内容正文:
微专题
Ⅰ-3
力与曲线运动
01
02
03
目
录
命题视角(一) 平抛(类平抛)运动的规律
命题视角(二) 圆周运动
命题视角(三) 万有引力与宇宙航行
2
01
命题视角(一) 平抛(类平抛)
运动的规律
[一题例析清]
[典例] (2023·南宁模拟)如图所示,一小球在斜面的顶端以初速度v0水平抛出,最后落到斜面上。已知斜面的倾角为α,小球的质量为m,重力加速度为g。求:
(1)小球落到斜面时速度大小和方向与水平面夹角的正切值。
(2)小球离斜面最远时的速度大小和运动时间。
[进阶训练1] 在上述例题的基础上改变情
境:在足够长斜面上的A点,以速度v0水平抛出
一个小球,不计空气阻力,小球落至斜面时下落
的竖直高度为h1;若将此球改用速度2v0水平抛出,
仍落至斜面时下落的竖直高度为h2。则h1∶h2为( )
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶1 D.1∶4
答案:D
[进阶训练2] 在上述例题的基础上改变情境:
让小球在斜面的顶端以初速度v0垂直斜面斜向上抛出,最后仍落到斜面上。其他条件不变。求:
(1)小球落到斜面上时的水平位移和竖直位移。
(2)小球从抛出到离斜面最远时的时间。
(3)小球离斜面最远时的速度大小。
[固本提素养]
1.平抛运动及研究方法
2.巧解平抛运动与斜面的两类综合问题
续表
[精练速过关]
1.(2022·广东高考)如图所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是( )
答案:B
2.(2022·全国甲卷)将一小球水平抛出,使
用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频
闪仪每隔0.05 s发出一次闪光。某次拍摄时,小
球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3∶7。重力加速度大小取g=10 m/s2,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
解析:频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,每相邻两个球之间被删去3个影像,故相邻两球的时间间隔为t=4T=0.05×4 s=0.2 s
设抛出瞬间小球的速度为v0,每相邻两球间在水平方向上位移为x,竖直方向上的位移分别为y1、y2,根据平抛运动位移公式有x=v0t
02
命题视角(二) 圆周运动
[真题试能力]
1.(2023·全国甲卷)一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,则n等于( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:C
2.(2023·北京高考)在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示,不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一待测小球,使其绕O做匀速圆周运动,用力传感器测得绳上的拉力为F,用停表测得小球转过n圈所用的时间为t,用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是( )
答案:A
3. (2023·江苏高考)“转碟”是传统的杂技项目,如图所示,质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为ω0时,碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小f。
解析:发光物体的速度大小v0=ω0r
发光物体做匀速圆周运动,则静摩擦力充当做圆周运动的向心力,则静摩擦力大小为f=mω02r。
答案:ω0r mω02r
2.变速圆周运动
3.水平面内圆周运动的分析方法
(1)水平面内做圆周运动的物体,其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供,常涉及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态。
(2)常见临界条件:
①绳的临界:张力FT=0;
②接触面滑动的临界:F=Ffmax;
③接触面分离的临界:FN=0。
4.竖直平面内圆周运动的解题关键
(1)抓住“两点”——即最高点和最低点,在最高点和最低点对物体进行受力分析,确定向心力,根据牛顿第二定律列方程。
(2)理清“一过程”——即从最高点到最低点,往往由动能定理将这两点联系起来。
[精练速过关]
1. (2023·乐山高三调研)木球和金属球通过细线连接,
悬浮在装水的瓶中,如图所示,让瓶子和水绕中心竖直
轴匀速转动,则稳定时两球的位置可能是( )
答案:B
解析:当瓶子和水绕中心竖直轴匀速转动时,由于离心作用,因金属球的质量大于等体积的水的质量,则金属球应该向外偏离中心位置,直到与瓶子的内壁接触;而木球的质量小于等体积的水的质量,则等体积的水球应该向外