内容正文:
第1讲 力学中的曲线运动
课标卷高考命题分析
年份
题号·题型·分值
模型·情景
题眼分析
难度
2015年
Ⅰ卷
18题·选择题·6分
平抛运动
下落位置的临界点
中
Ⅱ卷
16题·选择题·6分
运动的分解
速度的分解
中
2016年
Ⅱ卷
16题·选择题·6分
竖直面内圆周运动绳模型
质量不等、绳长关系
中
Ⅲ卷
20题·选择题·6分
质点沿曲面下滑
克服摩擦力做功
中
2017年
Ⅰ卷
15题·选择题·6分
平抛运动
平抛运动水平方向的运动规律
易
Ⅱ卷
14题·选择题·6分
圆周运动,功
小环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向
易
17题·选择题·6分
平抛运动
机械能守恒定律
运用数学知识求极值
中
1.物体做曲线运动的条件
当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线时,物体做曲线运动.合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性.
2.平抛运动
(1)规律:vx=v0,vy=gt,x=v0t,y=gt2.
(2)推论:做平抛(或类平抛)运动的物体
①任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点;②设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为φ,则有tan θ=2tan φ.
3.竖直平面内圆周运动的两种临界问题
(1)绳固定,物体能通过最高点的条件是v≥.
(2)杆固定,物体能通过最高点的条件是v≥0.
1.竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常利用动能定理来建立联系,然后结合牛顿第二定律进行动力学分析.
2.对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应用合成与分解的思想分析这两种运动转折点的速度是解题的关键.
高考题型1 运动的合成与分解
例1 (2017·湖南永州市一模)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的v-t图象如图1甲、乙所示,下列说法正确的是( )
图1
A.0~2 s内物体做匀速直线运动
B.2~4 s内物体做匀加速直线运动
C.4 s末物体速度为4 m/s
D.4 s末物体的坐标为(6 m,2 m)
答案 D
解析 在0~2 s内,物体在x轴方向做匀加速直线运动,y轴方向静止,根据运动的合成得知,物体做匀加速直线运动,加速度沿x轴方向,故A错误.在2~4 s内,物体在x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀加速直线运动,根据运动的合成得知,物体做匀加速曲线运动,加速度沿y轴方向,故B错误.由图象,结合运动的合成,则有4 s末物体的速度为v== m/s=2 m/s,故C错误;在前2 s内,物体在x轴方向的位移为:x1=t=×2 m=2 m.在后2 s内,x轴方向的位移为:x2=vxt=2×2 m=4 m,y轴方向位移为:y=×2 m=2 m,则4 s末物体沿x轴方向的位移为:x=x1+x2=(2+4) m=6 m,沿y方向的位移就等于2 m,坐标为(6 m,2 m),D正确.
1.物体的实际运动是合运动,明确是在哪两个方向上的合成.
2.根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质.
3.运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解,遵守平行四边形定则.
1.(2017·山东青岛市一模)如图2所示,光滑水平面内的xOy直角坐标系中,一质量为1 kg的小球沿x轴正方向匀速运动,速度大小为1 m/s,经过坐标原点O时,小球受到的一沿y轴负方向、大小为1 N的恒力F突然撤去,其它力不变,则关于小球的运动,下列说法正确的是( )
图2
A.做变加速曲线运动
B.任意两段时间内速度变化大小都相等
C.经过x、y坐标相等的位置时所用时间为1 s
D.若从撤去F开始计时,1 s末速度大小为 m/s
答案 D
解析 F撤去后,小球做匀变速曲线运动,由Δv=a·Δt,相同时间内速度变化才相同;1 s末vy=at=·t=1 m/s,v合== m/s,x=v0t=1 m,y=t= m,故C错误,D正确.
2.(2017·福建莆田市3月模拟)如图3所示,中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻绳拉着物块匀速向上运动一小段距离,不计一切阻力.则关于拉力F的功率P、拉力F作用点向下移动的速度v,下列说法正确的是( )
图3
A.v减小 B.v增大
C.P减小 D.P增大
答案 A
解析 设绳与竖直方向夹角为θ,将vA沿绳、垂直于绳分解,v绳=vA·cos θ,随着θ增大F向下拉绳的速度减小,对A:匀速时F·cos θ=mAg,功率P=F·v绳=mAgvA不变.
高考题型2 抛体运动问题
例2 (2017·全国卷Ⅱ·17)如图4,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面