第五章 专题探究一 关联速度问题-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019)

专题探究一关联速度问题 黑题专题强化 限时：20min 题型1面接触关联速度问题 度大小为2，则 ( 1.如图所示，将楔形木块B放在光滑水平面上 1 A.22 B.t2=2 靠墙边处并用手扶着，然后在木块和墙面之 间放入一个小球A,楔形木块的倾角为0，放手 C.2= D.2=√31 让小球和木块同时由静止开始运动，某时刻 题型3绳上关联速度问题 二者速度分别为，和，则 ( 4.(2024·重庆期中)如图所示，物块B套在倾 斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连 (定滑轮体积大小可忽略)，今使物块B沿杆 由M点匀速下滑到N点，运动中连接A、B的 轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列 A.:UgB=1:1 说法正确的是 B.vg=sin 0:cos 0 C.vg=cos 0 sin 0 D.v:v=sin 0 tan 0 题型2杆上关联速度问题 2.如图是火警设计的一种让当事人快捷逃离现 场的救援方案：用一根不变形的轻杆MN支撑 A.物块A的速率先变大后变小 在楼面平台AB上，N端在水平地面上向右以 B.物块A的速率先变小后变大 ,匀速运动，被救助的人员紧抱在M端随轻 C.物块A始终处于失重状态 杆向平台B端靠近，平台高h,当BN=2h时， D.物块A先处于失重状态，后处于超重状态 被救人员向B点运动的速度是 5.(2024·江苏扬州一模)质量为m 3 的物体P置于倾角为0，的固定光 A.0 B.20 C. 2% D 2% 滑斜面上，轻质细绳跨过光滑定滑轮分别连 接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜 面，小车以速率水平向右做匀速直线运动. 已知重力加速度为g.当小车和滑轮间的细绳 与水平方向成6，夹角时（如图所示），下列判 (第2题) (第3题) 断正确的是 3.一轻杆两端分别固定质量为m4 和m的两个小球A和B(视为质 点)，将其放在一个光滑球形容器中从位置1 A.P的速率为cos0, 开始下滑，如图，当轻杆到达位置2时，球A B.P的速率为vsin0 与球形容器球心等高，其速度大小为，已知 C.运动过程中P处于超重状态 此时轻杆与水平方向成0=30°角，球B的速 D.绳的拉力始终等于mgsin6, 必修第二册：RJ黑白题006 第3节实验：探究平抛运动的特点 白题基础过关 限时：l5min 题型1认识抛体运动与平抛运动 题型3数据处理与误差分析 1.关于抛体运动和平抛运动，下列说法中正3.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次 确的是 ( 沿同一轨道运动，通过描迹法画出小球做平 A.将物体向空中抛出，物体就做抛体运动 抛运动的轨迹. B.物体只在重力作用下的运动就是抛体运动 (1)某同学在记录的白纸上画出小球的运动 C.平抛运动的飞行时间与高度和初速度有关 轨迹如图所示，其中有一次实验记录的位 置C远离他所描绘的运动轨迹，分析造成 D.抛体运动和平抛运动都属于匀变速曲线 这一结果的可能原因，写出两种 运动 题型2实验原理与操作 2.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。 ① ② (2)在实验中，如果斜槽末端的切线方向不是 水平的，即切线方向斜向上或斜向下，则 图2 图3 测出初速度的结果是 (1)在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两 A.切线斜向上时偏大，斜向下时偏小 个小球 ,则说明平抛运动在竖直 B.切线斜向上时偏小，斜向下时偏大 方向上做 运动. C.切线斜向上和斜向下时均偏小 (2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时 D.切线斜向上和斜向下时均偏大 沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在4.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照 一起，则说明平抛运动在 方向上 片的一部分，图中背景方格的每小格边长均 做 运动 为5cm.