(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 第1課時 曲線運(yùn)動 平拋運(yùn)動學(xué)案
《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 第1課時 曲線運(yùn)動 平拋運(yùn)動學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 第1課時 曲線運(yùn)動 平拋運(yùn)動學(xué)案(22頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第1課時 曲線運(yùn)動 平拋運(yùn)動 [考綱要求] 知識內(nèi)容 考試要求 備考方略 必考 加試 曲線運(yùn)動 b b 1.本章內(nèi)容常以單選題形式出現(xiàn),考查突出曲線運(yùn)動基本知識、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動。 2.本章內(nèi)容也可與牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系相綜合,常以計算題的形式出現(xiàn)。 運(yùn)動的合成與分解 b c 平拋運(yùn)動 d d 圓周運(yùn)動、向心加速度、向心力 d d 生活中的圓周運(yùn)動 c 行星的運(yùn)動 a 1.本章內(nèi)容只有必考要求,在學(xué)考中常以單選題形式出現(xiàn),考查以萬有引力定律應(yīng)用(估算天體質(zhì)量和密度)及人造衛(wèi)星運(yùn)動為主。 2.本章內(nèi)容應(yīng)突出物理與現(xiàn)代科技、
2、生產(chǎn)、生活的綜合,特別與現(xiàn)代航天技術(shù)的聯(lián)系。 太陽與行星間的引力 a 萬有引力定律 c 萬有引力理論的成就 c 宇宙航行 c 經(jīng)典力學(xué)的局限性 a 實(shí)驗(yàn)6:研究平拋運(yùn)動 √ 一、曲線運(yùn)動 1.速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。 2.運(yùn)動的性質(zhì):做曲線運(yùn)動的物體,速度的方向時刻在改變,所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。 3.曲線運(yùn)動的條件 二、運(yùn)動的合成與分解 1.分運(yùn)動和合運(yùn)動 (1)一個物體同時參與幾個運(yùn)動,這幾個運(yùn)動為分運(yùn)動,物體的實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動。 (2)運(yùn)動的合成:已知分運(yùn)動求合運(yùn)動。 (3
3、)運(yùn)動的分解:已知合運(yùn)動求分運(yùn)動。 2.分解原則:根據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果分解,也可采用正交分解。 3.遵循的規(guī)律:位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則。 三、平拋運(yùn)動 1.定義:以一定的初速度沿水平方向拋出的物體,只在重力作用下的運(yùn)動。 2.性質(zhì):平拋運(yùn)動是加速度為g的勻加速曲線運(yùn)動,其運(yùn)動軌跡是拋物線。 3.平拋運(yùn)動的條件:(1)v0≠0,沿水平方向;(2)只受重力作用。 4.研究方法:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。 5.基本規(guī)律(如圖所示) (1)位移關(guān)系 (2)速度關(guān)系 【思考判斷】 1.變
4、速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動( × ) 2.做曲線運(yùn)動的物體速度大小一定發(fā)生變化( × ) 3.做曲線運(yùn)動的物體加速度可以為零( × ) 4.兩個分運(yùn)動的時間一定與它們的合運(yùn)動的時間相等( √ ) 5.合運(yùn)動的速度一定比分運(yùn)動的速度大( × ) 6.只要兩個分運(yùn)動為直線運(yùn)動,合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動( × ) 7.做平拋運(yùn)動的物體初速度越大,在空中運(yùn)動時間越長( × ) 8.平拋運(yùn)動是一種勻變速曲線運(yùn)動( √ ) 9.做平拋運(yùn)動的物體,在任意相等時間內(nèi)速度變化相同( √ ) 考點(diǎn)一 曲線運(yùn)動(b/b) [要點(diǎn)突破] 1.曲線運(yùn)動的特點(diǎn) 速度方向 時刻改變,某時刻的速度方向沿曲
5、線上物體所處位置的切線方向 運(yùn)動性質(zhì) 變速運(yùn)動 受 力 合力與速度方向不共線 位移與路程的關(guān)系 位移大小小于路程 合 力 合力不為0,指向曲線凹側(cè) 軌 跡 夾在速度與合力的方向之間 2.速率變化情況判斷 (1)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體的速率增大。 (2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體的速率減小。 (3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時,物體的速率不變。 [典例剖析] 【例1】 關(guān)于做曲線運(yùn)動的物體,下列說法中正確的是( ) A.物體的速度方向一定不斷改變 B.物體的速度大小一定不斷改變 C.物體的加速度方向一定不斷改變 D.
6、物體的加速度大小一定不斷改變 解析 做曲線運(yùn)動的物體速度方向是該點(diǎn)的切線方向,時刻在變化,故A正確;做曲線運(yùn)動的物體速度大小可以不變,如勻速圓周運(yùn)動,故B錯誤;曲線運(yùn)動的速度方向時刻改變,故一定具有加速度,但加速度的大小和方向不一定改變,如平拋運(yùn)動,故C、D錯誤。 答案 A 【例2】 (2017·溫州模擬)一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運(yùn)動,其俯視圖如圖所示。當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)時,其速度方向恰好改變了90°,則物體從M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動過程中,物體的速度將( ) A.不斷增大 B.不斷減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 解析 物體受恒力F作用,M點(diǎn)的速度方
7、向豎直向上,N點(diǎn)速度方向水平向右,所以恒力F的方向應(yīng)斜向右下,開始恒力F與速度方向夾角為鈍角,物體做減速運(yùn)動;之后恒力F與速度方向夾角為銳角,物體做加速運(yùn)動,故D選項(xiàng)正確。 答案 D 【方法總結(jié)】 判斷物體是否做曲線運(yùn)動的方法 判斷物體是做曲線運(yùn)動還是做直線運(yùn)動,關(guān)鍵要看a和v的方向,兩者方向在同一直線上則做直線運(yùn)動,有夾角則做曲線運(yùn)動。 [針對訓(xùn)練] 1.(2017·杭州模擬)“神舟十一號”飛船于2016年10月17日發(fā)射升空,在靠近軌道沿曲線從M點(diǎn)到N點(diǎn)的飛行過程中,速度逐漸減小,在此過程中“神舟十一號”所受合力的方向,可能是( ) 解析 考慮到合外力方向指
8、向軌跡凹側(cè),且由M到N速度減小可知C選項(xiàng)正確。 答案 C 2.降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng),若風(fēng)速越大,則降落傘( ) A.下落的時間越短 B.下落的時間越長 C.落地時速度越小 D.落地時速度越大 解析 風(fēng)沿水平方向吹,不影響豎直速度,故下落時間不變,A、B兩項(xiàng)均錯誤;風(fēng)速越大降落傘落地時合速度越大,故C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確。 答案 D 考點(diǎn)二 運(yùn)動的合成與分解(b/c) [要點(diǎn)突破] 1.合運(yùn)動和分運(yùn)動的關(guān)系 (1)等時性:各個分運(yùn)動與合運(yùn)動總是同時開始,同時結(jié)束,經(jīng)歷時間相等(不同時的運(yùn)動不能合成)。 (2)獨(dú)立性:一個物體同時參與幾個分運(yùn)動時,各分運(yùn)動
9、獨(dú)立進(jìn)行,互不影響。 (3)等效性:各分運(yùn)動疊加起來與合運(yùn)動有完全相同的效果。 (4)同一性:各分運(yùn)動與合運(yùn)動是指同一物體參與的分運(yùn)動和實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動,不能是幾個不同物體發(fā)生的不同運(yùn)動。 2.小船渡河模型 在運(yùn)動的合成與分解問題中,兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動仍是勻速直線運(yùn)動,其中一個速度大小和方向都不變,另一個速度大小不變,方向在180°范圍內(nèi)(不變的速度所在直線的一側(cè))變化。我們對合運(yùn)動或分運(yùn)動的速度、時間、位移等問題進(jìn)行研究。這樣的運(yùn)動系統(tǒng)可看做“小船渡河模型”。 3.繩(桿)端速度分解模型 (1)模型特點(diǎn):沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等。 (2)思路與方法 合運(yùn)動→繩拉
10、物體的實(shí)際運(yùn)動速度v 分運(yùn)動→ [典例剖析] 【例1】 對于兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動,下列說法正確的是( ) A.合運(yùn)動的速度大于兩個分運(yùn)動的速度 B.合運(yùn)動的速度一定大于某一個分運(yùn)動的速度 C.合運(yùn)動的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動的方向 D.由兩個分速度的大小就可以確定合速度的大小 解析 根據(jù)平行四邊形定則,合速度的大小和方向可由平行四邊形的對角線表示,而兩鄰邊表示兩個分速度,由幾何關(guān)系知,兩鄰邊和對角線的長短關(guān)系因兩鄰邊的夾角不同而不同,當(dāng)兩鄰邊長短不變,而夾角改變時,對角線的長短也將發(fā)生改變,即合速度也將變化,故A、B、D錯誤,C正確。 答案 C 【例2】 船在靜水中的速度為3.
