曲线运动--平抛和圆周运动专题
圆周运动和平抛运动知识点
第五章曲线运动知识点曲线运动运动的合成与分解1、曲线运动(1) 曲线运动的方向：做曲线运动的物体，速度方向始终在轨迹的____________ 方向上，即某一点的瞬时速度的方向，就是通过该点的曲线的___________ 方向．(2) 做曲线运动的条件：物体所受的_________ 方向与 _________ 方向不在同一直线上．(3) 曲线运动的轨迹：做曲线运动的物体，其轨迹向__________ 所指的方向弯曲．(4) 曲线运动的性质：曲线运动是______________ 运动2、运动的合成与分解(1)运动的合成与分解遵守______________________________(2) ________________________________________ 合运动与分运动的关系：合运动与分运动具有__________________________________________ 性、___ 性、__ 性3、两个直线运动的合运动性质的判断(1) 两个匀速直线运动的合运动仍然是．(2) 一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动可能是①②③(3) 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动是(4) 两个匀变速直线运动的合运动可能是匀速圆周运动1、描述圆周运动物理量：线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力①线速度：大小v= _______ = __________________ ，方向________ ，单位意义：是描述_____________________________ 的物理量② ____________________ 角速度：大小ω = ________ =_______________________ ，单位____ ，意义：是描述_______________________________ 的物理量③ ___________________________________ 周期：定义 _ 单位④ _____________ 转速：符号_________________________________ 定义________ 单位或______________1r/s= ____ r/min④向心加速度：大小a= ________ = _______ = _______ ，方向________ ，单位 ______意义：是描述__________________________ 的物理量⑤ __________________________ 向心力：大小Fn= _____________ ，方向，单位，作用效果是产生向心加速，只改变线速度的________ ，不改变线速度的_________⑥ _____________________________________________ 做匀速圆周运动的物体那些物理量不变________________________________________________ 、___________ 、___________________________________________________ 、那些物理量变化____________ 、_____________ 、________________2、( 1)、匀速转动的轮子的一个关系和两个结论( 1)线速度和角速度关系：__________________(2)皮带连接的两轮不打滑时，则轮缘上各点的______________ 相同.角速度和半径r 成(3) ____________________________________ 同一转动圆盘(或物体)上的各点相同．线速度v和半径r 成_________________________2)、对向心力的理解：向心力的来源————(1) 做匀速圆周运动时，充当向心力．(2) 变速圆周运动中充当向心力．3)、竖直平面内圆周运动的临界问题：a )轻绳模型及内轨模型：小球在竖直面内做圆周运动过 向上的支撑．小球能过最高点的条件： v若物体的速度方向和加速度方向不在同一直线上，则该物体可能做曲线运动引力 F 及摩擦力 F f 的图是3．半径为 R 的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体 m ，如图所示 , 今给小物体一个gR最高点 时，绳或内轨不能提供 (b)轻杆模型及管道模型：此模型，小球在最高点可以受到杆 也可以受杆向下拉力(或管道向下的压力)作用或不受弹力。
2.4抛体运动与圆周运动
(3)若平抛的物体垂直打在斜面上,则物体打在斜面上瞬间,其
水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。 (4)做平抛运动的物体,其位移方向与速度方向一定不同。
【对点训练】
1.(多选)(2014·江苏高考)为了验证平抛运动的小球在竖直方
向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击
弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该 实验,下列说法中正确的有( A.两球的质量应相等 B.两球应同时落地 C.应改变装置的高度,多次实验 D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 )
【拓展延伸】在【典题3】中,假设两颗子弹均能打在靶子上, 且两颗子弹打在同一弹孔中,则h至少多高?L至少多远?试讨论 结果是否合理。 【解析】两子弹打入同一弹孔。 则第一颗子弹L=v1t 第二颗子弹L-s=vt 代入数据解得t=4.5s L=3690m
再由h= 1 gt2得h=101.25m
2
由于h太高,装甲车太大,不符合实际情况。 答案：见解析
l,不计空气阻力,则物体在空中飞行的时间为(
l A. v 2h B. g
)
2 v 2 v0 2h C. D. g vy l 1 【解析】选B、D。时间t= ，选项A错误；根据h= gt2，可 v0 2
故质点从第2s末开始做类平抛运动,第3s内沿x轴正方向发生的 位移为x2=vxt2=4m,沿y轴正方向发生的位移y= 1 ayt22=3m,故D正
2
确。
【解题悟道】 合运动和分运动的关系 (1)等时性：各个分运动与合运动总是同时开始 ,同时结束,经 历时间相等(不同时的运动不能合成)。 (2)独立性：一个物体同时参与几个分运动时,各分运动独立进
v船 4
河岸400m时,离彼岸200m,水流速度为2m/s,由运动的合成得
高三曲线运动综合汇编(平抛运动与圆周运动训练题)
绝密★启用前平抛运动与圆周运动训练题第I卷（选择题）一、选择题（题型注释）1．船在静水中的速度为3.0 m/s，它要渡过宽度为30 m的河，河水的流速为2.0 m/s，则下列说法中正确的是A．船不能渡过河B．船渡河的速度一定为5.0 m/sC．船不能垂直到达对岸D．船到达对岸所需的最短时间为10 s2．2013年7月7日，温网女双决赛开打，“海峡组合”彭帅、谢淑薇击败澳大利亚组合夺得职业生涯首个大满贯冠军。
如图所示是比赛场地，已知底线到网的距离为L，彭帅在网前截击，若她在球网正上方距地面H处，将球以水平速度沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上。
将球的运动视作平抛运动，重力加速度为g，则下列说法不正确．．．的是( )A．根据题目条件能求出球的水平速度vB．根据题目条件能求出球从击出至落地所用时间tC．球从击球点至落地点的位移等于LD．球从击球点至落地点的位移与球的质量无关3．关于平抛物体的运动，下列说法中正确的是A．平抛运动不是匀变速运动B．平抛运动的水平位移只与水平速度有关C．平抛运动的飞行时间只取决于初始位置的高度D．平抛运动的速度和加速度方向不断变化4．人在距地面高h、离靶面距离L处，将质量m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图6所示。
不考虑空气阻力，只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是A．适当减小v0B．适当减小LC．适当减小m D．适当增大m5．（双选）关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确．．的是（）A．向心加速度是描述线速度变化的物理量B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C．向心加速度恒定D．向心加速度的方向时刻发生变化6．如图所示，用一根轻细线将一个有孔的小球悬挂起来，使其在水平面内做匀速圆周运动而成为圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用B．摆球A受拉力和向心力的作用C．摆球A受拉力和重力的作用D．摆球A受重力和向心力的作用7．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一个小物体圆筒一起运动，小物体所需要的向心力由以下哪个力来提供A. 重力B. 弹力C.静摩擦力D. 滑动摩擦力8．（双选）质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不伸长绳上。
考点03 平抛运动与圆周运动-2021年高考物理核心考点总动员(原卷版)【高考物理专题】
2021届高考复习之核心考点系列之物理考点总动员【名师精品】考点03平抛运动与圆周运动【命题意图】考查平抛运动规律，摩擦力、向心力的来源、圆周运动的规律以及离心运动等知识点，意在考查考生对圆周运动知识的理解能力和综合分析能力。
【专题定位】本专题解决的是物体(或带电体)在力的作用下的曲线运动的问题.高考对本专题的考查以运动的组合为线索，进而从力和能的角度进行命题，题目情景新，过程复杂，具有一定的综合性.考查的主要内容有：①曲线运动的条件和运动的合成与分解；②平抛运动规律；③圆周运动规律；④平抛运动与圆周运动的多过程组合问题；⑤应用万有引力定律解决天体运动问题；⑥带电粒子在电场中的类平抛运动问题；⑦带电粒子在磁场内的匀速圆周运动问题；⑧带电粒子在简单组合场内的运动问题等.用到的主要物理思想和方法有：运动的合成与分解思想、应用临界条件处理临界问题的方法、建立类平抛运动模型方法、等效代替的思想方法等。
【考试方向】高考对平抛运动与圆周运动知识的考查，命题多集中在考查平抛运动与圆周运动规律的应用及与生活、生产相联系的命题，多涉及有关物理量的临界和极限状态求解或考查有关平抛运动与圆周运动自身固有的特征物理量。
竖直平面内的圆周运动结合能量知识命题，匀速圆周运动结合磁场相关知识命题是考试重点，历年均有相关选择题或计算题出现。
单独命题常以选择题的形式出现；与牛顿运动定律、功能关系、电磁学知识相综合常以计算题的形式出现。
平抛运动的规律及其研究方法、近年考试的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题。
圆周运动的角速度、线速度及加速度是近年高考的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题，这样的题目往往难度较大。
【应考策略】熟练掌握平抛、圆周运动的规律，对平抛运动和圆周运动的组合问题，要善于由转折点的速度进行突破；熟悉解决天体运动问题的两条思路；灵活应用运动的合成与分解的思想，解决带电粒子在电场中的类平抛运动问题；对带电粒子在磁场内的匀速圆周运动问题，掌握找圆心、求半径的方法。
重难点04 平抛运动与圆周运动(教师版含解析)
