6届高三物理二轮专题复习物体运动性质的判断无答案.docx
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6届高三物理二轮专题复习物体运动性质的判断无答案
湖南省益阳市第六中学2016届高三物理二轮专题复习-物体运动性质的判断
2016.4
题型一物体运动性质的判断
1、关于曲线运动的理解,下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动速度的方向不断地变化,但速度的大小可以不变
C.曲线运动的速度方向可能不变
D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变
2、关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.它所受的合力可能为零
B.有可能处于平衡状态
C.速度方向一定时刻改变
D.受到的合外力方向有可能与速度方向在同一条直线上
3、曲线运动中,关于物体加速度的下列说法正确的是( )
A.加速度方向一定不变
B.加速度方向和速度方向始终保持垂直
C.加速度方向跟所受的合外力方向始终一致
D.加速度方向可能与速度方向相同
4、质量为m的物体,在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做( )
A.加速度大小为
的匀变速直线运动
B.加速度大小为
的匀变速直线运动
C.加速度大小为
的匀变速曲线运动
D.匀速直线运动
题型二曲线运动的轨迹分析
1、如图5-1-10所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B.这时突然使它所受的力反向而大小不变(即由F变为-F),对于在此力作用下物体的运动情况,下列说法正确的是( )
图5-1-10
A.物体不可能沿曲线Ba运动B.物体不可能沿直线Bb运动
C.物体不可能沿曲线Bc运动D.物体不可能沿原曲线由B返回A
2、嫦娥三号计划2013年发射,静待我国首次软着陆.如图5-1-13所示,假设“嫦娥三号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小.在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
图5-1-13
题型三运动的合成与分解
1、下列说法正确的是( )
A.合运动和分运动互相影响,不能独立进行
B.合运动的时间一定比分运动的时间长
C.合运动和分运动具有等时性,即同时开始,同时结束
D.合运动的位移大小等于两个分运动位移大小之和
2、如图5-1-11所示,红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管水平向右做直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的( )
图5-1-11
A.若玻璃管做匀速运动,则为直线P
B.若玻璃管做匀加速运动,则为曲线Q
C.若玻璃管做匀加速运动,则为曲线R
D.不论玻璃管做何种运动,轨迹都是直线P
3、降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞( )
A.下落的时间越短 B.下落的时间越长
C.落地时速度越小D.落地时速度越大
4、两个互相垂直的匀变速直线运动,初速度分别为v1和v2,加速度分别为a1和a2,它们的合运动轨迹( )
A.如果v1=v2=0,那么轨迹一定是直线
B.如果v1≠0,v2≠0,那么轨迹一定是曲线
C.如果a1=a2,那么轨迹一定是直线
D.如果
=
,那么轨迹一定是直线
5、如图5-1-14所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )
图5-1-14
A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变
6、.如图5-1-15所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起,在某一段时间内,A、B之间的距离以L=H-t2(式中H为直升机A离地面的高度,各物理量的单位均为国际制单位)规律变化,则在这段时间内,下面判断中正确的是(不计空气阻力)( )
图5-1-15
A.悬索的拉力小于伤员的重力
B.悬索成倾斜直线
C.伤员做加速度减小的曲线运动
D.伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动
【船过河问题】
1、欲划船渡过宽100m的河,船相对河岸的速度v1=5m/s,水流速度v2=3m/s,
(1)若小船在最短时间过河,船头应怎样放置,且渡河的最短时间是多少?
(2)若小船渡河位移最短,船头应怎样放置?
且渡河的时间是多少?
(3)若水流速度变为6m/s,而船速不变,则渡河的最短位移是多少?
8、图所示,小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对于静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸.现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是()
A.减小α角,增大船速vB.增大α角,增大船速v
C.减小α角,保持船速v不变D.增大α角,保持船速v不变
【绳拉船问题】
1、如图,汽车在平直路面上匀速运动,用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船,汽车与滑轮间的绳保持水平。
当牵引轮船的绳与水平方向成
角时,轮船速度为v,绳的拉力对船做功的功率为P,此时绳对船的拉力为__________。
若汽车还受到恒定阻力f,则汽车发动机的输出功率为__________。
2如图所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为θ,不计摩擦和轮的质量,则此时小船的水平速度多大?
