内容正文:
2023年新教材新高考广东卷选择题第4题
曲线运动
高考对于这部分知识点主要以具体事例和科技的最新成果为背景进行命题,以生活中实际物体的圆周运动和抛体运动为依托,进行模型化受力分析。强化对物理基本概念、基本规律的考核。试题的呈现形式丰富,提问角度设置新颖。在解决此类问题时要将所学物理知识与实际情境联系起来,抓住问题实质,将问题转化为熟知的物理模型和物理过程求解。主要考查的知识点有:平抛运动,类平抛运动,斜抛运动,圆周运动等。常见题型为选择题。
注意:近三年广东的高考题主要考点是:平抛运动,圆周运动。2023年的备考建议是关注一下:斜抛运动和类平抛运动。
必备知识点1:曲线运动
1、 曲线运动的类型
曲线运动类型
平抛运动
斜抛运动
圆周运动
图示
运动规律
水平方向:做匀速直线运动,速度:vx=v0,位移:x=v0t;竖直方向:做自由落体运动,速度:vy=gt,位移:y=gt2;合速度:v==,方向与水平方向夹角为θ,则tan θ==。做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,则tan α=2tan θ。(类平抛运动规律相似)
速度公式:vx=v0x=v0cos θ;vy=v0y-gt=v0sin θ-gt。位移公式:x=v0cos θ·t
y=v0sin θ·t-gt2。当vy=0时,v=v0x=v0cos θ,物体到达最高点hmax==。
有F=m=mω2r=m=mωv=4π2mf2r
当F=mrω2时,物体做匀速圆周运动;当F<mrω2时,物体逐渐远离圆心,F为实际提供的向心力;当F>mrω2时,物体逐渐向圆心靠近,做向心运动。
考点
常规的平抛运动及类平抛模型;与斜面相结合的平抛运动模型
注意加速度恒为重力加速度,考得较少。
几何关系的分析,目的是确定圆周运动的圆心、半径等。运动分析,目的是表示出物体做圆周运动所需要的向心力。受力分析,目的是利用力的合成与分解知识,表示出物体做圆周运动时,外界所提供的向心力。有轻杆和轻绳模型。绳的临界:张力FT=0;接触面滑动临界:F=fm;接触面分离临界:FN=0。
必备知识点2:平抛运动
1、斜面上的两种类型
方法
内容
斜面
总结
分解速度
水平:vx=v0
竖直:vy=gt
合速度:
v=
分解速度,构建速度三角形
分解位移
水平:x=v0t
竖直:y=gt2
合位移:s=
分解位移,构建位移三角形
2、多体平抛问题
两物体同时从同一高度(或同一点)抛出
两物体始终在同一高度,二者间距只取决于两物体的水平分运动。
两物体同时从不同高度抛出
两物体高度差始终与抛出点高度差相同,二者间距由两物体的水平分运动和竖直高度差决定。
两物体从同一点先后抛出
两物体竖直高度差随时间均匀增大,二者间距取决于两物体的水平分运动和竖直分运动。
必备知识点3:类平抛运动
类平抛运动
受力特点
物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直
运动特点
在初速度v0方向做匀速直线运动,在合力方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a=。
求解技巧
常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性。
特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解。
必备知识点4: 三种面内的圆周运动
类型
描述
方法
水平面内的圆周运动
此类问题相对简单,物体所受合外力充当向心力,合外力大小不变,方向总是指向圆心。
选择做匀速圆周运动的物体作为研究对象;分析物体受力情况,其合外力提供向心力;由Fn=m=mrω2列方程求解。
竖直面内的圆周运动
拱桥模型
受力特征:下有支撑,上无约束
临界特征:FN=0 ,mg=mv2max,即vmax=。过最高点条件:v≤。讨论分析:v≤时:mg-FN=m,FN=mg-m<mg(失重)v>时:到达最高点前做斜上抛运动飞离桥面。
绳模型
受力特征:除重力外,物体受到的弹力方向:向下或等于零
临界特征:FN=0 ,mg=m即vmin=。过最高点条件:在最高点的速度v≥。讨论分析:过最高点时,v≥,FN+mg=m,绳、圆轨道对球产生弹力FN;不能过最高点时,v<,在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道。[来
杆模型
受力特征:除重力外,物体受到的弹力方向:向下、等于零或向上。
临界特征:v=0即F向=0 FN=mg。
过最高点条件:在最高点的速度v≥0。讨论分析: