2017年高考物理母題題源系列專題04平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)(含解析)

1、專題 04 平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)【答案】C C【解析】設(shè)第一次拋出時(shí)上球的速度為嘰占球的速度為仏 則從浚間的水平距離 E 巧他）G第二次兩 球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距亶不變，貝1尸2仙-叱）匚聯(lián)立得卜倫，所臥C正礪ABD錯(cuò)誤.【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵信息是兩球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平位移之和不變.【母題來(lái)源二】2017年全國(guó)卷二【母題原題】如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑，在小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力:C.C.始終指向大圓環(huán)圓心D.D.始終背離大圓環(huán)圓心【答案】A A【解析】大圓環(huán)光滑，則大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的

2、作用力總是沿半徑方向，與速度方向垂直，故大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力一直不做功，選項(xiàng) A A 正確，B B 錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離圓心，最后指向圓心,故選項(xiàng) CDCD 錯(cuò)誤；故選 AoAo【名師點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是知道小圓環(huán)在大圓環(huán)上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小圓環(huán)受到的彈力方向始終沿大圓環(huán)的半徑方向，先是沿半徑向外，后沿半徑向里?！灸割}來(lái)源一】20172017 年江蘇卷【母題原題】如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時(shí)水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉?lái)的 2 2 倍,則兩球從拋出到相遇經(jīng)過(guò)的時(shí)間為:）A.直不做功B.B. 直做正功(A)( B) lit2t（C）2(D)422（1

3、 1）描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量間的關(guān)系:2二rvr - 2二fr=2二rn ,a= =r 【命題意圖】考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 摩擦力、向心力的來(lái)源、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及離心運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn), 意在考查考生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的理解能力和綜合分析能力?！究荚嚪较颉扛呖紝?duì)平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的考查，命題多集中在考查平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用及與生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的命題， 多涉及有關(guān)物理量的臨界和極限狀態(tài)求解或考查有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng) 與圓周運(yùn)動(dòng)自身固有的特征物理量。豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合能量知識(shí)命題，勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)命題是考試重點(diǎn)，歷年均有相關(guān)選擇題或計(jì)算題出現(xiàn)。單獨(dú)命題常以選擇題的形式出現(xiàn)；與牛頓運(yùn)動(dòng)

4、定律、功能關(guān)系、電磁學(xué)知識(shí)相綜合常以計(jì)算題的形式 出現(xiàn)。平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其研究方法、近年考試的熱點(diǎn)，且多數(shù)與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、機(jī)械能等知識(shí)結(jié)合制 成綜合類試題。圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、線速度及加速度是近年高考的熱點(diǎn)，且多數(shù)與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、機(jī)械 能等知識(shí)結(jié)合制成綜合類試題，這樣的題目往往難度較大。【得分要點(diǎn)】熟練掌握平拋、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的組合問(wèn)題，要善于由轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度進(jìn)行突 破；熟悉解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩條思路；靈活應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思想，解決帶電粒子在電場(chǎng)中 的類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，掌握找圓心、求半徑的方法。1.1.對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，考生需要知道以下幾點(diǎn)：

5、（1 1）解決平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一般方法解答平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，一般的方法是將平拋運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直兩個(gè)方向分解，這樣分解的優(yōu)點(diǎn)是不用分解初速度，也不用分解加速度，即先求分速度、分位移，再求合速度、合位移；特別提醒：分解平 拋運(yùn)動(dòng)的末速度往往成為解題的關(guān)鍵。A I I（2 2）常見(jiàn)平拋運(yùn)動(dòng)類型：求運(yùn)動(dòng)時(shí)間往往是突破口1在水平地面水平平拋：2在半圓內(nèi)的平拋運(yùn)動(dòng)：7/ *3斜面上的平拋問(wèn)題：順著斜面平拋；對(duì)著斜面平拋。4對(duì)著豎直墻壁平拋 （3 3）類平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法1常規(guī)分解法：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向（即沿合力的方向）的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與