2021年高考物理【热点·重点·难点】专练(新高考专用)重难点04 平抛运动与圆周运动【知识梳理】考点一 平抛运动基本规律的理解 1．飞行时间：由ght 2=知，时间取决于下落高度h ，与初速度v 0无关． 2．水平射程：x ＝v 0t ＝v 0 gh 2，即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定，与其他因素无关． 3．落地速度：gh v v v v x y x 2222+=+=，以θ表示落地速度与x 轴正方向的夹角，有2tan v ghv v xy ==θ，所以落地速度也只与初速度v 0和下落高度h 有关． 4．速度改变量：因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g ，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt 内的速度改变量Δv ＝g Δt ；相同，方向恒为竖直向下，如图所示．5．两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一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，如图中A 点和B 点所示．(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则tan α＝2tan θ. 【重点归纳】1.在研究平抛运动问题时，根据运动效果的等效性，利用运动分解的方法，将其转化为我们所熟悉的两个方向上的直线运动，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．再运用运动合成的方法求出平抛运动的规律．这种处理问题的方法可以变曲线运动为直线运动，变复杂运动为简单运动，是处理曲线运动问题的一种重要的思想方法． 2.常见平抛运动模型的运动时间的计算方法 (1)在水平地面上空h 处平抛： 由221gt h =知ght 2=，即t 由高度h 决定． (2)在半圆内的平抛运动(如图)，由半径和几何关系制约时间t ：221gt h =t v h R R 022=-+联立两方程可求t . (3)斜面上的平抛问题： ①顺着斜面平抛(如图)方法：分解位移 x ＝v 0t221gt y =x y=θtan可求得gv t θtan 20=②对着斜面平抛(如图)方法：分解速度 v x ＝v 0 v y ＝gttan v gt v v xy ==θ 可求得gv t θtan 0=(4)对着竖直墙壁平抛(如图)水平初速度v 0不同时，虽然落点不同，但水平位移相同．vd t =3.求解多体平抛问题的三点注意(1)若两物体同时从同一高度(或同一点)抛出，则两物体始终在同一高度，二者间距只取决于两物体的水平分运动．(2)若两物体同时从不同高度抛出，则两物体高度差始终与抛出点高度差相同，二者间距由两物体的水平分运动和竖直高度差决定．(3)若两物体从同一点先后抛出，两物体竖直高度差随时间均匀增大，二者间距取决于两物体的水平分运动和竖直分运动．考点二 圆周运动中的运动学分析描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：1.传动装置(1)高中阶段所接触的传动主要有：①皮带传动(线速度大小相等)；②同轴传动(角速度相等)；③齿轮传动(线速度大小相等)；④摩擦传动(线速度大小相等)．(2)传动装置的特点：(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；(2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等．2．圆周运动各物理量间的关系(1)对公式v ＝ωr 的理解 当r 一定时，v 与ω成正比． 当ω一定时，v 与r 成正比． 当v 一定时，ω与r 成反比．(2)对a ＝rv 2＝ω2r ＝ωv 的理解在v 一定时，a 与r 成反比；在ω一定时，a 与r 成正比． 考点三 竖直平面内圆周运动的绳模型与杆模型问题1．在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模型”，二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)，称为“杆(管道)约束模型”． 2．绳、杆模型涉及的临界问题均是没有支撑的小球均是有支撑的小球竖直面内圆周运动的求解思路(1)定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过最高点的临界条件不同． (2)确定临界点：gr v =临，对轻绳模型来说是能否通过最高点的临界点，而对轻杆模型来说是F N表现为支持力还是拉力的临界点．(3)研究状态：通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况．(4)受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，根据牛顿第二定律列出方程，F 合＝F 向． (5)过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程． 【限时检测】(建议用时：30分钟) 一、单项选择题：本题共4小题。
专题二 第1讲 抛体运动与圆周运动
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二轮提优导学案 ·物理
专题二
力与曲线运动
【解析】 ＝
弹簧为原长时，由牛顿运动定律有mgtan30° ＝mω2l0cos30° ，解得ω g > l0 2g 时，弹簧处于拉伸状态，故B错 3l0
2g ，故A错误；当杆的角速度为 3l 0 2g > l0
误；在杆的角速度增大的过程中，杆对小球做功，所以小球与弹簧所组成的系统机 2 械能不守恒，故C正确；由于 3 2g ，弹簧处于拉伸状态，则k(l－l0) cos30° 3l 0
专题二
力与曲线运动
v 1. (2018· 新课标Ⅲ卷)在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和 的速度沿同 2 一方向水平抛出，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 ) A. 2倍 C. 6倍 【解析】 B. 4倍 D. 8倍 设斜面的夹角为θ，由平抛规律可知水平方向x＝v0t，竖直方向y＝
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专题二
力与曲线运动
【解析】
1 从释放到最低点过程中，由动能定理得mgl＝ mv2－0，可得v＝ 2
2gl ，因lP<lQ，则vP<vQ，故A错误；由EkQ＝mQglQ，EkP＝mPglP，而mP>mQ，故两 球动能大小无法比较，故B错误；在最低点对两球进行受力分析，根据牛顿第二定 v2 律及向心力公式可知T－mg＝m l ＝man，得T＝3mg，an＝2g，则TP>TQ，aP＝aQ， C正确，D错误．
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专题二
力与曲线运动
【解析】
曲线运动(平抛运动、圆周运动)
曲线运动（平抛运动、圆周运动）曲线运动及其特点（1）物体作曲线运动的条件：运动质点所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直线（2）曲线运动的特点：质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向。
质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。
（3）曲线运动的轨迹：做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等。
★★★平抛运动（1）特点：①具有水平方向的初速度；②只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动。
（2）运动规律：平抛运动可以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。
①建立直角坐标系（一般以抛出点为坐标原点O，以初速度vo方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向）；②由两个分运动规律来处理（如右图）。
★★★圆周运动（1）描述圆周运动的物理量①线速度：描述质点做圆周运动的快慢，大小v=s/t（s是t时间内通过弧长），方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向②角速度：描述质点绕圆心转动的快慢，大小ω=φ/t（单位rad/s），φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度。
其方向在中学阶段不研究。
③周期T，频率f---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率。
④向心力：总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小。
大小［注意］向心力是根据力的效果命名的。
在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力。
（2）匀速圆周运动：线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动。
（3）变速圆周运动：速度大小方向都发生变化，不仅存在着向心加速度（改变速度的方向），而且还存在着切向加速度（方向沿着轨道的切线方向，用来改变速度的大小）。
专题一第3讲抛体运动与圆周运动
A．轰炸机的飞行高度
B．轰炸机的飞行速度 C．炸弹的飞行时间
D．炸弹投出时的动能
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专题一 力与运动
【解析】设轰炸机投弹位置高度为 H，炸弹水平位移为 x， H－ h 1 vy vy 1 则 H－ h＝ vy· t， x＝ v0t，二式相除 ＝ · ，因为 ＝ 2 2 v0 v0 x 1 h h ， x＝ ，所以 H＝ h＋ 2 ， A 正确；根据 H－ tan θ tan θ 2tan θ 1 2 h＝ gt 可求出飞行时间， 再由 x＝ v0t 可求出飞行速度， 故 2 B、 C 正确；不知道炸弹质量，不能求出炸弹的动能，D 错误．
2 合速度 v＝ v2 x＋vy
斜面
分解 位移
水平 x＝v0t 1 2 竖直 y＝ gt 2 合位移 x 合＝ x2＋y2
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专题一 力与运动
拓展训练1
(2013· 高考上海卷)(多选)如图，轰炸机沿水平
方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂
直击中山坡上的目标A.已知A点高度为h，山坡倾角为θ，由 此可算出( ABC )
(2)小球运动到轨道最低点B时对轨道的压力大小；
(3)平台末端O点到A点的竖直高度H.
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专题一 力与运动
【解析】 (1)小球恰好运动到 C 点，由重力提供向心力， v2 C 即 mg＝ m 解得 vC＝ gR＝ 5 m/s. R (2)从 B 点到 C 点，由机械能守恒定律有 1 2 1 mvC＋ 2mgR＝ mv2 2 2 B 在 B 点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有 v2 B FN－ mg＝ m R 联立解得 FN＝ 6.0 N 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为 6.0 N.
