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2019-2020年高考物理 藝體生文化課百日沖刺 專(zhuān)題4 曲線運(yùn)動(dòng) 命題 規(guī)律 考查內(nèi)容 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 平拋運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng) 考查熱度 ☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 考查題型 選擇題、填空題 選擇題、填空題、計(jì)算題 選擇題、計(jì)算題 所占分值 4—6分 4—10分 4—10分 命題趨勢(shì) 1. 通過(guò)實(shí)際物體的運(yùn)動(dòng)考查對(duì)運(yùn)動(dòng)合成與分解的理解，根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的知識(shí)分析實(shí)際運(yùn)動(dòng) 2. 考查落點(diǎn)在平面與斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)的定性理解和定量計(jì)算 3. 通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的各參數(shù)的求解與分析考查圓周運(yùn)動(dòng)，其中豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、生活中的圓周運(yùn)動(dòng)為圓周運(yùn)動(dòng)的高頻考點(diǎn)。 【高頻考點(diǎn)聚焦】 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】 1.曲線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng)的定義 物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線 曲線運(yùn)動(dòng)的速度 質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向，沿曲線上該點(diǎn)的① 方向。 曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的② 時(shí)刻改變，故曲線運(yùn)動(dòng)一定是③ 運(yùn)動(dòng)，即必然具有④ 。 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 物體所受的⑤ 方向跟速度方向不在同一條直線上 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解 運(yùn)動(dòng)分解的原則 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的⑥ 分解 運(yùn)動(dòng)合成與分解的規(guī)律 位移、速度、加速度的合成與分解都遵循⑦ 定則。 運(yùn)動(dòng)軌跡、合力、速度方向間的關(guān)系 曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，或者說(shuō)合力的方向總是指向曲線的“凹”側(cè) 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 (1)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性(2)運(yùn)動(dòng)的同一性(3)運(yùn)動(dòng)的等效性： (4)運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性 【參考答案】①切線 ②方向 ③變速 ④加速度 ⑤合外力 ⑥實(shí)際效果 ⑦平行四邊形 【核心考點(diǎn)講練】 1．合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷 若合加速度與合初速度的方向在同一直線上則為直線運(yùn)動(dòng)，否則為曲線運(yùn)動(dòng)。 (1)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻速直線運(yùn)動(dòng)； (2)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)二者共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)； (3)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng)；若合初速度與合加速度在同一直線上，則合運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)； 2. 小船渡河問(wèn)題 一條寬為的河，水流速度為，已知船在靜水中的航速為。 （1）渡河的時(shí)間和最短時(shí)間 設(shè)船頭斜向上游與河岸成任意甲角，這時(shí)船速在方向（垂直于河岸方向）的速度分量為，渡河所需時(shí)間為： 可以看出： 表達(dá)式中不含有水流的速度，說(shuō)明渡河時(shí)間與水流的速度無(wú)關(guān)；在、一定，隨的增大而減小，當(dāng)時(shí)，（最大），船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，即。 2.渡河的最短位移 如圖所示，渡河的最小位移即河的寬度。為了使渡河位移等于，必須使船的合速度的方向與河岸垂直，這時(shí)船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸有一定的角度，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有：，，。在時(shí)，船頭與河岸夾角為且指向上游時(shí)位移最小，且最小位移等于河寬。 3.“關(guān)聯(lián)”速度的處理方法 （1）找合速度：連接點(diǎn)（包括繩端、桿端或其端點(diǎn)所連接的物體）的實(shí)際運(yùn)動(dòng)才是合運(yùn)動(dòng)． （2）分解速度：將各端點(diǎn)的合速度沿繩或桿的方向及與繩或桿垂直的方向分解． （3）關(guān)聯(lián)：合速度在沿繩或桿方向的分速度與繩端或桿端的速度大小和方向都相等． 如圖所示，A的速度不沿著繩子，B的速度沿著繩子，A物體沿繩子方向的分速度與B物體的速度大小相等，即 【典例1】 【xx新課標(biāo)II】如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接。