11、0 m/s,它要渡過寬度為30 m的河,河水的流速為2.0 m/s,則下列說法中正確的是( ) A.船不能渡過河 B.船渡河的速度一定為5.0 m/s C.船不能垂直到達(dá)對岸 D.船到達(dá)對岸所需的最短時間為10 s 解析 當(dāng)船頭垂直于河岸時,過河時間最短,tmin==10 s,A錯誤,D正確;因v船>v水,故船可以垂直到達(dá)對岸,C錯誤;船渡河的速度大小與船頭指向有關(guān),B錯誤。 答案 D 【例3】 如圖所示,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動的小車,通過定滑輪用繩子吊起一個物體,若小車和被吊的物體在同一時刻的速度分別為v1和v2,繩子對物體的拉力為T,物體所受重力為G,則下列說法正確的是
12、( )
A.物體做勻速運(yùn)動,且v1=v2 B.物體做加速運(yùn)動,且v2>v1
C.物體做加速運(yùn)動,且T>G D.物體做勻速運(yùn)動,且T=G
解析 把v1分解如圖所示,v2=v1cos α,α變小,v2變大,物體做加速運(yùn)動,處于超重狀態(tài),T>G,選項(xiàng)C正確。
答案 C
【方法總結(jié)】
小船渡河問題分析
1.三種速度:v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實(shí)際速度)。
2.最短時間問題:船頭正對河岸時,渡河時間最短,t短=(d為河寬)。
3.過河路徑最短
(1)v2 13、(2)v2>v1時:合速度不可能垂直于河岸,無法垂直渡河。確定方法如下:如圖所示,以v2矢量末端為圓心,以v1矢量的大小為半徑畫弧,從v2矢量的始端向圓弧作切線,則合速度沿此切線方向航程最短。由圖可知:cos α=,最短航程:s短==d。
[針對訓(xùn)練]
1.質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在x-y平面上做曲線運(yùn)動,在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為3 m/s
B.2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s
C.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動的加速度為3 m/s2
D.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N
解析 x軸方向初速度為vx=3 m/s,y軸方向初速度 14、vy=-4 m/s,質(zhì)點(diǎn)的初速度v==5 m/s,故A錯誤;2 s末質(zhì)點(diǎn)x軸方向初速度為vx=6 m/s,y軸方向初速度vy=-4 m/s,質(zhì)點(diǎn)2 s末的速度v==2 m/s,B錯誤;x軸方向的加速度a=1.5 m/s2,質(zhì)點(diǎn)的合力F合=ma=3 N,故C錯誤,D正確。
答案 D
2.如圖所示,某登陸艦船頭垂直海岸從A點(diǎn)出發(fā),分別沿路徑AB、AC在演練島嶼的BC兩點(diǎn)登陸。已知登陸艦在靜水中速度恒定且大于水速,則下列說法正確的是( )
A.沿AC航行所用時間較長
B.沿AC航行時水速較大
C.實(shí)際航速兩次大小相等
D.無論船頭方向如何,登陸艦都無法在A點(diǎn)正對岸登陸
解析 由航 15、行時間t=可知,兩次航行時間相等,沿AC航行沿水流方向的位移大,說明此過程的水速度大,故A錯誤,B正確;根據(jù)速度的合成可知,實(shí)際航速兩次大小不相等,故C錯誤;當(dāng)船頭偏向上游時,可以在A點(diǎn)正對岸登陸,故D錯誤。
答案 B
3.如圖所示,人拉繩在水平面上做勻速直線運(yùn)動,下列情況中關(guān)于繩對物體的拉力與物體重力的比較,說法正確的是( )
A.若人向左運(yùn)動,繩對物體的拉力大于物體重力;若人向右運(yùn)動,則繩對物體的拉力小于物體重力
B.若人向左運(yùn)動,繩對物體的拉力小于物體重力;若人向右運(yùn)動,則繩對物體的拉力大于物體重力
C.不論人向左或向右運(yùn)動,繩對物體的拉力均大于物體重力
D.不論人向左 16、或向右運(yùn)動,繩對物體的拉力均小于物體重力
解析 設(shè)繩與水平方向夾角為α,人勻速運(yùn)動速度的大小為v,則物體運(yùn)動速度的大小為vcos α。人向左運(yùn)動時,α增大,cos α減小,物體向下減速,處于超重狀態(tài);人向右運(yùn)動時,α減小,cos α增大,物體向上加速,也是超重狀態(tài),故不論人向左或向右運(yùn)動,繩對物體的拉力均大于物體重力,選項(xiàng)C正確。
答案 C
考點(diǎn)三 平拋運(yùn)動(d/d)
[要點(diǎn)突破]