6、合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。2特殊分解法：對(duì)于有些問(wèn)題，可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度分解為ax、ay，初速度Vo分解為Vx、Vy，然后分別在X、y y 方向列方程求解。2.2.對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)，考生需要知道以下幾點(diǎn)：（2 2）向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，而不是一種特定的力（如重力），因此在分析物體的受力 時(shí)，切記不可將向心力也作為物體的受力考慮在內(nèi)。（3 3）在分析傳動(dòng)裝置的線速度、角速度、向心加速度與半徑之間的關(guān)系時(shí)，關(guān)鍵是抓住不變量，確定另一變量與半徑的正比或反比關(guān)系進(jìn)行判斷。女口同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)的角速度 轉(zhuǎn)速和周期T相等，根據(jù)公式 V V = =，可知線速度與半徑成正比；皮帶傳動(dòng)

7、中，在皮帶不打滑的情況下，通過(guò)皮 帶連接的輪子邊緣的各點(diǎn)的線速度大小相等（不打滑的摩擦傳動(dòng)兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度也大小相 等），根據(jù)公式 = =V V，可知角速度與半徑成反比。r（4 4）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在合外力突然消失或者不足以提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，質(zhì)點(diǎn)是做半徑越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線方向飛去的運(yùn)動(dòng)，它不是沿半徑方向飛去，做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在的所謂的“離心力”作用，因?yàn)闆](méi)有任何物體提供這種力A.小齒輪和后輪的角速度大小之比為16:1B.大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為1:4C.大齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為1:4D.大齒輪和小齒輪輪緣的向心加速度大小之比為4:

8、1【答案】B B【解析】小齒輪和后輪共軸角速度相等，故A錯(cuò)誤；尢齒輪和小齒輪共線，線速度相等，根可r知，大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為f故R正確；小齒輪和后輪共軸，很據(jù)件譏可知，小齒輪 邊緣和后輪邊緣的線速度之比為1： 16,貝快齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度犬小之比為1：16 ,故C錯(cuò)誤, 大齒輪和小齒輪共線，線速度相等，根據(jù)。=藝可知，向心加速度犬小之比為上4,故D錯(cuò)誤。r【名師點(diǎn)睛】本題在皮帶輪中考察線速度、角速度、半徑等之間的關(guān)系，解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清哪些地方線速度相等，哪些位置角速度相等。【母題 1 1】如圖所示，自行車的大齒輪. .小齒輪后輪的半徑之比為4:1:16，在用力蹬腳踏

9、板前進(jìn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是：（）24【母題 2 2】（多選）一只小船在靜水中的速度為3m/s3m/s，它要渡過(guò) 30m30m 寬的河，河水的速度為 4m/s4m/s,5則下列說(shuō)法正確的是：（)A.A.船渡河的時(shí)間可能為10s10sB B.船不能垂直到達(dá)對(duì)岸C.C.船渡河的速度一定為5m/s5m/sD D.船不能渡過(guò)河【答案】ABAB【解析】因?yàn)殪o水速小于水流速，根據(jù)平行四邊形定則，知合速度的方向不可能與河岸垂直，則船不可能垂直到對(duì)岸但能渡過(guò)河故B正確，D錯(cuò)誤.根據(jù)平行四邊形定則知船的實(shí)際速度隨靜水速方向的改 變而改變，不一定為血旳故C錯(cuò)誤當(dāng)靜水速與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最最短時(shí)間/ = -

10、 = =10-所H 3以船渡河的時(shí)間可能為10s-故A正確；故選AB.【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵將船的運(yùn)動(dòng)分解為沿河岸方向和垂直河岸方向，知道當(dāng)靜水速與河岸垂I直，渡河時(shí)間最短，當(dāng)合速度于河岸垂直，則垂直到對(duì)岸?！灸割} 3 3】如圖所示，小船被繩索牽引著勻速靠岸，若水的阻力不變 V V：、（）A.A.繩子張力不變C.C.船所受浮力不變【答案】D D【解析】對(duì)小船進(jìn)行受力分析，如圖，因?yàn)樾〈鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以小船處于平衡，設(shè)拉力與水平 方向的夾角為0，有：FeosFeosB=f=f ，F(xiàn)sinFsin0+F+F浮=mg=mg.船在勻速靠岸的過(guò)程中，0增大,阻力不變，根據(jù)平衡方程知，繩子的張力增