不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g。則 A. a落地前，輕桿對(duì)b一直做正功 B. a落地時(shí)速度大小為 C. a下落過(guò)程中，其加速度大小始終不大于g D. a落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b對(duì)地面的壓力大小為mg 【答案】BD 【典例2】 【xx廣東高考】如果4所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運(yùn)動(dòng)，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物 A．帆船朝正東方向航行，速度大小為v B．帆船朝正西方向航行，速度大小為v C．帆船朝南偏東45方向航行，速度大小為v D．帆船朝北偏東45方向航行，速度大小為v 【解析】此題考查相對(duì)速度以及不同參考系中速度轉(zhuǎn)換，以帆板為參考素，求此參考系中帆船的速度，就是求解帆船參對(duì)帆板的速度v船對(duì)板 = v船 – v板 ；通過(guò)矢量合成與分解，求得帆船相對(duì)帆板的速度朝北偏東450 ，大小為v ，選項(xiàng)A正確。 【答案】D 【解題技巧點(diǎn)撥】 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力與合速度不在一條直線上，可以將力分解，與速度共線的力改變速度大小，與速度垂直的力改變速度方向；船渡河是運(yùn)動(dòng)合成與分解的典例，解決船渡河問(wèn)題，要充分利用合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，一般應(yīng)用垂直河岸方向的位移和對(duì)應(yīng)的速度求解時(shí)間。 ◇考點(diǎn)2平拋運(yùn)動(dòng) 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】 平拋運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)的定義 物體以一定的水平初速度拋出，且只在① 作用下的運(yùn)動(dòng)叫平拋運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為② 平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 水平方向的③ 運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 軌跡為④ ，開(kāi)口向下 【參考答案】①重力 ②重力加速度 ③勻速直線 。 ④拋物線 【核心考點(diǎn)講練】 1.平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)常用推論 （1）平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏角的正切值是對(duì)應(yīng)的位移偏角正切值的2倍，即tanθ＝2tanф； (2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線平分水平位移。 2.落點(diǎn)在平面上的平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律 水平方向 　 豎直方向 ， 合速度 大小 v＝＝ 方向 與水平方向的夾角的正切值 合位移 大小 方向 與水平方向的夾角 軌跡方程 y＝x2 3.落點(diǎn)在斜面上的平拋運(yùn)動(dòng) （1）落點(diǎn)在斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)的分析 方法 內(nèi)容 實(shí)例 總結(jié) 斜面 求小球平拋時(shí)間 分解速度 水平 豎直 合速度 如圖，，, 分解速度，構(gòu)建速度三角形 分解位移 水平 豎直 合位移 如圖，，，而，聯(lián)立得 分解位移，構(gòu)建位移三角形 （2）順斜面方向的初速度不同的平拋運(yùn)動(dòng)的5個(gè)特點(diǎn)：①位移方向相同，速度方向平行；②運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速度成正比③位移與初速度的平方成正比④速度與斜面平行時(shí)，物體到斜面的距離最遠(yuǎn)。⑤豎直位移與水平位移之比等于斜面傾斜角的正切之比。 【典例1】 【xx新課標(biāo)I】帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示。水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1、L2，中間球網(wǎng)高度為h，發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面高度為3h，不計(jì)空氣的作用，重力加速度大小為g，若乒乓球的發(fā)射速率v在其范圍內(nèi)，通過(guò)選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，則v的最大取值范圍是 A. , 故可判定AC錯(cuò)；水平位移最大是斜向?qū)Ψ脚_(tái)面的兩個(gè)角發(fā)射，設(shè)剛好出臺(tái)角的發(fā)射速度為v2 ,有3h = gt22 , = v2t2 。得：v2 = , 要落到球網(wǎng)右側(cè)上發(fā)射速度v < , 可得選項(xiàng)D正確。 【答案】 D 【典例2】 【xx浙江-17】如圖所示為足球球門(mén)，球門(mén)寬為L(zhǎng)，一個(gè)球員在球門(mén)中心正前方距離球門(mén)s處高高躍起，將足球頂入球門(mén)的左下方死角（圖中P點(diǎn)）。球員頂球點(diǎn)的高度為h。足球做平拋運(yùn)動(dòng)（足球可看做質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力）則 A足球位移大小 B足球初速度的大小 C足球末速度的大小 D足球初速度的方向與球門(mén)線夾角的正切值 【解析】根據(jù)幾何知識(shí)可得足球的位移為，A錯(cuò)誤； 足球做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上 【答案】B 【解題技巧點(diǎn)撥】無(wú)論落點(diǎn)在水平面上還是在斜面上，都要抓住兩個(gè)方向列方程：豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)落點(diǎn)在斜面上時(shí)，一般需要建立位移三角形或速度三角形，這些三角形都是直角三角形，然后解三角形或應(yīng)用勾股定理即可。 ◇考點(diǎn)3 圓周運(yùn)動(dòng) 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】 描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 物理量 定義 公式 單位 物理意義 相互關(guān)系 角速度 在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的①和所用的時(shí)間t的比值． 弧度/秒（rad/s） 描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量 線速度 質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的② 和所用時(shí)間t的比值． 描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢 周期 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)③ 所需用的時(shí)間叫做周期R ④ s 描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 頻率 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在每1s內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫做頻率 Hz （r/s） 描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 向心加速度 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度指向⑤ ,這個(gè)加速度稱(chēng)為向心加速度 描述物體速度方向變化快慢的物理量 【參考答案】①角度 ②弧長(zhǎng)s ③ 一周。 ④ ⑤ 圓心 【核心考點(diǎn)講練】 1.向心力 （1）定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力總是指向圓心，這個(gè)力叫向心力. 說(shuō)明：向心力是按照力的作用效果命名的力，它可以由任意性質(zhì)的力來(lái)充當(dāng). （2）公式： （3）向心力的來(lái)源：指向圓心方向的合外力 2.圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析 圖形 受力分析 建坐標(biāo)系分解力 方程 3.豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 輕繩模型 輕桿模型 常見(jiàn)類(lèi)型 均是沒(méi)有支撐的小球 均是有支撐的小球 過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件 由mg＝m得v臨＝ v臨＝0 討論分析 過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，v≥，F(xiàn)N＋mg＝m，繩、軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力FN 根據(jù)FN＋mg＝m，F(xiàn)N 為正值，桿對(duì)球的力向下，為負(fù)值，桿對(duì)球的力向上。 【典例1】 【xx浙江-19】如圖所示為賽車(chē)場(chǎng)的一個(gè)水平“U”形彎道，轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓，內(nèi)外半徑分別為r和2r。一輛質(zhì)量為m的賽車(chē)通過(guò)AB線經(jīng)彎道到達(dá)線，有如圖所示的①②③三條路線，其中路線③是以為圓心的半圓，。賽車(chē)沿圓弧路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力為。選擇路線，賽車(chē)以不打滑的最大速率通過(guò)彎道（所選路線內(nèi)賽車(chē)速率不變，發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大），則 A選擇路線①，賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程最短 B選擇路線②，賽車(chē)的速率最小 C選擇路線③，賽車(chē)所用時(shí)間最短 D①②③三條路線的圓弧上，賽車(chē)的向心加速度大小相等 【解析】路線①的路程為，路線②的路程為，路線③的路程為，故選擇路線①，賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程最短，A正確；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中賽車(chē)以不打滑的最大速率通過(guò)彎道，即最大徑向靜摩擦力充當(dāng)向心力，所以有，所以運(yùn)動(dòng)的相信加速度相同，根據(jù)公式可得，即半徑越大，速度越大，路線①的速率最小，B錯(cuò)誤D正確；因?yàn)椋?，結(jié)合，根據(jù)公式可得選擇路線③，賽車(chē)所用時(shí)間最短， C正確； 【答案】ACD 【典例2】 【xx江蘇】如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千冶中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等，通過(guò)相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上。 不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A．A的速度比B的大 B．A與B的向心加速度大小相等 C．懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等 D．懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小 【解析】當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A與B的角速度相等，A的半徑比B的小，由，可得A的速度比B的小，故A錯(cuò)；由得，A的向心加速度比B的小，故B錯(cuò)；座椅受重力和拉力， ，A與豎直方向的夾角比B的小，故C錯(cuò)；拉力，懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小，故D對(duì)。 【答案】D 【解題技巧點(diǎn)撥】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，基本思路是確定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑、向心力，選擇合適的向心力方程，涉及到摩擦力時(shí)，往往需要注意臨界情況。 