1.平拋運(yùn)動的求解方略——運(yùn)動分解
(2)時間相等是聯(lián)系兩個分運(yùn)動的橋梁。
(3)注意速度、位移的合成與分解。
2.平拋運(yùn)動的分解方法與技巧
(1)如果知道速度的大小或方向,應(yīng)首先考慮分解速度 17、。
(2)如果知道位移的大小或方向,應(yīng)首先考慮分解位移。
(3)兩種分解方法:
①沿水平方向的勻速運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。
②沿斜面方向的勻加速運(yùn)動和垂直斜面方向的勻減速運(yùn)動。
3.平拋運(yùn)動的兩個推論
(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體任一時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點(diǎn),如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示。
(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體在任意時刻,設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為α,位移方向與水平方向的夾角為θ,則tan α=2tan θ。
[典例剖析]
【例1】 如圖所示,兩個相對的斜面,傾角分別為α=37°和β=53°。在頂點(diǎn)把兩個小球以同樣大小的初 18、速度分別向左、向右水平拋出,小球都落在斜面上。若不計空氣阻力,則a、b兩個小球的運(yùn)動時間之比為( )
A.1∶1 B.4∶3
C.16∶9 D.9∶16
解析 對a有=tan α,得ta=①
對b有=tan β,得tb=②
將數(shù)值代入①②得ta∶tb=9∶16。選項(xiàng)D正確。
答案 D
【例2】 如圖所示,一枚一元硬幣靜止在水平桌面上,被某學(xué)生用手指彈擊后(彈擊的時間很短),以v0=3 m/s的初速度在水平桌面上開始滑行x1=0.5 m后離開桌面,硬幣落地點(diǎn)距桌面邊沿的水平距離為x2=0.4 m,已知桌面高度h=0.8 m,不計 19、空氣阻力,求:
(1)硬幣從桌面落到地面的時間;
(2)硬幣在桌面上滑行的時間;
(3)硬幣與桌面間的動摩擦因數(shù)。
解析 (1)從桌面落到地面,硬幣做平拋運(yùn)動,
由h=gt①
得t2=,代入數(shù)據(jù)得t2=0.4 s②
(2)設(shè)硬幣離開桌面時的速度為v,
由x2=vt2,得v=,代入數(shù)據(jù)得v=1 m/s③
硬幣被彈擊后,做勻減速直線運(yùn)動
由x1=t1④
得t1=,代入數(shù)據(jù)得t1=0.25 s⑤
即硬幣在桌面上滑行的時間為0.25 s。
(3)硬幣在桌面上滑行的加速度大小
a==8 m/s2
設(shè)硬幣與桌面間動摩擦因數(shù)為μ,
則μmg=ma,故μ==0.8。
答案 20、 (1)0.4 s (2)0.25 s (3)0.8
【方法總結(jié)】
平拋運(yùn)動在豎直方向上分運(yùn)動的規(guī)律
(1)速度的變化規(guī)律:任意相等時間間隔Δt內(nèi)的速度變化量方向豎直向下,大小Δv=gΔt相等。
(2)位移的變化規(guī)律:連續(xù)相等的時間間隔Δt內(nèi),豎直方向上的位移差不變,即Δy=g(Δt)2。
[針對訓(xùn)練]
1.(2016·浙江10月選考)一水平固定的水管,水從管口以不變的速度源源不斷地噴出,水管距地面高h(yuǎn)=1.8 m,水落地的位置到管口的水平距離x=1.2 m。不計空氣及摩擦阻力,水從管口噴出的初速度大小是( )
A.1.2 m/s B.2.0 m/s
C.3.0 m/s 21、D.4.0 m/s
解析 水平噴出的水做平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律h=gt2可知,水在空中的時間t==0.6 s,根據(jù)x=v0t可知水平速度為v0=2 m/s 。因此選項(xiàng)B正確。
答案 B
2.如圖所示,以10 m/s的水平初速度拋出的物體,飛行一段時間后,垂直地撞在傾角為θ=30°的斜面上,g取10 m/s2,這段飛行所用的時間為( )
A. s B. s
C. s D.2 s
解析 如圖所示,把末速度分解成水平方向的分速度v0和豎直方向的分速度vy,則有=。又vy=gt,將數(shù)值代入以上兩式得t= s。選項(xiàng)C正確。
答案 C
3.如圖所示,從傾角為θ的足夠長 22、的斜面上的某點(diǎn),先后將同一球以不同的初速度水平向右拋出,第一次初速度為v1,球落到斜面上前一瞬間的速度方向與斜面的夾角為α1,第二次初速度為v2,球落到斜面上前一瞬間的速度方向與斜面的夾角為α2,若v1>v2,則( )
A.α1>α2 B.α1=α2
C.α1<α2 D.無法確定
解析 末速度與水平初速度的夾角為α+θ,位移和水平初速度的夾角為θ,由平拋運(yùn)動的推論有:2tan θ=tan(α+θ),由上式可知α的大小與拋出速度的大小無關(guān),即α1=α2,選B。
答案 B
1.如圖所示,紅蠟塊可以在豎直玻璃管內(nèi)的水中勻速上升,速度為v。若在紅蠟塊從A點(diǎn)開始勻速上升的同時,玻 23、璃管從AB位置由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動,加速度大小為a,則紅蠟塊的實(shí)際運(yùn)動軌跡可能是圖中的( )
A.直線P B.曲線Q
C.曲線R D.無法確定
解析 蠟塊同時參與了兩個分運(yùn)動,合運(yùn)動的軌跡是直線還是曲線取決于合加速度與合初速度的方向關(guān)系:向上勻速運(yùn)動,則向上的加速度為零,合加速度為水平向右的分運(yùn)動的加速度,大小恒定且方向水平向右;水平向右初速度為零,則合初速度方向向上。由加速度恒定知蠟塊做勻變速運(yùn)動;由初速度方向與加速度方向垂直知蠟塊做曲線運(yùn)動,且軌跡向加速度的一側(cè)彎曲。
答案 B
2.(2017·嘉興模擬)如圖所示,小船過河時,船頭偏向上游與水流方向成α角, 24、船相對于靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸?,F(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準(zhǔn)時到達(dá)對岸,下列措施中可行的是( )
A.減小α角,增大船速v
B.增大α角,增大船速v
C.減小α角,保持船速v不變
D.增大α角,保持船速v不變
解析 船相對靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸,當(dāng)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準(zhǔn)時到達(dá)對岸,如圖所示,可知B正確,A、C、D錯誤。
答案 B
3.(2016·浙江4月選考)某卡車在公路上與路旁障礙物相撞。處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體,經(jīng)判斷,它是相撞瞬間車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的。為了判斷卡車是否超速 25、,需要測量的量是( )
A.車的長度,車的重量
B.車的高度,車的重量
C.車的長度,零件脫落點(diǎn)與陷落點(diǎn)的水平距離
D.車的高度,零件脫落點(diǎn)與陷落點(diǎn)的水平距離
解析 零件被拋出做平拋運(yùn)動,且平拋運(yùn)動的初速度等于卡車原來的速度,則
h=gt2
x=v0t
解得v0=x
要測量卡車原來的速度,只要測出零件平拋運(yùn)動的初速度,由上知,需要測量的量是車的高度h,零件脫落點(diǎn)與陷落點(diǎn)的水平距離x。故D正確。
答案 D
4.(2017·杭州模擬)如圖所示,三角尺緊貼在固定的刻度尺上方,使三角尺沿刻度尺水平向右勻速運(yùn)動的同時,一支鉛筆沿著三角板直角邊,從最下端由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn) 26、動。關(guān)于鉛筆筆尖的運(yùn)動,下列判斷中正確的是( )
A.筆尖的軌跡是一條傾斜的直線
B.筆尖的軌跡是一條拋物線
C.在運(yùn)動過程中,筆尖運(yùn)動的速度方向始終保持不變
D.在運(yùn)動過程中,筆尖運(yùn)動的加速度方向發(fā)生變化
解析 由運(yùn)動的合成可知,筆尖的軌跡是一條拋物線,B選項(xiàng)正確;筆尖運(yùn)動速度方向時刻改變,但加速度方向不變,C、D項(xiàng)錯誤。
答案 B
5.如圖所示,一艘炮艇沿長江由西向東快速行駛,在炮艇上發(fā)射炮彈射擊北岸正北方向的目標(biāo)。要擊中目標(biāo),射擊方向應(yīng)( )
A.對準(zhǔn)目標(biāo)
B.偏向目標(biāo)的西側(cè)
C.偏向目標(biāo)的東側(cè)
D.無論對準(zhǔn)哪個方向都無法擊中目標(biāo)
解析 炮彈的實(shí)際速度 27、方向沿目標(biāo)方向,該速度是船的速度與射擊速度的合速度,根據(jù)平行四邊形定則,知射擊的方向偏向目標(biāo)的西側(cè)。故B正確,A、C、D錯誤。
答案 B
6.(2017·湖州模擬)如圖所示,水平平臺AO長x=2.0 m,槽寬d=0.10 m,槽高h(yuǎn)=1.25 m,現(xiàn)有一小球從平臺上A點(diǎn)水平射出,已知小球與平臺間的阻力為其重力的0.1倍,空氣阻力不計。
(1)求小球在平臺上運(yùn)動的加速度大?。?
