道运动到最高点C,此时球对外轨的压力F N=2.6mg,然后垂直打在倾角为θ=45°的斜面上D处(取g=10 m/s2)。
2017版《步步高大二轮专题复习与增分策略(通用)物理》二轮专题突破专题3力与物体的曲线运动
速度减为零后不会下滑.
从B点到上滑至最高点的过程,由动能定理有
1 -mgR(1-cos 37° )-(mgsin 37° +μmgcos 37° )x=0-2mvB 2
135 代入数据可解得 x=124 m≈1.09 m.
答案 1.09 m
解析答案
预测7
固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD,其A点与圆心等高,D点
B.相对地面做匀加速直线运动
C.t时刻猴子速度的大小为v0+at
D.t 时间内猴子的位移大小为 √
x +h
2
2
图1
解析
预测1
如图2所示,一卫星经过赤道上空时速度方向与赤道平面夹角为
60°,速度大小为v=1.55×103 m/s.此时发动机点火,给卫星一附加速度
Δv,使该卫星变轨进入赤道平面内.发动机给卫星的附加速度Δv的最小值
va sin α A.v =sin β b va cos β sin α C.v =cos α· sin β b va B.v = b cos β cos α
)
√
va sin α cos β D.v =sin β· cos α b
图4
解析
预测4
如图5所示,P、Q是固定在竖直平面内的一段内壁光滑弯管的两
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=10 m/s2, π=3.14), 则赛车(
A.在绕过小圆弧弯道后加速 √ B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/s √
)
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2
D.通过小圆弧弯道的时间为5.58 s
图6
1 1 2 mg(h+R-Rcos 53° )=2mvB -2mv0 2
高考物理苏州力学知识点之曲线运动知识点总复习
高考物理苏州力学知识点之曲线运动知识点总复习一、选择题1.如图所示,B 和 C 是一组塔轮,固定在同一转动轴上,其半径之比为 R B ∶R C =3∶2,A 轮的半径与 C 轮相同, 且 A 轮与 B 轮紧靠在一起,当 A 轮绕其中心的竖直轴转动时,由于摩擦的作用,B 轮也随之无滑动地转动起 来.a 、b 、c 分别为三轮边缘上的三个点,则 a 、b 、c 三点在运动过程中的( )A .线速度大小之比为 3∶2∶2B .角速度之比为 3∶3∶2C .向心加速度大小之比为 9∶6∶4D .转速之比为 2∶3∶22.小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相对于水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图中虚线所示。
则小船在此过程中( )A .无论水流速度是否变化,这种渡河耗时最短B .越接近河中心,水流速度越小C .各处的水流速度大小相同D .渡河的时间随水流速度的变化而改变3.一个人在岸上以恒定的速度v ,通过定滑轮收拢牵引船上的绳子,如图所示,当船运动到某点,绳子与水平方向的夹角为α时,船的运动速度为( )A .υB .cos vC .v cosαD .v tanα4.小明玩飞镖游戏时,从同一位置先后以速度v A 和v B 将飞镖水平掷出,依次落在靶盘上的A 、B 两点,如图所示,飞镖在空中运动的时间分别t A 和t B .不计空气阻力,则( )A .v A <vB ,t A <t BB.v A<v B,t A>t BC.v A>v B,t A>t BD.v A>v B,t A<t B5.关于曲线运动,以下说法中正确的是()A.做匀速圆周运动的物体,所受合力是恒定的B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动C.平抛运动是一种匀变速运动D.物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动6.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由N向M行驶速度逐渐减小。
图A,B,C,D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是()A.B.C.D.7.如图所示,一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动,某同学用画笔在白板上画线,画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速,后匀减速直到停止.取水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,则画笔在白板上画出的轨迹可能为()A.B.C.D.8.如图所示,从某高处水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是()gtθA.小球水平抛出时的初速度大小为tanθB.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为2C.若小球初速度增大,则θ减小D.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长9.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示。
高考物理二轮复习课件江苏专用第3讲力与物体的曲线运动一
...
• 解析 由开普勒第一定律(轨道定律)可知,太阳位于木星运行轨道的一 个焦点上,A错误.火星和木星绕太阳运行的轨道不同,运行速度的大 小不可能始终相等,B错误.根据开普勒第三定律 (周期定律)知所有行 星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常数,C 正确.对于某一个行星来说,其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积 相等,不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等,D错误. • 答案 C
...