專(zhuān)題熱點(diǎn)集訓(xùn)4. 曲線運(yùn)動(dòng) （45分鐘） 一．選擇題 1．【xx新課標(biāo)II】 由于衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過(guò)調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道。當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1x103/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.55x103/s，此時(shí)衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為 A. 西偏北方向，1.9x103m/s B. 東偏南方向，1.9x103m/s C. 西偏北方向，2.7x103m/s D. 東偏南方向，2.7x103m/s 2.【xx四川】在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則落在同一水平地面時(shí)的速度大小 A．一樣大 B．水平拋的最大 C．斜向上拋的最大 D．斜向下拋的最大 3．【xx福建】如圖，在豎直平面內(nèi)，滑到ABC關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，且A、B、C三點(diǎn)在同一水平線上。若小滑塊第一次由A滑到C，所用的時(shí)間為t1，第二次由C滑到A，所用時(shí)間為t2，小滑塊兩次的初速度大小相同且運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終沿著滑道滑行，小滑塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，則( ) A． B． C． D．無(wú)法比較、的大小 4.【xx安徽】由消防水龍帶的噴嘴噴出水的流量是0.28m3/min，水離開(kāi)噴口時(shí)的速度大小為，方向與水平面夾角為600，在最高處正好到達(dá)著火位置，忽略空氣阻力，則空中水柱的高度和水量分別是（重力加速度g取10m/s2） A．28.8m 1.1210-2 B．28.8m 0.672 C．38.4m 1.2910-2 D．38.4m 0.776 5.【xx江蘇】如圖所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，分別落在地面上的M、N點(diǎn)，兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同。 空氣阻力不計(jì)，則 （A）B的加速度比A的大 （B）B的飛行時(shí)間比A的長(zhǎng) （C）B在最高點(diǎn)的速度比A在最高點(diǎn)的大 （D）B在落地時(shí)的速度比A在落地時(shí)的大 6.(xx江蘇高考)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的有(　　) A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等 B.兩球應(yīng)同時(shí)落地 C.應(yīng)改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn) D.實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 7.【xx上海高考】如圖,帶有一白點(diǎn)的黑色圓盤(pán),可繞過(guò)其中心,垂直于盤(pán)面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),每秒沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)30圈。在暗室中用每秒閃光31次的頻閃光源照射圓盤(pán),觀察到白點(diǎn)每秒沿(　　) A.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)31圈 B.逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)31圈 C.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1圈 D.逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1圈 8【xx上海 】秋千的吊繩有些磨損。在擺動(dòng)過(guò)程中，吊繩最容易斷裂的時(shí)候是秋千 (A)在下擺過(guò)程中 (B)在上擺過(guò)程中 (C)擺到最高點(diǎn)時(shí) (D)擺到最低點(diǎn)時(shí) 9.【xx新課標(biāo)Ⅱ】公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶。如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車(chē)行駛的速率為時(shí)，汽車(chē)恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處， A.路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低 B.車(chē)速只要低于，車(chē)輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng) C.車(chē)速雖然高于，但只要不超出某一最高限度，車(chē)輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng) D.當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，的值變小 10.【xx安徽高考】如圖所示,一傾斜的勻質(zhì)圓盤(pán)繞垂直于盤(pán)面的固定對(duì)稱(chēng)軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),盤(pán)面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤(pán)始終保持相對(duì)靜止。物體與盤(pán)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),盤(pán)面與水平面的夾角為30,取。則ω的最大值是(　　) A.rad/s　　 B.rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s 二．