(2)為使小球能沿平臺到達(dá)O點(diǎn),求小球在A點(diǎn)的最小出射速度和此情景下小球在平臺上的運(yùn)動時間;
(3)若要保證小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P點(diǎn),求小球離開O點(diǎn)時的速度大小。
解析 (1)小球在平臺上沿水平方 28、向只受到摩擦力的作用,所以ma=kmg
解得a==kg=0.1×10 m/s2=1 m/s2。
(2)為使小球能射入槽中,小球的最小出射速度滿足到達(dá)O點(diǎn)速度為零
由運(yùn)動學(xué)公式v=2ax
代入數(shù)據(jù)解得v1=2 m/s
由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律知0-v1=-at1
聯(lián)立以上式子得t1=2 s。
(3)小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P點(diǎn)
水平方向d=v2t2,豎直方向h=gt
解得t2=0.5 s
聯(lián)立得v2== m/s=0.2 m/s。
答案 (1)1 m/s2 (2)2 m/s 2 s (3)0.2 m/s
[基礎(chǔ)過關(guān)]
1.下列對曲線運(yùn)動的理解正確的是( )
A. 29、物體做曲線運(yùn)動時,加速度一定變化
B.做曲線運(yùn)動的物體不可能受恒力作用
C.曲線運(yùn)動可以是勻變速曲線運(yùn)動
D.做曲線運(yùn)動的物體,速度的方向可以不變
解析 當(dāng)物體受到恒力作用且力與速度方向不共線時,物體就做加速度恒定的曲線運(yùn)動,故A、B錯誤,C正確;做曲線運(yùn)動的物體速度方向一定變化,故D錯誤。
答案 C
2.如圖所示,某同學(xué)將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤,結(jié)果飛鏢打在靶心的正下方。忽略飛鏢運(yùn)動過程中所受空氣阻力,在其他條件不變的情況下,為使飛鏢命中靶心,他在下次投擲時可以( )
A.換用質(zhì)量稍大些的飛鏢
B.適當(dāng)增大投飛鏢的高度
C.到稍遠(yuǎn)些的地方投飛鏢 30、
D.適當(dāng)減小投飛鏢的初速度
解析 飛鏢做的是平拋運(yùn)動,飛鏢打在靶心的正下方說明飛鏢豎直方向的位移太大,根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律可得,水平方向上x=v0t,豎直方向上h=gt2,所以要想減小飛鏢豎直方向的位移,在水平位移不變的情況下,可以適當(dāng)增大投飛鏢的初速度來減小飛鏢的運(yùn)動時間,故D錯誤;初速度不變時,時間不變,適當(dāng)增大投飛鏢的高度,可以使飛鏢命中靶心,飛鏢的質(zhì)量不影響平拋運(yùn)動的規(guī)律,故A錯誤,B正確;在稍遠(yuǎn)些地方投飛鏢,則運(yùn)動時間變長,下落的位移變大,不會擊中靶心,故C錯誤。
答案 B
3.已知河水自西向東流動,流速為v1,小船在靜水中的速度為v2,且v2>v1,用小箭頭表示船頭的指向及 31、小船在不同時刻的位置,虛線表示小船過河的路徑,則下圖中可能的是( )
A.①③ B.②③
C.③④ D.①④
解析 小船的實(shí)際速度應(yīng)該是v1和v2的合速度,根據(jù)速度合成的平行四邊形定則知只有③、④圖有可能。
答案 C
4.(2017·紹興模擬)如圖所示,塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤,在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速向右運(yùn)動的同時,吊鉤豎直向上(設(shè)為正方向)的運(yùn)動規(guī)律為d=H-2t2(SI)(SI表示國際單位制,式中d為A、B之間的距離,H為吊臂離地面的高度),則物體( )
A.做加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動 32、
B.做速度增大的曲線運(yùn)動,加速度為4 m/s2
C.受到的合力豎直向上,加速度為-4 m/s2
D.受到的合力向上偏右,加速度大于4 m/s2
解析 物體B參與水平方向的勻速運(yùn)動和豎直向上的勻加速運(yùn)動,加速度的大小為4 m/s2,方向豎直向上,加速度不變,合運(yùn)動為曲線運(yùn)動,速度一直增大,B正確。