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4. (2013·江苏卷,2)如图1-3-3所示,“旋转秋千”中的两个座椅A 、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气 ... 阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确 的是 ( ) A.A的速度比B的大 B.A与B的向心加速度大小相等 C.悬挂A、B的缆绳与竖直 方向的夹角相等 D.悬挂A的缆绳所受的拉力 比悬挂B的小
• • • • •
3 .(2013·江苏单科, 1)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行, 根据开普勒行星运动定律可知 ( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立 方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线 扫过的面积
...
•
5. (多选)如图1-3-9所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管 道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周 运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为 45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径为R=1 m,小球可看做质 点且其质量为m=1 kg,g取10 m/s2.则 ( )
图1-3-8
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步骤2:小球
v0 从B到C点做匀 (2)在B点:vB= cos 45° = 2 2 m/s
⑥
速圆周运动
mvB 2 FN= r =5 2 N
⑦
由牛顿第三定律得: 小球对圆管的压力 FN′=FN= 5 2 N ⑧
答案
步骤3:小球
(3) mgsin 45°+μmgcos 45° =ma
⑨ ⑩
⑪
由C点沿斜面 a= 8 2 m/s2
第一部分 知识专题复习
专题3 力与物体的曲线运动
网络 构建
栏目 索引
考题一 考题二
运动的合成与分解 平抛(类平抛)运动的规律
考题三 圆周运动问题的分析
考题四 抛体运动与圆周运动的综合
考题一 运动的合成与分解 方法指导
1.物体做曲线运动的条件
当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线时,物体做曲线运动.
解析
3
4
4. 横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上, 如图6所示.它们的竖直边长都是底边长的一半,现有三个小球从左边斜面的 顶点以不同的初速度向右平抛, 最后落在 斜面上,其落点分别是a、b、c.若不计 空气阻力,则下列判断正确的是( 速度变化最大 B.三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最快 ) 图6 A.三小球比较,落在c点的小球飞行过程
(3) 如图3 所示,分解某一过程的位移和某一位置瞬时速度,则可以获得
两个直角三角形,一般该类运动问题都可以在这两个直角三角形中解决.
图3
典例剖析
例2
如图4所示,将甲、乙两球从虚线PQ右侧某位置分别以速度 v1、v2
沿水平方向抛出,其部分轨迹如图1、2所示,两球落在斜面上同一点,
且速度方向相同,不计空气阻力,下列说法正确的是( A.甲、乙两球抛出点在同一竖直线上 B.甲、乙两球抛出点在斜面上 C.甲球抛出点更靠近PQ线 D.一定有v1>v2 √ 图4
解析
1
2
2.如图2所示,甲乙两船在同一条河流中同时开始渡河, M、 N分别是甲乙 经过一段时间乙船恰好到达 P 点,如果划船速度大小相等,且两船相遇, 不影响各自的航行,下列判断正确的是( A.甲船也能到达正对岸 B.甲船渡河时间一定短 C.两船相遇在NP直线上的某点(非P点) √ D.渡河过程中两船不会相遇 )
Δθ ω = Δt
2.水平面内圆周运动的临界问题
(1)水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供,
常涉及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态.
(2)常见临界条件:绳的临界:张力FT=0;接触面滑动的临界:F=Ff;
接触面分离的临界:FN=0.
3.竖直平面内圆周运动的绳、杆模型
模型 实例 绳模型 杆模型
上滑到最高点
vB 2 2 x= 2a = 4 m
⑨式2分,其余各式1分.
答案
[变式训练]
7.如图11所示,质量为1 kg物块自高台上A点以4 m/s的速度水平抛出后, 刚好在B点沿切线方向进入半径为0.5 m的光滑圆弧轨道运动.到达圆弧轨 道最底端C点后沿粗糙的水平面运动4.3 m到达D点停下来,已知OB与水 平面的夹角θ =53°,g=10 m/s2(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6).求: (1)A、B两点的高度差;
C.三小球比较,落在a点的小球飞行时间最短
D.无论小球抛出时初速度多大,落在斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直 √
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考题三 知识精讲
圆周运动问题的分析
1.圆周运动的描述
Δs v = Δt 2π ω= T 2π v =ω · R= T · R
2 v2 4π 2 an= R =ω · R= T2 · R.
D.通过小圆弧弯道的时间为5.58 s
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2
图9
解析 返回
考题四
抛体运动与圆周运动的综合
知识精讲
解决抛体与圆周运动的综合问题应注意:
(1)平抛运动与圆周运动的关联速度.
(2)圆周运动中向心力与运动学公式的关联.
(3)动能定理的灵活运用.
典例剖析
2 例4 (12分)如图10所示,BC为半径等于 竖直放置的光滑细圆管, 5 2 m O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ=0.6
合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性.
