《2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型歸納與變式演練 專題07 曲線運(yùn)動(dòng)及其實(shí)例分析（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型歸納與變式演練 專題07 曲線運(yùn)動(dòng)及其實(shí)例分析（含解析）（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題07 曲線運(yùn)動(dòng)及其實(shí)例分析【專題導(dǎo)航】目錄熱點(diǎn)題型一曲線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析1熱點(diǎn)題型二運(yùn)動(dòng)的合成與分解3熱點(diǎn)題型三 運(yùn)動(dòng)分解中的兩類實(shí)例模型5小船渡河問題5繩(桿)端速度分解模型9【題型歸納】熱點(diǎn)題型一曲線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析1合力方向與軌跡的關(guān)系無力不彎曲，彎曲必有力曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，或者說合力的方向總是指向軌跡的“凹”側(cè)2合力方向與速率變化的關(guān)系（1）軌跡特點(diǎn)：軌跡在速度方向和合力方向之間，且向合力方向一側(cè)彎曲。（2）合力的效果：合力沿切線方向的分力改變速度的大小，沿徑向的分力改變速度的方向。當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率將增大
2、。當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率將減小。當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變。（舉例：勻速圓周運(yùn)動(dòng)）【例1】(2019牡丹江一中月考)雙人滑運(yùn)動(dòng)員在光滑的水平冰面上做表演，甲運(yùn)動(dòng)員給乙運(yùn)動(dòng)員一個(gè)水平恒力F，乙運(yùn)動(dòng)員在冰面上完成了一段優(yōu)美的弧線MN.vM與vN正好成90角，則此過程中，乙運(yùn)動(dòng)員受到甲運(yùn)動(dòng)員的恒力可能是圖中的()AF1 BF2 CF3 DF4【答案】C【解析】根據(jù)圖示物體由M向N做曲線運(yùn)動(dòng)，物體在vM方向的速度減小，同時(shí)在vN方向的速度增大，故合外力的方向指向F2方向下方，故F3的方向可能是正確的，C正確，A、B、D錯(cuò)誤【變式1】.(2019金華聯(lián)考)春節(jié)期間
3、人們放飛孔明燈表達(dá)對新年的祝福，如圖甲所示，孔明燈在豎直O(jiān)y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng)，孔明燈的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為圖乙中的()A直線OA B曲線OB C曲線OC D曲線OD【答案】D【解析】孔明燈在豎直O(jiān)y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則合外力沿Oy方向，所以合運(yùn)動(dòng)的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，故孔明燈做曲線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合合力指向軌跡內(nèi)側(cè)可知軌跡可能為曲線OD，故D正確【變式2】圖示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好垂直。則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是（ ）A. 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)大 B.
4、 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能C. 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的加速度大D. 質(zhì)點(diǎn)從B到E過程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小【答案】AD【解析】質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直，速度沿D點(diǎn)軌跡的切線方向，則知加速度斜向左上方，合外力也斜向左上方，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，合外力恒定不變，質(zhì)點(diǎn)由A到D過程中，合外力做負(fù)功，由動(dòng)能定理可得，C點(diǎn)的速度比D點(diǎn)速度大，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，故A正確，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，則有加速度不變，所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度與B點(diǎn)相同，故C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從B到E過程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小，故D正
5、確。所以AD正確，BC錯(cuò)誤。熱點(diǎn)題型二運(yùn)動(dòng)的合成與分解1合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等時(shí)性各分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間與合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等獨(dú)立性一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響等效性各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的效果2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)的各物理量即位移、速度、加速度的合成與分解，由于它們均是矢量，故合成與分解都遵循平行四邊形定則3合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷4兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速