答案 B
5.如圖所示,P是水平地面上的一點(diǎn),A、B、C、D在同一條豎直線上,且AB=BC=CD。從A、B、C三點(diǎn)分別水平拋出一個物體,這三個物體都落在水平地面上的P點(diǎn)。則三個物體拋出時的速度大小之比vA∶vB∶vC為( )
A.∶∶ B.1∶∶
C.1∶2∶3 D.1∶1 33、∶1
解析 由平拋運(yùn)動的規(guī)律可知豎直方向上:h=gt2,水平方向上:x=v0t,兩式聯(lián)立解得v0=x,知v0∝。由于hA=3h,hB=2h,hC=h,代入上式可知選項(xiàng)A正確。
答案 A
6.一階梯如圖所示,其中每級臺階的高度和寬度都是0.4 m,一小球以水平速度v飛出,g取10 m/s2,欲打在第四臺階上,則v的取值范圍是( )
A. m/s 34、.4 35、 m,2 m/s D.1.50 m,2 m/s
解析 由題意可知彈丸從P點(diǎn)射出時的速度方向就是半徑OP的方向。即與水平方向成37度夾角,由平拋運(yùn)動規(guī)律=,vy=gt,h+Rsin 37°=,R+Rcos 37°=v0t解得h=0.15 m,v0=4 m/s,故選A。
答案 A
[能力提升]
8.(2017·金華模擬)斜面上有a、b、c、d四個點(diǎn),如圖所示,ab=bc=cd,從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v水平拋出一個小球,它落在斜面上b點(diǎn),若小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出,不計空氣阻力,則它落在斜面上的( )
A.b與c之間某一點(diǎn) B.c點(diǎn)
C.c與d之間某一點(diǎn) D.d點(diǎn)
解 36、析 假設(shè)斜面是一層很薄的紙,小球落到斜面上就可穿透且不損失能量。過b點(diǎn)作水平線交Oa于點(diǎn)a′,由于小球從O點(diǎn)以速度v水平拋出時,落在斜面上b點(diǎn),則小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出時,穿透斜面后應(yīng)落在水平線a′b延長線上的c′點(diǎn),且a′b=bc′,如圖所示,因ab=bc,則c′點(diǎn)在c點(diǎn)的正下方。顯然其軌跡交于斜面上b與c之間,所以本題應(yīng)選A。
答案 A
9.(2016·浙江金華學(xué)考模擬)如圖所示,P是水平面上的圓弧凹槽。從高臺邊B點(diǎn)以某速度v0水平飛出的小球,恰能從固定在某位置的凹槽的圓弧道的左端A點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道。O是圓弧的圓心,θ1是OA與豎直方向的夾角,θ2是BA與豎直方向的夾 37、角。則( )
A.=2 B.tan θ1·tan θ2=2
C.=2 D.=2
解析 由題意可知:tan θ1==,tan θ2===,所以tan θ1·tan θ2=2,故B正確。
答案 B
10.(2016·紹興一中9月)橫截面為直角三角形的兩個相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,如圖所示。它們的豎直邊長都是底邊長的一半?,F(xiàn)有三個小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋,最后落在斜面上,其落點(diǎn)分別是a、b、c。下列判斷正確的是( )
A.三小球比較,落在a點(diǎn)的小球飛行時間最短
B.三小球比較,落在c點(diǎn)的小球飛行過程速度變化最大
C.三小球比較,落在c點(diǎn)的小 38、球飛行過程速度變化最快
D.無論小球拋出時初速度多大,落到斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直