平抛、圆周运动
四、平抛运动当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动，被称为平抛运动。
其轨迹为抛物线，性质为匀变速运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。
广义地说，当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时，做类平抛运动。
1、 （合成与分解的角度）平抛运动基本规律① 速度：0v v x =，gt v y = 合速度 22yx v v v += 方向 ：tan θ=oxy v gt v v =②位移x =v o t y =221gt 合位移大小：s =22y x + 方向：tan α=t v g x y o ⋅=2 ③时间由y =221gt 得t =x y 2（由下落的高度y 决定） 竖直方向自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。
④一个有用的推论平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。
证明：设时间t 内物体的水平位移为s ，竖直位移为h ，则末速度的水平分量v x =v 0=s/t ，而竖直分量v y =2h/t ， s hv v 2tan x y ==α，所以有2tan s h s =='α 2、平抛运动是匀变速曲线运动3、平抛中能量守恒注意：两个分解（位移和速度）和两个物理量（角度和时间）4．应用举例【例5】 已知网高H ，半场长L ，扣球点高h ，扣球点离网水平距离s 、求：水平扣球速度v 的取值范围。
解析：假设运动员用速度v max 扣球时，球刚好不会出界，用速度v min 扣球时，球刚好不触网，从图中数量关系可得：()hgs L g h s L v 2)(2/max +=+=； )(2)(2/min H h gsg H h s v -=-= hH s LvOAθ v v 0v yA OB D C实际扣球速度应在这两个值之间。
例6、如图8在倾角为θ的斜面顶端A 处以速度V 0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B 处，设空气阻力不计，求（1）小球从A 运动到B 处所需的时间；（2）从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？分析与解：（1）小球做平抛运动，同时受到斜面体的限制，设从小球从A 运动到B 处所需的时间为t,则： 水平位移为x=V 0t 竖直位移为y=221gt 数学关系得到:gV t t V gt θθtan 2,tan )(21002== （2）从抛出开始计时，经过t 1时间小球离斜面的距离达到最大,当小球的速度与斜面平行时，小球离斜面的距离达到最大。
物理高考专题 平抛运动与圆周运动组合中的双临界问题(解析版)
尖子生的自我修养系列(一)曲线运动中的一个难点——双临界问题(细化题型)平抛运动和圆周运动是两种典型的曲线运动模型，均是高考的重点，两者巧妙地结合对学生的推理能力提出更高要求，成为高考的难点。
双临界问题能有效地考查学生的分析能力和创新能力，从而成为高考命题的重要素材。
下面分三类情况进行分析。
[例1] [多选](2020·将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅上沿的竖直距离为0.8 m ，面团离锅上沿最近的水平距离为0.4 m ，锅的直径为0.4 m 。
若削出的面片能落入锅中，则面片的水平初速度可能是(g ＝10 m/s 2)( )A ．0.8 m/sB ．1.2 m/sC ．1.8 m/sD ．3.0 m/s【解析】水平飞出的面片发生的运动可看成平抛运动，根据平抛运动规律，水平方向：x ＝v 0t ①，竖直方向：y ＝12gt 2 ②，其中水平位移大小的范围是0.4 m≤x ≤0.8 m ，联立①②代入数据解得1 m/s≤v 0≤2 m/s ，故B 、C 项正确。
【答案】BC[方法规律] 解决平抛运动中双临界问题的一般思路(1)从题意中提取出重要的临界条件，如“恰好”“不大于”等关键词，准确理解其含义。
(2)作出草图，确定物体的临界位置，标注速度、高度、位移等临界值。
(3)在图中画出临界轨迹，运用平抛运动的规律进行解答。
[集训冲关]1．(2020·济南模拟)套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3 m 的20 cm 高的竖直细杆，即为获胜。
一身高1.7 m 的人从距地面1 m 高度水平抛出圆环，圆环半径为8 cm ，要想套住细杆，他水平抛出圆环的速度可能为(g 取10 m/s 2)( ) A ．7.4 m/s B ．7.8 m/s C ．8.2 m/s D ．8.6 m/s 【解析】选B 根据h 1－h 2＝12gt 2得，t ＝2(h 1－h 2)g＝2×(1.0－0.2)10s ＝0.4 s 。
平抛运动圆周运动知识
平抛运动、圆周运动考纲要求：运动的合成与分解Ⅱ抛体运动Ⅱ匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ匀速圆周运动的向心力Ⅱ离心现象Ⅰ知识回扣：一、曲线运动1、 曲线运动速度方向：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的 上。
2、 曲线运动的特点：速度方向时刻在变，因此曲线运动一定是 运动；3、 曲线运动的条件和轨迹：合外力方向与速度方向 同一条直线上，且合力总是指向曲线的凹侧。
二、运动的合成与分解1.合运动与分运动具有 性、 性和 性；2.合运动与分运动的关系（1）两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动（2）一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动。
（当两者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动）（3）两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动。
（当合初速度方向与合加速度方向共线上时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动）3.小船渡河问题：（1）船静水速度大于水流速度时，渡河最短距离垂直河岸且等于河宽（2）船静水速度小于水流速度时，渡河最短距离不垂直河岸且大于河宽（3）船头垂直河岸时，船渡河时间最短；水流的变化不会影响渡河最短时间。
4.绳端速度问题：将实际运动沿 方向和 绳子的方向分解三、抛体运动：（是匀变速运动）1.竖直上抛运动（是匀变速直线运动）（1）解答竖直上抛运动问题有分步和整体两种方法可以把竖直上抛分解为上升和下落两个阶段，也可以把上升和下落看做一个完整的匀变速直线运动。
（2）竖直上抛运动上升过程和下落过程具有对称性（3）竖直上抛运动上升的最大高度为v 02/2g ，所需时间为v 0/g2.平抛运动（是匀变速曲线运动）（1）平抛运动可以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（2）平抛运动的落地时间与初速度大小无关，只与抛出点的高度有关(t=gh 2) (3) 平抛运动落地时的水平位移与抛出点的高度和初速度有关3.斜抛运动（是匀变速运动）（1）斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动4.实验（研究平抛运动）（1）抛出点已知：用平抛运动规律计算（x=v0t ，y=gt2/2）（2）抛出点未知：若水平方向等距，则竖直方向可用相邻等时间间隔公式计算Δs=gT2第二章圆周运动一、匀速圆周运动（是变速运动）1.线速度：匀速圆周运动线速度大小不变方向不断改变（v=s/t =2πr/T）2.角速度：匀速圆周运动角速度不变（ω=φ/t =2π/T）3.周期T，转速n（频率f）：n=1/T4.关系式：v=rω =2πr/T =2πrn二、向心力1.向心力特点：向心力方向与线速度方向垂直（指向圆心），只改变线速度方向不改变大小2.向心力大小：F=mv2/r =mrω23.向心加速度：表示速度方向变化的快慢（a= v2/r =rω2）4.向心力应用：物体作匀速圆周运动则合外力必为向心力（F合=F向=mv2/r）（1）水平面内：物体在竖直方向受力平衡：N=mg水平方向的合外力提供向心力：F=mv2/r =mrω2三、离心现象做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动方法指南：本专题解决的是物体(或带电体)的受力和在力的作用下的曲线运动问题．高考对本专题的考查形式以运动组合为线索进而从力和能的角度进行命题，题目情景新，过程复杂，具有一定的综合性．考查的主要内容有：①曲线运动的条件和运动的合成与分解；②平抛运动规律；③圆周运动的规律；④平抛运动与圆周运动的多过程组合问题；⑤应用万有引力定律解决天体运动问题；⑥带电粒子在电场中的类平抛运动问题；⑦带电粒子在磁场内的匀速圆周运动问题；⑧带电粒子在简单组合场内的运动问题等．用到的主要物理思想和方法有：运动的合成与分解思想、应用临界条件处理临界问题的方法、建立类平抛运动模型方法、等效的思想方法等．。
03讲 力与曲线运动之平抛圆周专题强化解析版
03讲力与曲线运动之平抛圆周专题强化解析版一、单选题1.（2022·福建泉州·高一期末）如图甲，在水平桌面上放一张白纸，白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道．使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C 端滚入，钢球从出口A 离开后会在白纸上留下一条痕迹．如图乙，拆去一段轨道，球仍从C 端滚入，则球离开B 端后留下的痕迹可能为（）A．痕迹①B．痕迹②C．痕迹③D．痕迹④【答案】B【详解】物体做曲线运动时，某一点的速度方向为该点轨迹切线方向，可知钢球从B 端离开的速度方向沿着管口切线方向，故留下的痕迹可能为痕迹②，B 正确，ACD 错误。
故选B。
2.（2022·全国·高一阶段练习）如图所示，塔吊水平摆臂摆动半径为15米，某次作业将摆臂末端一个重物从某高度缓缓放到地面，在50s t =的时间里摆臂摆过60︒角，绕绳机向下匀速释放钢绳的速度为0.4m/s ，经50s 重物到达地面。
该次作业中重物相对地面的位移大小约为（）A．15m B．20m C．25m D．30m【答案】C【详解】根据题意可知，经50s 重物下降的高度为0.450m 20m h vt ==⨯=在50s 的时间里摆臂摆过60︒角，根据几何关系可知重物运动的水平距离为x=15m则重物相对地面的位移大小约为22222015m 25ms h x =+=+=故选C。
