高中物理《高中全程学习方略》2025版必修第二册导学案第五章　阶段提升课含答案

高中物理《高中全程学习方略》2025版必修第二册导学案第五章阶段提升课含答案阶段提升课思维脉图·构建体系答案速填:①切线方向②F与v不共线③等时性、等效性、独立性④v0⑤vxt⑥gt⑦12gt2⑧vx=v0cosθ⑨vy=v0sin核心考点·整合贯通考点一曲线运动的研究方法(科学思维——科学推理)1.曲线运动的理解(1)运动学角度:物体的速度方向和加速度方向不在一条直线上。(2)动力学角度:物体速度方向和所受合外力的方向不在一条直线上,有三种情形,如图:2.研究方法——分解运动,化曲为直思维流程图:说明:(1)运动的合成和分解遵循平行四边形定则,其内容是将力、速度、位移和加速度进行合成和分解。(2)将实际运动进行分解时,分解原则是按运动的实际效果分解或正交分解。【典题例析】【典例1】(2024·聊城高一检测)如图所示为中国无人机“翼龙”飞行时的照片。无人机巡航时的水平分速度为40m/s,竖直分速度为0。无人机接收到动作指令后立即在竖直方向上做匀加速直线运动,在水平方向上仍以40m/s的速度做匀速直线运动。以无人机接收到动作指令为计时起点,当无人机运动的水平位移为160m时,其竖直位移也为160m,关于这一过程,下列说法正确的是()A.无人机的运动轨迹为直线B.无人机运动的时间为8sC.无人机的加速度大小为20m/s2D.此时无人机的速度为80m/s【解析】选C。无人机水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,其合运动的轨迹为曲线,A错误;水平方向满足x=vt,解得运动的时间为t=4s,B错误;竖直方向满足y=12at2,解得a=20m/s2,C正确;vy=at=80m/s,v合=v405m/s,故D错误。【对点训练】(多选)如图所示,一条河宽为24m,水流速度恒为2m/s,方向向右,现要将小船上的货物由此岸的A处沿直线送达正对岸下游18m的B处。已知小船的速度最大可达2m/s,取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2,下列说法正确的有()A.如果小船以最小速度航行,小船的速度为1.2m/sB.如果小船以最小速度航行,小船的速度为1.6m/sC.如果要使小船在最短时间内抵达B处,最短时间为12sD.如果要使小船在最短时间内抵达B处,最短时间为12.5s【解析】选B、D。为使小船抵达B处,小船的实际航线须沿题目图中的AB方向,即合速度方向沿AB方向,设AB与河岸的夹角为θ,由几何关系可知AB=242+182m=30m,由sinθ=0.8,则θ=53°,由三角形法则可得小船的最小航行速度v=v水sinθ=1.6m/s,方向与河岸夹角为37°指向上游,故A错误,B正确;为使小船能在最短时间内抵达B处,小船应该以最大速度航行,即v船=2m/s,并使合速度的方向仍沿AB方向;由于船速和水流速度大小相等,所以AB的方向是在两个速度的角平分线上,v船的方向与下游河岸成2θ角,由几何关系得2θ=106°,即船速指向上游,与上游河岸成74°,小船运动的合速度为v合=2v船2.4m/s,小船运动的最短时间为t=ABv合=【补偿训练】(2024·洛阳高一检测)无人机在生产生活中已经被广泛应用,在某次灾害救援中,无人机在直角坐标系xOy所在的平面内的运动规律分别为x=(2t+3t2)(m)、y=3t2(m),则下列说法正确的是()A.无人机的加速度大小为32m/sB.无人机运动轨迹是一条直线C.1s末无人机的速度大小为10m/sD.1s末无人机的速度方向与x轴夹角为53°【解析】选C。x=(2t+3t2)(m)、y=3t2(m),根据公式x=v0t+12at2,x方向初速度vx0=2m/s,ax=6m/s2,y方向初速度为0,加速度ay=6m/s2,无人机的加速度大小为a=ay2+ax2,代入数据解得a=62m/s2,故A错误;ax=ay,无人机的加速度方向与水平方向夹角为45°,与初速度不共线,无人机运动轨迹是一条曲线,故B错误;1s末x方向速度vx=vx0+axt,代入数据得vx=8m/s,y方向速度vy=ayt,代入数据得vy=6m/s,1s末无人机的速度大小为v=vx2+vy2,代入数据得v=10m/s,设1s末无人机的速度方向与考点二平抛运动的相遇问题(科学思维——科学推理)1.