解析 三個小球做平拋運(yùn)動,從圖中可知落在a點(diǎn)的小球下落的高度最大,根據(jù)t=可得落在a點(diǎn)的小球運(yùn)動時間最長,A錯誤;三個小球都做平拋運(yùn)動,加速度都等于重力加速度,所以三個小球在飛行過程中速度變化率是一樣的,根據(jù)公式Δv=gt可得落在a點(diǎn)的小球的速度變化量最大,故B、C錯誤;首先落在a點(diǎn)的小球不可能與斜面垂直;b、c點(diǎn)豎直速度是gt,水平速度是v,然后斜面的夾角是θ,要合速度垂直斜面,把兩個速度合成后,需要=tan θ=,即v=0.5gt,那么在經(jīng)過t時間內(nèi),豎直位移為0.5gt2,水平位移為vt=( 39、0.5gt)·t=0.5gt2即若要滿足這個關(guān)系,需要水平位移和豎直位移都是一樣的,顯然在圖中b、c是不可能完成的,因?yàn)樵赽、c上水平位移必定大于豎直位移,所以落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直,故D正確。
答案 D
11.如圖所示,民族運(yùn)動會上有一個騎射項(xiàng)目,運(yùn)動員騎在奔馳的馬背上沿跑道AB運(yùn)動,拉弓放箭射向他左側(cè)的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動員靜止時射出的箭速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離OA=d。若不計空氣阻力的影響,要想命中固定目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時間最短,則( )
A.運(yùn)動員放箭處離固定目標(biāo)的距離為d
B.運(yùn)動員放箭處離固定目標(biāo)的距離為 40、d
C.箭射到固定目標(biāo)的最短時間為
D.箭射到固定目標(biāo)的最短時間為
解析 射出的箭同時參與了v1、v2兩個運(yùn)動,要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時間最短,箭射出的方向應(yīng)與馬運(yùn)動的方向垂直,則由分運(yùn)動與合運(yùn)動的等時性關(guān)系可知最短時間t=,箭的速度v=,所以運(yùn)動員放箭處離固定目標(biāo)的距離為s=vt=d。
答案 A
12.如圖為一次洪災(zāi)中,德國聯(lián)邦國防軍的直升機(jī)在小城洛伊寶根運(yùn)送砂袋。該直升機(jī)A用長度足夠長的懸索(重力可忽略不計)系住一質(zhì)量m=50 kg的砂袋B,直升機(jī)A和砂袋B以v0=10 m/s的速度一起沿水平方向勻速運(yùn)動,某時刻開始將砂袋放下,在5 s時間內(nèi),B在豎直方向上移動的距離以 41、y=t2(單位:m)的規(guī)律變化,取g=10 m/s2。求在5 s末砂袋B的速度大小及位移大小。
解析 砂袋在水平方向上做勻速直線運(yùn)動,v0=10 m/s
在豎直方向上砂袋的位移y=t2,即砂袋在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,加速度a=2 m/s2
砂袋5 s末在豎直方向上的速度為vy=at=10 m/s
合速度v==10 m/s
豎直方向上的位移y=at2=25 m
水平方向上的位移x=v0t=50 m
合位移s==25 m。
答案 10 m/s 25 m
13.如圖所示為“快樂大沖關(guān)”節(jié)目中某個環(huán)節(jié)的示意圖。參與游戲的選手會遇到一個人造山谷AOB,AO是高h(yuǎn)= 42、3 m的豎直峭壁,OB是以A點(diǎn)為圓心的弧形坡,∠OAB=60°,B點(diǎn)右側(cè)是段水平跑道。選手可以自A點(diǎn)借助繩索降到O點(diǎn)后再爬上跑道,但身體素質(zhì)好的選手會選擇自A點(diǎn)直接躍上水平跑道。選手可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若選手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,求v0的最小值;
(2)若選手以速度v1=4 m/s水平跳出,求該選手在空中的運(yùn)動時間。
解析 (1)若選手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,則
水平方向有hsin 60°≤v0t,
豎直方向中有hcos 60°=gt2
解得v0≥ m/s
(2)若選手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1
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