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專題03+力與曲線運(yùn)動(dòng)(講義)-【含答案】2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)(新高考通用)專題03力與曲線運(yùn)動(dòng)目錄TOC\o"1-4"\h\u01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 202知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航 303核心精講·題型突破 4題型一運(yùn)動(dòng)的合成與分解 4【核心精講】 4考點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)的四大特點(diǎn) 4考點(diǎn)2小船渡河問(wèn)題 4考點(diǎn)3關(guān)聯(lián)速度 5【真題研析】 6【命題預(yù)測(cè)】 6考向1曲線運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成與分解 6考向2小船渡河 7考向3關(guān)聯(lián)速度 7題型二拋體運(yùn)動(dòng) 8【核心精講】 8考點(diǎn)1平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路 8考點(diǎn)2平拋運(yùn)動(dòng)的推論 8考點(diǎn)3平拋運(yùn)動(dòng)與各種面結(jié)合問(wèn)題 9考點(diǎn)4平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路 10【真題研析】 11【命題預(yù)測(cè)】 12考向1平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論 12考向2平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合 13考向3斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用 14題型三圓周運(yùn)動(dòng) 15【核心精講】 15考點(diǎn)1圓周運(yùn)動(dòng)的求解思路 15考點(diǎn)2水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 15考點(diǎn)3豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的解題思路 16考點(diǎn)4常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn) 16【真題研析】 17【命題預(yù)測(cè)】 19考向1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 19考向2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng) 19考向3常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn) 20難點(diǎn)突破圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 20【核心精講】 20考點(diǎn)1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 20考點(diǎn)2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 20考點(diǎn)3斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 22【真題研析】 22【命題預(yù)測(cè)】 23考向1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 23考向2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 23考向3斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 24命題統(tǒng)計(jì)命題要點(diǎn)20242023年2022年熱考角度運(yùn)動(dòng)的合成與分解2024?安徽?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2023?浙江?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2023?江蘇?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2023?全國(guó)?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)2024?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?海南?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?安徽?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?湖北?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?新疆?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?江西?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?北京?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?江蘇?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2024?山東?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2024?福建?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2023?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?全國(guó)?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?山東?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?全國(guó)?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?遼寧?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2023?湖南?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2022?河北?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?山東?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?重慶?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?北京?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?湖北?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?全國(guó)?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論考向二平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合2022?廣東?平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合2022?廣東?平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)2024?廣東?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?江蘇?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?甘肅?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?江西?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?遼寧?常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn)2023?北京?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?全國(guó)?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?福建?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?重慶?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?江蘇?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2022?山東?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2022?福建?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2022?遼寧?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2024?江蘇?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2024·貴州·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2024·安徽·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2023?湖南?豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2023·廣東·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2022?北京?豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2022·全國(guó)·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2022·浙江·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題命題規(guī)律①運(yùn)動(dòng)的合成與分解;②平拋運(yùn)動(dòng)與斜拋運(yùn)動(dòng);③圓周運(yùn)動(dòng).考向預(yù)測(cè)本專題屬于熱點(diǎn)內(nèi)容;高考命題以選擇題或計(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,圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、線速度和向心加速度是近幾年命題的熱點(diǎn),尤其是幾個(gè)熱點(diǎn)模型(繩、桿速度分解模型,與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng),圓錐擺模型,水平面內(nèi)、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,圓周運(yùn)動(dòng)中的輕繩、輕桿模型)結(jié)合功能關(guān)系、牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合考查,也可與電場(chǎng)力、洛倫茲力聯(lián)系起來(lái)考查.可能單獨(dú)考察某一種運(yùn)動(dòng)形式,也可能是多個(gè)運(yùn)動(dòng)的集合的多過(guò)程運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)+圓周運(yùn)動(dòng),多個(gè)圓周運(yùn)動(dòng),斜面+平拋運(yùn)動(dòng)+圓周運(yùn)動(dòng)等)。此外生活中的圓周運(yùn)動(dòng)命題范圍很大,需靈活運(yùn)用命題情境生活中的拋體運(yùn)動(dòng),自行車、汽車、火車轉(zhuǎn)彎等動(dòng)力學(xué)及臨界問(wèn)題,水流星,體育運(yùn)動(dòng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題常用方法運(yùn)動(dòng)的合成與分解(小船過(guò)河、拋體運(yùn)動(dòng));牛頓運(yùn)動(dòng)定律(分析圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)問(wèn)題);動(dòng)能定理(分析豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程問(wèn)題);模型(小船渡河模型,繩、桿速度分解模型,與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問(wèn)題,圓錐擺模型,水平面內(nèi)、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,圓周運(yùn)動(dòng)中的輕繩、輕桿模型);多過(guò)程問(wèn)題分析方法.題型一運(yùn)動(dòng)的合成與分解考點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)的四大特點(diǎn)1.運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn):由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的瞬時(shí)速度方向沿曲線上物體位置的切線方向,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻發(fā)生變化,即曲線運(yùn)動(dòng)一定為變速運(yùn)動(dòng).2.