专题10 曲线运动及其实例分析-2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题10 曲线运动及其实例分析 【专题导航】 目录 热点题型一　曲线运动的条件和特征 1 热点题型二　运动的合成与分解 3 热点题型三 小船渡河模型 8 热点题型四 绳(杆)端速度分解模型 10 类型一 绳端速度分解模型 11 类型二 杆端速度分解模型 13 【题型归纳】 热点题型一　曲线运动的条件和特征 【题型要点】1．物体做曲线运动的条件与轨迹分析 曲线运动的特点 曲线运动的条件 内容 物体在某一点的速度沿曲线上该点的切线方向 物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上 深入 理解 (1)速度方向时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动 (2)速度大小可以不变，相应的动能就不变，如匀速圆周运动 (3)加速度可以是不变的，即物体做匀变速曲线运动，如平抛运动 (4)加速度可以是变化的，即物体做非匀变速曲线运动，如匀速圆周运动 (1)合力指向曲线的凹侧，所以合力与速度分居曲线两侧 (2)合力可以是不变的，如平抛运动中物体所受合力为重力，大小、方向都不变 (3)合力可以是变化的，如匀速圆周运动中物体所受合力为向心力，方向时刻在变化 2.合外力方向与轨迹的关系：物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧． 3．速率变化情况判断 (1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，速率增大； (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，速率减小； (3)当合力方向与速度方向垂直时，速率不变．　 4．特征 (1)运动学特征：做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化，即曲线运动一定为变速运动． (2)动力学特征：由于做曲线运动的物体所受合外力一定不为零且和速度方向始终不在同一条直线上(做曲线运动的条件)．合外力在垂直于速度方向上的分力改变物体速度的方向，合外力在沿速度方向上的分力改变物体速度的大小． (3)轨迹特征：曲线运动的轨迹始终夹在合外力的方向与速度的方向之间，而且向合外力的一侧弯曲． (4)能量特征：如果物体所受的合外力始终和物体的速度垂直，则合外力对物体不做功，物体的动能不变；若合外力不与物体的速度方向垂直，则合外力对物体做功，物体的动能发生变化． 【例1】(2020·杭州质检)如图，这是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图．已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是(　　) A．C点的速率小于B点的速率 B．A点的加速度比C点的加速度大 C．C点的速率大于B点的速率 D．从A点到C点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大 【变式1】(2020·江西上饶市重点中学六校第一次联考)下列关于运动和力的叙述中，正确的是(　　) A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的 B．物体做圆周运动，所受的合力一定是向心力 C．物体所受合力恒定，该物体速率随时间一定均匀变化 D．物体运动的速率在增加，所受合力一定做正功 【变式2】(多选)(2020·宁波月考)光滑水平面上一运动质点以速度v0通过点O，如图所示，与此同时给质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则(　　) A．因为有Fx，质点一定做曲线运动 B．如果Fy＜Fx，质点向y轴一侧做曲线运动 C．如果Fy＝Fxtan α，质点做直线运动 D．如果Fx＞Fycot α，质点向x轴一侧做曲线运动 热点题型二　运动的合成与分解 【题型要点】1．分运动与合运动的关系 等时性 各个分运动与合运动总是同时开始，同时结束，经历时间相等(不同时的运动不能合成) 等效性 各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果 独立性 一个物体同时参与几个分运动时，各分运动独立进行，互不影响 2．运动的合成与分解的运算法则 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵守平行四边形定则。 运动性质的判断 【题型方法】1．基本思路： 分析运动的合成与分解问题时，一般情况下按运动效果进行分解． 2．解题关键： 两个方向上的分运动具有等时性，这常是处理运动分解问题的关键点． 3．注意问题： 要注意分析物体在两个方向上的受力及运动规律，分别在两个方向上列式求解． 【例1】(2020·江西宜春市第一学期期末)如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v－t图象．以下判断正确的是(　　) A．在0～1 s内，物体做匀速直线运动 B．在0～1 s内，物体做匀变速直线运动 C．在1～2 s内，物体做匀变速直线运动 D．在1～2 s内，物体做匀变速曲线运动 【规律总结】1．合运动的性质判断 (1)加速度(或合外力) (2)加速度(或合外力)与速度方向 2．两个直线运