2020高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第4讲 运动的合成与分解 平抛运动学案 18页

第4讲　运动的合成与分解　平抛运动 ‎[历次选考考情分析]‎ 章 知识内容 考试要求 历次选考统计 必考 加试 ‎2015/10‎ ‎2016/04‎ ‎2016/10‎ ‎2017/04‎ ‎2017/11‎ ‎2018/04‎ 曲线 运动 曲线运动 b b 运动的合成与分解 b c 平抛运动 d d ‎2、10‎ ‎7‎ ‎13‎ ‎19‎ ‎20‎ 考点一　曲线运动的理解 ‎1．曲线运动 ‎(1)速度方向：沿曲线上该点的切线方向．‎ ‎(2)条件：合外力与速度不共线．‎ ‎(3)运动轨迹：在速度与合外力方向所夹的区间内，向合外力的方向弯曲．‎ ‎2．运动的合成与分解的运算法则 ‎(1)运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵守平行四边形定则．‎ 18‎ ‎(2)合运动是物体的实际运动，合运动的性质是由合初速度与合加速度决定的．‎ ‎1.[曲线运动方向](2018·绍兴市期末)翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目．如图1所示，翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下，过M点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过A、B、C三点．下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．过A点时的速度方向沿AB方向 B．过B点时的速度方向沿水平方向 C．过A、C两点时的速度方向相同 D．圆形轨道上与M点速度方向相同的点在AB段上 答案　B ‎2．[曲线运动条件]如图2所示，水平桌面上一小钢球沿直线运动．若在钢球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁，假设小钢球受到的摩擦力大小恒定，则下列关于小球运动的说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．磁铁放在A处时，小球可能做匀加速直线运动 B．磁铁放在A处时，小球做曲线运动 C．磁铁放在B处时，小球做曲线运动 D．磁铁放在B处时，小球可能做匀速圆周运动 答案　C 解析　磁铁放在A处时，合力向前，加速度向前，小钢球做加速直线运动，但磁力大小与距离有关，故加速度是变化的，不是匀加速直线运动，故A、B错误；磁铁放在B处时，合力与速度不共线，故小钢球向磁铁一侧偏转；磁力大小与距离有关，故加速度是变化的，所以小球做变加速曲线运动，故C正确，D错误．‎ ‎3．[小船渡河](2018·绍兴市期末)唐僧、悟空、八戒、沙僧师徒四人想划船渡过一条宽‎180 m的河，他们在静水中划船的速度为‎3 m/s，现在他们观测到河水的流速为‎4 m 18‎ ‎/s，对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是(　　)‎ A．唐僧说：我们要想到达正对岸就得使船头朝向正对岸 B．悟空说：我们要想到达正对岸船头必须朝向上游划船 C．八戒说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船 D．沙僧说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的 答案　D 解析　当静水速度垂直于河岸时，渡河的时间最短，t＝＝ s＝60 s，此时船将运动到下游，故A错误；由于静水速度小于水流速度，合速度不可能垂直于河岸，不可能到达正对岸，当静水速度的方向与合速度方向垂直时，渡河位移最短，故B、C错误，D正确．‎ ‎4．[运动轨迹分析]如图3甲所示，在一次海上救援行动中，直升机和伤员一起沿水平方向匀速飞行，同时悬索系住伤员匀速上拉，以地面为参考系，伤员从A至B的运动轨迹可能是图乙中的(　　)‎ 图3‎ A．折线ACB B．线段AB C．曲线AmB D．曲线AnB 答案　B 解析　伤员参与了两个分运动，水平方向匀速移动，竖直方向匀速上升，合速度是两个分速度的矢量和，遵循平行四边形定则，由于两个分速度大小和方向都恒定，故合速度固定不变，即合运动是匀速直线运动，故轨迹是线段AB，故A、C、D错误，B正确．