专题3 力与物体的曲线运动-2021年高考物理二轮复习提分技巧

2021年高考物理二轮复习提分技巧 专题3 力与物体的曲线运动 (1)方法技巧 ①合成与分解法；②整体法、隔离法；③等效法；④二级结论法． (2)易错归纳 ①运动的分解应按运动效果分析；②平抛运动的物体，位移方向与速度方向不同；③注意区分绳模型和杆模型． 考向1　运动的合成与分解 1、合运动与分运动的关系 等时性 各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等 独立性 一个物体同时参与几个分运动,各个运动独立进行不受其他分运动的影响 等效性 各个分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果 说明 合运动是物体的实际运动 2.物体做曲线运动的特点 (1)做曲线运动的物体受到的合力与速度不在同一直线上，且总是指向曲线的凹侧． (2)F合恒定，做匀变速曲线运动． (3)F合变化：做非匀变速曲线运动． [例1]（2020安徽高三月考）如图所示小船从河岸上的P点过河，已知河水流速v= 3m/s，第 次过河时,小船在静水中的速度为， v＇= 4m/s，且小船以最运时间过河，刚好到达对岸的Q点;第二次过河时，小船在静水中的速度为v＂=5m/s ,且小船仍从P点出发，第次小船过河所用时间与第次相同，下列说法正确的是( ) A.第二次小船过河到达对岸时一定在Q点的左侧 B.第二次小船过河到达对岸时一定在Q点的右侧 C.第二次小船过河时有可能到达P点的正对岸 D.第二次小船过河时有可能到达P点正对岸的左侧 【答案】C 【解析】 如图甲所示，小船第一次过河所用时间最短 ，所以此时小船船头垂直河岸，小船合速度恰好是5m/s， 小船第次过河时所用时间相同，且小船在静水的速度又恰好是5m/s， 所以此时小船船头可能斜向左上，也可能斜向右上，并且垂直分量为4m s如图乙，丙所示，且在丙图中合速度方向恰好垂直于河岸，故C正确，ABD错误。 故选C。 [例2] (多选)(2020·上海闸北调研)质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是(　　) A．质点的初速度为5 m/s B．质点所受的合外力为3 N，做匀加速曲线运动 C．2 s末质点速度大小为6 m/s D．2 s内质点的位移大小约为12 m 【答案】ABD 【解析】 由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为1.5 m/s2，受力Fx＝3 N，由y方向的位移图象可知在y方向做匀速直线运动，速度为vy＝4 m/s，受力Fy＝0.因此质点的初速度为5 m/s，A正确；受到的合外力为3 N，显然，质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上，B正确；2 s末质点速度应该为v＝eq \r(62＋42) m/s＝2eq \r(13) m/s，C错误；2 s内x方向上位移大小x＝vxt＋eq \f(1,2)at2＝9 m，y方向上位移大小y＝8 m，合位移大小l＝eq \r(x2＋y2)＝eq \r(145) m≈12 m，D正确． [例3]（2020山东省济南市荣芜第一中学高三月考）如图所示，长L=0.5m的直杆端可绕固定轴O无摩擦转动，另一端靠在物块B上 ，B的表面光滑，当B在图示位置披锁定时θ=37°， 现解除锁定控制物块B由静止开始水平向左做 的匀加速直线运动，则在t=ls时，直杆端点A的线速度为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 物块B由静止开始水平向左做a=0.2m/s2的匀加速直线运动，则在t=1s时，B的速度大小 运动的位移为 而杆的长度为L=0.5m，依据三角知识，则有 得 θ=53° 如图将A点的速度分解 接触点A的实际运动，即合运动力在A点重直于杆的方向的运动，该运动由水平向左的分运动和竖真向下的分速度组成，所以 故选C。 [例4]（2020河南高三月考）一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(均可视为质点)。将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑，如图所示，当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等高，其速度大小为v1，已知此时轻杆与水平方向成θ＝30°角，B球的速度大小为v2，则(　　) A．v2＝eq \f(1,2)v1　 B．v2＝2v1 C．v2＝v1 D．v2＝eq \r(3)v1 【答案】C 【解析】 因球A与球形容器球心等高，则此时其速度方向竖直向下，将速度v1分解如图所示。 由图可知：v11＝v1sin 30°＝eq \f(1,2)v1， 对球B分析知，球B此时速度方向与杆所在直线夹角为α＝60°，如图所示，将球B的速度v2分解。由图可知 v21＝v2cos 60°＝eq \f(1,2)v2。 又沿杆方向两球分速度相等，即v21＝v11，解得v2＝v1，选项C正确。