如果g取10m/s2,那么： (3)(多选)图3是实验室内研究平抛运动的 装置以下实验过程的一些做法，其中合理 的有 A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意 (1)闪光频率是 Hz: 选择 (2)小球运动中水平分速度为 m/s; C.每次小球应从同一位置由静止释放 (3)小球经过B点时的速度为 m/s; D.图中挡条N每次必须等间距下移 (4)抛出点距离A点的高度为 第五章黑白题00711.B解析：根据题意，将A球速度分解成沿着杆和垂直于杆： 以老师的速度，≥√+=2.5m/.当老师垂直BC方向的 方向的两个分速度，同时将B球速度也分解成沿若杆和垂 速度大于1.5m/8,则会在C点右边到达出口，当老师平行 直于杆两个分速度.则有，A球vr=Acos0,而B球，g= BC的速度为2m/s,垂直BC的速度为3m/s时，老师沿AD xcos(90°-0)=Vesin0,由于是同一杆，则有，cos0= 直线到达出口.故B正确 c0s0=一故选B. aina所以ug=,8in日anf 压轴桃战 5.AD解析：P点为杆AB的中点，故OP为AB边上的中线.因 需盟应用提优 △AB0始终为直角三角形，根据直角三角形斜边的中线等 1.A 2.BD解析：AB.为了使被割的玻璃板都成为边长为12m 于斜边的一半，故0P始终等于号AB,所以P点的运动轨迹 的正方形，割刀参与了两个运动，随玻璃前进的运动和垂直 是圆，半径为子，故A正确，B错误：画出运动轨迹，如图所 于玻璃相对玻璃的运动，刀的速度应该是两个速度的合速 示速度与杆的夹角a=90°-2B:由于杆不可伸长，故P点 度，如图所示割刀相对玻璃板速度的大小=√= 的速度沿着杆方向的分速度与A点速度沿着杆方向的分速 √10-8m/s=6m,则切割-次的时间=4=2.08，A错 度相等，故c0sa=cosB,co8(90°-23)=ncos B,解得D= 误，B正确：CD.设割刀运动方向与玻璃板运动方向的夹角为a, 2sin B 故D正确，C错误故选AD. ama="_6m=Q75,可得a=3,C错误，D正确故选BD. U饭8m/g U a 3.BD解析：AB.将船的速度分解为沿绳子方向与垂直绳子方 向的两个分速度，如图1所示，其中沿绳子方向的分速度等 专题探究一关联速度问题 于人拉绳的速度，则有：=，8，解得：，=心0可知若人 黑题专题强化 以恒定的速度拉绳，则船的速度变化，故A错误，B正确： 1.B CD水的阻力恒为∫，此时人的拉力大小为F,以船为对象，受 2.C解析：将N点速度。进行分解如图所示，当N点水平向 力如图2，沿水平方向根据牛顿第二定律则有：Fcos0- 右移动时，人向B点移动的速度人=2=0cOs0=。· 户mm,解得a-Fc兰，若F=,可知a<0,船靠岸的过程中 m √(2h)2-√ 随日增大，绳子的拉力沿水平方向的分力减小，船的加速度 2h 26,放选C 增大，船做加速度增大的减速运动：若F=2,则0=30°时，加 速度a=s30°_3-1上0，可知开始时船做加速运 m m 动，随日增大船的加速度减小，船做加速度减小的加速运动： 当0=60°时船的加速度等于零，之后绳子沿水平方向的分力 D 小于船受到的阻力，则船的加速度反向增大，船做加速度增 大的减速运动，即若人以恒定的拉力F=2拉绳，则船加速 3.C解析：球A与球形容器球心等高，速度，方向竖直向下， 度的大小先变小后变大，故C错误，D正确.故选BD 1 速度分解如图所示，有=i血0=2，由几何关系知，球 B此时的速度方向与杆成a=60°角，因此时=，0sa= 26, 沿杆方向两球速度相等，即吲=，解得，=，C项正确。 图1 图2 4.B解析：由题可知，老师需跑在学生前面且不影响跑操队 伍，所以将老师的速度分解在平行BC方向和垂直BC方向， 在平行于BC方向，老师的速度，需满足2≥2m/s,学生通 4.B解析：AB.物块B沿杆由匀速下滑，运动中连接A、B的轻 过出口的时间t= 。=2,所以老师到达对面出口的时间不 绳始终保持绷紧状态，将物块B的速度分解为沿绳子方向 能大于2，老师在垂直BC方向的速度，=≥1.5m,所 和垂直于绳子方向，如图，根据平行四边形定则，沿绳子方向 的速度为，=®c0s0,可知0在增大到90°的过程中，物块A 必修第二册·RJ黑白题02 的速度方向向下，且逐渐减小：由图可知，当物块B到达P (1)A.为了保证小球做平抛运动，书桌要调整水平，故A正 点时，物块B与滑轮之间的距离最短，绳子长度最小，此 确：B.小球每次都从同一位置由静止释放，保证小球初速度 时0=90°，，=0，此后物块A向上运动，且速度增大：所以在 相等，故B正确：C所用练习本上表面是否光滑对实验无影 物块B沿杆由点M匀速下滑到N点的过程中，物块A的速 响，故C错误：D.