動(dòng)力學(xué)特征:由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度時(shí)刻變化,說(shuō)明物體具有加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知,物體所受合外力一定不為零且和速度方向始終不在一條直線上(曲線運(yùn)動(dòng)條件).合外力在垂直于速度方向上的分力改變物體速度的方向,合外力在沿速度方向上的分力改變物體速度的大小.3.軌跡特征:曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的一側(cè)彎曲,或者說(shuō)合力的方向總指向曲線的凹側(cè).軌跡只能平滑變化,不會(huì)出現(xiàn)折線.若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡向下彎曲,圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡總向圓心彎曲等.4.能量特征:若物體所受的合外力始終和物體的速度垂直,則合外力對(duì)物體不做功,物體的動(dòng)能不變;若合外力不與物體的速度方向垂直,則合外力對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能發(fā)生變化.考點(diǎn)2小船渡河問(wèn)題1.解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵:正確區(qū)分船的分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng).船的航行方向也就是船頭指向,是分運(yùn)動(dòng);船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向,是合運(yùn)動(dòng),一般情況下與船頭指向不一致.2.運(yùn)動(dòng)分解的基本方法:按實(shí)際效果分解,一般用平行四邊形定則沿水流方向和船頭指向進(jìn)行分解.模型解讀分運(yùn)動(dòng)1分運(yùn)動(dòng)2合運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)船相對(duì)于靜水的劃行運(yùn)動(dòng)船隨水漂流的運(yùn)動(dòng)船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度本質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)給船的速度水流給船的速度船相對(duì)于岸的速度速度方向沿船頭指向沿水流方向合速度方向,軌跡(切線)方向渡河時(shí)間①渡河時(shí)間只與船垂直于河岸方向的分速度有關(guān),與水流速度無(wú)關(guān)②渡河時(shí)間最短:船頭正對(duì)河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,(d為河寬)渡河位移①若v船>v水,當(dāng)船頭方向與上游河岸夾角θ滿足v船cosθ=v水時(shí),合速度垂直河岸,渡河位移最短,且xmin=d②若v船<v水,合速度不可能垂直于河岸,無(wú)法垂直渡河.當(dāng)船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直時(shí),渡河位移最短,且xmin=eq\f(d,cosθ)=eq\f(dv水,v船)考點(diǎn)3關(guān)聯(lián)速度1.定義:兩物體通過(guò)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.2.處理關(guān)聯(lián)速度問(wèn)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,把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分速度,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.3.常見(jiàn)的速度分解模型情景圖示定量結(jié)論v=v物cosθv物′=v∥=v物cosθv∥=v∥′即v物cosθ=v物′cosαv∥=v∥′即v物cosα=v物′cosβ1.(2024·安徽·高考真題)(多選)一傾角為足夠大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐標(biāo)系,如圖(1)所示。從開(kāi)始,將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從O點(diǎn)由靜止釋放,同時(shí)對(duì)物塊施加沿x軸正方向的力和,其大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖(2)所示。已知物塊的質(zhì)量為1.2kg,重力加速度g取,不計(jì)空氣阻力。則(
)A.物塊始終做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.時(shí),物塊的y坐標(biāo)值為2.5mC.時(shí),物塊的加速度大小為D.時(shí),物塊的速度大小為考向1曲線運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.(2025屆高三上學(xué)期·遼寧本溪·一模)一質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng),它的兩個(gè)正交分速度圖像分別如圖所示,由圖可知錯(cuò)誤的是()A.開(kāi)始4s內(nèi)物體的位移為B.從開(kāi)始至6s末物體一直做曲線運(yùn)動(dòng)C.開(kāi)始4s內(nèi)物體所受合外力為0.2ND.開(kāi)始4s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng),接著2s內(nèi)物體做直線運(yùn)動(dòng)考向2小船渡河2.(2024·廣東深圳·二模)(多選)一只小船渡河,船頭方向始終垂直于河岸,水流速度各處相同且恒定不變。現(xiàn)小船相對(duì)于靜水以初速度v0分別做勻加速、勻減速、勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,可以判斷()A.小船沿三條不同軌跡渡河的時(shí)間相同B.小船沿AC軌跡渡河的時(shí)間最小C.小船沿三條不同軌跡到達(dá)河對(duì)岸時(shí)的速率相同D.小船沿AD軌跡運(yùn)動(dòng)到達(dá)河對(duì)岸時(shí)的速率最小考向3關(guān)聯(lián)速度3.(2025屆高三上學(xué)期·貴州·模擬預(yù)測(cè))火災(zāi)逃生的首要原則是離開(kāi)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),如圖所示是火警設(shè)計(jì)的一種讓當(dāng)事人快捷逃離現(xiàn)場(chǎng)的救援方案:用一根不變形的輕桿MN支撐在樓面平臺(tái)AB上,N端在水平地面上向右以勻速運(yùn)動(dòng),被救助的人員緊抱在M端隨輕桿一起向平臺(tái)B端靠近,平臺(tái)高為h,當(dāng)時(shí),被救人員向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速率是(
)A. B. C. D.題型二拋體運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路1.若知道速度的大小和方向,則首先考慮分解速度.2.若知道位移的大小和方向,則首先考慮分解位移.3.兩種分解方法:①沿水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);②沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)和垂直于斜面方向的勻減速運(yùn)動(dòng).4.對(duì)于平拋或類平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)組合的問(wèn)題,應(yīng)用“合成與分解的思想”,分析這兩種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度是解題的關(guān)鍵.考點(diǎn)2平拋運(yùn)動(dòng)的推論1.飛行時(shí)間:由知,飛行時(shí)間取決于下落高度h,與初速度v0無(wú)關(guān).2.水平射程:,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同決定,與其他因素?zé)o關(guān).3.落地速度:,以θ表示落地速度與x軸正方向間的夾角,有,所以落地速度只與初速度v0和下落高度h有關(guān).4.速度改變量:物體在任意相等時(shí)間內(nèi)的速度改變量相同,方向恒為豎直向下.平拋運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化,速率不是均勻變化。平拋運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化,速率不是均勻變化。5.平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要結(jié)論①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻(任意位置)處,有.推導(dǎo):②做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)水平位移的中點(diǎn),如圖所示,即.推導(dǎo):考點(diǎn)3平拋運(yùn)動(dòng)與各種面結(jié)合問(wèn)題1.平拋與豎直面結(jié)合2.平拋與斜面結(jié)合①順著斜面平拋情形一:落到斜面上,已知位移方向沿斜面向下處理方法:分解位移.可求得.情形二:物體離斜面距離最大,已知速度方向沿斜面向下處理方法:分解速度可求得.②對(duì)著斜面平拋:垂直打在斜面上,已知速度方向垂直斜面向下處理方法:分解速度.可求得.3.平拋與圓面結(jié)合①小球從半圓弧左邊沿平拋,落到半圓內(nèi)的不同位置.處理方法:由半徑和幾何關(guān)系制約時(shí)間t:聯(lián)立兩方程可求t. ②小球恰好沿B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓軌道,此時(shí)半徑OB垂直于速度方向,圓心角α與速度的偏向角相等.處理方法:分解速度.可求得. ③小球恰好從圓柱體Q點(diǎn)沿切線飛過(guò),此時(shí)半徑OQ垂直于速度方向,圓心角θ與速度的偏向角相等.處理方法:分解速度.可求得. 4.與圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng):題中常出現(xiàn)一個(gè)圓心角,通過(guò)這個(gè)圓心角,就可找出速度的方向及水平位移和豎直位移的大小,再用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列方程求解.考點(diǎn)4平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路1.常見(jiàn)的三種臨界特征①有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過(guò)程中存在著臨界點(diǎn).②若題目中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語(yǔ),表明題述的過(guò)程中存在著“起止點(diǎn)”,而這些起止點(diǎn)往往就是臨界點(diǎn).③若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過(guò)程中存在著極值,這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn).2.平拋運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題的分析方法①確定研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)性質(zhì);②根據(jù)題意確定臨界狀態(tài);③確定臨界軌跡,畫(huà)出軌跡示意圖;④應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律結(jié)合臨界條件列方程求解.1.(2024·浙江·高考真題)如圖所示,小明取山泉水時(shí)發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的距離為水桶高的兩倍,在地面上平移水桶,水恰好從桶口中心無(wú)阻擋地落到桶底邊沿A。已知桶高為h,直徑為D,則水離開(kāi)出水口的速度大小為()A. B.C. D.2.(2022·山東·高考真題)(多選)如圖所示,某同學(xué)將離地的網(wǎng)球以的速度斜向上擊出,擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí),擊中墻壁上離地高度為的P點(diǎn)。網(wǎng)球與墻壁碰撞后,垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍。平行墻面的速度分量不變。重力加速度g取,網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點(diǎn)到墻壁的距離d分別為()A. B. C. D.3.(2024·山東·高考真題)(多選)如圖所示,工程隊(duì)向峽谷對(duì)岸平臺(tái)拋射重物,初速度v0大小為20m/s,與水平方向的夾角為30°,拋出點(diǎn)P和落點(diǎn)Q的連線與水平方向夾角為30°,重力加速度大小取10m/s2,忽略空氣阻力。重物在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為B.落地速度與水平方向夾角為60°C.重物離PQ連線的最遠(yuǎn)距離為10mD.軌跡最高點(diǎn)與落點(diǎn)的高度差為45m考向1平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論1.(2022·全國(guó)·高考真題)將一小球水平拋出,使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝,頻閃儀每隔發(fā)出一次閃光。某次拍攝時(shí),小球在拋出瞬間頻閃儀恰好閃光,拍攝的照片編輯后如圖所示。圖中的第一個(gè)小球?yàn)閽伋鏊查g的影像,每相鄰兩個(gè)球之間被刪去了3個(gè)影像,所標(biāo)出的兩個(gè)線段的長(zhǎng)度和之比為3:7。重力加速度大小取,忽略空氣阻力。求在拋出瞬間小球速度的大小。2.(2025屆高三上學(xué)期·湖南郴州·一模)我國(guó)運(yùn)動(dòng)員鄭欽文獲得2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)網(wǎng)球女子單打金牌,她的成功是勤奮訓(xùn)練的結(jié)果。如圖所示,她在某次訓(xùn)練中將離地1.25m的網(wǎng)球以13m/s的速度斜向上擊出,擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離為4.8m。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí),擊中墻壁上離地高度為8.45m的P點(diǎn)。網(wǎng)球碰墻后垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍,平行墻面的速度分量不變。已知重力加速度g取。則下列正確的是(
