专题15 超重失重、等时圆和动力学两类基本问题-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题15 超重失重、等时圆和动力学两类基本问题 导练目标 导练内容 目标1 超重失重 目标2 动力学两类基本问题 目标3 等时圆模型 【知识导学与典例导练】 1、 超重失重 1．判断超重和失重现象的三个角度 (1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态；具有向下的加速度时处于失重状态；向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。 (3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。 2．对超重和失重问题的三点提醒 (1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。 (2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。 (3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。 【例1】如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手堵住小孔，往杯子里倒半杯水。现使杯子做以下几种运动，不考虑杯子转动及空气阻力，下列说法正确的是（　　）    A．将杯子竖直向下抛出，小孔中有水漏出 B．将杯子斜向上抛出，小孔中有水漏出 C．用手握住杯子向下匀速运动，不堵住小孔也没有水漏出 D．杯子做自由落体运动，小孔中没有水漏出 【例2】“笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度—时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），其中时刻为“笛音雷”起飞时刻、DE段是斜率大小为重力加速度g的直线。不计空气阻力，则关于“笛音雷”的运动，下列说法正确的是（　　）    A．“笛音雷”在时刻上升至最高点 B．时间内“笛音雷”做自由落体运动 C．时间内“笛音雷”的平均速度为 D．时间内“笛音雷”处于失重状态 2、 动力学两类基本问题 1.解决动力学两类问题的两个关键点 (1)把握“两个分析”“一个桥梁” (2) 找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂, 可画位置示意图确定位移之间的联系。 2．两类动力学问题的解题步骤 【例3】随着人工智能技术发展更加成熟可靠，无人机在人们生活中有了更多的应用．为了提升快递配送效率，可以使用无人机来运送快递。某次运送任务中，一个携带货物的无人机，悬停于目的地正上方处，等待降落指令。收到降落指令后，无人机先以加速度竖直向下做匀加速直线运动，到达距离目的地高度时立即做匀减速直线运动，刚好重新悬停在距离地面高度的地方。已知无人机向下加速时的升力为向下减速时升力的，无人机下落过程中阻力恒定，无人机和货物加起来总质量为，重力加速度。求： （1）无人机做匀减速直线运动加速度的大小； （2）无人机受到的阻力大小。 【例4】如图甲所示，一个物体放在足够大的水平地面上，若用水平变力拉动，其加速度随力变化的图像如图乙所示。现从静止开始计时，改用图丙中周期性变化的水平力F作用（g取10 m/s2）。求： （1）物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数； （2）求周期力作用下物体在一个周期内的位移大小。    3、 等时圆模型 1.圆周内同顶端的斜面 如图所示，在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点，底端都落在该圆周上。 由2R·sin θ＝·gsin θ·t2，可推得：t1＝t2＝t3。　 2.圆周内同底端的斜面 如图所示，在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的底端都在竖直圆周的最低点，顶端都源自该圆周上的不同点。同理可推得：t1＝t2＝t3。 3. 双圆周内斜面 如图所示，在竖直面内两个圆中，两圆心在同一竖直线上且两圆相切。各斜面过两圆的公共切点且顶端源自上方圆周上某点，底端落在下方圆周上的相应位置。可推得t1＝t2＝t3。　 【例5】如图所示，光滑直杆处在竖直面内，杆的端点A、B、C均在同一竖直圆周上，A点为圆周的最低点，直杆与水平面之间的夹角分别为；现将P、Q两个完全相同的滑块（滑块均看成质点）分别从B点和C点由静止释放，则滑块P、Q从杆顶端到达杆底端A点过程中，有（    ） A．P、Q加速度大小之比为 B．P、Q运动时间相等 C．P、Q所受支持力的冲量大小相等 D．P、Q所受合外力的冲量大小相等 【例6】倾角为的斜面固定在水平地面上，在与斜面共面的平面上方A点伸出三根光滑轻质