2020江蘇高考物理小一輪復(fù)習(xí)（假期之友）--曲線運(yùn)動

1、2020江蘇高考物理小一輪復(fù)習(xí)（假期之友）-曲線運(yùn)動 【知識梳理】1做曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，在某點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向，就是_方向2質(zhì)點(diǎn)在曲線運(yùn)動中的速度方向_在改變，所以曲線運(yùn)動一定是_運(yùn)動3物體做曲線運(yùn)動的條件是_4已知分運(yùn)動求合運(yùn)動，叫做_；已知合運(yùn)動求分運(yùn)動，叫做_。分運(yùn)動與合運(yùn)動是一種_關(guān)系。5平拋運(yùn)動可分解成水平方向的_運(yùn)動和豎直方向的_運(yùn)動。6平拋運(yùn)動的運(yùn)動時(shí)間為_，射程為_。7圓周運(yùn)動的線速度與角速度的關(guān)系公式為_。8圓周運(yùn)動的周期T與頻率f的關(guān)系公式為_。9勻速圓周運(yùn)動的向心加速度的方向總是指向_，方向時(shí)刻發(fā)生變化，因此是_運(yùn)動。【參考答案】1通過這一點(diǎn)的曲線切線的2時(shí)刻；變速3物體所

2、受合外力的方向與它的速度方向不在同一直線上4運(yùn)動的合成；運(yùn)動的分解；等效替代5勻速直線；自由落體6；789圓心；變加速曲線【典型例題】【例1】 如圖所示，半圓軌道豎直放置，半徑R=0.4m，其底端與水平軌道相接，一個質(zhì)量為m=0.2kg的滑塊放在水平軌道C點(diǎn)上，軌道均為光滑，用一個水平的恒力F作用于滑塊，使滑塊向右運(yùn)動，當(dāng)滑塊到達(dá)半圓軌道的最低點(diǎn)A時(shí)撤去F，滑塊到達(dá)圓的最高點(diǎn)B沿水平方向飛出，恰好落到滑塊起始運(yùn)動的位置C點(diǎn)，則A與C至少應(yīng)相距多少？這種情況下所需恒力F的大小是多大？（取g=10m/s2）【分析與解】 本題是豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動，要抓住最高點(diǎn)的動力特征。問題又涉及到多個物理過程，

3、應(yīng)分段分析研究。滑塊在水平面上做勻加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得 F=ma，設(shè)A與C相距為s，則由運(yùn)動學(xué)公式得 vA=2as，上滑過程中機(jī)械能守恒，則有 mvA2 =mg2R + mvB2，滑塊做平拋運(yùn)動過程中有 s=vBt=vB ，又由題意得，當(dāng)滑塊恰好經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，vB最小，A與C相距最小，即應(yīng)有 mg=，綜合得，A與C相距 s=2R=0.8m滑塊在水平面上做勻加速運(yùn)動的加速度為 a=g=12.5 m/s2，代入數(shù)據(jù)得，所需恒力 F =2.5N【解題策略】 本題是一個涉及到多個物理過程的問題對于運(yùn)動過程較復(fù)雜，分析清楚運(yùn)動過程，分別運(yùn)用物理規(guī)律，再尋找各過程的聯(lián)系，是解決問題的基本思想另外，

4、善于挖掘題中的隱含條件又往往是解決問題的關(guān)鍵。需要注意到問題的設(shè)問方式“A與C至少應(yīng)相距多少”，這里隱含著“從最高點(diǎn)B沿水平方向飛出時(shí)的速度應(yīng)取最小值”的條件，即滑塊是恰好經(jīng)過最高點(diǎn)物理題中隱含條件的形式多種多樣，要善于多角度、多方面、多層次挖掘隱含條件?！締卧迺r(shí)練習(xí)】一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題只有一個選項(xiàng)符合題意。1太陽從東邊升起，西邊落下，是地球上的自然現(xiàn)象，但在某些條件下，在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機(jī)上，旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙現(xiàn)象。這些條件是（ ）A時(shí)間必須是在清晨，飛機(jī)正在由東向西飛行，飛機(jī)的速度必須較大B時(shí)間必須是在清晨，飛機(jī)正在由西向東飛行，飛機(jī)的速度必須較大

5、C時(shí)間必須是在傍晚，飛機(jī)正在由東向西飛行，飛機(jī)的速度必須較大D時(shí)間必須是在傍晚，飛機(jī)正在由西向東飛行，飛機(jī)的速度不能太大答：C 【說明】 太陽從西邊升起，則時(shí)間必須是在傍晚；太陽本身是向西邊落下，要使其升起，則飛機(jī)應(yīng)向西飛行，且飛機(jī)的角速度必須大于太陽下落的角速度?！炯m錯在線】 本題容易對“太陽從西邊升起”的情景難以想象而無法判斷。2如圖所示為一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施，“魔盤”被水平固定在中心豎直轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)“魔盤”繞豎直轉(zhuǎn)軸以較小轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，盤內(nèi)的人就和盤一起做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，盤內(nèi)的人就會滑動。下列說法中正確的是（ ）A不在邊緣的人隨盤一起轉(zhuǎn)動（沒有滑動）所需的向心力

6、由盤的支持力提供B隨盤一起轉(zhuǎn)動（沒有滑動）的人，離轉(zhuǎn)動中心越遠(yuǎn)，其向心加速度越小C當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，人容易向中心滑動D當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，離轉(zhuǎn)動中心越遠(yuǎn)的人越容易向邊緣滑動答案：D 【說明】 由mg=mm2r，得不發(fā)生滑動的最大角速度為m=，則離轉(zhuǎn)動中心越遠(yuǎn)的人越容易向邊緣滑動。3由上海飛往洛杉磯的飛機(jī)與由洛杉礬返航飛往上海的飛機(jī)，若往返飛行時(shí)間相同，且飛經(jīng)太平洋上空時(shí)等高勻速飛行，飛行中兩種情況比較（ ）A飛機(jī)上乘客對座椅的壓力兩種情況相等B飛機(jī)上乘客對座椅的壓力前者稍大于后者C飛機(jī)上乘客對座椅的壓力前者稍小于后者D飛機(jī)上乘客對座椅的壓力可能為零答案：C 【說明】 考慮到地球自西向東轉(zhuǎn)

7、動，而兩次飛行時(shí)間相同，則由上海飛往洛杉磯時(shí)飛行速度較大，由方程mgNm知v越大N越小，v遠(yuǎn)小于第一宇宙速度，N不可能為零。【糾錯在線】 本題易由“往返飛行時(shí)間相同”推得往返速度相等而錯選A。4如圖是在水平公路上從車后看到的一輛行駛著的汽車的右后輪，從圖中可以看出汽車正在（ ）A直線前進(jìn) B向右轉(zhuǎn) C向左轉(zhuǎn) D無法判斷答案：C 【說明】 車胎向左歪，表明所受摩擦力向左，即拐彎的圓心在左側(cè)?！炯m錯在線】 本題易前后和左右方位上犯錯誤而錯選B。5如圖，在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面的夾角為。設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為

8、v時(shí)車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零，傾角應(yīng)等于（ ）Aarcsin Barctan Carcsin Darccot答案：B 【說明】 路面支持力與重力的合力應(yīng)沿水平方向指向圓心?！炯m錯在線】 本題易受斜面上受力情況的負(fù)遷移影響而錯選A。6早在19世紀(jì)，匈牙利物理學(xué)家厄缶就明確指出：“沿水平地面向東運(yùn)動的物體，其重量（即：列車的視重或列車對水平軌道的壓力）一定要減輕?！焙髞?，人們常把這類物理現(xiàn)象稱為“厄缶效應(yīng)”。如圖所示：我們設(shè)想，在地球赤道附近的地平線上，有一列質(zhì)量是M的列車，正在以速率v，沿水平軌道勻速向東行駛。已知地球的半徑R，地球的自轉(zhuǎn)周期T。今天我們象厄缶一樣，如

9、果僅考慮地球自轉(zhuǎn)的影響（火車隨地球做線速度為的圓周運(yùn)動）時(shí)，火車對軌道的壓力為N；在此基礎(chǔ)上，又考慮到這列火車勻速相對地面又附加了一個線速度v做更快的圓周運(yùn)動，并設(shè)此時(shí)火車對軌道的壓力為N，那么單純地由于該火車向東行駛而引起火車對軌道壓力減輕的數(shù)量(NN)為（ ）AM BM+2()v CM()v DM+ ()v答案：B 【說明】 設(shè)地球?qū)疖嚨囊镕，當(dāng)僅考慮地球自轉(zhuǎn)的影響時(shí)，火車對軌道的壓力為N滿足：FN=M()2R；又考慮到這列火車勻速相對地面又附加了一個線速度v做更快的圓周運(yùn)動時(shí)，此時(shí)火車對軌道的壓力為N滿足：FN=M()2R；，二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題有多個選項(xiàng)符合題意。