3．（2022·山东青岛·高三期中）如图，均质细杆的一端A 斜靠在光滑竖直墙面上，另一端B 置于光滑水平面上，杆在外力作用下保持静止，此时细杆与墙面夹角很小。
现撤去外力，细杆开始滑落，某时刻细杆与水平面间夹角为θ，此时A 端沿墙面下滑的速度大小为v A ．关于细杆的运动，下列说法正确的是（）A．细杆滑落过程中，B 端的速度一直增大B．细杆滑落过程中，A 端沿墙面下滑速度总大于B 端沿水平面运动的速度C．细杆与水平面间夹角为θ时，B 端沿水平面运动的速度大小tan B A v v θ=D．滑落过程中，细杆上各个点的速度方向都不沿杆的方向【答案】C【详解】A．细杆滑落过程中，开始时B 端速度为零，当A 端滑到地面时B 端的速度也为零，可知整个过程中B 端的速度先增大后减小，选项A 错误；BC．细杆与水平面间夹角为θ时，由速度分解知识可知sin cos A B v v θθ=即B 端沿水平面运动的速度大小tan B A v v θ=则当θ角从0~45°时B A v v <；当θ角从45°~90°时B A v v >；即细杆滑落过程中，A 端沿墙面下滑速度先小于B 端沿水平面运动的速度，后大于B 端沿水平面运动的速度，选项B 错误，C 正确；D．滑落过程中，A 点的速度竖直向下，B 点的速度水平向右，则杆上其他各点的速度方向介于两者之间，则必有一点的速度方向沿杆的方向，选项D 错误。
第四章 曲线运动 抛体运动与圆周运动
专 题 归 类 探 究
知 能 综 合 提 升
物理（广东专版）
目 录
第1单元 曲线运动 运动的合成与分解
扫 清 认 知 障 碍 解 密 高 频 考 点
合运动的性质与轨迹判断 1.合力方向与轨迹的关系
无力不拐弯，拐弯必有力。曲线运动轨迹始终夹在合力
方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，或者说合力 的方向总是指向曲线的“凹”侧。 2．合力方向与速率变化的关系 (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。
知 运动并不会受其他分运动的干扰，而保持其运动性质不变， 能 综 合 这就是运动的独立性原理。虽然各分运动互不干扰，但是 提 升 它们共同决定合运动的性质和轨迹。
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第1单元 曲线运动 运动的合成与分解
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(2)运动的等时性：
各个分运动与合运动总是同时开始，同时结束，经
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来做匀速直线运动，撤掉一个力后，若速度与合力不共线，
则物体做曲线运动，若速度与合力共线，则物体将做匀变 速直线运动，选项A、D错，C正确。 答案：BC
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第1单元 曲线运动 运动的合成与分解
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图 4 － 1－ 4
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第1单元 曲线运动 运动的合成与分解
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(3)两个分运动垂直时的合成满足： a 合＝ ax2＋ay2 s 合＝ x2＋y2 v 合＝ vx2＋vy2
【专题3】平抛运动与圆周运动(含答案)
高考定位平抛运动和圆周运动是典型的曲线运动，而处理平抛运动的方法主要是运动的合成与分解，因此运动的合成与分解、平抛运动、圆周运动是每年必考的知识点．复习中要注意理解合运动与分运动的关系，掌握平抛运动和圆周运动问题的分析方法，能运用平抛运动知识和圆周运动知识分析带电粒子在电场、磁场中的运动．考题1对运动的合成和分解的考查例1(单选)(2014·四川·4)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()A.k vk2－1B.v1－k2C.k v1－k2D.vk2－1审题突破根据去程时船头指向始终与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当回程时路线与河岸垂直，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可求解．解析设大河宽度为d，小船在静水中的速度为v0，则去程渡河所用时间t1＝dv0，回程渡河所用时间t 2＝dv20－v2.由题知t1t2＝k，联立以上各式得v0＝v1－k2，选项B正确，选项A、C、D错误．答案 B1．(单选)如图1所示，细绳一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿．现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为θ时，小球上升的速度大小为()图1A．v sin θB．v cos θC．v tan θD．v cot θ答案 A解析由题意可知，线与光盘的交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v，由数学三角函数关系，则有：v线＝v sin θ；而沿线方向的速度大小，即为小球上升的速度大小，故A正确，B、C、D错误．2．(单选)质量为2 kg的质点在竖直平面内斜向下做曲线运动，它在竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象如图2甲、乙所示．下列说法正确的是()图2A．前2 s内质点处于超重状态B．2 s末质点速度大小为4 m/sC．质点的加速度方向与初速度方向垂直D．质点向下运动的过程中机械能减小答案 D解析由题图甲知，质点在竖直方向向下加速运动，即加速度的方向向下，故处于失重状态，所以A错误；2 s末v y＝4 m/s，水平方向匀速运动v x＝43m/s，故此时质点的速度v＝v2x＋v2y＝4103m/s，可得B错误；质点的加速度竖直向下，初速度斜向下，故不垂直，所以C错误；由题图甲可求加速度a ＝1 m/s 2，根据牛顿第二定律可得mg －F f ＝ma ，即质点在下落的过程中受竖直向上的力，该力做负功，所以质点的机械能减小，所以D 正确．1．分运动与合运动具有等时性和独立性．2．运动的合成与分解属矢量的合成分解，满足平行四边形、三角形和正交分解．3．分析运动的合成与分解问题，要注意运动的分解方向，一般情况按实际运动效果进行分解，切记不可按分解力的思路来分解运动．考题2 对平抛运动的考查例2 (2014·浙江·23)如图3所示，装甲车在水平地面上以速度v 0＝20 m/s 沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h ＝1.8 m ．在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触．枪口与靶距离为L 时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v ＝800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s ＝90 m 后停下．装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g ＝10 m/s 2)图3(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；(2)当L ＝410 m 时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离； (3)若靶上只有一个弹孔，求L 的范围．审题突破 (1)由匀变速直线运动规律求解．(2)子弹做平抛运动，选地面为参考系，求解第一发子弹的弹孔离地的高度；数学关系结合平抛规律求解靶上两个弹孔之间的距离；(3)若靶上只有一个弹孔，说明第一颗子弹没有击中靶，第二颗子弹能够击中靶，平抛运动规律求解L 的范围．解析 (1)装甲车的加速度a ＝v 202s ＝209 m/s 2(2)第一发子弹飞行时间t 1＝Lv ＋v 0＝0.5 s第一个弹孔离地高度h 1＝h －12gt 21＝0.55 m第二个弹孔离地的高度h 2＝h －12g (L －sv )2＝1.0 m两弹孔之间的距离Δh ＝h 2－h 1＝0.45 m(3)若使第一发子弹恰好打到靶的下沿，装甲车离靶的距离为L 1L 1＝(v 0＋v ) 2hg ＝492 m若使第二发子弹恰好打到靶的下沿，装甲车离靶的距离为L 2L 2＝v 2hg＋s ＝570 m为使靶上只有一个弹孔，则此弹孔一定是第二发子弹在靶上留下的弹孔 故L 的范围为492 m<L ≤570 m答案 (1)209 m/s 2 (2)0.55 m 0.45 m(3)492 m<L ≤570 m3．(单选)如图4所示，可视为质点的小球位于半圆柱体左端点A 的正上方某处，以初速度v 0水平抛出，其运动轨迹恰好与半圆柱体相切于B 点，过B 点的半圆柱体半径与水平面夹角为30°，则半圆柱体的半径为(不计空气阻力，重力加速度为g )( )图4A.23v 203gB.23v 209gC.(43－6)v 20gD.(4－23)v 20g答案 C解析 在B 点，据题可知小球的速度方向与水平方向成60°角，由速度的分解可知，竖直分速度大小v y ＝v 0tan 60°＝3v 0，v 0t ＝R ＋R cos 30°，v y ＝gt ，得R ＝(43－6)v 20g ，故选C.4．(单选)(2014·新课标Ⅱ·15)取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( ) A.π6 B.π4 C.π3 D.5π12答案 B解析 设物块水平抛出的初速度为v 0，高度为h ，由题意知12m v 20＝mgh ，得：v 0＝2gh .物块在竖直方向上的运动是自由落体运动，落地时的竖直分速度v y ＝2gh ＝v x ＝v 0，则该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角θ＝π4，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．5．(单选)如图5所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A 、B 两处．不计空气阻力，则落到B 处的石块( )图5A ．初速度大，运动时间短B ．初速度大，运动时间长C ．初速度小，运动时间短D ．初速度小，运动时间长 答案 A解析 由于B 点在A 点的右侧，说明水平方向上B 点的距离更远，而B 点距抛出点的高度较小，故运动时间较短，二者综合说明落在B 点的石块的初速度较大，故A 正确，B 、C 、D 错误．1．平抛运动、类平抛运动处理的方法都是采用运动分解的方法，即分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的初速度为零的匀加速直线运动． 2．在平抛(类平抛)运动中要注意两个推论，在解答选择题时常用到：(1)做平抛(类平抛)运动的物体任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图甲所示．(2)如图乙，设做平抛(类平抛)运动的物体在任意时刻、任意位置处瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有tan θ＝2tan φ.考题3 对圆周运动的考查例3 如图6所示，在竖直平面内有xOy 坐标系，长为l 的不可伸长细绳，一端固定在A 点，A 点的坐标为(0，l2)，另一端系一质量为m 的小球．现在x 坐标轴上(x >0)固定一个小钉，拉小球使细绳绷直并呈水平位置，再让小球从静止释放，当细绳碰到钉子以后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动．图6(1)当钉子在x ＝54l 的P 点时，小球经过最低点时细绳恰好不被拉断，求细绳能承受的最大拉力；(2)为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，而细绳又不被拉断，求钉子所在位置的范围．审题突破 (1)由数学知识求出小球做圆周运动的轨道半径，由机械能守恒定律求出小球到达最低点时的速度，然后由牛顿第二定律求出绳子的拉力．(2)由牛顿第二定律求出小球到达最高点的速度，由机械能守恒定律求出钉子的位置，然后确定钉子位置范围．解析 (1)当钉子在x ＝54l 的P 点时，小球绕钉子转动的半径为：R 1＝l － (l2)2＋x 2小球由静止到最低点的过程中机械能守恒：mg (l 2＋R 1)＝12m v 21在最低点细绳承受的拉力最大，有：F －mg ＝m v 21R 1联立求得最大拉力F ＝7mg .(2)小球绕钉子做圆周运动恰好到达最高点时，有：mg ＝m v 22R 2运动中机械能守恒：mg (l 2－R 2)＝12m v 22钉子所在位置为x ′＝ (l －R 2)2－(l2)2联立解得x ′＝76l 因此钉子所在位置的范围为76l ≤x ≤54l . 答案 (1)7mg (2)76l ≤x ≤54l6．(2014·新课标Ⅰ·20)如图7所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )图7A ．b 一定比a 先开始滑动B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等C ．ω＝ kg2l 是b 开始滑动的临界角速度D ．当ω＝ 2kg3l 时，a 所受摩擦力的大小为kmg答案 AC解析 小木块a 、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即f ＝mω2R .当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a ：f a ＝mω2a l ，当f a ＝kmg 时，kmg ＝mω2a l ，ωa ＝ kg l ；对木块b ：f b ＝mω2b ·2l ，当f b ＝kmg 时，kmg ＝mω2b ·2l ，ωb＝ kg 2l ，所以b 先达到最大静摩擦力，选项A 正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则f a ＝mω2l ，f b＝mω2·2l ，f a <f b ，选项B 错误；当ω＝ kg 2l 时b 刚开始滑动，选项C 正确；当ω＝ 2kg3l时，a 没有滑动，则f a ＝mω2l ＝23kmg ，选项D 错误．7．(单选)(2014·新课标Ⅱ·17)如图8所示，一质量为M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m 的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g .当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )图8A ．Mg －5mgB ．Mg ＋mgC ．Mg ＋5mgD ．Mg ＋10mg 答案 C解析 设大环半径为R ，质量为m 的小环下滑过程中遵守机械能守恒定律，所以12m v 2＝mg ·2R .小环滑到大环的最低点时的速度为v ＝2gR ，根据牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2R，所以在最低点时大环对小环的支持力F N ＝mg ＋m v 2R ＝5mg .根据牛顿第三定律知，小环对大环的压力F N ′＝F N ＝5mg ，方向向下．对大环，据平衡条件，轻杆对大环的拉力T ＝Mg ＋F N ′＝Mg ＋5mg .根据牛顿第三定律，大环对轻杆拉力的大小为T ′＝T ＝Mg ＋5mg ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．1．圆周运动的基本规律(1)向心力：F ＝mω2r ＝m v 2r ＝m (2πT )2r ＝m (2πf )2r ＝m (2πn )2r .(2)向心加速度①大小：a ＝ω2r ＝v 2r ＝(2πT)2r ＝(2πf )2r ＝(2πn )2r .②注意：当ω为常数时，a 与r 成正比；当v 为常数时，a 与r 成反比；若无特定条件，不能说a 与r 成正比还是成反比．考题4 平抛与圆周运动组合问题的综合分析例4 (17分)如图9所示，一小物块自平台上以速度v 0水平抛出，刚好落在邻近一倾角为α＝53°的粗糙斜面AB 顶端，并恰好沿该斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h ＝0.032 m ，小物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，A 点离B 点所在平面的高度H ＝1.2 m ．有一半径为R 的光滑圆轨道与斜面AB 在B 点相切连接，已知cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8，g 取10 m/s 2.求：图9(1)小物块水平抛出的初速度v 0是多少；(2)若小物块能够通过圆轨道最高点，圆轨道半径R 的最大值．解析 (1)小物块自平台做平抛运动，由平抛运动知识得：v y ＝2gh ＝2×10×0.032 m/s ＝0.8 m/s(2分)由于物块恰好沿斜面下滑，则tan 53°＝v y v 0(3分)得v 0＝0.6 m/s.(2分)(2)设小物块过圆轨道最高点的速度为v ，受到圆轨道的压力为F N .则由向心力公式得：F N ＋mg ＝m v 2R(2分)由动能定理得：mg (H ＋h )－μmgH cos 53°sin 53°－mg (R ＋R cos 53°)＝12m v 2－12m v 20(5分)小物块能过圆轨道最高点，必有F N ≥0(1分) 联立以上各式并代入数据得：R ≤821 m ，即R 最大值为821m ．(2分)答案 (1)0.6 m/s (2)821m(2014·福建·21)(19分)如图10所示为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．图10(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；(2)某游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v 2R)答案 (1)2gR －(mgH －2mgR ) (2)23R解析 (1)游客从B 点做平抛运动，有 2R ＝v B t ①R ＝12gt 2②由①②式得v B ＝2gR ③ 从A 到B ，根据动能定理，有mg (H －R )＋W f ＝12m v 2B －0④由③④式得W f ＝－(mgH －2mgR )⑤(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有mg (R －R cos θ)＝12m v 2P －0⑥过P 点时，根据向心力公式，有mg cos θ－N ＝m v 2PR ⑦N ＝0⑧cos θ＝hR⑨由⑥⑦⑧⑨式解得h ＝23R ⑩知识专题练 训练3题组1 运动的合成和分解1．(单选)如图1所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹．质点从M 点出发经P 点到达N 点，已知弧长MP 大于弧长PN ，质点由M 点运动到P 点与从P 点运动到N 点所用的时间相等．则下列说法中正确的是( )图1A ．质点从M 到N 过程中速度大小保持不变B ．质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同C ．质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同D ．质点在M 、N 间的运动不是匀变速运动 答案 B解析 由题图知，质点在恒力作用下做一般曲线运动，不同地方弯曲程度不同，即曲率半径不同，所以速度大小在变，所以A 错误；因是在恒力作用下运动，根据牛顿第二定律F ＝ma ，所以加速度不变，根据Δv ＝a Δt 可得在相同时间内速度的变化量相同，故B 正确，C 错误；因加速度不变，故质点做匀变速运动，所以D 错误．2．(单选) 公交车是人们出行的重要交通工具，如图2所示是公交车内部座位示意图，其中座位 A 和 B 的边线和车前进的方向垂直，当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时，一个乘客从A 座位沿 AB 连线相对车以2 m/s 的速度匀速运动到 B ，则站在站台上的人看到该乘客( )图2A ．运动轨迹为直线B ．运动轨迹为抛物线C ．因该乘客在车上匀速运动，所以乘客处于平衡状态D ．当车速度为5 m/s 时，该乘客对地速度为7 m/s 答案 B解析 人相对地面参与了两个方向的运动，一个是垂直于车身方向的匀速运动，一个是沿车身方向的匀加速直线运动，类似于一个物体做平抛运动，所以运动轨迹是抛物线，故A 错误，B 正确；乘客受到沿车身方向的合外力，处于非平衡状态，C 错误；速度的合成遵循平行四边形定则，当车速为5 m/s 时，乘客对地速度为29 m/s ，D 错误． 题组2 平抛运动3．(单选)如图3所示，x 轴在水平地面上，y 轴竖直向上，在y 轴上的P 点分别沿x 轴正方向和y 轴正方向以相同大小的初速度抛出两个小球a 和b ，不计空气阻力，若b 上升的最大高度等于P 点离地的高度，则从抛出到落地，有( )图3A ．a 的运动时间是b 的运动时间的2倍B ．a 的位移大小是b 的位移大小的2倍C ．a 、b 落地时的速度相同，因此动能一定相同D ．