专题4 题型各个击破(精讲册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

讲解 实战高考·物理 即A一B。 A .08 甲 丙 丁 2.摩擦（齿轮）传动：如图丙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，边缘线速度大小相等，即 UA=B。 3.同轴转动：如图丁所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等， 即wA=wB。 三、圆周运动中的动力学分析 1.向心力公式：Fn=mam=m, 4π2 =ma2r=m r=m·4r2fPr。 2.向心力的来源：向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以 是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再添加一个向心力。 ililze2 飞机 图例 y习 m A ☐mg 在水平面内 接触面光滑 AU f F E 受力分析 x+ 0 0 mg a mg mg mag Fx=mg, 利用向心 Fcos 0=mg, FN=mAg, F升cos0=mg, F:=F向=mw2r 力分析 Fsin0=F向=mol sin0 F=mBg=F向=mAw2r F升sin0=F向=mw2r (F≤FN) 怎么考 题型各个击破 ① 题型一抛体运动的解题方法 题型解渎 1.斜面约束的平抛运动问题 u 从斜面顶点 垂直落 水平抛出且 模型 :切入尺Q 到斜面 !v !落在斜面上 :斜面 0 2 288 0专题4曲线运动 续表 分解位移，隐含条件：斜面倾 分解速度，找到斜面倾角0与 分解速度，构建速度的矢量三 方法 角0等于位移与水平方向的 速度方向的关系 角形 夹角 分速度：0，=0，yy=gt 分速度：0，=℃0,0y=gt 分位移：x=ot,y= 28 合速度：w=√十 合速度：0=√元十 合位移：s=√x2十y 基本规律 方向：tan0=忽= 方向：tan0==g匙 Uy gt Ur Uo 方向：tan0=义=g x 2v 运动时间：t= gtan 0 运动时间：t二%tan0 运动时间：t=2tang 2.圆弧约束的平抛运动问题 (切入圆弧形凹槽 运动情境 、R 在半圆内的平抛运动 tan0=☑=8t R+√/R2-h2=ot 小球恰好从圆柱体Q点沿切线飞 物理量分析 过，此时半径OQ垂直于速度方向， t=Yotan 0 -RtVR-h 2h g Uo 速度的偏转角与圆心角0相等 典例如图所示，a、b两球分别从半圆轨道顶 道和斜面上。若a、b两球的初速度比上述的 端和斜面顶端以大小相等的初速度，同时水 小，由图可知，b球先落在斜面上。若a、b两球 平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度 的初速度比上述的大，则α球先落在半圆轨道 上，故A、B错误，C正确。 相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若a 球能落到半圆轨道上，b球能落到斜面上， A 则( 若α球垂直落在半圆轨道上，根据几何关系 知，速度方向与水平方向的夹角是位移方向与 水平方向夹角的2倍，而在平抛运动中，某时 A.a球一定先落在半圆轨道上 刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移 B.b球一定先落在斜面上 方向与水平方向夹角正切值的2倍，两者相矛 C.α、b两球可能同时落在半圆轨道和斜面上 盾，所以α球不可能垂直落在半圆轨道上，故 D.a球可能垂直落在半圆轨道上 D错误。 解析：将半圆轨道和斜面重合在一起，如图所 )答案C 示，交点为A。若a、b两球的初速度合适，可 解题技巧斜面上的平抛运动问题是一种常 知两球均可以做平抛运动落在A,点，此时a、b 见的题型，在解答这类问题时除要运用平抛运 两球运动的时间相等，即可以同时落在半圆轨 动的位移和速度规律，还要充分运用斜面倾 289 讲解册 实战高考·物理 角，找出对应关系，从而使问题得到顺利解决。 /2h 3.平抛运动的临界问题 g ,则平地运动的最大初速度1=2 (1)平抛运动的临界问题有两种常见情景 2gh,根据A-=2g吃，得红- ①物体有最大（小）位移、最大（小）初速度。 ②物体的速度方向恰好为某一方向。 2(h-h2) ,则平抛运动的最小初速度2= g (2)处理平抛运动的临界问题的关键 ①找出临界条件的关键信息。 t2 二39g,故B错误；任意 V2(h2-h2)-元N8 ②明确解题关键：根据题干信息寻找临界 降低击球高度（仍大于h2),会有一临界情况， 点，画出物体运动的草图，确定临界条件。 此时球刚好触网又刚好压界，若小于该临界高 典例2（多选）如图所示，在一次比赛中，中国 度，速度大会出界，速度小会触网，所以击球高 女排运动员将球在边界处正上方正对球网水 度比网高，不一定能将球发到对方界内，故C 平向前击出，球刚好过网落在图中位置（不计 错误；任意增加击球高度，只要击球初速度合 空气阻力)，相关数据如图所示，下列说法正确 适，球一定能落到对方界内，故D正确。 