10、AB7如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動的小車兒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運(yùn)動的同時(shí)，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d=H2t2（SI）（SI表示國際單位制，式中H為吊臂離地面的高度，t為運(yùn)動時(shí)間）規(guī)律變化，則物體做（ ）A速度大小不變的曲線運(yùn)動B速度大小增加的曲線運(yùn)動C加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動D加速度大小方向均變化的曲線運(yùn)動答：BC8科學(xué)家們推測，太陽系的第十顆行星和地球在同一軌道平面上。從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”。由以上信息我們可以推知( )A這顆行星的公

11、轉(zhuǎn)周期等于地球公轉(zhuǎn)周期B這顆行星的公轉(zhuǎn)半徑可能大于地球公轉(zhuǎn)半徑C這顆行星的公轉(zhuǎn)半徑一定等于地球公轉(zhuǎn)半徑D這顆行星的質(zhì)量定等于地球的質(zhì)量答案：AC 【說明】 從地球上看它永遠(yuǎn)在太陽的背面，表明這顆行星的公轉(zhuǎn)周期等于地球公轉(zhuǎn)的周期，則兩者公轉(zhuǎn)半徑也相等?！炯m錯在線】 本題易忽略行星運(yùn)行半徑與周期間的制約關(guān)系而漏選C。9一輕桿下端固定一質(zhì)量為m的小球，上端連在光滑水平軸上，桿可繞軸在豎直平面內(nèi)運(yùn)動（空氣阻力不計(jì)），當(dāng)小球在最低點(diǎn)時(shí)給它一個水平初速度v0，小球剛好能到達(dá)最高點(diǎn)，若小球在最低點(diǎn)的初速度從v0不斷增大，則（ ）A小球在最高點(diǎn)對桿的作用力不斷增大B小球在最高點(diǎn)對桿的作用力先減小后增大C小球在

12、最低點(diǎn)對桿的作用力不斷增大D小球在最低點(diǎn)對桿的作用力先增大后減小答案：BC 【說明】 題設(shè)條件v0未定，無法判知最高點(diǎn)時(shí)小球的速率v與臨界速度的大小關(guān)系，故無法確定。10一小球用輕繩懸掛在某固定點(diǎn)，現(xiàn)將輕繩水平拉直，然后由靜止開始釋放小球，考慮小球由靜止開始運(yùn)動到最低位置的過程（ ）A小球在水平方向的速度逐漸增大B小球在豎直方向的速度逐漸增大C到達(dá)最低位置時(shí)小球線速度最大D到達(dá)最低位置時(shí)繩中的位力等于小球重力答案：AC 【說明】 由于繩子拉力在水平方向分力的作用，小球在水平方向的速度逐漸增大；豎直方向速度先由零逐漸增大后又逐漸減小至零。在最低點(diǎn)有指向圓心的向心加速度，則此時(shí)繩中的拉力大于小球重

13、力。【糾錯在線】 本題易受機(jī)械能守恒定律影響多選B。三、本題共2小題，把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。11我國物理學(xué)家葛正權(quán)1934年測定了鉍蒸氣分子的速率分布，其實(shí)驗(yàn)裝置主要部分如圖，Q是蒸氣源，E是一個可繞中心軸（垂直于圖平面）轉(zhuǎn)動的空心圓筒，S1、S2、S3是平行的窄縫，整個裝置放在真空中，若E不轉(zhuǎn)動，分子落在P處，當(dāng)圓筒以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，分子落在P處，量得PP弧長等于s，E的直徑為D，則這部分分子速率v= _（分子從Q飛行到P所需時(shí)間比圓筒轉(zhuǎn)動的周期小）。答： 【說明】 PP弧長對應(yīng)的圓心角=，又=t，而式中t為分子從S3飛行到P所需時(shí)間，即有t=，綜合即得。3051525

14、1234AB12如圖所示，是利用閃光照相研究平拋運(yùn)動的示意圖。小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當(dāng)它恰好離開桌邊緣時(shí)，小球B也同時(shí)下落，閃光頻率為10Hz的閃光器拍攝的照片中B球有四個像，像間距離已在圖中標(biāo)出，單位為cm，如圖所示，兩球恰在位置4相碰。計(jì)算A球離開桌面時(shí)的速度畫出圖中A球的運(yùn)動軌跡并標(biāo)明相對應(yīng)的另外兩個位置。答：1m/s 略四、本題共4題，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13如圖為電動打夯機(jī)的示意圖，在電動機(jī)的軸上裝一個偏心飛輪，飛輪的質(zhì)量為m，其重心離軸心的距離為r，裝置其余部分的質(zhì)量為M，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，打夯機(jī)