)A.網(wǎng)球從擊球點(diǎn)到P點(diǎn)的時(shí)間為1.3s B.網(wǎng)球達(dá)到P點(diǎn)時(shí)速度大小為5m/sC.網(wǎng)球碰墻后速度大小為3m/s D.網(wǎng)球落地點(diǎn)到墻壁的距離為3.6m考向2平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合3.(2024·陜西銅川·模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,從傾角為θ的斜面上某點(diǎn)先后將同一小球以不同的初速度水平拋出,小球均落在斜面上。當(dāng)拋出的速度為時(shí),從拋出至落到斜面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,位移大小為,離斜面的最遠(yuǎn)距離為,小球到達(dá)斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為;當(dāng)拋出速度為時(shí),從拋出至落到斜面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,位移大小為,離斜面的最遠(yuǎn)距離為,小球到達(dá)斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為,不計(jì)空氣阻力,則下列關(guān)系式正確的是()A. B. C. D.4.(2024·四川遂寧·模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,內(nèi)壁光滑的四分之一圓弧軌道豎直固定放置,軌道半徑為,圓心為A點(diǎn),分別是豎直半徑和水平半徑?,F(xiàn)讓光滑水平面上的小球獲得一個(gè)水平向右的速度(未知量),小球從A點(diǎn)離開(kāi)后運(yùn)動(dòng)到圓弧上的點(diǎn),重力加速度為,小球可視為質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)A.若,小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角為,則有B.若小球從A到運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則C.改變的大小,小球落到圓弧上的速度最大值為D.改變的大小,小球落到圓弧上速度的最小值為考向3斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用5.(2023·湖南·高考真題)如圖(a),我國(guó)某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(b)所示,其軌跡在同一豎直平面內(nèi),拋出點(diǎn)均為,且軌跡交于點(diǎn),拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空氣阻力,關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(
)
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B.谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于C.兩谷粒從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 D.兩谷粒從到的平均速度相等6.(2025屆高三上學(xué)期·吉林長(zhǎng)春·一模)鄭欽文在2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)為我國(guó)贏得首枚奧運(yùn)網(wǎng)球單打金牌。比賽中在網(wǎng)球距地面高度為h時(shí),她以斜向上方速度將網(wǎng)球擊出,方向與水平方向夾角為θ。忽略空氣阻力,網(wǎng)球從被擊出到第一次落地過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與h有關(guān),與無(wú)關(guān)B.網(wǎng)球落地前速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)水平位移的中點(diǎn)C.保持h和的大小不變,當(dāng)時(shí),網(wǎng)球水平位移最大D.保持的大小不變,h越小,最大水平位移對(duì)應(yīng)的θ越接近題型三圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1圓周運(yùn)動(dòng)的求解思路1.一審題:審題意,確定研究對(duì)象(以做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象)2.二確定:確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面,確定圓心3.三分析:①分析幾何關(guān)系,求半徑②分析物體的受力情況,畫(huà)出受力分析圖,確定向心力的來(lái)源(關(guān)鍵)③分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線速度、角速度等相關(guān)量,確定向心加速度的表達(dá)式4.列方程:根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律合圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)列方程考點(diǎn)2水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題運(yùn)動(dòng)模型汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)臺(tái)(光滑)圓錐擺向心力的來(lái)源圖示運(yùn)動(dòng)模型飛車走壁火車轉(zhuǎn)彎飛機(jī)水平轉(zhuǎn)彎向心力的來(lái)源圖示圓錐擺模型圓錐擺模型①如圖所示,向心力F向=mgtanθ=meq\f(v2,r)=mω2r,且r=Lsinθ,聯(lián)立解得v=eq\r(gLtanθsinθ),ω=eq\r(\f(g,Lcosθ)).②穩(wěn)定狀態(tài)下,θ角越大,對(duì)應(yīng)的角速度ω和線速度v就越大,小球受到的拉力F=eq\f(mg,cosθ)和運(yùn)動(dòng)所需的向心力也越大.考點(diǎn)3豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的解題思路1.定模型:首先判斷是繩子模型還是輕桿模型.2.確定臨界點(diǎn):,對(duì)繩子模型來(lái)說(shuō)是能否通過(guò)最高點(diǎn)的臨界點(diǎn),而對(duì)輕桿模型來(lái)說(shuō)是FN表現(xiàn)為支持力還是拉力的臨界點(diǎn).3.研究狀態(tài):通常情況下豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況.4.受力分析:對(duì)物體在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列出方程,.5.過(guò)程分析:豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度關(guān)系通常利用動(dòng)能定理來(lái)建立聯(lián)系。.考點(diǎn)4常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn)1.皮帶傳動(dòng):如圖甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即.2.摩擦傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng):如圖甲、乙所示,兩輪邊緣接觸,接觸點(diǎn)無(wú)打滑現(xiàn)象時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即3.同軸轉(zhuǎn)動(dòng):如圖甲、乙所示,繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,角速度相同,,由知v與R成正比.1.(2024·廣東·高考真題)如圖所示,在細(xì)繩的拉動(dòng)下,半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點(diǎn)O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。卷軸上沿半徑方向固定著長(zhǎng)度為l的細(xì)管,管底在O點(diǎn)。細(xì)管內(nèi)有一根原長(zhǎng)為、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧底端固定在管底,頂端連接質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動(dòng)細(xì)繩時(shí),插銷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若v過(guò)大,插銷會(huì)卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)停止。忽略摩擦力,彈簧在彈性限度內(nèi)。要使卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)不停止,v的最大值為()A. B. C. D.2.(2024·遼寧·高考真題)“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見(jiàn)的技巧。如圖,當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的()A.半徑相等 B.線速度大小相等C.向心加速度大小相等 D.角速度大小相等3.(2024·江西·高考真題)雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂(lè)項(xiàng)目,其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖(a)、(b)所示,傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤,可繞通過(guò)中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩,輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅(視為質(zhì)點(diǎn))。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。(1)在圖(a)中,若圓盤在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求與之間夾角的正切值。(2)將圓盤升高,如圖(b)所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩子與豎直方向的夾角為,繩子在水平雪地上的投影與的夾角為。求此時(shí)圓盤的角速度??枷?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))“指尖籃球”是花式籃球表演中的常見(jiàn)技巧。如圖所示,半徑為的籃球在指尖繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),若此時(shí)籃球下半球部分表面有一些小水滴,當(dāng)籃球角速度達(dá)到一定值時(shí),小水滴將被甩出。已知小水滴質(zhì)量為,籃球?qū)π∷蔚淖畲笪搅椋亓铀俣葹?,若小水滴僅受重力和籃球的吸附力作用,籃球?qū)π∷蔚奈搅r(shí)刻指向球心,則小水滴被籃球甩出時(shí)籃球的角速度、小水滴和球心的連線與水平方向的夾角應(yīng)滿足(
