专题04　运动的合成与分解 平抛运动-高三物理二轮复习（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）(江苏专用)

这是一份专题04　运动的合成与分解 平抛运动-高三物理二轮复习（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）(江苏专用)，文件包含专题04运动的合成与分解平抛运动-高三物理二轮复习命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题江苏专用解析版docx、专题04运动的合成与分解平抛运动-高三物理二轮复习命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题江苏专用原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
专题04 运动的合成与分解 平抛运动
【命题规律】
1、命题角度：
（1）曲线运动、运动的合成与分解；
（2）抛体运动.
2、常考题型：选择题、计算题．
【知识荟萃】
★考向一 曲线运动的理解和分析
曲线运动及特点
1、条件
F合与v的方向不在同一直线上，或加速度方向与速度方向不共线。
2、特点
（1）F合恒定：做匀变速曲线运动。
（2）F合不恒定：做非匀速曲线运动。
（3）做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线的凹侧。
3、绳（杆）关联速度问题
把物体的实际速度分解为垂直于绳（杆）和平行于绳（杆）两个分量，根据沿绳（杆）方向的分速度大小相等求解，常见的模型如图所示。
★考向二 抛体运动
1．抛体运动为a＝g的匀变速运动，基本思想是运动的分解．平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；斜抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上（下）抛运动．
2．平抛运动、速度方向和位移方向的应用
3.平抛运动的两个推论
（1）设做平抛运动的物体在任意时刻的速度方向与水平方向的夹角为θ，位移方向与水平方向的夹角为φ，则有tan θ＝2tan φ，如图6甲所示．
（2）做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图乙所示．
图6
4．斜抛运动至最高点时速度水平，可采用逆向思维法，看作平抛运动．
【经典例题】
【例题1】把一个物体的运动分解为两个垂直方向的直线运动，运动学方程分别为，。则（ ）
A．物体做匀加速直线运动
B．物体做匀变速曲线运动
C．物体运动的加速度大小为
D．物体在2s时的速度大小为10m/s
【例题2】第24届冬奥会将于2022年2月4日在我国的北京、延庆等地举行，如图a所示，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台水平起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图像如图b所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则下列说法中正确的是（ ）
A．第一次、第二次滑翔落在倾斜雪道上的速度方向相同
B．第一次、第二次滑翔过程中在水平方向上的位移之比为13∶15
C．第一次、第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移之比接近10∶11
D．第二次滑翔过程中重力的平均功率比第一次的大
【例题3】如图所示是一乒乓球水平抛出后的运动轨迹，抛出点A距水平桌面的高度，A点至落点B的水平距离，乒乓球与桌面撞击后运动的最高点P与A等高，两个落点B、C间的距离为。已知乒乓球的质量，重力加速度g取，不计空气阻力。
（1）求乒乓球刚运动至B点时的速度大小；
（2）若乒乓球在B点与桌面作用的时间，求桌面对乒乓球的平均作用力大小。
【例题4】如图所示，长为L的轻杆A端固定质量为m的小球，另一端可以绕轴O自由转动。在光滑水平面上，质量为M、边长为x的正方形木块在水平外力的作用下，使轻杆、木块均处于静止状态，此时，杆与水平面夹角为。撤去外力，木块水平向右运动。经过一段时间，杆与水平面夹角为β。重力加速度为g，以水平面为零势能面。求上述过程中：
（1）小球重力势能的最大值EPm；
（2）小球A发生的位移大小xA；
（3）轻杆对木块所做的功W。
【精选习题】
一、单选题
1．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处静止释放，小环下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小环的机械能守恒
B．小环沿直杆下滑距离为d时，小环与重物的速度大小之比等于
C．当轻绳与光滑直杆间夹角为时，小环的速度最大
D．小环下滑的最大距离为
2．如图，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球、，以速度斜向上抛出，以速度竖直向上抛出，当到达最高点时恰与相遇。不计空气阻力，、质量相等且均可视为质点，重力加速度为，以下判断正确的是（ ）
A．相遇时的速度一定为零B．从抛出到相遇、动量的变化量不同
C．从抛出到最高点的时间为D．相遇时的速度一定为零
3．如图所示，固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，质量不等的甲、乙两个小球同时从A点水平抛出，速度分别为v1、v2，经时间t1、t2，分别落在等高的C、D两点，OC、OD与竖直方向的夹角均为37°（sin37°=0.6，cs37°= 0.8），则
A．v1：v2 = 1：3
B．t1：t2 = 1：4
C．甲、乙两球下落到轨道上C、D两点时重力的瞬时功率相等
D．甲、乙两球从抛出到下落至轨道上的速度变化量相同
4．有一足够长斜面，倾角为θ=37°在斜面顶端以10m/s的速度水平抛出一个小石子，不计空气阻力，g=10m/s2，=3.606，则（ ）