‎ ‎5．[运动的合成与分解](2017·桐乡中学期末)手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图4所示的实线位置，然后滑轮水平向右匀速移动，运动中始终保持悬挂重物的细线竖直，则重物运动的速度(　　)‎ 图4‎ A．大小和方向均不变 B．大小不变，方向改变 C．大小改变，方向不变 D．大小和方向均改变 18‎ 答案　A 解析　滑轮水平向右匀速运动过程中，悬挂重物的细线保持竖直，重物具有与滑轮相同的水平速度，同时重物竖直方向匀速上升，其上升的距离与滑轮水平向右移动的距离相同，故重物竖直上升的速度恒定不变，且与水平方向速度大小相等，因此重物运动的速度方向斜向右上方，与水平方向成45°角，大小恒定，A正确．‎ 考点二　平抛运动基本规律的应用 ‎1．飞行时间：t＝，取决于下落高度h，与初速度v0无关．‎ ‎2．水平射程：x＝v0t＝v0，由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关．‎ ‎3．落地速度：v＝＝，与水平方向的夹角的正切值tan α＝＝，所以落地速度只与初速度v0和下落高度h有关．‎ ‎4．某时刻速度的反向延长线通过此时水平位移的中点，速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角的正切值的2倍．‎ 例1　(2017·稽阳联考)现有一玩具枪，其枪管长度L＝‎20 cm，枪口直径d＝‎6 mm，子弹质量为m＝‎2 g，在测试中，让玩具枪在高度h＝‎1.8 m处水平发射，实测子弹射程为‎12 m，不计子弹受到的阻力，g取‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)子弹出枪口的速度大小；‎ ‎(2)假设在枪管内子弹始终受到恒定的推力，试求此推力的大小．‎ 答案　(1)‎20 m/s　(2)2 N 解析　(1)子弹离开枪口后做平抛运动，运动时间 t＝＝ s＝0.6 s 由x＝vt，则v＝＝ m/s＝‎20 m/s ‎(2)在枪管内，由运动学公式得v2＝2aL，则a＝＝1 ‎000 m/s2，根据牛顿第二定律得F＝ma＝2 N.‎ ‎6．(2016·浙江4月选考·10)某卡车在公路上与路旁障碍物相撞．处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的．为了判断卡车是否超速，需要测量的量是(　　)‎ A．车的长度、车的重量 18‎ B．车的高度、车的重量 C．车的长度、零件脱落点与陷落点的水平距离 D．车的高度、零件脱落点与陷落点的水平距离 答案　D 解析　物体从车顶平抛出去，根据平抛运动知识可知h＝gt2，x＝vt，因此要知道车顶到地面的高度，即可求出时间．测量零件脱落点与陷落点的水平距离即可求出抛出时(事故发生时)的瞬时速度，故答案为D.‎ ‎7．某同学将一篮球斜向上抛出，篮球恰好垂直击中篮板反弹后进入篮筐，忽略空气阻力，若抛射点远离篮板方向水平移动一小段距离，仍使篮球垂直击中篮板相同位置，且球击中篮板前不会与篮筐相撞，则下列方案可行的是(　　)‎ A．增大抛射速度，同时减小抛射角 B．减小抛射速度，同时减小抛射角 C．增大抛射角，同时减小抛出速度 D．增大抛射角，同时增大抛出速度 答案　A 解析　应用逆向思维，把篮球的运动看成平抛运动，由于竖直高度不变，水平位移增大，篮球从抛射点到篮板的时间t＝不变，竖直分速度vy＝不变，水平方向由x＝vxt知x增大，vx增大，抛射速度v＝增大，与水平方向的夹角的正切值tan θ＝减小，故θ减小，可知A正确．‎ ‎8．(2018·杭州市五校联考)在同一竖直线上的不同高度分别沿同一方向水平抛出两个小球A和B，两球在空中相遇，其运动轨迹如图5所示，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．相遇时A球速度一定大于B球 B．相遇时A球速度一定小于B球 C．相遇时A球速度的水平分量一定等于B球速度的水平分量 D．相遇时A球速度的竖直分量一定大于B球速度的竖直分量 答案　D 18‎ 解析　根据t＝，vy＝gt，hA>hB，x＝vxt，知tA>tB，vyA>vyB，vxA