第五章 章末核心素养提升（教师WORD）-2021-2022学年高一物理人教版必修第二册【创新设计】同步学考笔记

章末核心素养提升 一、曲线运动及其研究方法 1.曲线运动条件的理解 (1)动力学角度：物体速度方向和所受合力的方向不在一条直线上，有三种情形，如图： (2)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.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。 【例1】 (多选)某河宽为600 m，河中某点的水流速度v与该点到出发河岸的距离d的关系如图所示。船在静水中的速度为4 m/s，要想使船渡河的时间最短，下列说法正确的是(　　) A.船在航行过程中，船头应与河岸垂直 B.船在河水中航行的轨迹是一条直线 C.渡河的最短时间为240 s D.船离开河岸400 m时的速度大小为2 m/s 答案　AD 解析　若船渡河的时间最短，船在航行过程中，必须保证船头始终与河岸垂直，A正确；因水流的速度大小发生变化，根据运动的合成与分解可知，船在河水中航行的轨迹是一条曲线，B错误；渡河的最短时间为tmin＝＝ s＝150 s，C错误；船离开河岸400 m时的水流速度大小与船离开河岸200 m时的水流速度大小相等，即v水＝×200 m/s＝2 m/s，则船离开河岸400 m时的速度大小为v＝＝ m/s＝2 m/s，D正确。 【针对训练1】 (多选)质量为1 kg的质点在xOy平面内做曲线运动，在x方向的速度—时间图像和在y方向的位移—时间图像分别如图所示，下列说法正确的是(　　) A.质点的初速度大小为5 m/s B.质点所受的合力大小为3 N，做匀变速曲线运动 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　AD 解析　由质点在x方向的速度—时间图像可知，质点在x方向的加速度a＝1.5 m/s2，所以受力Fx＝ma＝1.5 N，由y方向的位移—时间图像可知质点在y方向做匀速直线运动，速度大小为vy＝4 m/s，受力Fy＝0 N，因此质点的初速度大小为v＝＝5 m/s，A正确；受到的合力为F＝＝1.5 N，显然质点初速度方向与合力方向不在同一条直线上，所以质点做匀变速曲线运动，B错误；2 s末质点速度大小应该为v＝ m/s＝2 m/s，C错误；2 s内，x＝vx0t＋at2＝9 m，y＝－8 m，合位移l＝＝ m≈12 m，D正确。 二、平抛运动规律的应用 1.平抛运动的时间：平抛运动规律中，各物理量都与时间有联系，所以只要求出抛出时间，其他的物理量都可轻松解出。 2.平抛运动的偏转角：如图所示。 可得tan θ＝＝，tan α＝，所以有tan θ＝2tan α。从以上各式可以看出偏转角和其他各物理量都有关联，通过偏转角可以确定其他的物理量。 3.平抛运动的一段轨迹 设图为某小球做平抛运动的一段轨迹，在轨迹上任取点A、E、B，使FE＝DB。 则有tAE＝tEB＝T 竖直方向上由匀变速直线运动推论得FC－AF＝gT2 水平方向上由匀速直线运动规律得：FE＝DB＝v0T 可由以上关系求解有关问题。 【例2】 一斜面倾角为θ，A、B两个小球均以水平初速度v0水平抛出，如图所示。A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则A、B两个小球下落时间tA与tB之间的关系为(　　) A.tA＝tB B.tA＝2tB C.tB＝2tA D.无法确定 答案　C 解析　B球落在斜面上的位移最短，说明B球的位移方向与斜面垂直，由此可知tan θ＝＝，则tB＝；A球速度与斜面垂直，有tan θ＝，则tA＝，所以tB＝2tA，由此可知选项C正确。 【例3】 (多选)(2021·黑龙江哈师大附中高一月考)刀削面是同学们喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外。刀削面全凭刀削，因此得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8 m，最近的水平距离为0.5 m，锅的半径为0.5 m。要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可以是下列选项中的哪些(g取10 m/s2)(　　) A.1 m/s B.2 m/s C.3 m/s D.4 m/s 答案　BC 解析　根据h＝gt2得，t＝＝ s＝0.4 s；因为平抛运动的水平位移0.5 m＜x＜1.5 m，根据x＝vt知，初速度的范围为1.25 m/s＜v＜3.75 m/s，故B、C正确，A、D错误。 【针对训练2】 (2021·湖南长沙市高一期末)某兴趣小组用频闪照相机拍摄小石子平抛运动的频闪照片，照片背景为一堵贴近的竖直砖墙，如图所示，已知当地重力加速度为g，该同学根据所学平抛运动的知识，求得频闪照片