2020江苏高考物理小一轮复习（假期之友）--曲线运动

1、2020江苏高考物理小一轮复习（假期之友）-曲线运动 【知识梳理】1做曲线运动的质点，在某点的瞬时速度的方向，就是_方向2质点在曲线运动中的速度方向_在改变，所以曲线运动一定是_运动3物体做曲线运动的条件是_4已知分运动求合运动，叫做_；已知合运动求分运动，叫做_。分运动与合运动是一种_关系。5平抛运动可分解成水平方向的_运动和竖直方向的_运动。6平抛运动的运动时间为_，射程为_。7圆周运动的线速度与角速度的关系公式为_。8圆周运动的周期T与频率f的关系公式为_。9匀速圆周运动的向心加速度的方向总是指向_，方向时刻发生变化，因此是_运动。【参考答案】1通过这一点的曲线切线的2时刻；变速3物体所

2、受合外力的方向与它的速度方向不在同一直线上4运动的合成；运动的分解；等效替代5匀速直线；自由落体6；789圆心；变加速曲线【典型例题】【例1】 如图所示，半圆轨道竖直放置，半径R=0.4m，其底端与水平轨道相接，一个质量为m=0.2kg的滑块放在水平轨道C点上，轨道均为光滑，用一个水平的恒力F作用于滑块，使滑块向右运动，当滑块到达半圆轨道的最低点A时撤去F，滑块到达圆的最高点B沿水平方向飞出，恰好落到滑块起始运动的位置C点，则A与C至少应相距多少？这种情况下所需恒力F的大小是多大？（取g=10m/s2）【分析与解】 本题是竖直平面内的圆周运动，要抓住最高点的动力特征。问题又涉及到多个物理过程，

3、应分段分析研究。滑块在水平面上做匀加速运动，根据牛顿运动定律得 F=ma，设A与C相距为s，则由运动学公式得 vA=2as，上滑过程中机械能守恒，则有 mvA2 =mg2R + mvB2，滑块做平抛运动过程中有 s=vBt=vB ，又由题意得，当滑块恰好经过最高点时，vB最小，A与C相距最小，即应有 mg=，综合得，A与C相距 s=2R=0.8m滑块在水平面上做匀加速运动的加速度为 a=g=12.5 m/s2，代入数据得，所需恒力 F =2.5N【解题策略】 本题是一个涉及到多个物理过程的问题对于运动过程较复杂，分析清楚运动过程，分别运用物理规律，再寻找各过程的联系，是解决问题的基本思想另外，

4、善于挖掘题中的隐含条件又往往是解决问题的关键。需要注意到问题的设问方式“A与C至少应相距多少”，这里隐含着“从最高点B沿水平方向飞出时的速度应取最小值”的条件，即滑块是恰好经过最高点物理题中隐含条件的形式多种多样，要善于多角度、多方面、多层次挖掘隐含条件。【单元限时练习】一、单项选择题：本题共6小题，每小题只有一个选项符合题意。1太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是（ ）A时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大B时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大

5、C时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大D时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大答：C 【说明】 太阳从西边升起，则时间必须是在傍晚；太阳本身是向西边落下，要使其升起，则飞机应向西飞行，且飞机的角速度必须大于太阳下落的角速度。【纠错在线】 本题容易对“太阳从西边升起”的情景难以想象而无法判断。2如图所示为一种叫做“魔盘”的娱乐设施，“魔盘”被水平固定在中心竖直转轴上，当“魔盘”绕竖直转轴以较小转速匀速转动时，盘内的人就和盘一起做匀速圆周运动，当盘的转速逐渐增大时，盘内的人就会滑动。下列说法中正确的是（ ）A不在边缘的人随盘一起转动（没有滑动）所需的向心力

6、由盘的支持力提供B随盘一起转动（没有滑动）的人，离转动中心越远，其向心加速度越小C当盘的转速逐渐增大时，人容易向中心滑动D当盘的转速逐渐增大时，离转动中心越远的人越容易向边缘滑动答案：D 【说明】 由mg=mm2r，得不发生滑动的最大角速度为m=，则离转动中心越远的人越容易向边缘滑动。3由上海飞往洛杉矶的飞机与由洛杉矾返航飞往上海的飞机，若往返飞行时间相同，且飞经太平洋上空时等高匀速飞行，飞行中两种情况比较（ ）A飞机上乘客对座椅的压力两种情况相等B飞机上乘客对座椅的压力前者稍大于后者C飞机上乘客对座椅的压力前者稍小于后者D飞机上乘客对座椅的压力可能为零答案：C 【说明】 考虑到地球自西向东转

