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文檔簡介
高考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專練(新高考專用)重難點(diǎn)04平拋運(yùn)動與圓周運(yùn)動【知識梳理】考點(diǎn)一平拋運(yùn)動基本規(guī)律的理解1.飛行時間:由知,時間取決于下落高度h,與初速度v0無關(guān).2.水平射程:x=v0t=v0,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軸正方向的夾角,有,所以落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān).4.速度改變量:因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的加速度為恒定的重力加速度g,所以做平拋運(yùn)動的物體在任意相等時間間隔Δt內(nèi)的速度改變量Δv=gΔt;相同,方向恒為豎直向下,如圖所示.5.兩個重要推論(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體任一時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點(diǎn),如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示.(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體在任意時刻任一位置處,設(shè)其末速度方向與水平方向的夾角為α,位移與水平方向的夾角為θ,則tanα=2tanθ.【重點(diǎn)歸納】1.在研究平拋運(yùn)動問題時,根據(jù)運(yùn)動效果的等效性,利用運(yùn)動分解的方法,將其轉(zhuǎn)化為我們所熟悉的兩個方向上的直線運(yùn)動,即水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動.再運(yùn)用運(yùn)動合成的方法求出平拋運(yùn)動的規(guī)律.這種處理問題的方法可以變曲線運(yùn)動為直線運(yùn)動,變復(fù)雜運(yùn)動為簡單運(yùn)動,是處理曲線運(yùn)動問題的一種重要的思想方法.2.常見平拋運(yùn)動模型的運(yùn)動時間的計(jì)算方法(1)在水平地面上空h處平拋:由知,即t由高度h決定.(2)在半圓內(nèi)的平拋運(yùn)動(如圖),由半徑和幾何關(guān)系制約時間t:聯(lián)立兩方程可求t.(3)斜面上的平拋問題:①順著斜面平拋(如圖)方法:分解位移x=v0t可求得②對著斜面平拋(如圖)方法:分解速度vx=v0vy=gt可求得(4)對著豎直墻壁平拋(如圖)水平初速度v0不同時,雖然落點(diǎn)不同,但水平位移相同.3.求解多體平拋問題的三點(diǎn)注意(1)若兩物體同時從同一高度(或同一點(diǎn))拋出,則兩物體始終在同一高度,二者間距只取決于兩物體的水平分運(yùn)動.(2)若兩物體同時從不同高度拋出,則兩物體高度差始終與拋出點(diǎn)高度差相同,二者間距由兩物體的水平分運(yùn)動和豎直高度差決定.(3)若兩物體從同一點(diǎn)先后拋出,兩物體豎直高度差隨時間均勻增大,二者間距取決于兩物體的水平分運(yùn)動和豎直分運(yùn)動.考點(diǎn)二圓周運(yùn)動中的運(yùn)動學(xué)分析描述圓周運(yùn)動的物理量主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等,現(xiàn)比較如下表:定義、意義公式、單位線速度①描述圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動快慢的物理量(v)②是矢量,方向和半徑垂直,和圓周相切①②單位:m/s角速度①描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動快慢的物理量(ω)②中學(xué)不研究其方向①②單位:rad/s周期和轉(zhuǎn)速①周期是物體沿圓周運(yùn)動一周的時間(T)②轉(zhuǎn)速是物體單位時間轉(zhuǎn)過的圈數(shù)(n),也叫頻率(f)①單位:s②n的單位:r/s、r/min,f的單位:Hz向心加速度①描述速度方向變化快慢的物理量(a)②方向指向圓心①a==ω2r②單位:m/s2【重點(diǎn)歸納】1.傳動裝置(1)高中階段所接觸的傳動主要有:①皮帶傳動(線速度大小相等);②同軸傳動(角速度相等);③齒輪傳動(線速度大小相等);④摩擦傳動(線速度大小相等).(2)傳動裝置的特點(diǎn):(1)同軸傳動:固定在一起共軸轉(zhuǎn)動的物體上各點(diǎn)角速度相同;(2)皮帶傳動、齒輪傳動和摩擦傳動:皮帶(或齒輪)傳動和不打滑的摩擦傳動的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等.2.圓周運(yùn)動各物理量間的關(guān)系(1)對公式v=ωr的理解當(dāng)r一定時,v與ω成正比.當(dāng)ω一定時,v與r成正比.當(dāng)v一定時,ω與r成反比.(2)對a==ω2r=ωv的理解在v一定時,a與r成反比;在ω一定時,a與r成正比.考點(diǎn)三豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的繩模型與桿模型問題1.在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的物體,按運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)時的受力情況可分為兩類:一是無支撐(如球與繩連接、沿內(nèi)軌道運(yùn)動的過山車等),稱為“繩(環(huán))約束模型”,二是有支撐(如球與桿連接、在彎管內(nèi)的運(yùn)動等),稱為“桿(管道)約束模型”.2.繩、桿模型涉及的臨界問題繩模型桿模型常見類型均是沒有支撐的小球均是有支撐的小球過最高點(diǎn)的臨界條件由得:由小球恰能做圓周運(yùn)動得v臨=0討論分析(1)過最高點(diǎn)時,,繩、軌道對球產(chǎn)生彈力(2)不能過最高點(diǎn)時,,在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道(1)當(dāng)v=0時,F(xiàn)N=mg,F(xiàn)N為支持力,沿半徑背離圓心(2)當(dāng)時,,F(xiàn)N背向圓心,隨v的增大而減小(3)當(dāng)時,F(xiàn)N=0(4)當(dāng)時,,F(xiàn)N指向圓心并隨v的增大而增大【重點(diǎn)歸納】豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的求解思路(1)定模型:首先判斷是輕繩模型還是輕桿模型,兩種模型過最高點(diǎn)的臨界條件不同.