的是( )答案AD 解题技巧处理平抛运动中临界问题的要点 (1)找出临界状态对应的临界条件。 A.击球点高度h1与球网高度h2之间的关系为 (2)要用分解速度或者分解位移的思想分析平 h1=1.8h2 抛运动的临界问题。 4.斜抛运动 B若保特击球高度不变，初速度清足√今 (1)利用运动的合成与分解分析：可看作沿 <山</2g幼，则球一定落在对方界内 水平方向的匀速直线运动和沿竖直方向的 竖直上抛运动的合运动。 C.任意降低击球高度（仍大于h2),只要击球 2 初速度合适，球一定能落在对方界内 D.任意增加击球高度，只要击球初速度合适， 球一定能落在对方界内 解析：做平抛运动的球在水平方向上做匀速直 初速度可以分解为z=6cos0,=o 线运动，水平位移分别为和受时，所用的时 sin0。 间比为2：3，则竖直方向上，根据h= 282,有 ①在水平方向，物体的位移和速度分别为x -Vot=(vo cOS 0)t:vz=Voz=vo COS 0. =普，解符=1.8：，故A正确：若保 ②在竖直方向，物体的位移和速度分别为y 持击球高度不变，要想球落在对方界内，且既 =t-2g2=(sn0-2g,4=y- 不能出界，又不能触网，根据么=，得 gt=osin0-gt。 290 0专题4曲线运动 (2)斜上抛运动的极值 起跳速度大小均为，从跳出开始经过的时间 ①运动到最高点的时间t=sin9, 为t,则两只猫在竖直方向的距离为△y= g 运动的总时间te-2hsin0 sin45°·t+2gr-(-sin45°·+2g2）- g √2t,所以两只猫在空中运动过程中相距越来 ②物体的射高n=6sin0 2g 越远，即使改变的大小，竖直方向的距离也 ③物体的射程xn=听sin2 不可能在某一时刻变为零，即两猫不可能在空 ,当0=45°时， g 中相遇，故B正确，D错误。 sin20最大，射程最大。 )答案B 所以对于给定大小的初速度6，沿0=45°方 解题技巧对斜上抛运动从抛出点到最高点 向斜向上抛出时，射程最大。 的过程，可逆向看成平抛运动。分析完整的斜 典例3如图所示，甲、乙两猫从同一位置以相 上抛运动时，可根据对称性求解某些问题。 同速率同时跳出，速度方向与水平方向均成 45°，一段时间后落至水平地面。不计空气阻 题型二圆周运动的解题方法 力。则() 题型解读 1.水平面上的圆周运动 459 (1)圆锥摆模型及其临界问题 运动模型 向心力的来源图示 飞机水 A.两只猫落地时的动量方向不同 平转弯 B.两只猫在空中运动过程中相距越来越远 C.起跳点越高，两猫落地点间距离越大 D.只改变两猫起跳速度大小，两猫可能在空 中相遇 火车转弯 解析：根据斜抛运动的对称性可知，甲猫运动 到与起跳位置同一高度时，速度大小、方向均 与乙猫的初速度大小、方向相同，则此后甲猫 的运动情况与乙猫从起跳，点开始的运动情况 完全相同（即题图中水平虚线以下的运动轨迹 圆锥摆 相同)，所以两只猫落地时的动量方向相同，且 mg 两只猫落地，点间距离始终等于甲猫运动到与 起跳，点同一高度时的水平位移大小，与起跳点 物体在光滑 高度无关，故A、C错误；两只猫在空中运动过 半圆形碗内 程中，由于在水平方向上的分速度大小相等， 做匀速圆周 运动 mg 所以两只猫的水平距离始终为零，设两只猫的 291 讲解 实战高考·物理 (2)水平转盘上的圆周运动及其临界问题 确的是( ) ①如果只有摩擦力提供向心力，物体间恰好 A.a绳的张力不可能为零 不发生相对滑动的临界条件是达到最大静 B.α绳的张力随角速度的增大而增大 摩擦力，则最大静摩擦力F=m,方向指 C.当角速度w≥9时，b绳将出现弹力 向圆心。 D.若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生 ②如果水平方向除受摩擦力外还有其他力， 变化 如绳两端连接物体在水平面上转动，其临界 解析：小球做匀速圆周运动，在竖直方向上所 情况要根据题设条件进行判断，如判断某个 受的合力为零，水平方向上所受的合力提供向 力是否存在以及这个力存在时的方向（特别 心力，所以a绳对小球的拉力在竖直方向上的 是接触力，如静摩擦力、绳的拉力等)。 分力与小球的重力平衡，可知a绳的张力不可 (3)运动实例 能为零，故A正确；根据竖直方向上小球受力 平衡，可得Rsin0=mg,解得E=品g可知 a绳的拉力与角速度w无关，故B错误；当b 绳拉力为零时，有础。=m,解得 /0t9,可知当商速度√89t0时，五绳将 典例4（多选）质量为m 出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力， 的小球由轻绳a和b分 故b绳突然被剪断时α绳的弹力可能不变，故 别系于一轻质细杆的A D错误。 点和B点，如图所示，绳 )答案AC a与水平方向成0角，绳b在水平方向且长为 解题技巧对研究对象进行受力分析，确定向 1,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小 心力来源；确定圆心和轨道半径；应用相关力 球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正 学规律列方程求解。 