)A., B.,C., D.,考向2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)2.(2024·吉林長(zhǎng)春·模擬預(yù)測(cè))如圖,輕桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上,另一端固定一小球,輕桿隨轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),位置A與O等高,不計(jì)空氣阻力,關(guān)于桿對(duì)球的作用力F,下列說(shuō)法正確的是()A.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),F(xiàn)方向豎直向上 B.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),F(xiàn)大于小球重力C.小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí),F(xiàn)方向指向圓心 D.小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí),F(xiàn)小于小球重力考向3常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn)3.(2025屆高三上學(xué)期·陜西榆林·一模)如圖所示、甲、乙兩位同學(xué)握住繩子A、B兩端搖動(dòng),A、B兩端近似不動(dòng),且A、B兩點(diǎn)連線始終沿水平方向,繩子上P、Q等各點(diǎn)均同步在豎直面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)繩子在空中轉(zhuǎn)到如圖所示位置時(shí),則()A.P點(diǎn)的線速度方向沿繩子切線 B.P點(diǎn)的線速度等于Q點(diǎn)的線速度C.P點(diǎn)的角速度等于Q點(diǎn)的角速度 D.P點(diǎn)所受合外力方向一定垂直于繩斜向下難點(diǎn)突破圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題考點(diǎn)1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題1.與摩擦力有關(guān)的臨界極值問(wèn)題物體間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是物體間恰好達(dá)到最大靜摩擦力。1)如果只是摩擦力提供向心力,則最大靜摩擦力Ffm=mv2r,靜摩擦力的方向一定指向圓心。2)如果除摩擦力以外還有其他力,如繩兩端連接物體隨水平面轉(zhuǎn)動(dòng),其中一個(gè)物體存在一個(gè)恰不向內(nèi)滑動(dòng)的臨界條件和一個(gè)恰不向外滑動(dòng)的臨界條件,分別為靜摩擦力達(dá)到最大且靜摩擦力的方向沿半徑背離圓心和沿半徑指向圓心。2.與彈力有關(guān)的臨界極值問(wèn)題1)兩個(gè)接觸物體分離的臨界條件是物體間的彈力恰好為零。2)繩上拉力的臨界條件是繩恰好拉直且無(wú)彈力或繩上拉力恰好為最大承受力。3.物體間恰好分離的臨界條件是物體間的彈力恰好為零.考點(diǎn)2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題1.豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般是變速圓周運(yùn)動(dòng),通常只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的兩種情形,利用動(dòng)能定理來(lái)建立聯(lián)系,然后結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析.2)只有重力做功的豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒。3)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,涉及知識(shí)面比較廣,既有臨界問(wèn)題(關(guān)鍵是確定臨界狀態(tài),找準(zhǔn)受力的臨界條件,結(jié)合牛頓第二定律分析),又有能量守恒的問(wèn)題(通常用動(dòng)能定理解決,也可以用機(jī)械能守恒或設(shè)計(jì)摩擦力的用能量守恒解決),要注意物體運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)時(shí)的速度。2.繩子模型與輕桿模型對(duì)比繩模型桿模型實(shí)例球與繩連接、水流星、沿內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)的“過(guò)山車”等球與桿連接、球在光滑管道中運(yùn)動(dòng)等常見(jiàn)類型均是沒(méi)有支撐的小球均是有支撐的小球受力示意圖F彈向下或等于零F彈向下、等于零或向上力學(xué)方程mg+F彈=meq\f(v2,R)mg±F彈=meq\f(v2,R)過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件即討論分析①過(guò)最高點(diǎn)時(shí),,,繩、圓軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力②不能過(guò)最高點(diǎn)時(shí),,在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道①當(dāng)時(shí),,為支持力,沿半徑背離圓心②當(dāng)時(shí),,背離圓心,隨v的增大而減小③當(dāng)時(shí),④當(dāng)時(shí),,指向圓心并隨的增大而增大考點(diǎn)3斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題:物體在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)斜面的傾角為θ,重力垂直斜面的分力與物體受到的支持力大小相等,解決此類問(wèn)題時(shí),可以按以下操作,把問(wèn)題簡(jiǎn)化.物體在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,轉(zhuǎn)動(dòng)越快,最容易滑動(dòng)的位置是最低點(diǎn),恰好滑動(dòng)時(shí):μmgcosθ-mgsinθ=mω2R.1.(2024·江蘇·高考真題)如圖所示是生產(chǎn)陶瓷的工作臺(tái),臺(tái)面上掉有陶屑,與工作臺(tái)一起繞OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng),陶屑與桌面間的動(dòng)摩因數(shù)處處相同(臺(tái)面夠大)。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則(
)A.越靠近臺(tái)面邊緣的陶屑質(zhì)量越大B.越靠近臺(tái)面邊緣的陶屑質(zhì)量越小C.陶屑只能分布在工作臺(tái)邊緣D.陶屑只能分布在某一半徑的圓內(nèi)2.(2023·湖南·高考真題)(多選)如圖,固定在豎直面內(nèi)的光滑軌道ABC由直線段AB和圓弧段BC組成,兩段相切于B點(diǎn),AB段與水平面夾角為θ,BC段圓心為O,最高點(diǎn)為C,A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。小球從A點(diǎn)以初速度v0沖上軌道,能沿軌道運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)
A.小球從B到C的過(guò)程中,對(duì)軌道的壓力逐漸增大B.小球從A到C的過(guò)程中,重力的功率始終保持不變C.小球的初速度D.若小球初速度v0增大,小球有可能從B點(diǎn)脫離軌道考向1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題1.(2025屆高三上學(xué)期·四川瀘州·一模)(多選)如圖所示,水平地面上有一個(gè)可以繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓錐筒,筒壁與水平面的夾角為,內(nèi)壁有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊始終隨圓錐筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物塊受到的最大靜摩擦力是正壓力的0.6倍。當(dāng)物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,受到的摩擦力恰好為零時(shí),角速度為。忽略空氣阻力,取。則下列說(shuō)法中正確的是()A.當(dāng)r越大,則越大B.當(dāng)r越大,則越小C.當(dāng)時(shí),最大角速度D.當(dāng)時(shí),最大角速度考向2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2.(2025屆高三上學(xué)期·廣西柳州·模擬預(yù)測(cè))如圖為一小朋友在一個(gè)空心水泥管里玩“踢球”游戲,將該過(guò)程簡(jiǎn)化為豎直面內(nèi)半徑為r的固定圓環(huán),在圓環(huán)的最低點(diǎn)有一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)給小球一水平向右的瞬時(shí)速度v.小球沿圓環(huán)內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,不計(jì)小球與圓環(huán)間的摩擦。下列說(shuō)法正確的是(
)A.若,小球可以通過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)B.若,小球在最低點(diǎn)對(duì)圓環(huán)壓力大小為4mgC.若,小球脫離圓環(huán)的位置與圓心的連線與水平方向夾角的正弦值為D.若,小球脫離圓環(huán)的位置與圓心的連線與水平方向夾角的正弦值為考向3斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2.(2024·山東·一模)(多選)如圖所示,在某行星表面有一傾斜的圓盤,繞垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng),盤面與水平面的夾角為30°,質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))距轉(zhuǎn)軸距離為L(zhǎng),與圓盤保持相對(duì)靜止。已知角速度為時(shí),小物塊恰好相對(duì)滑動(dòng),物塊與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),星球的半徑為R,引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)物塊以角速度隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),物塊所受摩擦力方向沿盤面向下B.當(dāng)物體以角速度隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),物塊所受摩擦力大小C.該行星的第一宇宙速度為D.該行星的密度為專題03力與曲線運(yùn)動(dòng)目錄TOC\o"1-4"\h\u01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 202知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航 303核心精講·題型突破 4題型一運(yùn)動(dòng)的合成與分解 4【核心精講】 4考點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)的四大特點(diǎn) 4考點(diǎn)2小船渡河問(wèn)題 4考點(diǎn)3關(guān)聯(lián)速度 5【真題研析】 6【命題預(yù)測(cè)】 7考向1曲線運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成與分解 7考向2小船渡河 8考向3關(guān)聯(lián)速度 8題型二拋體運(yùn)動(dòng) 9【核心精講】 9考點(diǎn)1平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路 9考點(diǎn)2平拋運(yùn)動(dòng)的推論 10考點(diǎn)3平拋運(yùn)動(dòng)與各種面結(jié)合問(wèn)題 10考點(diǎn)4平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路 12【真題研析】 12【命題預(yù)測(cè)】 15考向1平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論 15考向2平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合 16考向3斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用 18題型三圓周運(yùn)動(dòng) 20【核心精講】 20考點(diǎn)1圓周運(yùn)動(dòng)的求解思路 20考點(diǎn)2水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 21考點(diǎn)3豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的解題思路 22考點(diǎn)4常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn) 22【真題研析】 22【命題預(yù)測(cè)】 25考向1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 25考向2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng) 26考向3常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn) 26難點(diǎn)突破圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 27【核心精講】 27考點(diǎn)1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 27考點(diǎn)2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 28考點(diǎn)3斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 29【真題研析】 29【命題預(yù)測(cè)】 31考向1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 31考向2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 32考向3斜面上圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 33命題統(tǒng)計(jì)命題要點(diǎn)20242023年2022年熱考角度運(yùn)動(dòng)的合成與分解2024?安徽?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2023?浙江?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2023?江蘇?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2023?全國(guó)?合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)2024?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?海南?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?安徽?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?湖北?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?新疆?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?江西?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?北京?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2024?江蘇?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2024?山東?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2024?福建?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2023?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?全國(guó)?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?浙江?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?山東?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?全國(guó)?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2023?遼寧?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2023?湖南?斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用2022?河北?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?山東?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?重慶?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?北京?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?湖北?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論2022?全國(guó)?平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論考向二平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合2022?廣東?平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合2022?廣東?平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)2024?廣東?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?江蘇?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?甘肅?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?江西?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2024?遼寧?常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn)2023?北京?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?全國(guó)?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?福建?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?重慶?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2023?江蘇?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2022?山東?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2022?福建?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題2022?遼寧?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2024?江蘇?水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2024·貴州·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2024·安徽·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2023?湖南?豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2023·廣東·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2022?北京?豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2022·全國(guó)·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題2022·浙江·豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題命題規(guī)律①運(yùn)動(dòng)的合成與分解;②平拋運(yùn)動(dòng)與斜拋運(yùn)動(dòng);③圓周運(yùn)動(dòng).考向預(yù)測(cè)本專題屬于熱點(diǎn)內(nèi)容;高考命題以選擇題或計(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,圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、線速度和向心加速度是近幾年命題的熱點(diǎn),尤其是幾個(gè)熱點(diǎn)模型(繩、桿速度分解模型,與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng),圓錐擺模型,水平面內(nèi)、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,圓周運(yùn)動(dòng)中的輕繩、輕桿模型)結(jié)合功能關(guān)系、牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合考查,也可與電場(chǎng)力、洛倫茲力聯(lián)系起來(lái)考查.可能單獨(dú)考察某一種運(yùn)動(dòng)形式,也可能是多個(gè)運(yùn)動(dòng)的集合的多過(guò)程運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)+圓周運(yùn)動(dòng),多個(gè)圓周運(yùn)動(dòng),斜面+平拋運(yùn)動(dòng)+圓周運(yùn)動(dòng)等)。此外生活中的圓周運(yùn)動(dòng)命題范圍很大,需靈活運(yùn)用命題情境生活中的拋體運(yùn)動(dòng),自行車、汽車、火車轉(zhuǎn)彎等動(dòng)力學(xué)及臨界問(wèn)題,水流星,體育運(yùn)動(dòng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題常用方法運(yùn)動(dòng)的合成與分解(小船過(guò)河、拋體運(yùn)動(dòng));牛頓運(yùn)動(dòng)定律(分析圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)問(wèn)題);動(dòng)能定理(分析豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程問(wèn)題);模型(小船渡河模型,繩、桿速度分解模型,與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)問(wèn)題,圓錐擺模型,水平面內(nèi)、豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,圓周運(yùn)動(dòng)中的輕繩、輕桿模型);多過(guò)程問(wèn)題分析方法.題型一運(yùn)動(dòng)的合成與分解考點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)的四大特點(diǎn)1.運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn):由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的瞬時(shí)速度方向沿曲線上物體位置的切線方向,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻發(fā)生變化,即曲線運(yùn)動(dòng)一定為變速運(yùn)動(dòng).2.動(dòng)力學(xué)特征:由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度時(shí)刻變化,說(shuō)明物體具有加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知,物體所受合外力一定不為零且和速度方向始終不在一條直線上(曲線運(yùn)動(dòng)條件).合外力在垂直于速度方向上的分力改變物體速度的方向,合外力在沿速度方向上的分力改變物體速度的大小.3.軌跡特征:曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的一側(cè)彎曲,或者說(shuō)合力的方向總指向曲線的凹側(cè).軌跡只能平滑變化,不會(huì)出現(xiàn)折線.若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡向下彎曲,圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡總向圓心彎曲等.4.能量特征:若物體所受的合外力始終和物體的速度垂直,則合外力對(duì)物體不做功,物體的動(dòng)能不變;若合外力不與物體的速度方向垂直,則合外力對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能發(fā)生變化.考點(diǎn)2小船渡河問(wèn)題1.解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵:正確區(qū)分船的分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng).船的航行方向也就是船頭指向,是分運(yùn)動(dòng);船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向,是合運(yùn)動(dòng),一般情況下與船頭指向不一致.2.運(yùn)動(dòng)分解的基本方法:按實(shí)際效果分解,一般用平行四邊形定則沿水流方向和船頭指向進(jìn)行分解.模型解讀分運(yùn)動(dòng)1分運(yùn)動(dòng)2合運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)船相對(duì)于靜水的劃行運(yùn)動(dòng)船隨水漂流的運(yùn)動(dòng)船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度本質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)給船的速度水流給船的速度船相對(duì)于岸的速度速度方向沿船頭指向沿水流方向合速度方向,軌跡(切線)方向渡河時(shí)間①渡河時(shí)間只與船垂直于河岸方向的分速度有關(guān),與水流速度無(wú)關(guān)②渡河時(shí)間最短:船頭正對(duì)河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,(d為河寬)渡河位移①若v船>v水,當(dāng)船頭方向與上游河岸夾角θ滿足v船cosθ=v水時(shí),合速度垂直河岸,渡河位移最短,且xmin=d②若v船<v水,合速度不可能垂直于河岸,無(wú)法垂直渡河.當(dāng)船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直時(shí),渡河位移最短,且xmin=eq\f(d,cosθ)=eq\f(dv水,v船)考點(diǎn)3關(guān)聯(lián)速度1.定義:兩物體通過(guò)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.2.處理關(guān)聯(lián)速度問(wèn)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,把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分速度,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.3.常見(jiàn)的速度分解模型情景圖示定量結(jié)論v=v物cosθv物′=v∥=v物cosθv∥=v∥′即v物cosθ=v物′cosαv∥=v∥′即v物cosα=v物′cosβ1.(2024·安徽·高考真題)(多選)一傾角為足夠大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐標(biāo)系,如圖(1)所示。從開(kāi)始,將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從O點(diǎn)由靜止釋放,同時(shí)對(duì)物塊施加沿x軸正方向的力和,其大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖(2)所示。已知物塊的質(zhì)量為1.2kg,重力加速度g取,不計(jì)空氣阻力。則(