(2)確定臨界點(diǎn):,對輕繩模型來說是能否通過最高點(diǎn)的臨界點(diǎn),而對輕桿模型來說是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)動只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動情況.(4)受力分析:對物體在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列出方程,F(xiàn)合=F向.(5)過程分析:應(yīng)用動能定理或機(jī)械能守恒定律將初、末兩個狀態(tài)聯(lián)系起來列方程.【限時檢測】(建議用時:30分鐘)一、單項(xiàng)選擇題:本題共4小題。1.如圖所示的機(jī)械裝置可以將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線上的往復(fù)運(yùn)動。連桿AB、OB可繞圖中A、B、O三處的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,連桿OB在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動可通過連桿AB使滑塊在水平橫桿上左右滑動。已知OB桿長為L=0.4m,繞O點(diǎn)做逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω=10rad/s,當(dāng)連桿AB與水平方向夾角為θ=37°,AB桿與OB桿剛好垂直,滑塊的水平速度大小為()A.4m/s B.3m/s C.3.2m/s D.5m/s2.斜面上有a、b、c、d四個點(diǎn),如圖所示,ab=bc=cd,從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v水平拋出一個小球,它落在斜面上b點(diǎn)。若小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出,不計(jì)空氣阻力,則它落在斜面上的()A.c與d之間某一點(diǎn) B.c點(diǎn)C.b與c之間某一點(diǎn) D.d點(diǎn)3.如圖所示,一內(nèi)壁光滑的圓錐面,軸線是豎直的,頂點(diǎn)O在下方,錐角為,現(xiàn)有兩個小鋼珠A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))在圓錐的內(nèi)壁上沿不同的圓軌道運(yùn)動,則它們做圓周運(yùn)動的()A.周期可能相同B.線速度可能相同C.向心加速度大小一定相等D.向心力大小一定相等4.如圖所示,水平傳送帶的右端Q與水平地面間的高度差為h,現(xiàn)將一小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放在傳送帶的左端P,滑塊到達(dá)Q點(diǎn)時恰好對傳送帶無壓力,離開傳送帶落到地面上的M點(diǎn)(圖中未畫出),Q、M兩點(diǎn)間的水平距離為x。不計(jì)傳送帶的厚度以及空氣阻力。傳送帶輪子的半徑為()A. B. C. D.二、多項(xiàng)選擇題:本題共2小題。5.如圖所示,水平地面為的光滑直角斜劈。坡面ABCD為正方形,邊長為L,E為BC的中點(diǎn)。兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球P和Q,小球P從A點(diǎn)以某速度沿AB方向水平拋出,同時小球Q由B點(diǎn)無初速度釋放,經(jīng)過時間t,P、Q兩小球恰好在C點(diǎn)相遇,若兩小球質(zhì)量均為m,重力加速度為g,則下列說法正確的是()A.在兩小球被釋放后的任意相同時間內(nèi)(未相遇前),兩小球的動量變化量都相等B.兩小球在坡面上運(yùn)動過程中,任意時刻小球P所受重力的瞬時功率都比小球Q所受重力的瞬時功率大C.D.若小球P的速度變?yōu)樵瓉淼?倍,兩小球可能在E處相遇6.如圖所示,疊放在水平轉(zhuǎn)臺上的物體A、B及物體C能隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動,A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m,A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)都為,A和B、C離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為r、1.5r。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,下列說法正確的是(重力加速度為g)()A.B對A的摩擦力一定為3mgB.B對A的摩擦力一定為3m2rC.轉(zhuǎn)臺的角速度需要滿足D.轉(zhuǎn)臺的角速度需要滿足三、解答題:本題共2小題。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。7.如圖所示,傾角為37°的斜面長l=1.9m,在斜面底端正上方的O點(diǎn)將一小球以v0=3m/s的速度水平拋出,與此同時由靜止釋放斜面頂端的滑塊,經(jīng)過一段時間后,小球恰好能夠以垂直于斜面的速度在斜面P點(diǎn)處擊中滑塊。(小球和滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取9.8m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:(1)拋出點(diǎn)O離斜面底端的高度;(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。8.某人站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球運(yùn)動起來,最
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