抛体运动和圆周运动模型（学生版）-2024年高考物理热点

瓶点抛体运动和圆周运动模型

»命题趋势

1.命题情境源自生产生活中的与力的作用下沿抛体运动和圆周运动相关的情境,对生活生产中力和直线有

关的问题平衡问题，要能从情境中抽象出物理模型，正确画受力分析图，运动过程示意图，正确利用牛顿第

二定律、运动学公式、动能定理、动量定理、动量守恒定律等解决问题。

2.命题中既有单个物体多过程问题又有多个物体多过程问题，考查重点在受力分析和运动过程分析,能选择

合适的物理规律解决实际问题。

3.命题较高的考查了运算能力和综合分析问题的能力。

重难诠释

一、平抛运动的二级结论

(1)做平抛运动的物体在任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，则tana=g

y

(2)做平抛运动的物体在任一时刻任一位置处，其速度与水平方向的夹角a的正切值,是位移与水平方向的

夹角个的正切值的2倍，即tana—2tan0。

(3)若物体在斜面上平抛又落到斜面上，则其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。

(4)若平抛物体垂直打在斜面上，则物体打在斜面上瞬间，其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切

值。

(5)平抛运动问题要构建好两类模型，一类是常规平抛运动模型,注意分解方法，应用匀变速运动的规律;另

一类是平抛斜面结合模型，要灵活应用斜面倾角，分解速度或位移,构建几何关系。

平船运动中的临界问题

1.平抛运动的临界问题有两种常见情形

(1)物体的最大位移、最小位移、最大初速度、最小初速度；

(2)物体的速度方向恰好达到某一方向。

2.解题技巧:在题中找出有关临界问题的关键字，如“恰好不出界”“刚好飞过壕沟”“速度方向恰好与斜面平

行”“速度方向与圆周相切”等，然后利用平抛运动对应的位移规律或速度规律进行解题。

二、斜上抛运动

1.斜上抛运动的飞行时间、射高、射程：

(1)在最高点时：为=0,由④式得到t=号吆⑤

物体落回与抛出点同一高度时，有y=0,由③式得飞行时间生胖⑥

(2)将⑤式代入③式得物体的射高：乩=3半⑦

2g

(3)将⑥式代入①式得物体的射程：工m=土过组

9

注意:当。=45°时,射程，m最大。即初速度。。大小一定时，沿个=45°方向斜向上抛出时,射程最大。

2.逆向思维法处理斜抛问题

对斜上抛运动从抛出点到最高点的运动过程，可以逆向看成平抛运动；分析完整的斜上抛运动，还可根据对

称性求解有关问题。

三、圆周运动

1.水平面内的圆周运动的“临界”分析

(1)绳的临界:张力玛=0

(2)接触面滑动临界：产=以

(3)接触面分禺临界：FN=0

2.竖直面内的圆周运动(轻绳模型和轻杆模型)

轻绳模型轻杆模型

V八

图示

重力，弹力与单向下或等于零，mg+重力,弹力与单向下、向上或等于零，

在最高点受力

F^=mRW士4单=m—

2____

/=0,mg=即在

恰好过最高点v—0,mg=4单,在最高点速度可为零

最高点速度不能为零

关联应用动能定理或机械能守恒定律将初、末状态联系起来列方程求解

抓“两点”“一联”把握解题关键点

①“两点

②“一联”

(建议用时：30分钟)

一、单选题

题目UJ（2023•江苏南京・统考二模）如图所示，倾角为a的足够长斜面，现从斜面上O点与斜面成万角（万V

90°）,以速度为、2%分别抛出小球。、。,小球_?、口刚要落在斜面上43两点时的速度分别狈、%,设0、

力间的距离为色,O、B间的距离为S2,不计空气阻力，当6取不同值时下列说法正确的是（）

A.%一定等于2Vp

B.%方向与斜面的夹角一定小于。方向与斜面的夹角

C.P、Q在空中飞行的时间可能相等

D.S2可能大于4sl

题目臼（2020•浙江・统考一模）如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙

黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的

运动轨迹。若初点在P点正下方，河点与N点位于同一水平线上,且长度等于上W的长度，不计黄豆

A.乙黄豆相对于M点上升的最大高度为长度一半

B.甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等

C.两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍

D.两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍

题目回（2022上•山东青岛•高三青岛二中校考期中）如图甲所示，挡板OA与水平面的夹角为仇小球从。点

的正上方高度为H的P点以水平速度为水平抛出，落到斜面时，小球的位移与斜面垂直;让挡板绕固定的

。点转动,改变挡板的倾角氏小球平抛运动的初速度。。也改变，每次平抛运动都使小球的位移与斜面垂

A.图乙的函数关系图像对应的方程式」^="义2+1

tar?。2褚

B.图乙中a的数值一2

C.当图乙中b=l,H的值为0.2巾

D.当6=45°,图乙中b=l,则平抛运动的时间为0s

5

〔题目⑷（2023・四川资阳・统考一模）如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图

丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后

使触点A、B接触,从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为车轮静止且气嘴灯在最低点

时触点A、B距离为d,已知P与触点A的总质量为小，弹簧劲度系数为附重力加速度大小为g,不计接触

式开关中的一切摩擦,小物块P和触点A、B均视为质点。当该自行车在平直的道路上行驶时,下列说法

中正确的是（）

接

触

式

开

关

甲乙丙

A.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为、严+产

VmR

B.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为、声三驳

vmR

C.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为'卢节运

VmR

D.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为、里王普

VmR

二、多选题

版目可（2023•安徽•校联考模拟预测）如图所示，叠放在水平转台上的物体4、8、。正随转台一起以角速度

3匀速转动（均未发生相对滑动）。物体A、6、。的质量分别为rn、2m、3m,各接触面间的动摩擦因数都

为〃，物体8、C离转台中心的距离分别为5r,B、C与圆周运动的圆心共线。设最大静摩擦力等于滑动摩

擦力,重力加速度为9。以下说法正确的是（）

B.。相对转台的相对运动趋势为沿着切线方向

C.8对转台的静摩擦力最大可能是

D.当。=、呼时，A所受B的静摩擦力大小为叱

题目回（2023上•四川绵阳•高三统考阶段练习）如图甲所示,质量为0.2kg的小球套在竖直固定的光滑圆环

上,并在圆环最高点保持静止。受到轻微扰动后，小球由静止开始沿着圆环运动，一段时间后，小球与圆心

的连线转过个角度时，小球的速度大小为d与cos。的关系如乙图所示，g取10m/s2»则（）

A.圆环半径为0.6小

B.”方■时，小球所受合力为4N

C.0W9W兀过程中，圆环对小球的作用力一直增大

D.04夕W兀过程中，圆环对小球的作用力先减小后增大

三、解答题

题目⑦（2022.山东枣庄•统考模拟预测）2022年2月8日，18岁的中国选手谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪

女子大跳台比赛中以绝对优势夺得金牌。比赛场地如图，可简化为如图所示的示意图。在比赛的空中阶段

可将运动员视为质点，运动员从倾角为a=30°的斜面顶端。点以*=20m/s的初速度飞出，初速度方向与

斜面的夹角为夕=60°,图中虚线为运动员在空中的运动轨迹，A为轨迹的最高点，B为轨迹上离斜面最远

的点，。为过B点作竖直线与斜面的交