專題1關(guān)聯(lián)速度模型-高一物理講義（人教2019）（原卷版）

第五章拋體運(yùn)動(dòng)專題1關(guān)聯(lián)速度模型目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.能利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)，分析關(guān)聯(lián)速度問題.2.建立常見的繩關(guān)聯(lián)模型和桿關(guān)聯(lián)模型的解法．1、物理觀念：理解關(guān)聯(lián)速度模型。2、科學(xué)思維：探究關(guān)聯(lián)速度的分解方法。3、科學(xué)探究：實(shí)際速度為合速度，按運(yùn)動(dòng)的效果分解速度。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能按運(yùn)動(dòng)分解思想解決關(guān)聯(lián)速度問題。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01關(guān)聯(lián)速度1．兩物體通過不可伸長(zhǎng)的輕繩(桿)相連，當(dāng)兩物體都發(fā)生運(yùn)動(dòng)，且物體運(yùn)動(dòng)的方向不在繩(桿)的直線上，兩物體的速度是關(guān)聯(lián)的．(下面為了方便，統(tǒng)一說“繩”)．2．處理關(guān)聯(lián)速度問題的方法：首先認(rèn)清哪個(gè)是合速度、哪個(gè)是分速度．物體的實(shí)際速度一定是合速度，分解時(shí)兩個(gè)分速度方向應(yīng)取沿繩方向和垂直繩方向．3．常見的速度分解模型情景圖示定量結(jié)論v＝v∥＝v物cosθv物′＝v∥＝v物cosθv∥＝v∥′即v物cosθ＝v物′cosαv∥＝v∥′即v物cosα＝v物′cosβ【即學(xué)即練1】如圖所示，人用輕繩通過光滑輕質(zhì)定滑輪拉穿在光滑豎直桿上的物塊A，人以速度v0向左勻速拉繩，某一時(shí)刻，定滑輪右側(cè)繩與豎直桿的夾角為θ，左側(cè)繩與水平面的夾角為α，此時(shí)物塊A的速度v1為()A．v0sinαcosθ B.eq\f(v0sinα,sinθ)C．v0cosαcosθ D.eq\f(v0cosα,cosθ)【即學(xué)即練2】如圖所示，一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB的小球A和B(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn))．將其放在一個(gè)光滑球形容器中從位置1開始下滑，當(dāng)輕桿到達(dá)位置2時(shí)球A與球形容器球心等高，其速度大小為v1，已知此時(shí)輕桿與水平面成θ＝30°角，球B的速度大小為v2，則()A．v2＝eq\f(1,2)v1 B．v2＝2v1C．v2＝v1 D．v2＝eq\r(3)v1能力拓展能力拓展考法01與繩子聯(lián)系的關(guān)聯(lián)速度【典例1】如圖，汽車甲用繩以速度v1拉著汽車乙前進(jìn)，乙的速度為v2，甲、乙都在水平面上運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)甲、乙兩車的速度之比為()A．cosα∶1 B．1∶cosαC．sinα∶1 D．1∶sinα考法02與桿聯(lián)系的關(guān)聯(lián)速度【典例2】如圖所示，一個(gè)長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定小球A和B，豎直放置，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng).由于微小的擾動(dòng)，A球沿豎直光滑槽向下運(yùn)動(dòng)，B球沿水平光滑槽向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿與豎直方向的夾角為θ時(shí)(圖中未標(biāo)出)，關(guān)于兩球速度vA和vB的關(guān)系，下列說法正確的是()A．若θ＝30°，則A、B兩球的速度大小相等B．若θ＝60°，則A、B兩球的速度大小相等C．vA＝vBtanθD．vA＝vBsinθ分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．如圖所示，一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則在將貨物提升到圖示的位置時(shí)，下列說法正確的是（）A．纜繩中的拉力FT等于（M+m）g B．貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度大于vC．貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度等于 D．貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度一直增大2．如圖所示，中間有孔的物塊A套在光滑的豎直桿上，通過滑輪用不可伸長(zhǎng)的輕繩將物體拉著勻速向上運(yùn)動(dòng)。