2018版高考物理二轮复习第一板块力学选择题锁定9大命题区间第2讲熟知“四类典型运动”掌握物体运动规律讲义 联系客服

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2.解答关联速度问题的方法

(1)求解此类问题首先要正确认识合运动,与绳或杆相连的物体,相对地面实际发生的运动是合运动,合运动对应合速度。

(2)然后在绳(杆)的端点把合速度分解为沿绳(杆)方向的速度和垂直于绳(杆)方向的速度,而沿绳(杆)的方向上各点的速度大小相等,由此列方程解题。 3.把握小船渡河的两类问题

(1)要求最短时间过河,则船头必须垂直指向对岸,不论船速与水流速度的关系如何,如第3题中小船的去程。

(2)要求过河的位移最短,则要区分两种情况:

①当船在静水中的速度v1大于水流速度v2时,最短过河位移为河宽d,如图甲所示,船头指向上游与河岸的夹角α=arccos,如第3题中小船的回程。

v2v1

②当船在静水中的速度v1小于水流速度v2时,过河的最短位移为x,如图乙所示,船头指向上游与河岸的夹角为θ=arccos,最短位移x=d。

三、“化曲为直”,轻松解答平抛运动问题重难增分类考点

[典题例析]

[典例] (2015·全国卷Ⅰ)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是( ) A.B.C.D.

v1

v2v2v1

L1

2424

g

g 6h4L1+L2

6h22

2

L1L1L1

g2

4L1+L2

6h4L1+L2

6h2

2

gg

[思路点拨]

1.使球能过网的临界条件是什么?此时对应最大发射速率还是最小发射速率? 提示:对应最小发射速率,球恰好能经过网的上侧。

2.在球不被打出右侧台面的前提下,球最远能落到何处?此时对应最大发射速率还是最小发射速率?

提示:对应最大发射速率,球恰好能落到右侧台面的两角处。

[解析] 选D 设以速率v1发射乒乓球,经过时间t1刚好落到球网正中间。则竖直方向上有12L1L1

3h-h=gt1 ①,水平方向上有=v1t1 ②。由①②两式可得v1=

224

g。设以速率v2h12

发射乒乓球,经过时间t2刚好落到球网右侧台面的两角处,在竖直方向有3h=gt2 ③,

2在水平方向有

?L2?2+L2=vt ④。由③④两式可得v=1 ?2?1222

2??

[通法点拨]

4L1+L2

6h22

g。则v的

最大取值范围为v1

平抛运动的两个“正切值”和两个“模型” 1.两个“正切值”

任意时刻的速度与水平方向的夹角θ的正切值总等于该时刻的位移与水平方向的夹角φ的正切值的2倍,即tan θ=2tan φ。 2.两个“模型”

两个模型 解题方法 方法应用 水平方向:vx=v0 分解速度,构建速度竖直方向:vy=gt 合速度:v=vx+vy 方向:tan θ= 水平方向:x=v0t 分解位移,构建位移12竖直方向:y=gt 2合位移:s=x+y 方向:tan θ=

2222 矢量三角形 vxvy 矢量三角形 yx

[集训冲关]

1.(2017·江苏高考)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为( ) A.t C. 2

B.

2t 2

t D. 4

t解析:选C 设两球间的水平距离为L,第一次抛出的速度分别为v1、v2,由于小球抛出后在水平方向上做匀速直线运动,则从抛出到相遇经过的时间t=都变为原来的2倍,则从抛出到相遇经过的时间为t′=

2

Lv1+v2

,若两球的抛出速度

Lv1+v2

=,C项正确。 2

t2.(2018届高三·昆明调研)将一挡板倾斜地固定在水平面上,倾角为θ=30°,如图所示。现有一可视为质点的小球由挡板上方的A点以v0的初速度水平向右抛出,小球落在挡板上的B点时,小球速度方向刚好与挡板垂直,小球与挡板碰撞前后的速度方向相反、速度大小之比为4∶3。下列有关小球的运动描述正确的是( ) 3

A.小球与挡板碰后的速度为v0

4

1

B.小球与挡板碰撞过程中速度的变化量大小为v0

2C.A、B两点的竖直高度差与水平间距之比为3∶1 D.A、B两点的竖直高度差与水平间距之比为3∶2

解析:选D 小球在碰撞挡板前做平抛运动。设刚要碰撞斜面时小球速度为

v。由题意,速度v的方向与竖直方向的夹角为30°且水平分量仍为v0,如

3

图。由此得v=2v0,碰撞过程中,小球速度由v变为反向的v,则碰后的速

43

度大小为v0,A错误;碰撞过程小球的速度变化量大小

2

12gt377y2gt为Δv=v-(-v)=v=v0,故选项B错误;小球下落高度与水平射程之比为==

442xv0t2v0=

3.如图所示,水平面上固定有一个斜面,从斜面顶端水平向右抛出一个小球,不计空气阻力。当初速度为v0时,小球恰好落到斜面底端,小球运动的时间为t0。现用不同的初速度从该斜面顶端水平向

右抛出这个小球,下列选项中能正确表示小球的运动时间t随初速度v变化的函数关系是( )

13

=,C错误,D正确。

2tan 30°2

解析:选D 设斜面的倾角为θ,当初速度很小时,小球落在斜面上,tan θ==,则x2vygtt=

2tan θgv;当初速度较大时,小球将落到水平面上,由h=gt2,得t=12

2h,则时间

gt一定,选项D正确。

四、“结合实际”,灵活解答圆周运动问题基础保分类考点

[全练题点]

1.[多选](2018届高三·通化调研)在光滑圆锥形容器中,固定了一根光滑的竖直细杆,细杆与圆锥的中轴线重合,细杆上穿有小环(小环可以自由转动,但不能上下移动),小环上连接一轻绳,与一质量为m的光滑小球相连,让小球在圆锥内的水平面上做匀速圆周运动,并与圆锥内壁接触。如图所示,图(a)中小环与小球在同一水平面

上,图(b)中轻绳与竖直轴成θ(θ<90°)角。设图(a)和图(b)中轻绳对小球的拉力分别为

Ta和Tb,圆锥内壁对小球的支持力分别为Na和Nb,则下列说法中正确的是( )

A.Ta一定为零,Tb一定为零

B.Ta、Tb是否为零取决于小球速度的大小 C.Na一定不为零,Nb可以为零 D.Na、Nb的大小与小球的速度无关

解析:选BC 对题图(a)中的小球进行受力分析,小球所受的重力、支持力的合力方向可以