)A.物塊始終做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.時(shí),物塊的y坐標(biāo)值為2.5mC.時(shí),物塊的加速度大小為D.時(shí),物塊的速度大小為【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的合成與分解【答案】BD【詳解】A.根據(jù)圖像可得,,故兩力的合力為,物塊在y軸方向受到的力不變?yōu)椋瑇軸方向的力在改變,合力在改變,故物塊做的不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B.在y軸方向的加速度為,故時(shí),物塊的y坐標(biāo)值為,故B正確;C.時(shí),,故此時(shí)加速度大小為,故C錯(cuò)誤;D.對(duì)x軸正方向,對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)量定理,由于F與時(shí)間t成線性關(guān)系故可得,解得,此時(shí)y軸方向速度為,故此時(shí)物塊的速度大小為,故D正確。故選BD??枷?曲線運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.(2025屆高三上學(xué)期·遼寧本溪·一模)一質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng),它的兩個(gè)正交分速度圖像分別如圖所示,由圖可知錯(cuò)誤的是()A.開(kāi)始4s內(nèi)物體的位移為B.從開(kāi)始至6s末物體一直做曲線運(yùn)動(dòng)C.開(kāi)始4s內(nèi)物體所受合外力為0.2ND.開(kāi)始4s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng),接著2s內(nèi)物體做直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【詳解】A.根據(jù)v-t圖像中圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,可知開(kāi)始4s內(nèi)物體x方向位移,y方向位移,所以開(kāi)始4s內(nèi)物體的位移為,故A正確,與題意不符;BD.開(kāi)始4s內(nèi)物體初速度方向?yàn)閤方向,加速度方向?yàn)閥方向,兩者不在一條直線上,所以物體做曲線運(yùn)動(dòng)。4s末物體的速度方向與x方向夾角的正切值,加速度方向與x方向夾角的正切值所以速度方向與加速度方向在同一條直線上,物體要做直線運(yùn)動(dòng)。故B錯(cuò)誤,與題意相符;D正確,與題意不符;C.開(kāi)始4s內(nèi)物體所受合外力為,由圖像可知,,聯(lián)立,解得,故C正確,與題意不符。本題選錯(cuò)誤的,故選B。考向2小船渡河2.(2024·廣東深圳·二模)(多選)一只小船渡河,船頭方向始終垂直于河岸,水流速度各處相同且恒定不變?,F(xiàn)小船相對(duì)于靜水以初速度v0分別做勻加速、勻減速、勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,可以判斷()A.小船沿三條不同軌跡渡河的時(shí)間相同B.小船沿AC軌跡渡河的時(shí)間最小C.小船沿三條不同軌跡到達(dá)河對(duì)岸時(shí)的速率相同D.小船沿AD軌跡運(yùn)動(dòng)到達(dá)河對(duì)岸時(shí)的速率最小【答案】BD【詳解】A.小船沿三條不同軌跡渡河時(shí),垂直河岸方向的位移相同,當(dāng)垂直河岸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)用時(shí)間最短,勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)用時(shí)間最長(zhǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.當(dāng)小船垂直河岸做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度指向河對(duì)岸,因加速度方向指向軌跡的凹向,可知AC為勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡,即小船沿AC軌跡渡河的時(shí)間最小,選項(xiàng)B正確;C.小船沿三條不同軌跡到達(dá)河對(duì)岸時(shí)垂直河岸方向的速度不同,沿平行河岸方向的速度相同,可知合速度大小不同,即速率不相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.小船沿AD軌跡運(yùn)動(dòng)到達(dá)河對(duì)岸時(shí),小船垂直河岸做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)對(duì)岸時(shí)垂直河岸方向的速度最小,可知合速率最小,選項(xiàng)D正確。故選BD??枷?關(guān)聯(lián)速度3.(2025屆高三上學(xué)期·貴州·模擬預(yù)測(cè))火災(zāi)逃生的首要原則是離開(kāi)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),如圖所示是火警設(shè)計(jì)的一種讓當(dāng)事人快捷逃離現(xiàn)場(chǎng)的救援方案:用一根不變形的輕桿MN支撐在樓面平臺(tái)AB上,N端在水平地面上向右以勻速運(yùn)動(dòng),被救助的人員緊抱在M端隨輕桿一起向平臺(tái)B端靠近,平臺(tái)高為h,當(dāng)時(shí),被救人員向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速率是(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】將N端的速度進(jìn)行分解,設(shè)此時(shí)與水平方向的夾角為,如圖所示則人的速度等于沿桿的分量,即,根據(jù)幾何關(guān)系可得,解得故選C。題型二拋體運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路1.若知道速度的大小和方向,則首先考慮分解速度.2.若知道位移的大小和方向,則首先考慮分解位移.3.兩種分解方法:①沿水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);②沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)和垂直于斜面方向的勻減速運(yùn)動(dòng).4.對(duì)于平拋或類平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)組合的問(wèn)題,應(yīng)用“合成與分解的思想”,分析這兩種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度是解題的關(guān)鍵.考點(diǎn)2平拋運(yùn)動(dòng)的推論1.飛行時(shí)間:由知,飛行時(shí)間取決于下落高度h,與初速度v0無(wú)關(guān).2.水平射程:,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同決定,與其他因素?zé)o關(guān).3.落地速度:,以θ表示落地速度與x軸正方向間的夾角,有,所以落地速度只與初速度v0和下落高度h有關(guān).4.速度改變量:物體在任意相等時(shí)間內(nèi)的速度改變量相同,方向恒為豎直向下.平拋運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化,速率不是均勻變化。平拋運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化,速率不是均勻變化。5.平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要結(jié)論①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻(任意位置)處,有.推導(dǎo):②做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)水平位移的中點(diǎn),如圖所示,即.推導(dǎo):考點(diǎn)3平拋運(yùn)動(dòng)與各種面結(jié)合問(wèn)題1.平拋與豎直面結(jié)合2.平拋與斜面結(jié)合①順著斜面平拋情形一:落到斜面上,已知位移方向沿斜面向下處理方法:分解位移.可求得.情形二:物體離斜面距離最大,已知速度方向沿斜面向下處理方法:分解速度可求得.②對(duì)著斜面平拋:垂直打在斜面上,已知速度方向垂直斜面向下處理方法:分解速度.可求得.3.平拋與圓面結(jié)合①小球從半圓弧左邊沿平拋,落到半圓內(nèi)的不同位置.處理方法:由半徑和幾何關(guān)系制約時(shí)間t:聯(lián)立兩方程可求t. ②小球恰好沿B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓軌道,此時(shí)半徑OB垂直于速度方向,圓心角α與速度的偏向角相等.處理方法:分解速度.可求得. ③小球恰好從圓柱體Q點(diǎn)沿切線飛過(guò),此時(shí)半徑OQ垂直于速度方向,圓心角θ與速度的偏向角相等.處理方法:分解速度.可求得. 4.與圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng):題中常出現(xiàn)一個(gè)圓心角,通過(guò)這個(gè)圓心角,就可找出速度的方向及水平位移和豎直位移的大小,再用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列方程求解.考點(diǎn)4平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路1.常見(jiàn)的三種臨界特征①有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過(guò)程中存在著臨界點(diǎn).②若題目中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語(yǔ),表明題述的過(guò)程中存在著“起止點(diǎn)”,而這些起止點(diǎn)往往就是臨界點(diǎn).③若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過(guò)程中存在著極值,這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn).2.平拋運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題的分析方法①確定研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)性質(zhì);②根據(jù)題意確定臨界狀態(tài);③確定臨界軌跡,畫(huà)出軌跡示意圖;④應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律結(jié)合臨界條件列方程求解.1.(2024·浙江·高考真題)如圖所示,小明取山泉水時(shí)發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的距離為水桶高的兩倍,在地面上平移水桶,水恰好從桶口中心無(wú)阻擋地落到桶底邊沿A。已知桶高為h,直徑為D,則水離開(kāi)出水口的速度大小為()A. B.C. D.【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論【答案】C【詳解】設(shè)出水孔到水桶中心距離為x,則落到桶底A點(diǎn)時(shí),解得。故選C。2.(2022·山東·高考真題)(多選)如圖所示,某同學(xué)將離地的網(wǎng)球以的速度斜向上擊出,擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí),擊中墻壁上離地高度為的P點(diǎn)。網(wǎng)球與墻壁碰撞后,垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍。平行墻面的速度分量不變。重力加速度g取,網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點(diǎn)到墻壁的距離d分別為()A. B. C. D.【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論【答案】BD【詳解】設(shè)網(wǎng)球飛出時(shí)的速度為,豎直方向,代入數(shù)據(jù)得,則排球水平方向到點(diǎn)的距離,根據(jù)幾何關(guān)系可得打在墻面上時(shí),垂直墻面的速度分量平行墻面的速度分量反彈后,垂直墻面的速度分量,則反彈后的網(wǎng)球速度大小為,網(wǎng)球落到地面的時(shí)間,著地點(diǎn)到墻壁的距離,故BD正確,AC錯(cuò)誤。故選BD。3.(2024·山東·高考真題)(多選)如圖所示,工程隊(duì)向峽谷對(duì)岸平臺(tái)拋射重物,初速度v0大小為20m/s,與水平方向的夾角為30°,拋出點(diǎn)P和落點(diǎn)Q的連線與水平方向夾角為30°,重力加速度大小取10m/s2,忽略空氣阻力。重物在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為B.落地速度與水平方向夾角為60°C.重物離PQ連線的最遠(yuǎn)距離為10mD.軌跡最高點(diǎn)與落點(diǎn)的高度差為45m【考點(diǎn)】斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用【答案】BD【詳解】AC.將初速度分解為沿方向分速度和垂直分速度,則有,,將重力加速度分解為沿方向分速度和垂直分速度,則有,,垂直方向根據(jù)對(duì)稱性可得重物運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,重物離PQ連線的最遠(yuǎn)距離為,故AC錯(cuò)誤;B.