A．经1.0s石子落在斜面上
B．落到斜面上时，石子的速度大小为12.5m/s
C．经0.75s，石子距离斜面最远
D．水平抛出的速度越大，落到斜面上时的速度方向与斜面夹角越大
5．如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出，第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生一次碰撞后恰好落入A处空框。已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力，则（ ）
A．第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B．两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C．皮球入框瞬间，第二次重力的功率大于第一次
D．从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
6．一条小船在静水中的速度为，要渡过宽度为、水流速度为的河流。下列说法正确的是（ ）
A．小船渡河的最短时间为
B．小船渡河的最短时间为
C．小船渡河的最短路程为
D．小船渡河的最短路程为
7．如图所示，两次渡河时船相对于静水的速度大小和方向都不变。已知第一次实际航程为A至B，位移为x1，实际航速为v1，所用时间为t1，由于水速增大，第二次实际航程为A至C，位移为x2，实际航速为v2，所用时间为t2则（ ）
A．t2>t1，v2=B．t2>t1，v2=
C．t2=t1，v2=D．t2=t1，v2=
8．如图所示，滑板爱好者先后两次从坡道A点滑出，均落至B点，第二次的滞空时间比第一次长，则（ ）
A．两次滑出速度方向相同B．两次腾空最大高度相同
C．第二次滑出速度一定大D．第二次在最高点速度小
二、解答题
9．弹珠游戏装置可以简化如下图。轻质弹簧一端固定，另一端紧靠着一个弹珠（与弹簧不栓接）。轻推弹珠，弹簧被压缩；释放后，弹珠被弹簧弹出，然后从A点进入竖直圆轨道（水平轨道和竖直圆轨道平滑相接）。已知弹珠的质量m=20g（可视为质点），圆轨道的半径R=0.1m，忽略弹珠与轨道间的一切摩擦，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：
（1）若弹珠以v =2.2m/s的速度从A点进入竖直圆轨道，它能否顺利通过圆轨道的最高点B？请说明理由。
（2）在O点左侧有一个小盒子，盒子上开有小孔，孔口C点与圆轨道的圆心O等高，并与O点的水平距离为2R，要想让弹珠能从C点掉入盒子中，弹簧被压缩后需要储存多大的弹性势能EP？
10．跑酷是以日常生活的环境为运动场所的极限运动。质量m=50kg的跑酷运动员，在水平高台上水平向右跑到高台边缘，以的速度从边缘的A点水平向右跳出，运动时间=0.6s后落在一倾角为53°的斜面B点，速度方向与斜面垂直。此时运动员迅速转身并调整姿势，以的速度从B点水平向左蹬出，刚好落到斜面的底端C点。假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）运动员从高台边缘跳出的水平速度大小；
（2）从B点落到C点的过程中运动员重力做的功W。
11．风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力。在风洞中有一固定的支撑架ABC，该支撑架的上表面光滑，是一半径为R的1/4圆弧面，如图所示，圆弧面的圆心在O点，O离地面高为2R，地面上的D处有一竖直的小洞，离O点的水平距 。现将质量分别为ml和m2的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上，球ml放在与圆心O在同一水平面上的A点，球m2竖直下垂。
（1）在无风情况下，若将两球由静止释放（不计一切摩擦），小球ml沿圆弧面向上滑行，恰好到最高点C与圆弧面脱离，则两球的质量比ml∶ m2是多少？
（2）让风洞实验室内产生的风迎面吹来，释放两小球使它们运动，当小球ml滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂，通过调节水平风力F的大小，使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部，此时小球m1经过C点时的速度是多少？水平风力F的大小是多少（小球m1的质量已知）？
12．如图所示，小球M用长度为L的轻杆连接在固定于天花板的轴O上，可在竖直平面内自由旋转，通过与O等高的滑轮用轻绳连接物块m.滑轮与轴O的距离也为L，轻杆最初位置水平．滑轮、小球、物块的大小可以忽略，轻绳竖直部分的长度足够长，不计各种摩擦和空气阻力，运动过程中绳始终保持张紧状态，重力加速度为g.
（1）若用外力拉着m使轻杆从最初位置缓慢下降，直至撤去外力后小球保持静止，轻杆与水平方向成θ=60°角，求M与m的质量之比．
（2）若M与m的质量之比为2∶1，使小球从最初位置静止释放，在小球向右摆动的过程中，求轻杆与最初位置的最大夹角θ.
（3）若M与m的质量之比为2∶1，使小球从最初位置静止释放，当小球向右摆动到O点正下方的位置时绳突然断裂，求整个过程中m上升的最大高度．
已知条件
情景示例
解题策略
已知速度方向
从斜面外平抛，垂直落在斜面上，如图所示，已知速度的方向垂直于斜面．
分解速度tan θ＝eq \f(v0,vy)＝eq \f(v0,gt)
从圆弧形轨道外平抛，恰好无碰撞地进入圆弧形轨道，如图所示，已知速度方向沿该点圆弧的切线方向．
分解速度tan θ＝eq \f(vy,v0)＝eq \f(gt,v0)
已知位
移方向
从斜面上平抛又落到斜面上，如图所示，已知位移的方向沿斜面向下．
分解位移
tan θ＝eq \f(y,x)＝eq \f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq \f(gt,2v0)
在斜面外平抛，落在斜面上位移最小，如图所示，已知位移方向垂直斜面．
分解位移
tan θ＝eq \f(x,y)＝eq \f(v0t,\f(1,2)gt2)＝eq \f(2v0,gt)