則下列關(guān)于拉力F及拉力作用點(diǎn)的移動(dòng)速度v的說法，正確的是（）A．F不變、v不變 B．F增大、v不變C．F增大、v增大 D．F增大、v減小3．如圖，跨過光滑定滑輪的輕繩一端系著皮球（系繩延長(zhǎng)線過球心）、一端連在水平臺(tái)上的玩具小車上，車牽引著繩使球沿光滑豎直墻面從較低處上升。則在球勻速上升且未離開墻面的過程中（）A．玩具小車做勻速運(yùn)動(dòng) B．玩具小車做減速運(yùn)動(dòng)C．繩對(duì)球的拉力大小不變 D．球?qū)Φ膲毫χ饾u減小4．如圖所示，人在岸上拉船，已知船的質(zhì)量為m，水的阻力恒為f，當(dāng)輕繩與水平面的夾角為θ時(shí)，人的速度為v，人的拉力為F（不計(jì)滑輪與繩之間的摩擦），則以下說法正確的是（）A．船的速度為 B．船的速度為vsinθC．船的加速度為 D．船的加速度為5．如圖所示，均質(zhì)細(xì)桿的上端A靠在光滑豎直墻面上，下端置于光滑水平面上，現(xiàn)細(xì)桿由與墻面夾角很小處滑落，則當(dāng)細(xì)桿A端與B端的速度大小之比為時(shí)，細(xì)桿與水平面間夾角為（）A． B． C． D．6．如圖所示，水平地面上固定一個(gè)與水平面夾角為θ的斜桿A，另一豎直直桿B以速度v水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所有接觸點(diǎn)均光滑。在B桿運(yùn)動(dòng)的過程中，兩桿交點(diǎn)P的速度大小為（??）A． B． C．vcosθ D．vsinθ題組B能力提升練7．如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩繞過光滑定滑輪C與質(zhì)量為m的物體A連接，A放在傾角為θ的光滑斜面上，繩的另一端和套在固定豎直桿上的物體B連接?，F(xiàn)BC連線恰沿水平方向，從當(dāng)前位置開始B以速度v0勻速下滑。設(shè)繩子的張力為FT，重力加速度為g，在A到達(dá)斜面頂端前的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）A．物體A做減速運(yùn)動(dòng) B．物體A做勻速運(yùn)動(dòng)C．FT可能小于mgsinθ D．FT一定大于mgsinθ8．如圖所示，水平固定的光滑細(xì)長(zhǎng)桿上套有一物塊Q，跨過懸掛于O點(diǎn)的輕小光滑圓環(huán)的細(xì)線一端連接Q，另一端懸掛一物塊P。設(shè)細(xì)線的左邊部分與水平方向的夾角為，初始時(shí)很小，現(xiàn)將P、Q由靜止同時(shí)釋放，關(guān)于P、Q以后的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（??）A．在向90°增大的過程中，P一直處于超重狀態(tài)B．當(dāng)時(shí)，P的速度最大C．當(dāng)時(shí)，Q的速度最大D．當(dāng)時(shí)，P、Q的速度大小之比是9．（多選）如圖，在跨過光滑定滑輪的輕繩拉動(dòng)下，木箱從距滑輪很遠(yuǎn)處沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng)。已知木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木箱始終在地面上。則整個(gè)過程中（）A．拉力F的大小變化情況是先減小后增大B．拉力F的大小變化情況是先增大后減小C．當(dāng)繩與水平面夾角為時(shí)，則施加拉力端繩收縮的速度為D．木箱所受合力為零10．某工程隊(duì)不慎將深水泵掉落井中，通過如圖所示的裝置進(jìn)行打撈。已知輕繩與水平方向的夾角為，小型卡車向行駛的速度大小為。若深水泵脫離水面后以的速度勻速上升。(1)分析說明小型卡車應(yīng)向右做加速、減速還是勻速運(yùn)動(dòng)；(2)當(dāng)時(shí)，求小型卡車向右運(yùn)動(dòng)速度的大?。?3)若深水泵質(zhì)量為，小型卡車質(zhì)量為，重力加速度為，滑輪質(zhì)量不計(jì)，當(dāng)時(shí)，求小型卡車對(duì)地面的壓力大?。?，）。題組C培優(yōu)拔尖練11．如圖所示，一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB的兩個(gè)小球A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)），將其放在一個(gè)直角形光滑槽中。已知當(dāng)輕桿與槽左壁成α角時(shí)，A球沿槽下滑的速度為vA，求此時(shí)B球的速度vB的大小。12．（多選）如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪，和質(zhì)量為的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，直桿與水平面的夾角，直桿上C點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度，C點(diǎn)到定滑輪的距離