重物落地時(shí)豎直分速度大小為,則落地速度與水平方向夾角正切值為,可得,故B正確;D.從拋出到最高點(diǎn)所用時(shí)間為,則從最高點(diǎn)到落地所用時(shí)間為,軌跡最高點(diǎn)與落點(diǎn)的高度差為,故D正確。故選BD。考向1平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論1.(2022·全國(guó)·高考真題)將一小球水平拋出,使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝,頻閃儀每隔發(fā)出一次閃光。某次拍攝時(shí),小球在拋出瞬間頻閃儀恰好閃光,拍攝的照片編輯后如圖所示。圖中的第一個(gè)小球?yàn)閽伋鏊查g的影像,每相鄰兩個(gè)球之間被刪去了3個(gè)影像,所標(biāo)出的兩個(gè)線段的長(zhǎng)度和之比為3:7。重力加速度大小取,忽略空氣阻力。求在拋出瞬間小球速度的大小。【答案】【詳解】頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光,每相鄰兩個(gè)球之間被刪去3個(gè)影像,故相鄰兩球的時(shí)間間隔設(shè)拋出瞬間小球的速度為,每相鄰兩球間的水平方向上位移為x,豎直方向上的位移分別為、,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)位移公式有令,則有已標(biāo)注的線段、分別為則有整理得故在拋出瞬間小球的速度大小為2.(2025屆高三上學(xué)期·湖南郴州·一模)我國(guó)運(yùn)動(dòng)員鄭欽文獲得2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)網(wǎng)球女子單打金牌,她的成功是勤奮訓(xùn)練的結(jié)果。如圖所示,她在某次訓(xùn)練中將離地1.25m的網(wǎng)球以13m/s的速度斜向上擊出,擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離為4.8m。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí),擊中墻壁上離地高度為8.45m的P點(diǎn)。網(wǎng)球碰墻后垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍,平行墻面的速度分量不變。已知重力加速度g取。則下列正確的是(
)A.網(wǎng)球從擊球點(diǎn)到P點(diǎn)的時(shí)間為1.3s B.網(wǎng)球達(dá)到P點(diǎn)時(shí)速度大小為5m/sC.網(wǎng)球碰墻后速度大小為3m/s D.網(wǎng)球落地點(diǎn)到墻壁的距離為3.6m【答案】B【詳解】AB.設(shè),,,。將網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)逆向看成平拋運(yùn)動(dòng),則,得網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,網(wǎng)球拋出時(shí)的豎直分速度為是,網(wǎng)球達(dá)到P點(diǎn)時(shí)速度大小為,A錯(cuò)誤,B正確;C.網(wǎng)球碰撞時(shí)垂直墻面的速度分量為,平行墻面的速度分量為,網(wǎng)球碰墻后速度大小為,C錯(cuò)誤;D.網(wǎng)球反彈后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,,網(wǎng)球落地點(diǎn)到墻壁的距離為,D錯(cuò)誤。故選B。考向2平拋運(yùn)動(dòng)與各種面的結(jié)合3.(2024·陜西銅川·模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,從傾角為θ的斜面上某點(diǎn)先后將同一小球以不同的初速度水平拋出,小球均落在斜面上。當(dāng)拋出的速度為時(shí),從拋出至落到斜面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,位移大小為,離斜面的最遠(yuǎn)距離為,小球到達(dá)斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為;當(dāng)拋出速度為時(shí),從拋出至落到斜面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,位移大小為,離斜面的最遠(yuǎn)距離為,小球到達(dá)斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為,不計(jì)空氣阻力,則下列關(guān)系式正確的是()A. B. C. D.【答案】AC【詳解】C.由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,速度方向與水平方向的夾角,則,位移方向相同,則速度方向與斜面的夾角相同,選項(xiàng)C正確;A.根據(jù),初速度變?yōu)?倍時(shí),則時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,即,選項(xiàng)A正確;B.垂直斜面方向,初速度,加速度,則離斜面的最遠(yuǎn)距離,初速度變?yōu)?倍時(shí),則離斜面的最遠(yuǎn)距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,故,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;D.根據(jù),初速度變?yōu)?倍時(shí),位移變4倍,即,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。4.(2024·四川遂寧·模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,內(nèi)壁光滑的四分之一圓弧軌道豎直固定放置,軌道半徑為,圓心為A點(diǎn),分別是豎直半徑和水平半徑?,F(xiàn)讓光滑水平面上的小球獲得一個(gè)水平向右的速度(未知量),小球從A點(diǎn)離開(kāi)后運(yùn)動(dòng)到圓弧上的點(diǎn),重力加速度為,小球可視為質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)A.若,小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角為,則有B.若小球從A到運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則C.改變的大小,小球落到圓弧上的速度最大值為D.改變的大小,小球落到圓弧上速度的最小值為【答案】BD【詳解】A.設(shè),則平拋運(yùn)動(dòng)位移的偏轉(zhuǎn)角為,當(dāng)速度的偏轉(zhuǎn)角為時(shí),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論,可得,綜合可得,故A錯(cuò)誤;B.小球從A到,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得,,由幾何關(guān)系可得,綜合解得,故B正確;CD.若讓小球從A點(diǎn)以不同初速度水平向右拋出,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得小球剛到達(dá)某點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的速度為,結(jié)合,,,綜合可得,由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,則的最小值為,故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。考向3斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用5.(2023·湖南·高考真題)如圖(a),我國(guó)某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(b)所示,其軌跡在同一豎直平面內(nèi),拋出點(diǎn)均為,且軌跡交于點(diǎn),拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空氣阻力,關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(
)
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B.谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于C.兩谷粒從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 D.兩谷粒從到的平均速度相等【答案】B【詳解】A.拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用,加速度均為重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A錯(cuò)誤;C.谷粒2做斜向上拋運(yùn)動(dòng),谷粒1做平拋運(yùn)動(dòng),均從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),故位移相同。在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運(yùn)動(dòng),谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng),豎直方向上位移相同故谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),C錯(cuò)誤;B.谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng),水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng),故運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度。與谷粒1比較水平位移相同,但運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),故谷粒2水平方向上的速度較小即最高點(diǎn)的速度小于,B正確;D.兩谷粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的位移相同,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同,故平均速度不相等,谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,D錯(cuò)誤。故選B。6.(2025屆高三上學(xué)期·吉林長(zhǎng)春·一模)鄭欽文在2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)為我國(guó)贏得首枚奧運(yùn)網(wǎng)球單打金牌。比賽中在網(wǎng)球距地面高度為h時(shí),她以斜向上方速度將網(wǎng)球擊出,方向與水平方向夾角為θ。忽略空氣阻力,網(wǎng)球從被擊出到第一次落地過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與h有關(guān),與無(wú)關(guān)B.網(wǎng)球落地前速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)水平位移的中點(diǎn)C.保持h和的大小不變,當(dāng)時(shí),網(wǎng)球水平位移最大D.保持的大小不變,h越小,最大水平位移對(duì)應(yīng)的θ越接近【答案】D【詳解】A.根據(jù)位移時(shí)間公式有,可知,網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與h和有關(guān),故A錯(cuò)誤;B.由平拋運(yùn)動(dòng)推論可知網(wǎng)球落地前速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)網(wǎng)球平拋階段的水平位移的中點(diǎn),如圖故B錯(cuò)誤;CD.依題意,網(wǎng)球做斜拋運(yùn)動(dòng),分解為初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),如圖可知,當(dāng),時(shí),有極值,可得解得,可知網(wǎng)球水平射程最遠(yuǎn)的拋射角與h和v0有關(guān)。當(dāng)h=0時(shí),即h越小,最遠(yuǎn)射程對(duì)應(yīng)的拋射角越接近45°,故C錯(cuò)誤;D正確;故選D。題型三圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1圓周運(yùn)動(dòng)的求解思路1.一審題:審題意,確定研究對(duì)象(以做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象)2.二確定:確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面,確定圓心3.三分析:①分析幾何關(guān)系,求半徑②分析物體的受力情況,畫(huà)出受力分析圖,確定向心力的來(lái)源(關(guān)鍵)③分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線速度、角速度等相關(guān)量,確定向心加速度的表達(dá)式4.列方程:根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律合圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)列方程考點(diǎn)2水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題運(yùn)動(dòng)模型汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)臺(tái)(光滑)圓錐擺向心力的來(lái)源圖示運(yùn)動(dòng)模型飛車走壁火車轉(zhuǎn)彎飛機(jī)水平轉(zhuǎn)彎向心力的來(lái)源圖示圓錐擺模型圓錐擺模型①如圖所示,向心力F向=mgtanθ=meq\f(v2,r)=mω2r,且r=Lsinθ,聯(lián)立解得v=eq\r(gLtanθsinθ),ω=eq\r(\f(g,Lcosθ)).