15、的底座在地面上跳動將地面筑緊。求：（1）為了使機(jī)座跳離地面，電動機(jī)的最小角速度0應(yīng)是多少？（2）當(dāng)電動機(jī)的角速度為20時(shí)，底座對地面壓力的最大值為多大？答案：（1） （2）5(M+m)g【全解】 （1）當(dāng)偏心飛輪轉(zhuǎn)至圖中最高點(diǎn)時(shí)，且偏心飛輪對機(jī)座向上拉力F1=Mg時(shí)，機(jī)座對地面的壓力為零，機(jī)座將跳離地面。則對于偏心飛輪在最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有 F1+mg=m02r，即得 0=。（2）當(dāng)偏心飛輪轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)，底座對地面的壓力最大。此時(shí)對偏心飛輪應(yīng)用牛頓第二定律有 F2mg=m(20)2r，而底座對地面的壓力滿足 N=F2+Mg，綜合上述兩式得，底座對地面壓力的最大值為 N=5(M+m)g。

16、14如圖所示，光滑斜面長為L，寬為s，傾角為。一物塊沿斜面上方頂點(diǎn)P水平射入，而從右下方頂點(diǎn)Q離開斜面，求物塊入射的初速度為多少？【分析與解】 弄清物體的運(yùn)動性質(zhì)，是分析運(yùn)動學(xué)問題的基本著手點(diǎn)。本題中，物體在光滑斜面上只受重力和斜面對物體的支持力，因此物體所受到的合力方向沿斜面向下，則物體加速度方向的應(yīng)沿斜面向下，即物體的初速度與a垂直，所以物體的運(yùn)動可分解為兩個方向的運(yùn)動，即水平方向是速度為v0的勻速直線運(yùn)動，沿斜面向下的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。物體所受到的合力大小為F=mgsin，方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律有 mgsin=ma，在水平方向上有 s= v0 t，沿斜面向下的方向上

17、有 Lat2；即得 。【解題策略】 本題是平拋運(yùn)動的解題方法的推廣。初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運(yùn)動，我們稱之為類平拋運(yùn)動。在解決類平拋運(yùn)動時(shí)，方法完全等同于平拋運(yùn)動的解法，即將類平拋運(yùn)動分解為兩個相互垂直、且相互獨(dú)立的分運(yùn)動，然后按運(yùn)動的合成與分解的方法去解。15如圖所示，某種變速自行車，有六個飛輪和三個鏈輪，鏈輪和飛輪的齒數(shù)如下表所示，后輪直徑為d=660mm。人騎該車行進(jìn)速度為v=4m/s時(shí)，腳踩踏板做勻速圓周運(yùn)動的角速度最小是多少？（最后結(jié)果取二位有效數(shù)字）名 稱鏈 輪飛 輪齒數(shù)N（個）483828151618212428【分析與解】 本題是關(guān)于傳動問題，給定的信息又是

18、“齒數(shù)”這一特殊量，顯然首先要正確理解鏈輪和飛輪的齒數(shù)的意義，它們其實(shí)反映各輪子半徑的大小。求解的要點(diǎn)之二是，正確判斷各部分傳動裝置間關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)而得到角速度之間的關(guān)系，據(jù)此即可判鏈輪和飛輪的齒數(shù)選定為多少時(shí)腳踩踏角速度最小。飛輪與后輪的角速度相同，設(shè)為飛；鏈輪與腳踏板的角速度相同，設(shè)為鏈。因該車行進(jìn)速度為v=4m/s且一定，則后輪的線速度也為v=4m/s也一定。由v=飛R后可知：v、R后一定時(shí)，則飛一定，即飛輪與后輪的角速度一定；而鏈輪與飛輪通過鏈子連接，則其線速度相同，即有飛R飛=鏈R鏈，于是鏈=飛R飛/ R鏈，而自行車鏈條中齒的間距是一定的，則飛輪與鏈輪的齒數(shù)之比等于其半徑之比，即N飛/N鏈=R飛/ R鏈，所以鏈=飛N飛/ N鏈=。由此式可見，當(dāng)N飛=15、N鏈=48時(shí)，鏈最小，即腳踏板做勻速圓周運(yùn)動的角速度最小，代入數(shù)據(jù)得鏈=3.8rad/s?！窘忸}策略】 本題也是一個最值問題，求解這類問題，既可根據(jù)物理意義去分析最值的條件，也可通過數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系去分析，本題求解過程用的則是用數(shù)學(xué)分析的方法。16如圖所示，輕桿長3