3、如图所示,已知h=2m.小船以v=4m/s的速度匀速向左运动,并拉动岸上的车,当船经图中的A点时,绳与水平方向的夹角为θ=53°,当船经过图中B点时,绳子与水平方向的夹角θ′=37°,求该过程车的速度变化了多少?
(A、B均可看作质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
三基本规律(如图4-2-1)
图4-2-1
(1)位移关系
(2)速度关系
3、对平抛运动规律的进一步理解
1.速度的变化规律
水平方向分速度保持vx=v0不变;竖直方向加速度恒为g,速度vy=gt,从抛出点起,每隔Δt时间,速度的矢量关系如右图所示,这一矢量关系有三个特点;
(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内的速度改变量Δv的方向均竖直向下,大小均为Δv=Δvy=gΔt。
注意:
平抛运动的速率并不随时间均匀变化,但速度随时间是均匀变化的。
(3)随着时间的推移,末速度与竖直方向的夹角越来越大,但永远不会等于90°。
2.位移的变化规律
(1)任意相等时间间隔内,水平位移不变,且Δx=v0Δt。
(2)任意相等的时间间隔Δt内,竖直方向上的位移差不变,即Δy=gΔt2。
【针对训练】
1.关于做平抛运动的物体,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是非匀变速曲线运动
B.平抛运动是匀变速曲线运动
C.每秒内速度的变化量相等
D.每秒内速率的变化量相等
斜抛运动
1.定义
以一定的初速度斜向射出去,在空气阻力可以忽略的情况下,我们把物体所做的这类运动叫做斜抛运动.
2.性质
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
斜抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛(或竖直下抛)运动的合运动.
2.(2013届江南十校联考)在水平地面上M点的正上方某一高度处,将S1球以初速度v1水平向右抛出,同时在M点右方地面上N点处,将S2球以初速度v2斜向左上方抛出,两球恰在M、N连线的中点正上方相遇,不计空气阻力,则两球从抛出到相遇过程中( )
A.初速度大小关系为v1=v2 B.速度变化量相等
C.水平位移相等D.都不是匀变速运动
【即学即用】
1.(2012·新课标全国高考)如图4-2-5,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的:
不计空气阻力,则( )
图4-2-5
A.a的飞行时间比b的长
B.b和c的飞行时间相同
C.a的水平速度比b的小
D.b的初速度比c的大
类平抛运动分析
受力特点
物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直
运动特点
在初速度v0方向做匀速直线运动,在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a=
处理方法
常规
分解
将类平抛运动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(即沿合力的方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性
特殊
分解
对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解
图4-2-8
在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向(竖直方向)的恒力F=15N作用,直线OA与x轴成α=37°,如图4-2-8所示曲线为质点的轨迹图(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,质点从O点到P点所经历的时间以及P点的坐标;
(2)质点经过P点的速度大小.
图4-2-9
3质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力作用(该升力由除重力以外的其他合力提供).已知飞机从离地开始其竖直位移与水平位移之间的关系图象如图4-2-9所示,今测得当飞机在水平方向的位移为l时,它的上升高度为h.求飞机受到的升力大小.
●受限制的平抛运动
3.
图4-2-12
(2011·海南高考)如图4-2-12所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,ab为沿水平方向的直径.若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点.已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径.
【典例精析3】:
物体做平抛运动,在它落地前的1s内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°,g=10m/s2。
求:
(1)平抛运动的初速度v0;
(2)平抛运动的时间;
(3)平抛时的高度。
【典例精析4】:
如图所示,为一平抛物体运动的闪光照片示意图,照片与实际大小相比缩小10倍.对照片中小球位置进行测量得:
1与4闪光点竖直距离为1.5cm,4与7闪光点竖直距离为2.5cm,各闪光点之间水平距离均为0.5cm.则
(1)小球抛出时的速度大小为多少?
(2)验证小球抛出点是否在闪光点1处,若不在,则抛出点距闪光点1的实际水平距离和竖直距离分别为多少?
