2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第四單元曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天核心素養(yǎng)提升-科學(xué)思維系列五學(xué)案新人教版

PAGE3-核心素養(yǎng)提升——科學(xué)思維系列(五)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)及解題方法題型1類平拋運(yùn)動(dòng)問題1．定義將物體以肯定的初速度v0拋出，物體在所受合力F為恒力(且合力F與初速度v0垂直)狀況下的運(yùn)動(dòng)．受力特點(diǎn)：合力為恒力，與初速度垂直．2．性質(zhì)類平拋運(yùn)動(dòng)是加速度a＝eq\f(F,m)的勻變速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線．3．探討方法將類平拋運(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(沿合力方向)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，且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性．如圖所示的光滑斜面長為L，寬為s，傾角為θ＝30°，一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))沿斜面右上方頂點(diǎn)A處水平射入，恰好從底端B點(diǎn)離開斜面，重力加速度為g.則下列說法正確的是()A．小球運(yùn)動(dòng)的加速度為gB．小球由A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為eq\r(\f(2L,g))C．小球由A點(diǎn)水平射入時(shí)初速度v0的大小為seq\r(\f(g,2L))D．小球離開B點(diǎn)時(shí)速度的大小為eq\r(\f(g,4L)s2＋4L2)【解析】本題考查類平拋運(yùn)動(dòng)問題．初速度方向與合力方向垂直，且合力大小恒定，則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)牛頓其次定律得，物體的加速度為a＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ＝eq\f(1,2)g，故A錯(cuò)誤；依據(jù)L＝eq\f(1,2)at2，有t＝eq\r(\f(2L,a))＝eq\r(\f(2L,gsinθ))＝eq\r(\f(4L,g))，故B錯(cuò)誤；在B點(diǎn)的平行斜面對(duì)下方向的分速度為vBy＝at＝eq\f(1,2)g×eq\r(\f(4L,g))＝eq\r(gL)；依據(jù)s＝v0t，得v0＝eq\f(s,t)＝seq\r(\f(g,4L))；故物塊離開B點(diǎn)時(shí)速度的大小為v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,By))＝eq\r(\f(g,4L)s2＋4L2)，故C錯(cuò)誤，D正確．【答案】D題型2斜拋運(yùn)動(dòng)1．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．2．解決斜上拋運(yùn)動(dòng)的基本方法是分解法，其水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直分運(yùn)動(dòng)為豎直上拋運(yùn)動(dòng)．3．斜上拋運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)的速度水平，若從最高點(diǎn)考慮可按平拋運(yùn)動(dòng)處理．一小孩站在岸邊向湖面拋石子，a、b兩粒石子先后從同一位置拋出后，各自運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，兩條軌跡的最高點(diǎn)位于同一水平線上，忽視空氣阻力的影響．關(guān)于a、b兩粒石子的運(yùn)動(dòng)狀況，下列說法正確的是()A．在空中運(yùn)動(dòng)的加速度aa>abB．在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta<tbC．拋出時(shí)的初速度v0a>v0D．入水時(shí)的末速度va<vb【解析】兩石子做斜拋運(yùn)動(dòng)，加速度a＝g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)身點(diǎn)到最高點(diǎn)，由H＝eq\f(v\o\al(2,y0),2g)，可知豎直方向的初速度vy0相同，從動(dòng)身到落到水面，由y＝vy0t－eq\f(1,2)gt2，可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)水平方向的運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)身點(diǎn)到最高點(diǎn)，水平位移xa<xb，由x＝vx0t′，因時(shí)間t′相等，則水平初速度vx0a<vx0b，而初速度v0＝eq\r(v\o\al(2,x0)＋v\o\al(2,y0))，則初速度v0a<v0b，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)的全過程，由機(jī)械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mgh＝eq\f(1,2)mv2，則入水時(shí)的末速度va<vb，選項(xiàng)D正確．【答案】D題型3勻變速曲線運(yùn)動(dòng)在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量m＝1kg的質(zhì)點(diǎn)以速度v0＝10m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過原點(diǎn)后受一沿y軸正方向(豎直方向)的恒力F＝15N作用，直線OA與x軸的夾角α＝37°，如圖所示曲線為質(zhì)點(diǎn)的軌跡圖(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：(1)假如質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線OA相交于P點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間以及P點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大?。窘馕觥?1)質(zhì)點(diǎn)在水平方向上無外力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上受恒力F和重力mg作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng)由牛頓其次定律得a＝eq\f(F－mg,m)＝5m/s2設(shè)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t，P點(diǎn)坐標(biāo)為(xP，yP)，則xP＝v0t，yP＝eq\f(1,2)at2又tanα＝eq\f(yP,xP)聯(lián)立解得t＝3s，xP＝30m，yP＝22.5m.(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)沿y軸正方向的速度vy＝at＝1