专题04 曲线运动常考模型-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题04 曲线运动常考模型 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 曲线运动和运动的合成与分解 1 【题型二】 平抛运动和类平抛运动的规律及应用 5 【题型三】 圆周运动问题 9 【题型四】 圆周、直线平抛组合模型 15 二、高考题型标准练 20 一、热点题型归纳 【题型一】 曲线运动和运动的合成与分解 【题型解码】 1．曲线运动的理解 (1)曲线运动是变速运动，速度方向沿切线方向； (2)合力方向与轨迹的关系：物体做曲线运动的轨迹一定夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向指向曲线的“凹”侧． 2．曲线运动的分析 (1)物体的实际运动是合运动，明确是在哪两个方向上的分运动的合成． (2)根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质． (3)运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解，遵守平行四边形定则． 【典例分析1】(2020·浙江临江等三地模拟)如图所示是一个做匀变速曲线运动的物体的轨迹示意图，物体运动至A时速度大小为v0，经一段时间后物体运动至B点，速度大小仍为v0，但相对A点时的速度方向改变了90°，则在此过程中(　　) A．物体的运动轨迹AB可能是某个圆的一段圆弧 B．物体的速度可能先增大后减小 C．物体的速度不可能小于v0 D．B点的加速度方向与速度垂直 【答案】C 【解析】由匀变速曲线运动知轨迹是抛物线，A错误；由题意知，合力应垂直AB连线向下，从A到B合力先做负功后做正功，速度先减小后增大，B、D错误；在A点将速度v0沿AB和垂直于AB分解，沿AB方向为匀速直线运动，垂直于AB方向为匀变速直线运动，当速度方向改变45°时垂直于AB方向分速度为0，此时速度最小，为v0，故C正确． 【典例分析2】.(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．以下说法正确的是(　　) 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 【答案】C 【解析】在0～1 s内，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，故选项A、B错误；在1～2 s内，水平方向初速度为：v0x＝4 m/s，加速度为ax＝4 m/s2，竖直方向初速度为：v0y＝3 m/s，加速度为：ay＝3 m/s2，根据平行四边形定则合成可得合速度为v＝5 m/s，合加速度为a＝5 m/s2，而且二者方向在同一直线上，则合运动为匀变速直线运动，故选项C正确，D错误． 【典例分析3】.(2020·山东潍坊市五校联考)如图所示，绕过光滑轻质定滑轮的细线连着两个小球，小球a、b分别套在水平杆和竖直杆上，某时刻连接两球的细线与竖直方向的夹角均为37°，此时a、b两球的速度大小之比为(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　) A. B. C. D. 【答案】　A 【解析】　如图所示，将a、b两小球的速度分解为沿细线方向的速度与垂直细线方向的速度，则a球沿细线方向的速度大小为v1＝vasin 37°，b球沿细线方向的速度大小为v2＝vbcos 37°，又v1＝v2，解得＝＝，A正确． 【提分秘籍】 1.解决运动的合成和分解的一般思路 (1)明确合运动和分运动的运动性质。 (2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。 (3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。 (4)运用力与速度的方向关系或矢量的运算法则进行分析求解。 2．关联速度问题的解题方法 把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见的模型如图所示。 【强化训练】 1.(2020·浙江杭州二中3月模拟)光滑水平面上有一质量为2 kg的物体，在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态，现同时撤去大小分别为8 N和16 N的两个水平力而其余力保持不变，关于此后物体的运动情况的说法中正确的是(　　) A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是4 m/s2 B．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2 m/s2 C．一定做匀变速运动，加速度大小可能是10 m/s2 D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是8 m/s2 【答案】　C 【解析】　物体在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态，即五个力的合力为零，所以同时撤去大小分别为8 N和16 N的两个水平力后，其他三个力的合力大小等于撤去的两个力的合力大小，方向相反，合力范围为8 N≤F≤24 N，所以加速度范围为：