6、直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)如果v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【例2】(2019上海閘北調(diào)研)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示，下列說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s B質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N，做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)C2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s D2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12 m【答案】ABD【解析】.由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy4 m/s
7、，受力Fy0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項(xiàng)正確；受到的合外力為3 N，顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不在同一條直線上，B選項(xiàng)正確；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v m/s2 m/s，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s內(nèi)x方向上位移大小xvxtat29 m，y方向上位移大小y8 m，合位移大小l m12 m，D選項(xiàng)正確【變式1】(2019山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)段考)一物體在以xOy為直角坐標(biāo)系的平面上運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為x2t24t，y3t26t(式中的物理量單位均為國際單位)，關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A物體在x軸方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B物體在y軸方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線 D物體運(yùn)動(dòng)
8、的軌跡是一條曲線【答案】BC【解析】對應(yīng)位移時(shí)間公式xv0tat2，x2t24t，y3t26t，可得初速度：v0x4 m/s，v0y6 m/s；加速度：ax4 m/s2，ay6 m/s2；物體在x軸上分運(yùn)動(dòng)的初速度和加速度同方向，是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；物體在y軸方向的初速度和加速度同方向，是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；題中分運(yùn)動(dòng)的初速度和加速度數(shù)值完全相同，故合運(yùn)動(dòng)的初速度方向與加速度方向相同，故合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤【變式2】(2019湖南衡陽八中模擬)在民族運(yùn)動(dòng)會(huì)中有一個(gè)騎射項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的箭
9、速度為v2.跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.則()A要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為 B要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為 C箭射到目標(biāo)的最短時(shí)間為 D只要擊中側(cè)向的固定目標(biāo)，箭在剛射出時(shí)的速度大小一定為v【答案】BC【解析】.當(dāng)箭射出的方向垂直于馬奔跑的方向時(shí)，箭射到目標(biāo)時(shí)間最短，所以最短時(shí)間為t，箭在沿馬奔跑的方向上的位移為xv1td，所以放箭處距離目標(biāo)的距離為s，故A錯(cuò)誤，B、C正確；根據(jù)速度的合成可知只有箭垂直于馬奔跑的方向射出時(shí)初速度為v0，而擊中目標(biāo)不止這一種射出方式，故D錯(cuò)誤【變式3】如圖，圖甲所示，在雜技表演中，猴子沿豎直
10、桿向上運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖乙所示人頂桿沿水平地面運(yùn)動(dòng)的s-t圖象如圖丙所示若以地面為參考系，下列說法中正確的是（）A猴子的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線 B猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)Ct=0時(shí)猴子的速度大小為8m/s Dt=2s時(shí)猴子的加速度為4m/s2【答案】BD【解析】豎直方向?yàn)槌跛俣?、加速度的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向?yàn)樗俣鹊膭蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，初速度大小為，方向與合外力方向不在同一條直線上，故做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t=2s時(shí)，則合加速度為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。熱點(diǎn)題型三 運(yùn)動(dòng)分解中的兩類實(shí)例模型小船渡河問題1小船渡河問題的分析思路2小船渡河的兩類問題、三種情景渡河時(shí)間最短當(dāng)船頭方
