2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题07曲线运动及其实例分析含解析.docx
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1、专题07 曲线运动及其实例分析【专题导航】目录热点题型一曲线运动的动力学分析1热点题型二运动的合成与分解3热点题型三 运动分解中的两类实例模型5小船渡河问题5绳(杆)端速度分解模型9【题型归纳】热点题型一曲线运动的动力学分析1合力方向与轨迹的关系无力不弯曲,弯曲必有力曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧2合力方向与速率变化的关系(1)轨迹特点:轨迹在速度方向和合力方向之间,且向合力方向一侧弯曲。(2)合力的效果:合力沿切线方向的分力改变速度的大小,沿径向的分力改变速度的方向。当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率将增大
2、。当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率将减小。当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。(举例:匀速圆周运动)【例1】(2019牡丹江一中月考)双人滑运动员在光滑的水平冰面上做表演,甲运动员给乙运动员一个水平恒力F,乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN.vM与vN正好成90角,则此过程中,乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的()AF1 BF2 CF3 DF4【答案】C【解析】根据图示物体由M向N做曲线运动,物体在vM方向的速度减小,同时在vN方向的速度增大,故合外力的方向指向F2方向下方,故F3的方向可能是正确的,C正确,A、B、D错误【变式1】.(2019金华联考)春节期间
3、人们放飞孔明灯表达对新年的祝福,如图甲所示,孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,孔明灯的运动轨迹可能为图乙中的()A直线OA B曲线OB C曲线OC D曲线OD【答案】D【解析】孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,则合外力沿Oy方向,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,故孔明灯做曲线运动,结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为曲线OD,故D正确【变式2】图示为质点做匀变速运动的轨迹示意图,质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好垂直。则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是( )A. 质点经过C点的速率比D点大 B.
4、 质点经过A点时的动能小于经过D点时的动能C. 质点经过D点时的加速度比B点的加速度大D. 质点从B到E过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小【答案】AD【解析】质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿D点轨迹的切线方向,则知加速度斜向左上方,合外力也斜向左上方,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由A到D过程中,合外力做负功,由动能定理可得,C点的速度比D点速度大,质点经过A点时的动能大于经过D点时的动能,故A正确,B错误;质点做匀变速曲线运动,则有加速度不变,所以质点经过D点时的加速度与B点相同,故C错误;质点从B到E过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小,故D正
5、确。所以AD正确,BC错误。热点题型二运动的合成与分解1合运动和分运动的关系等时性各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果2.运动的合成与分解的运算法则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,故合成与分解都遵循平行四边形定则3合运动性质的判断4两个直线运动的合运动性质的判断两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速
6、直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线,为匀变速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合不共线,为匀变速曲线运动【例2】(2019上海闸北调研)质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示,下列说法正确的是()A质点的初速度为5 m/s B质点所受的合外力为3 N,做匀加速曲线运动C2 s末质点速度大小为6 m/s D2 s内质点的位移大小约为12 m【答案】ABD【解析】.由x方向的速度图象可知,在x方向的加速度为1.5 m/s2,受力Fx3 N,由y方向的位移图象可知在y方向做匀速直线运动,速度为vy4 m/s
7、,受力Fy0.因此质点的初速度为5 m/s,A选项正确;受到的合外力为3 N,显然,质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上,B选项正确;2 s末质点速度应该为v m/s2 m/s,C选项错误;2 s内x方向上位移大小xvxtat29 m,y方向上位移大小y8 m,合位移大小l m12 m,D选项正确【变式1】(2019山东实验中学段考)一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动规律为x2t24t,y3t26t(式中的物理量单位均为国际单位),关于物体的运动,下列说法正确的是()A物体在x轴方向上做匀减速直线运动 B物体在y轴方向上做匀加速直线运动C物体运动的轨迹是一条直线 D物体运动
8、的轨迹是一条曲线【答案】BC【解析】对应位移时间公式xv0tat2,x2t24t,y3t26t,可得初速度:v0x4 m/s,v0y6 m/s;加速度:ax4 m/s2,ay6 m/s2;物体在x轴上分运动的初速度和加速度同方向,是匀加速直线运动,故A错误;物体在y轴方向的初速度和加速度同方向,是匀加速直线运动,故B正确;题中分运动的初速度和加速度数值完全相同,故合运动的初速度方向与加速度方向相同,故合运动一定是匀加速直线运动,故C正确,D错误【变式2】(2019湖南衡阳八中模拟)在民族运动会中有一个骑射项目,运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭
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