高考天津版高考理科物理专题四 曲线运动.docx
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高考天津版高考理科物理专题四曲线运动
专题四 曲线运动
挖命题
【考情探究】
考点
考向
5年考情
预测热度
考题示例
学业水平
关联考点
素养要素
运动的合
成与分解
运动的合成与分解
★☆☆
曲线运动的速度和加速度
抛体运动
平抛运动
2014天津理综,9
(1)
3
圆周运动
运动与相互作用观念
★★☆
圆周运动
匀速圆周运动中的角速度、线速度、向心加速度
2014天津理综,9
(1)
3
平抛运动
运动与相互作用观念
★★☆
圆周运动的向心力
2015天津理综,4,6分
3
受力分析
运动与相互作用观念
离心现象
分析解读 曲线运动属于动力学体系,考生需要构建统一的运动与相互作用观念。
平抛运动和圆周运动是最典型的两种曲线运动,是本专题考查的热点,前者是恒力作用下的运动,属于匀变速曲线运动,后者是变力作用下的运动,属于非匀变速曲线运动。
对这两种运动的考查可以综合在动力学中,也可体现在天体运动或带电粒子在电场、磁场中的运动。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一 运动的合成与分解
1.如果一个物体受到不为零的恒定合力作用,则它可能做以下哪种运动( )
A.匀速直线运动B.匀速圆周运动
C.匀变速曲线运动D.简谐运动
答案 C
2.(多选)在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,则小球在随后的运动中( )
A.速度和加速度的方向都在不断变化
B.速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C.在相等的时间间隔内,速率的改变量相等
D.在相等的时间间隔内,速度的改变量相等
答案 BD
3.如图甲所示,在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个圆柱形的红蜡块R(红蜡块的直径略小于玻璃管的内径,轻重适宜,使它能在玻璃管内的水中匀速上升),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
将此玻璃管迅速竖直倒置(如图乙所示),红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升到管底B。
若在将玻璃管竖直倒置、红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时,将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动(如图丙所示),直至红蜡块上升到管底B(如图丁所示)。
红蜡块与玻璃管间的摩擦力很小,可以忽略不计,在这一过程中相对于地面而言( )
A.红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动
B.红蜡块做速度大小变化的直线运动
C.红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动
D.红蜡块做加速度大小变化的曲线运动
答案 C
考点二 抛体运动
4.(多选)从同一高度水平抛出的物体,在空中运动一段时间,落到同一水平地面上。
在不计空气阻力的条件下,由平抛运动的规律可知( )
A.水平初速度越大,物体在空中运动的时间越长
B.物体的质量越大,物体在空中运动的时间越长
C.水平初速度越大,物体的水平位移越大
D.水平初速度越大,物体落地时速度越大
答案 CD
5.(多选)如图,小球在倾角为θ的斜面上方O点处以速度v0水平抛出,落在斜面上的A点时速度的方向与斜面垂直,重力加速度为g。
根据上述条件可以求出( )
A.小球从O点到A点的时间
B.O点距离地面的高度
C.小球在A点速度的大小
D.O点到A点的水平距离
答案 ACD
6.如图所示,在光滑水平桌面上建立平面直角坐标系xOy。
一质量为m的物块静止在坐标原点。
现对物块施加沿x轴正方向的恒力F,作用时间为t;然后保持F大小不变,方向改为沿y轴负方向,作用时间也为t;再将力F大小不变,方向改为沿x轴负方向,作用时间仍为t。
则此时( )
A.物块的速度沿x轴正方向
B.物块的速度沿y轴负方向
C.物块的位置坐标为(0,
)
D.物块的位置坐标为(
)
答案 B
7.如图所示,在竖直平面内有一个四分之一圆轨道固定在水平桌面上,圆心为O点,OA在水平方向,其半径R=0.40m,轨道的最低点B距地面的高度h=0.45m。
一质量m=0.20kg的小滑块从轨道的最高点A由静止开始滑下,到达轨道底端B点时的速度vB=2.0m/s。
滑块离开轨道后做平抛运动,落到地面上的C点。
不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。
求:
(1)小滑块从B点运动到C点所经历的时间t;
(2)小滑块落地点与B点的水平距离x;
(3)小滑块从A点运动到B点的过程中,滑块克服摩擦力所做的功W。
答案
(1)0.30s
(2)0.60m (3)0.40J
考点三 圆周运动
8.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样,它们的边缘有三个点A、B、C。
在自行车正常骑行时,下列说法正确的是( )
A.A、B两点的角速度大小相等
B.B、C两点的线速度大小相等
C.A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
D.B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比
答案 D
9.如图所示,汽车在一水平公路上转弯时,汽车的运动可视为匀速圆周运动。
下列关于汽车转弯时的说法正确的是( )
A.汽车处于平衡状态
B.汽车的向心力由重力提供
C.汽车的向心力由摩擦力提供
D.汽车的向心力由支持力提供
答案 C
10.(多选)如图所示,细绳一端固定,另一端系一小球。
给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个“圆锥摆”。
设细绳与竖直方向的夹角为θ,如果θ变大,则( )
A.细绳对小球的拉力变大
B.小球的向心加速度变大
C.小球运动的速度增大
D.小球运动的周期增大
答案 ABC
11.AB是竖直平面内的光滑四分之一圆轨道,下端B与水平长直轨道相切,如图所示。
一小木块(可视为质点)自A点起由静止开始沿轨道下滑。
已知圆弧轨道半径为R,小木块的质量为m,与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
求:
(1)木块运动到B点时的速度大小v;
(2)木块经过圆弧轨道的B点时对轨道的压力大小FB;