(空气阻力不计,g=10m/s2)
四、平抛运动的两个重要推论
【典例精析6】:
如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( )
A.tanφ=sinθB.tanφ=cosθ
C.tanφ=tanθD.tanφ=2tanθ
【典例精析7】:
竖直半圆形轨道ACB的半径为R,AB水平,C为轨道最低点.一个小球从A点以速度
水平抛出,设重力加速度为g,不计空气阻力,则()
A.总可以找到一个
值,使小球垂直撞击AC段某处
B.总可以找到一个
值,使小球垂直撞击最低点C
C.总可以找到一个
值,使小球垂直撞击CB段某处
D.无论
取何值,小球都不可能垂直撞击轨道
、
【典例精析8】:
如右图所示,足够长斜面OA的倾角为θ,固定在水平地面上,现从顶点O以速度v0平抛一小球,不计空气阻力,重力加速度为g,求小球在飞行过程中经过多长时间离斜面最远?
最远距离是多少?
注意:
速度与斜面平行的时刻有如下特征:
(1)竖直速度与水平速度之比等于斜面倾角的正切;
(2)该时刻是全运动过程的中间时刻;
(3)该时刻之前与该时刻之后竖直方向上的位移之比为1∶3;
(4)该时刻之前与该时刻之后斜面方向上的位移之比不是1∶3。
还有一类问题是平抛后垂直撞击斜面,在撞击斜面的时刻,速度方向与水平方向的夹角与斜面的倾角互余;另一情况是平抛过程的位移与斜面垂直。
(二)平抛运动的临界问题
解决这类问题的关健有三点:
其一是确定运动性质——平抛运动;其二是确定临界状态;其三是确定临界轨迹——轨迹示意图。
【典例精析12】:
如右图所示,水平屋顶高H=5m,墙高h=3.2m,墙到房子的距离L=3m,墙外马路宽x=10m,小球从房顶水平飞出,落在墙外的马路上,求小球离开房顶时的速度v0的取值范围。
(取g=10m/s2)
【典例精析15】:
如右图所示,一个质量为1kg的物体静止在粗糙的水平面上,物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.4.。
现对物体施加一水平向右的恒力F=12N,经过t1=1s后,迅速将该力的方向改为竖直向上,大小不变,则再经t2=2s,物体相对于地面的高度及物体的速度的大小和方向各为多少?
【小结】:
类平抛运动问题的求解思路
→
→
圆周运动中的临界问题
如图所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为60m.如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则:
(1)汽车允许的最大速率是多少?
(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?
(g取10m/s2)
1.水平面内的圆周运动的临界问题
在水平面上做圆周运动的物体,当角速度ω变化时,物体有远离或向着圆心运动(半径有变化)的趋势.这时,要根据物体的受力情况,判断物体所受的某个力是否存在以及这个力存在时方向朝哪(特别是一些接触力,如静摩擦力、绳的拉力等).
2.竖直平面内的圆周运动的临界问题
竖直平面内的圆周运动,往往是典型的变速圆周运动.对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题,中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况.
在解答竖直面内的圆周运动问题时,对球在最高点的临界情况,要注意两类模型的区别:
绳和杆,绳只能提供拉力,而杆既能提供拉力又能提供支持力.
处理临界问题常用的方法
(1)极限法:
把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象显现,达到尽快求解的目的.
(2)假设法:
有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题.
3有一水平放置的圆盘,上面放有一劲度系数为k的轻质弹簧,如图所示,弹簧的一端固定于轴O上,另一端挂一质量为m的物体A,物体与圆盘面间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为R.
(1)圆盘的转速n0多大时,物体A开始滑动?
(2)分析转速达到2n0时,弹簧的伸长量Δx是多少?
10.如图所示,长l=0.5m的轻质细杆,一端固定有一个质量为m=3kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为v=2m/s.取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24N
B.小球通过最高点时,对杆的压力大小是6N
C.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24N
D.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N
13.(16分)如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置.质量为m的小球以某一速度进入管内,通过最高点A时,对管壁的作用力为
mg.求:
小球落地点距轨道最低点B的距离的可能值.
12.(2015·衡水高一检测)如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,然后小球从轨道口B处飞出,最后落在水平面上,已知小球落地点C距B处的距离为3R.求小球对轨道口B处的压力为多大?
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