2.分析运动合成与分解的一般思路
明确合运动及其运动性质
⇓
根据效果分解或正交分解
⇓
确定分运动的方向及运动性质
⇓ 由平行四边形定则确定数量关系 ⇓ 写出表达式进行数学分析
典例剖析
例1 质量为2 kg的质点在x-y平面上运动,x方向的速度—时间图象和y方向
的位移—时间图象分别如图1甲、乙所示,则质点(
两船的出发点,两船头与河岸均成α角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,
图2
解析 返回
考题二 平抛(类平抛)运动的规律 方法指导
1.求解平抛运动的基本思路和方法——运动的分解 将平抛运动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 ——“化曲为直”,是处理平抛运动的基本思路和方法. 2.求解平抛(类平抛)运动的注意点 (1)突出落点问题时,一般建立坐标系,由两个方向遵循的规律列出位移方 程,由此确定其落点. (2)突出末速度的大小和方向问题时,一般要建立水平分速度和竖直分速度 之间的关系,由此确定其末速度.
v=0,mg=F 弹在最高点 速度可为零
典例剖析
例3
如图7所示,质量为m的小球置于内部光滑的正方体盒子中,盒子的 R 边长略大于球的直径.盒子在竖直平面内做半径为R、周期为 2π 的匀速 g 圆周运动,重力加速度大小为g,则( ) A.盒子运动到最高点时,小球对盒子底部压力为mg
B.盒子运动到最低点时,小球对盒子底部压力为2mg √
解析
)
3
4
[变式训练]
3.(2016· 江苏· 2)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5中①为A的运动轨迹,则B的运动轨迹 是( ) B.② D.④
√
A.① C.③
解析 物体做斜抛运动的轨迹只与初速度的 大小和方向有关,而与物体的质量无关,A、 B两小球的轨迹相同,故A项正确. 图5
球与绳连接、水流星、翻滚过 球与杆连接、球过竖直的圆形 山车等 管道、套在圆环上的物体等
图示
在最高 点受力
重力、弹力 F 弹(向下或等于零) v mg+F 弹=m R
2
重力和弹力 F 弹(向下、 向上或等于零) v mg± F 弹=m R
2
恰好过 最高点
v2 F 弹=0,mg=m R ,v= Rg, 即在最高点速度不能为零
)
图1
A.初速度为4 m/s
C.做匀变速直线运动
B.所受合外力为4 N
D.初速度的方向与合外力的方向垂直
解析
√
1
2
[变式训练]
1.(2016· 全国乙卷· 18)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来 作用在质点上的力不发生改变,则( )
A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 √ C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 √ D.质点单位时间内速率的变化量总是不变
生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
√ 2 μg B.此时圆盘的角速度为ω= √ r C.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 √
A.此时绳子张力为FT=3μmg
D.此时烧断绳子,A仍相对盘静止,B将做离心运动
图8
解析
5
6
6.(2016· 浙江理综· 20)如图9所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为 半径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧, 直道与弯道相切.大、 小圆弧圆心O、O′
解析答案
(3)物块与水平面间的动摩擦因数. 解析 小物块从C运动到D,据功能关系有:
1 -μmgL=0-2mvC 2
联立得:μ=0.5 答案 0.5
解析答案
返回
图11
解析答案
(2)物块到达C点时,物块对轨道的压力; 解析 小物块由B运动到C,据动能定理有:
1 1 2 mgR(1+sin θ)=2mvC -2mvB 2
vC 2 在 C 点处,据牛顿第二定律有 FN′-mg=m R
解得FN′=96 N 根据牛顿第三定律,小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力FN的 大小为96 N. 答案 96 N
距离L=100 m.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=10 m/s2,π=3.14),则赛车( )
A.在绕过小圆弧弯道后加速 √ B.在大圆弧弯道上的速率为A到B: 步骤1:小球 从A到B点做 sin 45° x= r· = v0t
1 2 gt h= 2
①
②
平抛运动
vB为平抛运动 关联速度
在B点: ③ h= 0.2 m ④ ⑤
答案
gt 与圆周运动的 tan 45°= v0
得:v0= 2 m/s
cos 45°= 0.6 m |OA|= h+r·
C.盒子运动到最低点时,小球对盒子底部压力为6mg
D.盒子从最低点向最高点运动的过程中,球处于超重状态
图7
解析
[变式训练]
5
6
5.如图8所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量 相等的两个物体 A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为 RA=r,RB
=2r ,与盘间的动摩擦因数 μ相同,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发