【二轮复习】高考物理专题04 曲线运动（讲义）.zip

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01专题网络·思维脑图
02考情分析·解密高考
03高频考点·以考定法
04核心素养·难点突破
05创新好题·轻松练习
【典例1】（2023·湖南·统考高考真题）如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ）

A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B．谷粒2在最高点的速度小于v1
C．两谷粒从O到P的运动时间相等D．两谷粒从O到P的平均速度相等
【典例2】（2023·福建·统考高考真题）一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴OO'上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度L=0.2m，杆与竖直转轴的夹角a始终为60°，弹簧原长x0=0.1m，弹簧劲度系数k=100N/m，圆环质量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。
1.曲线运动的合外力和速度关系
2.平抛运动的规律
3.生活中的圆周运动
考向01 曲线运动中的合外力和速度
【针对练习1】如图，光滑水平面上一质点正以速度v0通过O点，O为光滑水平面上直角坐标系xOy的原点，此时给质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y正方向的恒力Fy，则（ ）
A．若Fy=Fxtanα，质点做直线运动B．若FytB
C．tA>tB，θAvB，θAL，ω增大，木块可能向O点滑动
D．若Rv2，要想命中目标射出的箭在空中飞行距离最短，则（ ）
A．若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，sinθ=v2v1
B．若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，sinθ=v12-v22v1
C．箭射到固定目标的时间为dv2
D．箭射到固定目标的时间为dv1v2v12-v22
25．如图为场地自行车比赛的圆形赛道。某运动员骑自行车在赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为R，路面与水平面的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．当自行车的速度大小为gRtanθ时，自行车不受侧向摩擦力作用
B．当自行车的速度大小为gRsin2θ2时，自行车不受侧向摩擦力作用
C．当自行车的速度大小为gRsinθ时，自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向上
D．当自行车的速度大小为gRsinθ时，自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向下
26．如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，当小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动，整个过程中，物块在夹子中没有滑动，小环和夹子的质量均不计，小环、夹子和物块均可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）

A．物块向右匀速运动时，绳中的张力大于Mg
B．小环碰到钉子P时，绳中的张力等于Mg+Mv2L
C．速度v不能超过2(F-Mg)LM
D．速度v不能超过(2F-Mg)LM
27．如图（a），被固定在竖直平面内的轨道是由内径很小、内壁均光滑的水平直轨道和半圆形轨道平滑连接而成，在半圆形轨道内壁的最高和最低处分别安装M、N、P、Q四个压力传感器。一小球（可视为质点）在水平轨道内以不同的初速度v0向右运动（传感器不影响小球的运动）。在同一坐标系中绘出传感器的示数F与v02的图像I、II、III如图（b）所示。重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）
A．直线I、II、III分别是 M、N、P传感器的图像
B．由图像可求得小球的质量m=1kg
C．当v0=3m/s时，Q传感器的示数为28N
D．当v0=6m/s时，N传感器的示数为22N
三、解答题
28．如图所示，AB为竖直光滑圆弧的直径，其半径R=0.9m，A端沿水平方向。水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆轨道的最低点，圆弧轨道CD、DE对应的圆心角θ=37°。圆弧和倾斜传送带EF相切于E点，EF的长度为l=10m。一质量为M=1kg的物块（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后滑上传送带EF。已知物块经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，物块与传送带EF间的动摩擦因数μ=0.75，取g=10m/s²，sin37°=0.6，cs37=0.8。求：
（1）物块从A点飞出的速度大小vA和在A点受到的压力大小FA；
（2）物块到达C点时的速度大小vC及对C点的压力大小FC；
（3）若传送带顺时针运转的速率为v=4m/s，求物块从E端到F端所用的时间。
29．如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘x=3.7 m处放着一质量为m=0.1 kg的小铁块（可看作质点），铁块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.4。现用方向水平向右、大小为1.9N的推力F作用于铁块，作用一段时间后撤去F，铁块继续运动，到达水平桌面边缘A点时飞出，恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点D。已知θ=37°，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度H=0.45 m，圆弧轨道半径R=0.4 m，C点为圆弧轨道的最低点。（不计空气阻力，取sin53°=0.8，cs53°=0.6，g=10 m/s2）
（1）求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小vD；
（2）若铁块以vC=5 m/s的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁块对圆弧轨道的压力FC；
（3）求铁块运动到B点时的速度大小vB；
（4）求水平推力F作用的时间t。
30．如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可以不同的转速绕其中心轴OO'转动，筒内壁粗糙，筒口半径为R，筒高为H，且满足H=3R4，筒内壁A点处有一质量为m的小物块，A点位于斜面的一半处，即A到OO'轴的距离为R2。
（1）当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；
（2）当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度；
（3）若已知斜面的最大静摩擦因数μ0=0.5，转动过程中，要求物块相对锥筒一直保持静止，求锥筒的最大角速度。

考点内容
考情预测
曲线运动中的合外力和速度
曲线运动以合外力和速度的方向为简单的命题。主要以生活中的情景引入一些斜抛平抛类问题，此类命题偏难。小船渡河模型近几年高考命题偏少，近五年仅有2021年辽宁高考出现过。生活中的圆周运动也主要以圆锥摆、水平转盘上的物体，竖直面内的圆周运动为考点结合生活现象引出命题。
小船渡河模型
平抛运动
斜抛运动
生活中的圆周运动
学
习
目
标
熟悉掌握曲线运动的合外力和速度方向，以及关联速度问题。
2.理解小船渡河模型的最短时间渡河以及渡河距离最短的三类问题。
3.掌握平抛运动的基本公式，平抛问题的基本处理方法，以及斜面抛体问题和平抛的追及相遇问题。
4.掌握斜抛的基本公式，斜抛问题的处理方法，清楚斜抛问题的对称性，以及反向类平抛问题。
5.熟悉掌握圆锥摆、水平转盘上的物体，竖直面内的圆周运动等问题的临界问题，清楚圆周运动先受力分析再等于向心力的处理方法。