7、动，而两次飞行时间相同，则由上海飞往洛杉矶时飞行速度较大，由方程mgNm知v越大N越小，v远小于第一宇宙速度，N不可能为零。【纠错在线】 本题易由“往返飞行时间相同”推得往返速度相等而错选A。4如图是在水平公路上从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮，从图中可以看出汽车正在（ ）A直线前进 B向右转 C向左转 D无法判断答案：C 【说明】 车胎向左歪，表明所受摩擦力向左，即拐弯的圆心在左侧。【纠错在线】 本题易前后和左右方位上犯错误而错选B。5如图，在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面的夹角为。设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为

8、v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，倾角应等于（ ）Aarcsin Barctan Carcsin Darccot答案：B 【说明】 路面支持力与重力的合力应沿水平方向指向圆心。【纠错在线】 本题易受斜面上受力情况的负迁移影响而错选A。6早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻。”后来，人们常把这类物理现象称为“厄缶效应”。如图所示：我们设想，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车，正在以速率v，沿水平轨道匀速向东行驶。已知地球的半径R，地球的自转周期T。今天我们象厄缶一样，如

9、果仅考虑地球自转的影响（火车随地球做线速度为的圆周运动）时，火车对轨道的压力为N；在此基础上，又考虑到这列火车匀速相对地面又附加了一个线速度v做更快的圆周运动，并设此时火车对轨道的压力为N，那么单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的数量(NN)为（ ）AM BM+2()v CM()v DM+ ()v答案：B 【说明】 设地球对火车的引力为F，当仅考虑地球自转的影响时，火车对轨道的压力为N满足：FN=M()2R；又考虑到这列火车匀速相对地面又附加了一个线速度v做更快的圆周运动时，此时火车对轨道的压力为N满足：FN=M()2R；，二、多项选择题：本题共4小题，每小题有多个选项符合题意。

10、AB7如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车儿A，小车下装有吊着物体B的吊钩在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以d=H2t2（SI）（SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度，t为运动时间）规律变化，则物体做（ ）A速度大小不变的曲线运动B速度大小增加的曲线运动C加速度大小方向均不变的曲线运动D加速度大小方向均变化的曲线运动答：BC8科学家们推测，太阳系的第十颗行星和地球在同一轨道平面上。从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息我们可以推知( )A这颗行星的公

11、转周期等于地球公转周期B这颗行星的公转半径可能大于地球公转半径C这颗行星的公转半径一定等于地球公转半径D这颗行星的质量定等于地球的质量答案：AC 【说明】 从地球上看它永远在太阳的背面，表明这颗行星的公转周期等于地球公转的周期，则两者公转半径也相等。【纠错在线】 本题易忽略行星运行半径与周期间的制约关系而漏选C。9一轻杆下端固定一质量为m的小球，上端连在光滑水平轴上，杆可绕轴在竖直平面内运动（空气阻力不计），当小球在最低点时给它一个水平初速度v0，小球刚好能到达最高点，若小球在最低点的初速度从v0不断增大，则（ ）A小球在最高点对杆的作用力不断增大B小球在最高点对杆的作用力先减小后增大C小球在

12、最低点对杆的作用力不断增大D小球在最低点对杆的作用力先增大后减小答案：BC 【说明】 题设条件v0未定，无法判知最高点时小球的速率v与临界速度的大小关系，故无法确定。10一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止开始释放小球，考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程（ ）A小球在水平方向的速度逐渐增大B小球在竖直方向的速度逐渐增大C到达最低位置时小球线速度最大D到达最低位置时绳中的位力等于小球重力答案：AC 【说明】 由于绳子拉力在水平方向分力的作用，小球在水平方向的速度逐渐增大；竖直方向速度先由零逐渐增大后又逐渐减小至零。在最低点有指向圆心的向心加速度，则此时绳中的拉力大于小球重

13、力。【纠错在线】 本题易受机械能守恒定律影响多选B。三、本题共2小题，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。11我国物理学家葛正权1934年测定了铋蒸气分子的速率分布，其实验装置主要部分如图，Q是蒸气源，E是一个可绕中心轴（垂直于图平面）转动的空心圆筒，S1、S2、S3是平行的窄缝，整个装置放在真空中，若E不转动，分子落在P处，当圆筒以角速度顺时针转动时，分子落在P处，量得PP弧长等于s，E的直径为D，则这部分分子速率v= _（分子从Q飞行到P所需时间比圆筒转动的周期小）。答： 【说明】 PP弧长对应的圆心角=，又=t，而式中t为分子从S3飞行到P所需时间，即有t=，综合即得。3051525