2.竖直面上的圆周运动 轻绳模型 轻杆模型 ●打 光滑 常见类型 圆轨道 管道 均是没有支撑的小球 均是有支撑的小球 除重力外，受到的弹力可能向下或等 受力特征 除重力外，受到的弹力可能向下、等于零或向上 于零 292 0专题4曲线运动 续表 轻绳模型 轻杆模型 F 最高点受 F ● mg 力示意图 ● ●0 0 最高点临 由mg=m得值=√g,此时FN=0 由小球恰能做完整的圆周运动得临=O,此时F、 界条件 -mg (1)当v-0时，FN=mg,FN为支持力，沿半径背离 圆心； (1)过最高点时，v≥√gr,FN+mg (2)当0<</g时，mg一F、=m,F、背离圆心，随 讨论分析 m号，绳、圆轨道对球产生弹力、： 的增大而减小； (2)不能过最高点时，v<gr,在到达最 (3)当v=√gr时，FN=0; 高点前小球已经脱离了圆轨道 (④)当√gr时，R十mg=m买，R指向圆心，随u 的增大而增大 典例5一轻杆的一端固定质 小球过最高点，杆对它的作用力表现为拉力 量为m的小球，以另一端O为 时，随速度的增大杆对小球的作用力增大，故 圆心，使小球在竖直平面内做 C、D错误。 半径为R的圆周运动，如图所 )答案B 示，已知重力加速度为g,则下列说法正确 解题技巧竖直面内圆周运动问题的解题思路 的是() 定模型 判断是轻绳模型还是轻杆模型 A.小球过最高点的最小速度是√gR 对轻绳模型来说能否通过最高点的 B.小球过最高点时，杆受到的弹力可以等于零 确定临界点 临界速度是v临=T;对轻杆模型来 C.小球过最高点时，杆对小球的作用力一定 说过最高点的临界速度为零 随速度的增大而增大 通常情祝下竖直平面内的圆周运动 研究状态 只涉及最高点和最低点的运动情况 D.小球过最高点时，杆对小球的作用力一定 对物体在最高点或最低点时进行受 随速度的增大而减小 受力分析 力分析，根据牛顿第二定律列出方程 解析：由于小球在最高点时杆对小球的作用力 应用动能定理或机械能守恒定律将 过程分析 可以表现为拉力，也可以表现为支持力，所以 初、末两个状态联系起来列方程 小球过最高点的最小速度为0，故A错误；当 3.斜面上的圆周运动 小球在最高点的速度v=√gF时，由小球的重 (1)在斜面上做圆周运动的物体，因所受的 力提供向心力，杆的弹力为零，故B正确；当小 控制因素不同，如静摩擦力控制（图甲）、轻 球过最高点，杆对它的作用力表现为支持力 绳控制（图乙）、轻杆控制（图丙），物体的受 时，随速度的增大杆对小球的作用力减小，当 力情况和临界条件也不相同。 293 讲解册 实战高考·物理 最大值是( 甲 307: A.√5rad/s B.√3rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s 解析：当物体转到圆盘的最低点恰好要滑动 丙 时，转盘的角速度最大，其受力示意图如图所 (2)由于重力沿斜面有分力，在斜面上做圆 示（其中O为对称轴位置）。由沿斜面的合力 周运动的物体的速率不断变化，运动情况与 提供向心力，有mgcos30°-mgsin30°=mw 竖直面内的圆周运动类似，所以通常分析物 R,解得ω=√4R =1.0rad/s,C正确。 体在最高点和最低点的受力情况求临界状 态。物体在斜面上运动时，若受摩擦力，还 要参照水平面内圆周运动的临界问题分析 摩擦力的突变问题，如静摩擦力的方向变 化、静摩擦力变为滑动摩擦力等。 )答案C 典例6如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于 解题技巧与竖直面内的圆周运动类似，斜面 盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面 上的圆周运动也是集中分析物体在最高，点和 上距离转轴2.5m处有一小物体与圆盘始终 最低，点的受力情况，根据牛顿运动定律列方程 保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数 来解题。在受力分析时，一般需要将立体图转 为（设最大静摩擦力等丁滑动摩擦力），盘面 化为平面图，这是解斜面上圆周运动问题的 难，点。 与水平面的夹角为30°，g取10m/s2。则w的 g 怎么学 实验重点攻克 ⊙ 实验5 探究平抛运动的特点 被松开，自由下落。A、B两球同时开始运 一、实验原理 动。观察两球哪个先落地。分别改变小球 根据运动的合成与分解，平抛运动可看作沿竖 距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复 直方向和水平方向的两个分运动的合运动。 这个实验。 可先研究其中一个方向的运动规律，再分析 一个方向的运动规律。 二、实验过程 1.探究平抛运动竖直分运动的特点 如图甲所示，用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球 294