a 、b 落地时的速度不同，但动能可能相同 答案 D解析 设P 点离地面高度为h ，两小球的初速度大小为v 0，则a 落地的时间t a ＝2hg，a 的位移x a ＝h 2＋(v 0t a )2；对b 分段求时间t b ＝v 0g ＋4h g ，又有h ＝v 202g，解得t a ＝(2－1)t b ，b 的位移x b ＝h ，a 的位移x a ＝5h ，故x ax b＝5，所以A 、B 错误．由机械能守恒可知，a 、b 落地时速度大小相等，方向不同，若a 、b 质量相等，则动能相等，选项C 错误，D 正确． 4．(单选)如图4所示，一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点)，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点．O 为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R ，OB 与水平方向夹角为60°，重力加速度为g ，则小球抛出时的初速度为()图4A. 3gR2 B. 33gR2C.3gR2D. 3gR3答案 B解析 飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点，知速度与水平方向的夹角为30°设位移与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝tan 30°2＝36因为tan θ＝y x ＝y 32R ，则竖直位移y ＝3R 4，v 2y ＝2gy ＝3gR2.所以tan 30°＝v yv 0，v 0＝3gR 233＝33gR2，故B 正确，A 、C 、D 错误． 5．如图5所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O 为圆心，AB 为沿水平方向的直径．若在A 点以初速度v 1沿AB 方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D 点；若A 点小球抛出的同时，在C 点以初速度v 2沿BA 方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D 点．已知∠COD ＝60°，且不计空气阻力，则( )图5A ．两小球同时落到D 点B ．两小球在此过程中动能的增加量相等C ．在击中D 点前瞬间，重力对两小球做功的功率不相等 D ．两小球初速度之比v 1∶v 2＝6∶3 答案 CD解析 由于两球做平抛运动下落的高度不同，则知两球不可能同时到达D 点；重力做功不等，则动能的增加量不等；在击中D 点前瞬间，重力做功的功率为P ＝mg v y ＝mg ·gt ，t 不等；设半圆的半径为R .小球从A 点平抛，可得R ＝v 1t 1，R ＝12gt 21，小球从C 点平抛，可得R sin 60°＝v 2t 2，R (1－cos 60°)＝12gt 22，联立解得v 1v 2＝63，故D 正确．6．(单选)静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S 的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t ，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力，以下说法正确的是( )A ．水流射出喷嘴的速度为gt tan θB ．空中水柱的水量为Sgt 22tan θC ．水流落地时位移大小为gt 22cos θD ．水流落地时的速度为2gt cot θ 答案 B解析 由题意知，水做平抛运动，θ为总位移与水平方向的夹角，tan θ＝y x ＝gt2v x，可得水流射出喷嘴的速度为v x ＝gt 2tan θ，故A 错误；下落的高度y ＝12gt 2，水流落地时位移s ＝y sin θ＝gt 22sin θ，所以C 错误；空中水柱的体积V ＝S v x t ＝Sgt 22tan θ，所以B 正确；水流落地时的速度v ＝(gt )2＋v 2x＝gt 1＋14tan 2θ，所以D 错误．7．(单选)如图6所示，位于同一高度的小球A 、B 分别以v 1和v 2的速度水平抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C 点，小球B 恰好垂直打到斜面上，则v 1、v 2之比为( )图6A ．1∶1B ．2∶1C ．3∶2D ．2∶3 答案 C解析 小球A 做平抛运动，根据分位移公式，有： x ＝v 1t ① y ＝12gt 2② 又tan 30°＝yx③联立①②③得：v 1＝32gt ④ 小球B 恰好垂直打到斜面上，则有：tan 30°＝v 2v y ＝v 2gt ⑤则得v 2＝33gt ⑥由④⑥得：v 1∶v 2＝3∶2.8．如图7所示，ab 为竖直平面内的半圆环acb 的水平直径，c 为环上最低点，环半径为R .将一个小球从a 点以初速度v 0沿ab 方向抛出，设重力加速度为g ，不计空气阻力，则( )图7A ．当小球的初速度v 0＝2gR2时，掉到环上时的竖直分速度最大 B ．当小球的初速度v 0<2gR2时，将撞击到环上的圆弧ac 段C ．当v 0取适当值，小球可以垂直撞击圆环D ．无论v 0取何值，小球都不可能垂直撞击圆环 答案 ABD解析 当下落的高度为R 时，竖直分速度最大，根据R ＝12gt 2得，t ＝2R g ，则v 0＝R t ＝2gR 2，故A 、B 正确；设小球垂直击中环，则其速度反向沿长线必过圆心，设其速度与水平方向的夹角为θ，R sin θ＝12gt 2，R (1＋cos θ)＝v 0t ，且tan θ＝gtv 0，可解得θ＝0，但这是不可能的，故C错误，D 正确，故选A 、B 、D. 题组3 圆周运动9．(单选)如图8所示，质量相同的钢球①、②分别放在A 、B 盘的边缘，A 、B 两盘的半径之比为2∶1，a 、b 分别是与A 盘、B 盘同轴的轮，a 、b 轮半径之比为1∶2.当a 、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力大小之比为( )图8A ．2∶1B ．4∶1C ．1∶4D ．8∶1 答案 D解析 皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以v a ＝v b ，因为a 轮、b 轮半径之比为1∶2，根据线速度公式v ＝ωr 得：ωa ωb ＝21，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则ω1ω2＝21.根据向心加速度a ＝rω2，则a 1a 2＝81，由F ＝ma 得F 1F 2＝81，故D 正确，A 、B 、C 错误．10．(单选)利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图9所示，用两根长为L 的细线系一质量为m 的小球，两线上端系于水平横杆上的A 、B 两点，A 、B 两点相距也为L ，若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线承受的张力为( )图9A ．23mgB ．3mgC ．2.5mg D.73mg2答案 A解析 小球恰好过最高点时有：mg ＝m v 21R解得v 1＝32gL ① 根据动能定理得：mg ·3L ＝12m v 22－12m v 21② 由牛顿第二定律得：3F T －mg ＝m v 2232L ③联立①②③得，F T ＝23mg 故A 正确，B 、C 、D 错误．11．(单选)(2014·安徽·19)如图10所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g 取10m/s 2.则ω的最大值是( )图10A. 5 rad/sB. 3 rad/s C ．1.0 rad/s D ．0.5 rad/s 答案 C解析 当小物体转动到最低点时为临界点，由牛顿第二定律知，μmg cos 30°－mg sin 30°＝mω2r 解得ω＝1.0 rad/s ，故选项C 正确．12．如图11所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN 调节其与水平面的倾角．板上一根长为l ＝0.6 m 的轻细绳，它的一端系住一质量为m 的小球P ，另一端固定在板上的O 点．当平板的倾角固定为α时，先将轻绳平行于水平轴MN 拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v 0＝3 m/s.若小球能在板面内做圆周运动，倾角α的值应在什么范围内？(取重力加速度g ＝10 m/s 2)图11答案 α≤30°解析 小球在板面上运动时受绳子拉力、板面弹力、重力的作用．在垂直板面方向上合力为0，重力在沿板面方向的分量为mg sin α，小球在最高点时，由绳子的拉力和重力分力的合力提供向心力：F T ＋mg sin α＝m v 21l①研究小球从释放到最高点的过程，据动能定理：－mgl sin α＝12m v 21－12m v 20② 若恰好通过最高点绳子拉力F T ＝0，联立①②解得：sin α＝v 203gl ＝323×10×0.6＝12.故α最大值为30°，可知若小球能在板面内做圆周运动，倾角α的值应满足α≤30°. 题组4 平抛与圆周运动组合问题的综合13．(2014·天津·9(1))半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动，A 为圆盘边缘上一点．在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出时，半径OA 方向恰好与v的方向相同，如图12所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A 点，重力加速度为g ，则小球抛出时距O 的高度h ＝________，圆盘转动的角速度大小ω＝________.图12答案gR 22v 2 2n πv R(n ＝1,2,3，…) 解析 小球做平抛运动，在竖直方向：h ＝12gt 2①在水平方向R ＝v t ②由①②两式可得h ＝gR 22v2③小球落在A 点的过程中，OA 转过的角度 θ＝2n π＝ωt (n ＝1,2,3，…)④由②④两式得ω＝2n πvR(n ＝1,2,3，…)14．一长l ＝0.80 m 的轻绳一端固定在O 点，另一端连接一质量m ＝0.10 kg 的小球，悬点O 距离水平地面的高度H ＝1.00 m ．开始时小球处于A 点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图13所示．让小球从静止释放，当小球运动到B 点时，轻绳碰到悬点O 正下方一个固定的钉子P 时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：图13(1)当小球运动到B 点时的速度大小；(2)绳断裂后球从B 点抛出并落在水平地面上的C 点，求C 点与B 点之间的水平距离； (3)若OP ＝0.6 m ，轻绳碰到钉子P 时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．答案 (1)4 m/s (2)0.80 m (3)9 N解析 (1)设小球运动到B 点时的速度大小为v B ，由机械能守恒定律得 12m v 2B＝mgl 解得小球运动到B 点时的速度大小v B ＝2gl ＝4 m/s(2)小球从B 点做平抛运动，由运动学规律得 x ＝v B t y ＝H －l ＝12gt 2解得C 点与B 点之间的水平距离x ＝v B 2(H －l )g＝0.80 m(3)若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值F m ，由牛顿定律得F m －mg ＝m v 2Brr ＝l －OP由以上各式解得F m ＝9 N。
