高考物理二轮复习第4章曲线运动万有引力与航天习题课新教材真情境折射出的命题新导含答案

这是一份高考物理二轮复习第4章曲线运动万有引力与航天习题课新教材真情境折射出的命题新导含答案，共8页。
(一)运动的合成与分解实例探究
(选自人教版新教材必修第二册P6)
在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(图甲)。把玻璃管倒置(图乙)，蜡块A沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀速直线运动。
在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动(图丙)，观察蜡块的运动情况。
[精要解读]
1．运动的合成与分解遵循平行四边形定则。
2．合运动与分运动之间具有等时性、等效性和独立性。
[创新训练]
1．如图所示为某人游珠江，他以一定的速度且面部始终垂直于河岸向对岸游去，设江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )
A．水速大时，路程长，时间长
B．水速大时，路程长，时间不变
C．水速大时，路程长，时间短
D．路程、时间与水速无关
解析：选B 游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间t＝eq \f(d,v人)，与水速无关，故A、C、D均错误，B正确。
2．蜡块能沿玻璃管匀速上升(如图甲所示)，如果在蜡块以速度v0上升的同时，将玻璃管沿水平方向以加速度a向右匀加速移动(如图乙所示)，则：
(1)蜡块在竖直方向做什么运动？在水平方向做什么运动？
(2)蜡块实际运动的性质是什么？
(3)求t时间内蜡块的位移和速度。
解析：(1)蜡块参与了两个运动：水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀速直线运动。
(2)蜡块实际上做类平抛运动。
(3)经过时间t，蜡块水平方向的位移x＝eq \f(1,2)at2，速度vx＝at；蜡块竖直方向的位移y＝v0t，速度为v0，则：
蜡块的位移大小s＝eq \r(x2＋y2)＝ eq \r(\f(a2t4,4)＋v02t2)
设位移与水平方向的夹角为α，则tan α＝eq \f(y,x)＝eq \f(2v0,at)
蜡块的速度大小v＝ eq \r(vx2＋v02)＝ eq \r(a2t2＋v02)
设速度与水平方向的夹角为β，则tan β＝eq \f(v0,vx)＝eq \f(v0,at)。
答案：见解析
(二)生活中圆周运动的实例分析
(选自人教版新教材必修第二册P23)
将自行车后轮架起，转动脚踏板，注意观察：大、小两个齿轮边缘上的点，哪个运动得更快些？同一个齿轮上到转轴的距离不同的点，哪个运动得更快些？
你能说出判断运动快慢的依据吗？
[精要解读]
判断圆周运动中两个点某个物理量(角速度、线速度、周期等)的大小，要注意区分是同轴传动还是皮带传动(摩擦传动)：
1．同轴传动中两个点的角速度大小相等；
2．皮带传动(摩擦传动)中两轮边缘位置线速度大小相等。
[创新训练]
1.某高中开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸(20 cm)的蛋糕，在蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是( )
A．圆盘转动的转速约为2π r/min
B．圆盘转动的角速度大小为eq \f(π,30) rad/s
C．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为eq \f(π,3) m/s
D．蛋糕边缘的奶油向心加速度约为eq \f(π,90) m/s2
解析：选B 由题意可知圆盘转一圈所需时间T＝15×4 s＝60 s，故转速为1 r/min，故A选项错误；由ω＝eq \f(2π,T)可得
ω＝eq \f(π,30) rad/s，B选项正确；蛋糕边缘的奶油线速度大小v＝ωr＝eq \f(π,300) m/s，向心加速度a＝ω2r＝eq \f(π2,9 000) m/s2，故C、D选项错误。
2.(多选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图所示是某一变速自行车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则( )
A．该自行车可变换两种不同挡位
B．该自行车可变换四种不同挡位
C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA：ωD＝1∶4
D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA：ωD＝4∶1
解析：选BC 该自行车可变换四种不同挡位，分别为A与C、A与D、B与C、B与D，A错误，B正确；当A轮与D轮组合时，由两轮齿数可知，当A轮转动一周时，D轮要转动四周，故ωA∶ωD＝1∶4，C正确，D错误。
(一)体育运动中的抛体运动——STSE问题
eq \a\vs4\al([命题新视野])
篮球、足球、乒乓球是人们喜爱的体育运动，而体育运动中的很多过程可以抽象为平抛运动，因此我们可以用平抛运动的规律来分析这些问题。
[创新训练]
1．一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.eq \f(L1,2) eq \r(\f(g,6h))