②穩(wěn)定狀態(tài)下,θ角越大,對(duì)應(yīng)的角速度ω和線速度v就越大,小球受到的拉力F=eq\f(mg,cosθ)和運(yùn)動(dòng)所需的向心力也越大.考點(diǎn)3豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的解題思路1.定模型:首先判斷是繩子模型還是輕桿模型.2.確定臨界點(diǎn):,對(duì)繩子模型來(lái)說(shuō)是能否通過(guò)最高點(diǎn)的臨界點(diǎn),而對(duì)輕桿模型來(lái)說(shuō)是FN表現(xiàn)為支持力還是拉力的臨界點(diǎn).3.研究狀態(tài):通常情況下豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況.4.受力分析:對(duì)物體在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列出方程,.5.過(guò)程分析:豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度關(guān)系通常利用動(dòng)能定理來(lái)建立聯(lián)系。.考點(diǎn)4常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn)1.皮帶傳動(dòng):如圖甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即.2.摩擦傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng):如圖甲、乙所示,兩輪邊緣接觸,接觸點(diǎn)無(wú)打滑現(xiàn)象時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,即3.同軸轉(zhuǎn)動(dòng):如圖甲、乙所示,繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,角速度相同,,由知v與R成正比.1.(2024·廣東·高考真題)如圖所示,在細(xì)繩的拉動(dòng)下,半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點(diǎn)O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。卷軸上沿半徑方向固定著長(zhǎng)度為l的細(xì)管,管底在O點(diǎn)。細(xì)管內(nèi)有一根原長(zhǎng)為、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧底端固定在管底,頂端連接質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動(dòng)細(xì)繩時(shí),插銷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若v過(guò)大,插銷會(huì)卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)停止。忽略摩擦力,彈簧在彈性限度內(nèi)。要使卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)不停止,v的最大值為()A. B. C. D.【考點(diǎn)】傳動(dòng)問(wèn)題,圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題【答案】A【詳解】有題意可知當(dāng)插銷剛卡緊固定端蓋時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為,根據(jù)胡克定律有插銷與卷軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相同,對(duì)插銷有彈力提供向心力,對(duì)卷軸有,聯(lián)立解得。故選A。2.(2024·遼寧·高考真題)“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見(jiàn)的技巧。如圖,當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的()A.半徑相等 B.線速度大小相等C.向心加速度大小相等 D.角速度大小相等【考點(diǎn)】傳動(dòng)問(wèn)題【答案】D【詳解】D.由題意可知,球面上P、Q兩點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),故角速度大小相等,故D正確;A.由圖可知,球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑的關(guān)系為,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)可知,球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的關(guān)系為,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)可知,球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的關(guān)系為,故C錯(cuò)誤。故選D。3.(2024·江西·高考真題)雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂(lè)項(xiàng)目,其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖(a)、(b)所示,傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤,可繞通過(guò)中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩,輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅(視為質(zhì)點(diǎn))。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。(1)在圖(a)中,若圓盤在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求與之間夾角的正切值。(2)將圓盤升高,如圖(b)所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩子與豎直方向的夾角為,繩子在水平雪地上的投影與的夾角為。求此時(shí)圓盤的角速度?!究键c(diǎn)】水平面的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題【答案】(1);(2)【詳解】(1)轉(zhuǎn)椅做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)輕繩拉力為T,轉(zhuǎn)椅質(zhì)量為m,受力分析可知輕繩拉力沿切線方向的分量與轉(zhuǎn)椅受到地面的滑動(dòng)摩擦力平衡,沿徑向方向的分量提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,故可得,聯(lián)立解得(2)設(shè)此時(shí)輕繩拉力為,沿和垂直豎直向上的分力分別為,對(duì)轉(zhuǎn)椅根據(jù)牛頓第二定律得沿切線方向豎直方向聯(lián)立解得考向1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))“指尖籃球”是花式籃球表演中的常見(jiàn)技巧。如圖所示,半徑為的籃球在指尖繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),若此時(shí)籃球下半球部分表面有一些小水滴,當(dāng)籃球角速度達(dá)到一定值時(shí),小水滴將被甩出。已知小水滴質(zhì)量為,籃球?qū)π∷蔚淖畲笪搅?,重力加速度為,若小水滴僅受重力和籃球的吸附力作用,籃球?qū)π∷蔚奈搅r(shí)刻指向球心,則小水滴被籃球甩出時(shí)籃球的角速度、小水滴和球心的連線與水平方向的夾角應(yīng)滿足(
)A., B.,C., D.,【答案】B【詳解】如圖所示小水滴恰好被甩出時(shí),水平方向有,豎直方向有,解得,故選B??枷?豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)2.(2024·吉林長(zhǎng)春·模擬預(yù)測(cè))如圖,輕桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上,另一端固定一小球,輕桿隨轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),位置A與O等高,不計(jì)空氣阻力,關(guān)于桿對(duì)球的作用力F,下列說(shuō)法正確的是()A.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),F(xiàn)方向豎直向上 B.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),F(xiàn)大于小球重力C.小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí),F(xiàn)方向指向圓心 D.小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí),F(xiàn)小于小球重力【答案】B【詳解】A.設(shè)小球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為R,則小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律,若速度大于,則F方向豎直向下,若速度小于,則F方向豎直向上,若速度等于,則F為零,故A錯(cuò)誤;B.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有,所以,故B正確;C.小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí),則有,向心力方向指向圓心,F(xiàn)指向斜上方,故C錯(cuò)誤;D.小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí),F(xiàn)大于小球的重力,故D錯(cuò)誤。故選B??枷?常見(jiàn)的傳動(dòng)方式及特點(diǎn)3.(2025屆高三上學(xué)期·陜西榆林·一模)如圖所示、甲、乙兩位同學(xué)握住繩子A、B兩端搖動(dòng),A、B兩端近似不動(dòng),且A、B兩點(diǎn)連線始終沿水平方向,繩子上P、Q等各點(diǎn)均同步在豎直面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)繩子在空中轉(zhuǎn)到如圖所示位置時(shí),則()A.P點(diǎn)的線速度方向沿繩子切線 B.P點(diǎn)的線速度等于Q點(diǎn)的線速度C.P點(diǎn)的角速度等于Q點(diǎn)的角速度 D.P點(diǎn)所受合外力方向一定垂直于繩斜向下【答案】C【詳解】A.P、Q兩點(diǎn)以AB為共同轉(zhuǎn)軸做圓周運(yùn)動(dòng),則可知P的速度方向與其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑垂直,并不沿繩子切線,故A錯(cuò)誤;BC.由于P、Q兩點(diǎn)以AB為共同轉(zhuǎn)軸做圓周運(yùn)動(dòng),可知二者的角速度相等,由圖可知,P的半徑小于Q的半徑,根據(jù)公式,可知,P的線速度小于Q的線速度,故B錯(cuò)誤,C正確;D.P、Q等各點(diǎn)均同步在豎直面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則合外力提供向心力,指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,即P點(diǎn)所受合外力方向一定垂直于AB連線向下,故D錯(cuò)誤。故選C。難點(diǎn)突破圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題考點(diǎn)1水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題1.與摩擦力有關(guān)的臨界極值問(wèn)題物體間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是物體間恰好達(dá)到最大靜摩擦力。1)如果只是摩擦力提供向心力,則最大靜摩擦力Ffm=mv2r,靜摩擦力的方向一定指向圓心。2)如果除摩擦力以外還有其他力,如繩兩端連接物體隨水平面轉(zhuǎn)動(dòng),其中一個(gè)物體存在一個(gè)恰不向內(nèi)滑動(dòng)的臨界條件和一個(gè)恰不向外滑動(dòng)的臨界條件,分別為靜摩擦力達(dá)到最大且靜摩擦力的方向沿半徑背離圓心和沿半徑指向圓心。2.與彈力有關(guān)的臨界極值問(wèn)題1)兩個(gè)接觸物體分離的臨界條件是物體間的彈力恰好為零。2)繩上拉力的臨界條件是繩恰好拉直且無(wú)彈力或繩上拉力恰好為最大承受力。3.物體間恰好分離的臨界條件是物體間的彈力恰好為零.考點(diǎn)2豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題1.豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般是變速圓周運(yùn)動(dòng),通常只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的兩種情形,利用動(dòng)能定理來(lái)建立聯(lián)系,然后結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析.2)只有重力做功的豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒。3)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,涉及知識(shí)面比較廣,既有臨界問(wèn)題(關(guān)鍵是確定臨界狀態(tài),找準(zhǔn)受力的
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