綜合題 11.【xx新課標(biāo)I】某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車(chē)通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)的速度的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玩具小車(chē)、壓力式托盤(pán)秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）. 完成下列填空： (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤(pán)秤上，如圖（a）所示，托盤(pán)秤的示數(shù)為1.00kg; (2)將玩具小車(chē)放置在凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤(pán)秤示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_(kāi)_____kg. (3)將小車(chē)從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車(chē)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過(guò)程中托盤(pán)秤的最大示數(shù)為m,多次從同一位置釋放小車(chē)，記錄各次的m值如下表所示： 序號(hào) 1 2 3 4 5 M(kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90 (4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車(chē)經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為是_______N,玩具小車(chē)通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_(kāi)______m/s ,(重力加速度大小取9.80m/s2，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 12【xx重慶】同學(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如題8圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M 板上部有一半徑為的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點(diǎn)，Q為最低點(diǎn)，Q點(diǎn)處的切線水平，距底板高為.N板上固定有三個(gè)圓環(huán).將質(zhì)量為的小球從P處?kù)o止釋放，小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為處。不考慮空氣阻力，重力加速度為.求： （1）距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度； （2）小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向； （3）摩擦力對(duì)小球做的功. 13【xx江蘇】一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置如圖所示，四根輕桿OA、OC、AB和CB與兩小球以及一小環(huán)通過(guò)鉸鏈連接，輕桿長(zhǎng)均為l，球和環(huán)的質(zhì)量均為m，O端固定在豎直的輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上，套在轉(zhuǎn)軸上的輕質(zhì)彈簧連接在O與小環(huán)之間，原長(zhǎng)為L(zhǎng)，裝置靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)為，轉(zhuǎn)動(dòng)該裝置并緩慢增大轉(zhuǎn)速，小環(huán)緩慢上升。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g，求： （1）彈簧的勁度系數(shù)k； （2）AB桿中彈力為零時(shí)，裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度； （3）彈簧長(zhǎng)度從緩慢縮短為的過(guò)程中，外界對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置所做的功W。 14【xx海南】如圖，位于豎直水平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成，圓弧半徑Oa水平，b點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn)。已知h=2m,，s=。取重力加速度大小。 （1）一小環(huán)套在軌道上從a點(diǎn)由靜止滑下，當(dāng)其在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，與軌道之間無(wú)相互作用力，求圓弧軌道的半徑； （2）若環(huán)從b點(diǎn)由靜止因微小擾動(dòng)而開(kāi)始滑下，求環(huán)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度的水平分量的大小。 專(zhuān)題熱點(diǎn)集訓(xùn)4 曲線運(yùn)動(dòng) 參考答案與解析 1．【解析】 【答案】B 2.【解析】三個(gè)小球被拋出后，均僅在重力作用下運(yùn)動(dòng)，三球從同一位置落至同一水平地面時(shí)，設(shè)其下落高度為h，并設(shè)小球的質(zhì)量為m，根據(jù)動(dòng)能定理有：mgh＝－，解得小球的末速度大小為：v＝，與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，即三球的末速度大小相等，故選項(xiàng)A正確。 【答案】A 3. 【解析】在AB段，根據(jù)牛頓第二定律，速度越大，滑塊受支持力越小，摩擦力就越小，在BC段，根據(jù)牛頓第二定律，速度越大，滑塊受支持力越大，摩擦力就越大，由題意知從A運(yùn)動(dòng)到C相比從C到A，在AB段速度較大，在BC段速度較小，所以從A到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程受摩擦力較小，用時(shí)短，所以A正確。 【答案】：A 4【解析】水離開(kāi)噴口時(shí)豎直分速度為，在豎直方向上升的高度，水離開(kāi)噴口到達(dá)著火位置所用時(shí)間為，空中水柱的水量為。