平抛运动的相遇问题:指两个或两个以上物体在同一竖直平面内做平抛运动时所涉及的问题。2.与平抛运动关联的相遇问题(1)平抛运动与自由落体运动的相遇;(2)平抛运动与水平面内直线运动的相遇;(3)平抛运动与沿斜面直线运动的相遇;(4)两个同向平抛运动的相遇;(5)两个反向平抛运动的相遇;(6)平抛运动与竖直上抛运动的相遇。3.处理方法与技巧分析求解平抛运动的追及相遇问题时,关键是抓住与抛体运动相关联的时间和空间的关系,并注意运用各自所遵循的运动规律列出方程,特别是确定时空关系的关联方程。【典题例析】【典例2】(2024·邵阳高一检测)亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图所示,父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏,两人相向站立,各持一小球并将球水平抛出,下述抛球方式可能使两球在落地前相遇的有()A.父亲先将球抛出B.儿子先将球抛出C.两人同时将球抛出D.儿子下蹲适当高度后再与父亲同时将球抛出【解析】选A。若两球在落地前相遇,则父亲扔出的球的竖直位移较大,根据t=2h【对点训练】(多选)如图所示为一半球形的坑,坑边缘上M、N两点与圆心等高且在同一竖直面内。两位同学分别在M、N两点,同时将甲、乙两小球分别以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑壁上Q点,Q、Q'是半球上的两个对称点(如图),已知∠MOQ=60°,忽略空气阻力,下列说法中正确的是()A.两球抛出的速率之比为1∶3B.从N点水平抛出的小球,控制抛出速度的大小,小球有可能垂直砸到坑壁上C.两球同时落在Q点与同时落在Q'点,两次抛出两球的速率之和相等D.若抛出时两球速度大小相等,且两球恰好相碰于坑壁上,则两球在空中运动时间最长【解析】选A、C、D。由于两球抛出的高度相等,则运动时间相等,x1=v1t,x2=v2t,由几何关系可知x2=3x1,所以两球抛出的速率之比为1∶3,A正确;若仅从N点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球垂直坑壁落入坑中的A点,则由平抛运动速度的反向延长线OA过水平位移的中点可知,O点不可能是水平位移的中点,故小球不可能垂直坑壁落入坑中,B错误;要使两小球落在坑中的同一点,必须满足v1与v2之和与时间的乘积等于半球形坑的直径,即(v1+v2)t=2R,Q、Q'是半球上的两个对称点,它们距离水平面的竖直高度相同,故t相同,所以两球抛出的速率之和相等,C正确;由h=12gt2可知,小球下落的竖直高度越大,在空中运动时间越长,故小球打在半球形的坑的最低点(O点正下方的坑壁)时,其在空中运动时间最长。若两小球都砸到这一点,则有x1=x2=R情境展示·模型建构(情境创新题)调皮的小猴子以速度v1从高处水平跃出①,母猴见状立刻(忽略母猴反应时间)竖直向上跃起②,在空中将小猴子抱住③。若小猴子跃起前两猴竖直距离为H,水平距离为d,两猴子均可视为质点,重力加速度为g,空气阻力不计。求:(1)母猴从跃起到抱住小猴子所用的时间t;(2)母猴刚抱住小猴子时离地面的距离y;(3)母猴竖直向上跃起的初速度v2大小。第一步:抽丝剥茧见真相①小猴子做平抛运动②母猴做竖直上抛运动③母猴和小猴子在空中相遇第二步:经典模型相呼应如图所示,在水平地面上M点的正上方h高度处,将小球S1以速度v水平向右抛出,同时在地面上N点处将小球S2以速度v竖直向上抛出。在小球S2上升到最高点时恰与小球S1相遇,不计空气阻力。求:(1)相遇点离地面的高度。(2)M、N间的距离。第三步:归纳总结提素养模型:平抛运动的相遇模型解题方法:化曲为直,水平方向、竖直方向两方向直线运动,利用时间和位移的关系列方程。应用规律:水平方向做匀速直线运动;竖直方向做自由落体运动【解析】(1)设母猴从跃起到抱住小猴子所用的时间为t,有t=d(2)母猴刚抱住小猴子时小猴子下落的距离h=12gt2=此时母猴离地面的距离y=H-h=H-g(3)母猴竖直向上跃起的初速度为v2,根据竖直上抛运动有y=v2t-12gt解得v2=H答案:(1)dv1(2)H(3)H第五章抛体运动大单元·初高衔接初中我们认识了直线运动,学习了用速度、路程等来分析研究它;但日常生活中我们会经常看