14、1234AB12如图所示，是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球B也同时下落，闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像，像间距离已在图中标出，单位为cm，如图所示，两球恰在位置4相碰。计算A球离开桌面时的速度画出图中A球的运动轨迹并标明相对应的另外两个位置。答：1m/s 略四、本题共4题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13如图为电动打夯机的示意图，在电动机的轴上装一个偏心飞轮，飞轮的质量为m，其重心离轴心的距离为r，装置其余部分的质量为M，当电动机转动时，打夯机

15、的底座在地面上跳动将地面筑紧。求：（1）为了使机座跳离地面，电动机的最小角速度0应是多少？（2）当电动机的角速度为20时，底座对地面压力的最大值为多大？答案：（1） （2）5(M+m)g【全解】 （1）当偏心飞轮转至图中最高点时，且偏心飞轮对机座向上拉力F1=Mg时，机座对地面的压力为零，机座将跳离地面。则对于偏心飞轮在最高点时，根据牛顿第二定律有 F1+mg=m02r，即得 0=。（2）当偏心飞轮转到最低点时，底座对地面的压力最大。此时对偏心飞轮应用牛顿第二定律有 F2mg=m(20)2r，而底座对地面的压力满足 N=F2+Mg，综合上述两式得，底座对地面压力的最大值为 N=5(M+m)g。

16、14如图所示，光滑斜面长为L，宽为s，倾角为。一物块沿斜面上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，求物块入射的初速度为多少？【分析与解】 弄清物体的运动性质，是分析运动学问题的基本着手点。本题中，物体在光滑斜面上只受重力和斜面对物体的支持力，因此物体所受到的合力方向沿斜面向下，则物体加速度方向的应沿斜面向下，即物体的初速度与a垂直，所以物体的运动可分解为两个方向的运动，即水平方向是速度为v0的匀速直线运动，沿斜面向下的是初速度为零的匀加速直线运动。物体所受到的合力大小为F=mgsin，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有 mgsin=ma，在水平方向上有 s= v0 t，沿斜面向下的方向上

17、有 Lat2；即得 。【解题策略】 本题是平抛运动的解题方法的推广。初速度不为零，加速度恒定且垂直于初速度方向的运动，我们称之为类平抛运动。在解决类平抛运动时，方法完全等同于平抛运动的解法，即将类平抛运动分解为两个相互垂直、且相互独立的分运动，然后按运动的合成与分解的方法去解。15如图所示，某种变速自行车，有六个飞轮和三个链轮，链轮和飞轮的齿数如下表所示，后轮直径为d=660mm。人骑该车行进速度为v=4m/s时，脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小是多少？（最后结果取二位有效数字）名 称链 轮飞 轮齿数N（个）483828151618212428【分析与解】 本题是关于传动问题，给定的信息又是

18、“齿数”这一特殊量，显然首先要正确理解链轮和飞轮的齿数的意义，它们其实反映各轮子半径的大小。求解的要点之二是，正确判断各部分传动装置间关联关系，进而得到角速度之间的关系，据此即可判链轮和飞轮的齿数选定为多少时脚踩踏角速度最小。飞轮与后轮的角速度相同，设为飞；链轮与脚踏板的角速度相同，设为链。因该车行进速度为v=4m/s且一定，则后轮的线速度也为v=4m/s也一定。由v=飞R后可知：v、R后一定时，则飞一定，即飞轮与后轮的角速度一定；而链轮与飞轮通过链子连接，则其线速度相同，即有飞R飞=链R链，于是链=飞R飞/ R链，而自行车链条中齿的间距是一定的，则飞轮与链轮的齿数之比等于其半径之比，即N飞/N链=R飞/ R链，所以链=飞N飞/ N链=。由此式可见，当N飞=15、N链=48时，链最小，即脚踏板做匀速圆周运动的角速度最小，代入数据得链=3.8rad/s。【解题策略】 本题也是一个最值问题，求解这类问题，既可根据物理意义去分析最值的条件，也可通过数学函数关系去分析，本题求解过程用的则是用数学分析的方法。16如图所示，轻杆长3