正確選項(xiàng)：A 【答案】A 5【解析】拋體運(yùn)動(dòng)的加速度相同，都為g，故A錯(cuò)；兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同，表明兩小球A、B的豎直方向運(yùn)動(dòng)相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，故B錯(cuò)；小球B水平距離遠(yuǎn)，，表明小球B的水平速度大，B在最高點(diǎn)的速度比A在最高點(diǎn)的大，故C對(duì)；落地時(shí)，兩小球A、B豎直方向速度相同，而小球B的水平速度大，B在落地時(shí)的速度比A在落地時(shí)的大，故D對(duì)。 【答案】CD 6【解析】平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上可以分解為自由落體運(yùn)動(dòng),因?yàn)榈雀咄瑫r(shí)運(yùn)動(dòng),所以?xún)汕蛲瑫r(shí)落地,B項(xiàng)正確;為了探究平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),需要改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn),C項(xiàng)正確。 【答案】BC 7【解析】頻閃光源s閃一次,圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圈,視覺(jué)效果是逆時(shí)針“轉(zhuǎn)動(dòng)”圈,所以在暗室中用每秒閃光31次的頻閃光源照射圓盤(pán),觀察到白點(diǎn)每秒沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1圈。 【答案】D 8【解析】當(dāng)秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)吊繩中拉力最大，吊繩最容易斷裂，選項(xiàng)D正確。 【答案】D 9.【解析】據(jù)題意，當(dāng)汽車(chē)行駛的速率為 時(shí)，汽車(chē)恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處，汽車(chē)與地面間沒(méi)有摩擦力的作用，向心力由重力和地面支持力的合力提供，故路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低，A正確；車(chē)速小于時(shí)，汽車(chē)的向心力減小，由于地面比較粗糙，故汽車(chē)受到的靜摩擦力將會(huì)阻礙車(chē)輛向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，B錯(cuò)誤；同理可知只要不超出某一最高限度，車(chē)輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，C正確；由選項(xiàng)A的分析可知當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，向心力的大小不變，故臨界速度 的值不變，D錯(cuò)誤。（對(duì)于選項(xiàng)BC也可結(jié)合實(shí)際情況直接判斷出正誤，如汽車(chē)可以靜止在轉(zhuǎn)彎處，汽車(chē)速度過(guò)大將做離心運(yùn)動(dòng)。） 【答案】AC 10【解析】小物體與圓盤(pán)始終保持相對(duì)靜止,在最低點(diǎn)有。當(dāng)小物體在最低點(diǎn)恰好滑動(dòng)時(shí),ω取最大值,有,解得ω=1.0rad/s,故選項(xiàng)C正確。 【答案】C 11【解析】(2)根據(jù)秤盤(pán)指針可知量程是10kg , 指針?biāo)甘緮?shù)是1.4kg ; (4)記錄的托盤(pán)示數(shù)各次并不相同，而多次測(cè)量求平均值可以減少誤差，即=≈1.81kg,而模擬器的質(zhì)量為1.00kg , 所以小車(chē)經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)小車(chē)對(duì)橋的壓力FN = g - m橋g ≈ 7.9N；徑向合力提供向心力，由牛頓第二、三定律和向心力的公式有：FN-m車(chē)g=m車(chē)v2/R, m車(chē) = 1.40kg - 1.00kg = 0.40kg, 代入數(shù)據(jù)得出小車(chē)通過(guò)最低點(diǎn)的速度是：v≈1.4m/s 【答案】 （2）1.40 （4）7.9 1.4 12.【解析】（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知， 同理：， 【答案】（1）到底板的高度；（2）速度的大小為 ，壓力的大小，方向豎直向下 ；（3）摩擦力對(duì)小球作功 13.【解析】 （3）彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)/2時(shí)，設(shè)OA、AB桿中的彈力分別為F3、T3，OA桿與彈簧的夾角為θ3 小環(huán)受到彈簧的彈力： 小環(huán)受力平衡：且 對(duì)小球：； 解得： 整個(gè)過(guò)程彈簧彈性勢(shì)能變化為零，則彈力做的功為零，由動(dòng)能定理： 解得： 【答案】（1）4mg/L （2） （3） 14【解析】（1）一小環(huán)套在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，與軌道之間無(wú)相互作用力，則說(shuō)明下落到b點(diǎn)時(shí)的速度，使得小環(huán)套做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡與軌道bc重合，故有①，②， 從ab滑落過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得③，聯(lián)立三式可得 （2）下滑過(guò)程中，初速度為零，只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可得④ 因?yàn)槲矬w滑到c點(diǎn)時(shí)與豎直方向的夾角等于（1）問(wèn)中做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角相等，設(shè)為，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知⑤， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可得⑥ 聯(lián)立①②④⑤⑥可得 【答案】（1）（2）