11、大，根據(jù)平衡方程知，張力增大，sinsin0增大，所以船的浮力減小.故 D D 正確，ABCABC 錯(cuò)誤.故選 D.D.【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握共點(diǎn)力平衡，知道小船在做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為0 0，根據(jù)0角的變化，判斷力的變化。【母題4】甲同學(xué)以速度w將鉛球水平推出，推出點(diǎn)距地面高度為H,乙同學(xué)身高較高，將鉛球在距地面H高度處水平推出（fH），兩位同學(xué)推出鉛球的水平位移恰好一樣，不計(jì)空氣阻力的作用，則 乙同學(xué)推出鉛球的速度為：（）A、耳iB.叫C.也viD. 士,Hi1H21H2HiB B.繩子張力不斷減小D.D.船所受浮力不斷減小【答案】B B【解析】由h冷話得，;物體飛行的水平距

12、離為：為由于兩位同學(xué)推出鉛球的水平位移恰好一樣，貝：吆=字，即：忻J冬V故E正確，ACD錯(cuò)誤.故選B【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定，時(shí)間和水平初速度共同決定水平位移【母題 5 5】（多選）橫截面為直角三角形的兩個(gè)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(zhǎng)都是底邊長(zhǎng)的一半，現(xiàn)有三個(gè)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 a、b b、c c,下列判斷正確的是：（）A.A. 圖中三小球比較，落在 a a 點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最長(zhǎng)B.B. 圖中三小球比較，落在 c

13、 c 點(diǎn)的小球飛行過(guò)程速度最快C.C. 圖中三小球比較，落在 c c 點(diǎn)的小球飛行過(guò)程速度變化最快D.D. 無(wú)論小球拋出時(shí)速度多大，落到兩個(gè)斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直【答案】ADAD【解析】物體做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是由豎直方向上的位移決定的，由圖可知，a下落的高度最大，所以a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，A A 正確；速度變化的快慢是知物體運(yùn)動(dòng)的加速度的大小，三個(gè)小球都是做平 拋運(yùn)動(dòng)，加速度都是重力加速度， 所以速度變化的快慢是相同的，C C 錯(cuò)誤；三個(gè)小球都是做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向的速度是不變的，只有豎直方向的速度在變化，由于a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，所以a速度的變化最大，速度最快，B B 錯(cuò)誤；首先a點(diǎn)

14、上是無(wú)論如何不可能垂直的，然后看b、c點(diǎn)，豎直速度是gt, 水平速度是v，然后斜面的夾角是arctan0.5，要合速度垂直斜面，把兩個(gè)速度合成后，需要V2tan，即v =0.5gt，那在過(guò)了t時(shí)間的時(shí)候，豎直位移為0.5gt，水平位移為gtvt（0.5gt）t =0.5gt2，即若要滿足這個(gè)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，D D 正確?！久麕燑c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，知道平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定，初速度和時(shí)間共同決定水平位移.也可以利用“中點(diǎn)”分析得出落到兩個(gè)斜面上的瞬 時(shí)速度都不可能與斜面垂直【母題 6 6】（多選）質(zhì)量為 m m 的小球由輕繩 a a 和 b b 分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的 A A 點(diǎn)和 B B 電，如圖所示，繩 a a 與水平方向成角，繩b b 在水平方向且長(zhǎng)為 I I，當(dāng)輕桿繞軸 ABAB 以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面 內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是：（）?*gn0=,所以當(dāng)物塊的甬速度增犬到匚時(shí)，物塊