11、向垂直于河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間tmin渡河位移最短如果v船v水，當(dāng)船頭方向與上游夾角滿足v船cos v水時(shí)，合速度垂直于河岸，渡河位移最短，等于河寬d渡河位移最短如果v船v水，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，等于【例3】小船在200 m寬的河中橫渡，水流速度為2 m/s，船在靜水中的速度為4 m/s.(1)若小船的船頭始終正對對岸，它將在何時(shí)、何處到達(dá)對岸？(2)要使小船到達(dá)正對岸，應(yīng)如何航行？歷時(shí)多長？(3)小船渡河的最短時(shí)間為多長？(4)若水流速度是5 m/s，船在靜水中的速度是3 m/s，則怎樣渡河才能使船漂向下游的距離最短？最短距離是多少？【答案】見解
12、析【解析】(1)小船參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，即船隨水漂流的運(yùn)動(dòng)和船在靜水中的運(yùn)動(dòng)因?yàn)榉诌\(yùn)動(dòng)之間具有獨(dú)立性和等時(shí)性，故小船渡河的時(shí)間等于垂直于河岸方向的分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，即t s50 s小船沿水流方向的位移s水v水t250 m100 m即船將在正對岸下游100 m處靠岸(2)要使小船到達(dá)正對岸，合速度v應(yīng)垂直于河岸，如圖甲所示，則cos ，故60即船的航向與上游河岸成60，渡河時(shí)間t s s.(3)考慮一般情況，設(shè)船頭與上游河岸成任意角，如圖乙所示船渡河的時(shí)間取決于垂直于河岸方向的分速度vv船sin ，故小船渡河的時(shí)間為t.當(dāng)90，即船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間為tmin50 s.(4)因?yàn)関
13、船3 m/sv1 Cv20 Dv20【答案】D【解析】如圖所示，分解A上升的速度v，v2vcos ，當(dāng)A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時(shí)，90，故v20，即B的速度為零，D正確7.(2019河南名校聯(lián)考)如圖所示，這是質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡的示意圖已知質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的加速度方向與速度方向垂直，則下列說法中正確的是()A C點(diǎn)的速率小于B點(diǎn)的速率 BA點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大CC點(diǎn)的速率大于B點(diǎn)的速率D從A點(diǎn)到C點(diǎn)加速度與速度的夾角先增大后減小，速率是先減小后增大【答案】C【解析】.質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中加速度方向與速度方向夾角小于90，所以，C點(diǎn)的速率比B點(diǎn)速率大，故A
14、錯(cuò)誤，C正確；質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，則加速度大小和方向不變，所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的加速度與A點(diǎn)的相同，故B錯(cuò)誤；若質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則有A點(diǎn)速度與加速度方向夾角大于90，C點(diǎn)的加速度方向與速度方向夾角小于90，故D錯(cuò)誤8.(2019天津河西區(qū)模擬)如圖所示，A、B是兩個(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員，他們隔著水流湍急的河流站在岸邊，A在上游的位置，且A的游泳技術(shù)比B好，現(xiàn)在兩個(gè)人同時(shí)下水游泳，要求兩個(gè)人盡快在河中相遇，試問應(yīng)采取下列哪種方式比較好()AA、B均向?qū)Ψ接?即沿圖中虛線方向)而不考慮水流作用BB沿圖中虛線向A游；A沿圖中虛線偏上方向游CA沿圖中虛線向
15、B游；B沿圖中虛線偏上方向游DA、B均沿圖中虛線偏上方向游；A比B更偏上一些【答案】A【解析】.游泳運(yùn)動(dòng)員在河里游泳時(shí)同時(shí)參與兩種運(yùn)動(dòng)，一是被水沖向下游，二是沿自己劃行方向的劃行運(yùn)動(dòng)游泳的方向是人相對于水的方向選水為參考系，A、B兩運(yùn)動(dòng)員只有一種運(yùn)動(dòng)，由于兩點(diǎn)之間線段最短，所以選A.9(2019鄂州模擬)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)光滑球形容器中從位置1開始下滑，如圖所示，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)輕桿與水平方向夾角為30，B球的速度大小為v2，則()Av2v1 Bv22v1 Cv2v1 Dv2v1【答案
16、】C【解析】.球A與球形容器球心等高，速度v1方向豎直向下，速度分解如圖所示，有v11v1sin 30v1，球B此時(shí)速度方向與桿夾角60，因此v21v2cos 60v2，沿桿方向兩球速度相等，即v21v11，解得v2v1，C項(xiàng)正確10.如圖甲、乙所示，一根長L的輕桿OA，O端用鉸鏈固定于地面，另一端固定著一小球A，圖甲中的小球A和圖乙中的桿分別貼靠著邊長為a和b的立方塊，當(dāng)立方塊沿地面向右滑動(dòng)到圖示位置(桿與地面夾角為)時(shí)，速度為v，則甲圖中小球的速度大小vA和乙圖中小球的速度大小vA應(yīng)為()AvA，vAvsin BvA，vAvsin CvAvsin ，vA DvA，vAsin2【答案】D【解析】.圖甲中，桿繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，球A的速度vA垂直于桿，將速度vA沿水平和豎直兩方向正交分解，則垂直于接觸面的水平分速度與立方塊的速度相等，如圖(a)所示，得vAsin v，故vA，故B、C錯(cuò)誤；圖乙中，桿繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，桿頂端小球的速度vA 和桿與立方塊接觸點(diǎn)的速度v1的方向都垂直于桿，桿上各點(diǎn)的角速度相同，則有 .將立方塊的速度v沿桿的方向和垂直桿的方向正交分解，如圖(b)所示，則桿與立方塊接觸點(diǎn)的速度v1應(yīng)與立方塊垂直桿的方向的分速度相等，即v1vsin ，聯(lián)立以上兩式得vAsin2，故A錯(cuò)誤，D正確17
2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型歸納與變式演練 專題07 曲線運(yùn)動(dòng)及其實(shí)例分析（含解析）