案板必须竖直放置，才能保证实验的准确 度先向下减小，然后向上增大，故A错误，B正确：CD.物块A 性，故D错误：故选AB. 向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向 (2)竖直方向，根据逐差法有hc-h=g下，水平方向有x= 都向上，所以物块A始终处于超重状态，故CD错误故选B. ,T,解得。=1m/s,根据匀变速直线运动规律可知B点竖 1445s 直方向的速度为= +hc,则B点的速度为n 2T √。+，代入数据解得n=√5m/8; (3)案板没有竖直，向左倾斜一较小角度，则水平距离小于 0.1m,而计算所用x偏大，则计算的初速度偏大 压轴挑战 5.C解析：AB.将小车的速度沿细绳和垂直细绳方向分解，可 9a2-b 知当小车和滑轮间的细绳与水平方向成夹角6，时，沿细绳 3.(1)等于(2)6gr(3)gT,√6- 方向分速度为cs82,由于细绳不可伸长，P的速率等于小 解析：(1)由于小球在水平方向做匀速直线运动，则AB、BC 车速度沿绳方向分速度的大小，则有p=cos02,故AB错 之间的水平距离理论上满足等于xC 误：CD.小车向右匀速运动过程，P的速率表达式为p= (2)已知每相邻两个球之间被删去1个影像，故相邻两球的 cs82,由于？不变，小车和滑轮间的细绳与水平方向的夹 时间间隔为1=2T,又因为小球在抛出瞬间颜闪仪恰好闪光， 角0，逐渐减小，则P的速度变大，P沿斜面向上做加速运 则A,B之间的竖直位移为k如=之3(2刀'，4.C之间的竖直 动，P的加速度方向沿斜面向上，由牛顿第二定律得T mgsin8,=ma,可知绳的拉力大于mgsin0,P在竖直方向上 位移为hc=2&(4T)',则B,C之间的竖直位移为hc 有向上的加速度分量，处于超重状态，故C正确，D错误故 han=6gT. 选C (3)由于小球在水平方向做匀速直线运动，则xB=xc=2,T, 第3节实验：探究平抛运动的特点 则L=√n+xa,Lgc=√hc+xC,且La:Lc=a:b,联立 ⑨a-b 白题基础过关 有。=gT, b-a 1.D 2.(1)同时落地自由落体(2)水平匀速直线(3)AC 第4节抛体运动的规律 3.(1)①小球由斜槽上开始下落时的位置发生了变化②小 第1课时平抛运动的规律 球开始下落时的初速度不为零(2)C 4.(1)10(2)1.5(3)2.5(4)0.05 白题基础过关 解析：(1)在竖直方向上有：△h=gT,其中△h=(5-3)× 1.D 2.AC 3.AC 4.C 0.1 5.C解析：石块在竖直方向的分运动为自由落体运动，由匀 5em=10cm=0.1m,代人求得：7=√0s=0.1,则额率 变速直线运动的规律可得.=√/2gh=√2×10×1.25m/s= =7=0 5m/5,由于要产生水漂现象，石块接触水面的瞬间，石块的 速度与水面之间的夹角不能大于30°，故当石块的速度与水 (2)水平方向匀速运动，有：s=。t,其中8=31=15cm= 面之间的夹角为30°时，此时为能产生水漂的最小抛出速 0.15 0.15m,1=T=0.1s,代入解得：-Q1ms=1.5ms: 率，则满足m30-受-解得=5万心，枚要产生水 (3)根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过 漂现象，石块从O点抛出的最小速率为53m/s:故选C hc 0.4 程的平均速度，在B点有：，=270.2 /a=2m,所以B6.B解析：飞镖第一次抛出的过程满足x=4,L=2码2，飞 点速度为：a=√。+m=√1.5+2m/s=2.5m/s; 縹第二次范出的过程满足x=4,4L=之，联立解得 2 (4)从抛出点到B点的高度为h家0m02m 4=24=2,又因为=√0+()产=√+（贴了，解 20em,抛出点距离A点的高度为h,=ha-31=20cm-15cm= 得，=2g1,则x=,41=2g12=4L,故ACD错误，B正确.故 5cm=0.05m. 选B. 黑圆应用提优 7.B解析：青蛙做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直 1.AD 2.c.A(1)AB(2)1√5(3)偏大 方向做自由落体运动，则有=，=之，得0=√员则 解析：c将案板从P处靠近书桌平移0.1m,则水平位移变 水平位移越大，竖直高度越小，初速度越大，因此跳到荷叶 小，根据x=W可知时间变短，留下痕迹A: 上面故选B. 参考答案与解析黑白题03