41.平抛运动与圆周运动综合问题(基础篇)(解析版)2021年高考物理100考点模拟题
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第四部分曲线运动专题4.21平抛运动与圆周运动综合问题（基础篇）一．选择题1. (2018徐州期中)如图所示，链球上面安有链子和把手。
运动员两手握着链球的把手，人和球同时快速旋转，最后运动员松开把手，链球沿斜向上方向飞出，不计空气阻力。
关于链球的运动, 下列说法正确的有（）A. 链球脱手后做匀变速曲线运动B. 链球脱手时沿金属链方向飞出C. 链球抛出角度一定时，脱手时的速率越大，则飞得越远D. 链球脱手时的速率一定时，抛出角度越小，一定飞得越远【参考答案】.AC【名师解析】链球脱手后只受重力，沿圆周的切线方向飞出，做匀变速曲线运动，选项A正确B错误；根据斜抛运动规律，链球抛出角度一定时，脱手时的速率越大，则飞得越远，选项C正确；链球脱手时的速率一定时，抛出角度越小，不一定飞得越远，选项D错误。
2．（2018湖北荆州第一次质检）如图所示，一位同学玩飞镖游戏。
圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P 等高，且距离P点为L。
当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。
忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则v0可能为()A．2L ωπB．2LωπC ．3Lωπ D ．4Lωπ． 【参考答案】.C【名师解析】设圆盘的直径为d ，飞镖恰好击中P 点，根据平抛运动规律，d=12gt 2，L=v 0t ，根据匀速圆周运动规律，t=πω+2n πω= ()21n πω+，联立解得：v 0=()21Ln ωπ+，n=0,1,2,3，···。
选项C 正确。
3. 如图所示，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R ＝1 m ，小球可看做质点且其质量为m ＝1 kg ，g 取10 m/s 2。
专题2 第4讲抛体运动与圆周运动
(1)滑块经过B点时对圆弧轨道的压力；
(2)滑块与木板之间的动摩擦因数；
(3)滑块在木板上滑过的距离。
【解题探究】
(1)滑块经过B点时对圆弧轨道的压力的求解思路。 ①先求滑块滑到轨道底端的速度v。 动能定理 。 a.物理规律：_________ b.方程式： mgR 1 mv 2 。
2
②求滑块滑到轨道B点时轨道的支持力FN。
【解题探究】 (1)请写出小船渡河同时参与的两个分运动： 水流的运动 。 ①沿河岸方向：___________ 小船的运动 。 ②沿船头方向：___________ (2)请画出选项中小船同时参与的两个分运动的矢量图。
提示:
【解析】选A、B。小船渡河的运动可看作水流的运动和小船运
动的合运动。虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，即合 速度的方向，小船合运动的速度的方向就是其真实运动的方向， 根据题意画出选项中小船同时参与的两个分运动的矢量图如图 所示，由图可知，实际航线可能正确的是A、B。
(2)特殊求解方法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当的
直角坐标系，将加速度、初速度沿坐标轴分解，然后分别在 x、
y轴方向上列方程求解。
(3)斜面上平抛运动的求解方法：建立平抛运动的两个分速度 和分位移以及斜面倾角之间的关系，这往往是解决问题的突破 口。
【变式训练】如图所示，边长为L的正方形ABCD中有竖直向上 的匀强电场，一个不计重力的带电粒子，质量为 m，电荷量为q， 以初速度v0从A点沿AD方向射入，正好从CD的中点射出，而且
t
②求木板与地面间的动摩擦因数μ 1。 牛顿第二定律 。 a.物理规律：_____________ μ 1(M+m)g=(M+m)a2 。 b.方程式：_________________
曲线运动专题二 平抛运动与圆周运动相结合的问题
曲线运动专题二 平抛运动与圆周运动相结合的问题说明：1. 平抛运动与圆周运动的组合题,用平抛运动的规律求解平抛运动问题,用牛顿定律求解圆周运动问题,关键是找到两者的速度关系．若先做圆周运动后做平抛运动,则圆周运动的末速度等于平抛运动的水平初速度;若物体平抛后进人圆轨道,圆周运动的初速度等于平抛末速度在圆切线方向的分速度。
2. 分析多解原因:匀速圆周运动具有周期性,使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生,这就要求我们在确定做匀速圆周运动物体的运动时间时,必须把各种可能都考虑进去． 3. 确定处理方法：(1)抓住联系点:明确两个物体参与运动的性质和求解的问题,两个物体参与的两个运动虽然独立进行,但一定有联系点,其联系点一般是时间或位移等,抓住两运动的联系点是解题关键。
(2)先特殊后一般:分析问题时可暂时不考虑周期性，表示出一个周期的情况,再根据运动的周期性,在转过的角度θ上再加上 2πr,具体π的取值应视情况而定。
练习题1．（多选）水平光滑直轨道ab 与半径为R 的竖直半圆形光滑轨道bc 相切，一小球以初速度v 0沿直轨道向右运动．如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c 点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d 点，则( )A ．小球到达c 点的速度为gRB ．小球到达b 点进入圆形轨道时对轨道的压力为mgC ．小球在直轨道上的落点d 与b 点距离为RD ．小球从c 点落到d 点所需时间为2Rg2．如图为俯视图，利用该装置可以测子弹速度大小。
直径为d 的小纸筒，以恒定角速度ω绕O 轴逆时针转动，一颗子弹沿直径水平快速穿过圆纸筒，先后留下a 、b 两个弹孔，且Oa 、Ob 间的夹角为α．不计空气阻力，则子弹的速度为多少？3．（单选）如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d ，飞镖距圆盘为L ，且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出，初速度为v 0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘过盘心O 的水平轴匀速运动，角速度为ω．若飞镖恰好击中A 点，则下列关系正确的是（ ）A ．02dv ω=B ．ωL ＝π(1＋2n )v 0，（n ＝0,1,2,3，…）C．2dv02＝L2gD．dω2＝gπ2(1＋2n)2，（n＝0,1,2, 3，…）4．一半径为R、边缘距地高h的雨伞绕伞柄以角速度ω匀速旋转时（如图所示），雨滴沿伞边缘的切线方向飞出．则：⑴雨滴离开伞时的速度v多大？⑵甩出的雨滴在落地过程中发生的水平位移多大？⑶甩出的雨滴在地面上形成一个圆,求此圆的半径r为多少?5．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0．5m,离水平地面的高度H=0．8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0．4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数μ．6．小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示．已d，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为34（1）求绳断开时球的速度大小v1（2）问绳能承受的最大拉力多大？（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？7．如图为一个简易的冲击式水轮机的模型，水流自水平的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动．当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成θ＝37°角．测得水从管口流出速度v0＝3 m/s，轮子半径R＝0．1 m．不计挡水板的大小，不计空气阻力．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8．求：(1)轮子转动角速度ω；(2)水管出水口距轮轴O的水平距离l和竖直距离h．题目点评：1、抓住刚好能通过c 点（无支撑）得条件，到达b 点进入圆形轨道时，有竖直向上的向心加速度，超重状态，对轨道的压力大于mg 。
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曲线运动曲线运动包括平抛运动、类平抛运动，圆周运动等知识。
主干知识整合一、曲线运动（曲线运动的速度方向一定改变，所以是变速运动.） 1．物体做曲线运动的条件： F 合与v 不在同一直线上。
2.做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线凹的一侧。
（或表述为轨迹必须夹在力和速度的夹角）二、抛体运动1．平抛运动：以一定的水平初速度将物体抛出，在只受重力的情况下，物体所做的运动。
平抛运动的规律：平抛运动的处理方法是将其分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。
(1)水平方向：做匀速直线运动，v x ＝ v 0，x ＝ v o t ，(2)竖直方向：做自由落体运动，v y ＝ gt ，y ＝ 12gt 2（3）任意时刻位移22y x x += 02tan υθgt xy ==（4）任意时刻速度:22022)(gt v v v v yx+=+=tan y xv gtv υα==2．平抛运动的两个重要推论(1)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；(2)做平抛或类平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处设其瞬时速度与水平方向的夹角为θ、位移与水平方向的夹角为φ，则有tan θ＝2tan φ。
3．类平抛运动：以一定的初速度将物体抛出，如果物体受的合力恒定且与初速度方向垂直，则物体所做的运动为类平抛运动。
类平抛运动的公式：三、圆周运动同一转轴物体上各点的角速度相等，皮带传动轮子边缘各点的线速度相等。
2、圆周运动及其临界问题竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较（v=gr ------------------称为临界速度）3、向心力来源：向心力可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以是各力的合力或某力的分力提供。
命名：向心力是按力的作用效果来命名的，故在分析做圆周运动的物体受力时，切不可在性质力之外再添加一个向心力。
4、处理圆周运动的动力学问题的步骤：①首先要明确研究对象； ②对其受力分析明确向心力的来源； ③确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径；④将牛顿第二定律应用于圆周运动，得到圆周运动中的动力学方程，有以下各种情况，F ＝m v 2r ＝ mr ω2＝ mv ω ＝ mr 4π2T2 ＝ 4π2mrf 2。
解题时应根据已知条件进行选择。
知识网络：二、动能定理1、内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的该变量2、公式：W总=mv 22/2-mv 21/23、关于动能定理（1）动能定理求恒力或者变力做功；（2）动能定理对应的是一个过程，并且它只涉及到物体初末状态的动能和整个过程中合外力的功，不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能，因此用它处理问题比较方便。
（3）一个物体所进行的复杂的运动往往是由若干个过程或阶段组合而成。
对于一个多过程问题，若不需要计算过程与过程间的各物理量时，可优先考虑用整体的方法对全过程用动能定理。
（4）动能定理中的外力包含一切外力，含重力和弹簧弹力。
外力总功的计算：①先求出合外力，再利用cos W F s α=合计算功，此时α应是合外力与位移s 间的夹角。
②先分别求出各个外力的功，再求各个外力功的代数和，即12W W W =++…n W +。
（5）动能是标量，只有大小，没有方向。
v精选练习1、如图8所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为V0的带电微粒，沿图中虚线由A 运动到B ，其能量变化情况是：（ ）A ．动能减少，重力势能增加，电势能减少；B ．动能减少，重力势能增加，电势能增加；C ．动能不变，重力势能增加，电势能减少；D ．动能增加，重力势能增加，电势能减少2、如图所示，用绝缘细线拴住一带正电小球，在方向竖直向上的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动，则正确的说法是（ ） A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小 B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大 C ．小球可能做匀速圆周运动 D ．小球不可能做匀速圆周运动3、光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。
一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，以下关于小球运动的说法中正确的是（ ） A ．轨道对小球不做功，小球的角速度不断增大； B ．轨道对小球做正功，小球的角速度不断增大； C ．轨道对小球做正功，小球的线速度不断增大； D ．轨道对小球不做功，小球的线速度不断增大。
4、图6中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（ ） A.带电粒子所带电荷的符号；B.带电粒子在a 、b 两点的受力方向；C.带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大；D.带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大。
5、如图, 一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮, 绳两端各系一小球a 和b. a 球质量为m, 静置于地面; b 球质量为3m, 用手托住, 高度为h, 此时轻绳刚好拉紧. 从静止开始释放b 后, a 可能达到的最大高度为（ ）A. hB. 1.5hC. 2hD. 2.5h【试题解析】b 到达地面时，由机械能守恒定律得：2)3(213v m m mgh mgh +=-，所以gh v =。
B 落地后，a 仍继续上升，由机械能守恒定律又得：221mv h mg ='，故a 可能达到的最大速度为h h h 5.1='+。
【高考考点】机械能守恒定律的应用 竖直上抛运动 【易错提醒】不能正确分析b 球落地后，a 球的运动情况曲线运动的综合问题6、如图所示，水平屋顶高H=5m ，墙高h=3.2m ，墙到房子的距离L=3 m ，墙外马路宽s=10m ，小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，求小球离开屋顶时的速度。
(取g=10m/s 2)【解析】设球刚好越过墙时，此时球水平初速度为v1，则H-h=gt12/2.∴t1= g h H /)(2-L=v1t1 得v1=5m/s设球越过墙刚好落在马路右边，此时球水平速度为v2，则H=gt22/2. ∴t2=g H /2L+s=v2t2得v2=13m/s∴小球离开屋顶时的速度5m/s ≤v ≤13m/s7、如图，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为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=0.8m ，重力加速度g=10m/s 2，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，求⑴小球水平抛出的初速度v 0是多少？ ⑵斜面顶端与平台边缘的水平距离s 是多少？⑶若斜面顶端高H = 20.8m ，则小球离开平台后经多长时间t 到达斜面底端？解析：（1）由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以v y = v 0tan53° v y 2= 2gh代入数据，得v y = 4m/s ，v 0 = 3m/s（2）由v y = gt 1得t 1 = 0.4s s =v 0t 1 = 3×0.4m = 1.2m（3）小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a =mg sin53°m = 8m/s 2初速度 υ = υ02 + υy 2= 5m/s Hsin53° =vt 2 +12 a t 22 代入数据，整理得 4t 22+ 5t 2 - 26 = 0 解得 t 2 = 2s 或t 2 = 134-s （不合题意舍去） 所以t = t 1 + t 2 = 2.4s8、在冬天，高为h=1.25m 的平台上，覆盖了一层冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s=24m 处以一定的初速度向平台边缘滑去，如图所示，当他滑离平台即将着地时的瞬间，其速度方向与水平地面的夹角为θ=45°，取重力加速度g=10m/s2。
求：（1）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大；（2）若平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05，则滑雪者的初速度是多大？解析： （1）把滑雪爱好者着地时的速度vt 分解为如图所示的v0、vy 两个分量由221gt h =解得t=0.5s则 v y =gt=5m/s 又vy=v0tan45° 解得 v0=5m/s着地点到平台边缘的水平距离：x= v0t=2.5m（2）滑雪者在平台上滑动时，受到滑动摩擦力作用而减速运动，由动能定理得2202121mv mv mgs -=-μ解得：v=7m/s即滑雪者的初速度为7m/s 。
9．如图所示，位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道，半径为R ，OB 沿竖直方向，上端A 距地面高度为H ，质量为m 的小球从A 点由静止释放，最后落在水平地面上C 点处，不计空气阻力，求： （1）小球运动到轨道上的B 点时，对轨道的压力多大?（2）小球落地点C 与B 点水平距离s 是多少?10(综合题)滑雪者从高坡雪道上的A 点由静止自由滑下，雪道的BC 段为水平，CE 段为倾角为37° 的斜坡，滑雪者滑下从C 点水平飞出后落在斜坡上。
已知斜坡上C 、D 间距为l 1＝12 m ，D 、E 间距为l 2＝36 m ，从A 到C 克服摩擦力做功等于重力做功的K 倍，K ＝0.20，不计空气阻力，为了能落在坡上DE 之间，滑雪者开始滑下的A 点距BC 水平面的高度h 应满足什么条件？(答案要求保留二位有效数字，sin 37°＝0.6 cos37°＝0.8)11 (能力题) 如图所示，ABC 和ABD 为两个光滑固定轨道，A 、B 、E 在同一水平面，C 、D 、E 在同一竖直线上，D 点距水平面的高度h ，C 点高度为2h ，一滑块从A 点以初速度v 0分别沿两轨道滑行到C 或D 处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时，落点与E 点间的距离s C 和s D 。
(2)为实现s C ＜s D ，v 0应满足什么条件？12（2004·北京、安徽春季）如图，abc 是光滑的轨道，其中ab 是水平的，bc 为与ab 相切的位于竖直平面内的半圆，半径R=0.30m 。
质量m=0.20kg 的小球A 静止在轨道上，另一质量M=0.60kg 、速度5.50=υm/s的小球B 与小球A 正碰。
已知相碰后小球A 经过半圆的最高点c 落到轨道上距b 点为R l 24=处，重力加速度g=10m/s 2，求：（1）碰撞结束时，小球A 和B 的速度的大小； （2）试论证小球B 是否能沿着半圆轨道到达c 点。
13 如图1－3－4所示，小球沿水平面通过O 点进入半径为R 的半圆弧轨道后恰能通过最高点P ，然后落回水平面。