(3)木块在水平轨道上滑行的最大距离s。
答案
(1)
(2)3mg (3)
12.某游乐设施如图所示,由半圆形APB和直线形BC细圆管组成的轨道固定在水平桌面上(圆半径比细圆管内径大得多),轨道内壁光滑。
已知APB部分的半径R=0.8m,BC段长L=1.6m。
弹射装置将一质量m=0.2kg的小球(可视为质点)以水平初速度v0从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道水平抛出,落地点D离C点的水平距离为s=1.6m,桌子的高度h=0.8m,不计空气阻力,取g=10m/s2。
求:
(1)小球水平初速度v0的大小;
(2)小球在半圆形轨道内运动时的角速度ω以及从A点运动到C点的时间t;
(3)小球在半圆形轨道内运动时细圆管对小球的作用力F的大小。
答案
(1)4m/s
(2)5rad/s 1.028s (3)2
N
炼技法
【方法集训】
方法1 小船渡河问题的分析方法
1.船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2。
为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为( )
答案 C
2.(多选)河水的流速与离河岸的距离关系如图甲所示,船在静水中速度与时间的关系如图乙所示。
若要使船以最短时间渡河,则( )
A.船渡河的最短时间是100s
B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船在河水中航行的轨迹是一条直线
D.船在河水中的最大速度是5m/s
答案 ABD
方法2 圆周运动中的临界问题的处理方法
3.(多选)如图所示,水平放置的圆盘以一定角速度做匀速圆周运动,放在圆盘上的小物块跟着圆盘一起做匀速圆周运动,与圆盘保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A.物块处于平衡状态
B.物块受到三个力的作用
C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,越容易脱离圆盘
D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘
答案 BC
4.用一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥顶上,如图所示。
设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为FT,则FT随ω2的变化的图像是( )
答案 C
过专题
【五年高考】
A组 基础题组
1.(2015天津理综,4,6分)未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。
当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。
为达到上述目的,下列说法正确的是( )
A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大
B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小
C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大
D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小
答案 B
2.(2018北京理综,20,6分)根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。
但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处。
这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比。
现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( )
A.到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零
B.到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零
C.落地点在抛出点东侧
D.落地点在抛出点西侧
答案 D
3.(2018江苏单科,3,3分)某弹射管每次弹出的小球速度相等。
在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球。
忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的( )
A.时刻相同,地点相同B.时刻相同,地点不同
C.时刻不同,地点相同D.时刻不同,地点不同
答案 B
4.(2018课标Ⅲ,17,6分)在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以v和
的速度沿同一方向水平抛出,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.2倍B.4倍C.6倍D.8倍
答案 A
5.(2014课标Ⅰ,20,6分)(多选)如图,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( )
A.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=
是b开始滑动的临界角速度
D.当ω=
时,a所受摩擦力的大小为kmg
答案 AC
B组 提升题组
1.(2015广东理综,14,4分)如图所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向运动,帆船以速度v朝正北方向航行。
以帆板为参照物 ( )
A.帆船朝正东方向航行,速度大小为v
B.帆船朝正西方向航行,速度大小为v
C.帆船朝南偏东45°方向航行,速度大小为
v
D.帆船朝北偏东45°方向航行,速度大小为
v
答案 D
2.(2017课标Ⅰ,15,6分)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。
速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是( )
A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
答案 C
3.(2014安徽理综,19,6分)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘
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