2016年步步高版《考前三个月》高考物理（通用）二轮专题复习：专题三 学案平抛运动与圆周运动.doc

专题三　力与物体的曲线运动 学案4　平抛运动与圆周运动 【考情分析】 【考点预测】 平抛运动和圆周运动是典型的曲线运动，而处理平抛运动的方法主要是运动的合成与分解，因此运动的合成与分解、平抛运动、圆周运动是每年必考的知识点．复习中要注意理解合运动与分运动的关系，掌握平抛运动和圆周运动问题的分析方法，能运用平抛运动知识和圆周运动知识分析带电粒子在电场、磁场中的运动． 考题1　对运动的合成和分解的考查 例1　如图1，质量m＝2.0 kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ＝0.05，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为，g＝10 m/s2. 图1 根据以上条件求： (1)t＝10 s时刻物体的位置坐标； (2)t＝10 s时刻物体的速度的大小方向； (3)t＝10 s时刻水平外力的大小． 审题突破　①由公式x＝3.0t可知物体沿x 方向做匀速直线运动．由公式y＝0.2t2可知物体沿y方向做匀加速直线运动．②先确定t＝10 s时刻物体在两方向的分速度，然后确定合速度的大小及方向．③先确定两方向的外力的分力，然后确定水平外力． 解析　(1)t＝10 s时刻，设物体的位置坐标为(x，y)显然：x＝3.0t＝30 m，y＝0.2t2＝20 m，物体的位置坐标为(30 m,20 m) (2)由运动过程中的坐标与时间的关系知：x轴物体做匀速运动，vx＝3 m/s y轴物体做匀加速运动：加速度a＝0.4 m/s2 10 s时，vy＝at＝4 m/s t＝10 s时刻物体的速度的大小为v＝＝5 m/s.方向：与x轴正方向夹角α满足tan α＝，解得α＝53° (3)滑动摩擦力：Ff＝μmg＝1.0 N x轴物体做匀速运动：Fx＝Ff×0.6 y轴物体做匀加速运动：对物体列牛顿第二定律公式：Fy－Ff×0.8＝ma 解得：Fy＝1.6 N．故 t＝10 s时刻水平外力的大小： F＝＝ N＝1.7 N 答案　(1)(30 m,20 m)　(2)5 m/s，与x轴正方向夹角为53°　(3)1.7 N 题后反思 1． 分运动与合运动具有等时性和独立性． 2． 分析运动的合成与分解问题，要注意运动的分解方向，一般情况按实际运动效果进行分解，切记不可按分解力的思路来分解运动． 3． 求解物体所受摩擦力时，要注意曲线运动中，物体只受平面的一个摩擦力，注意摩擦力可以沿分运动方向进行分解，千万不要认为物体沿两个方向都受摩擦力，即受两个摩擦力的作用． 突破练习 1． 如图2甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v－t图象如图乙所示，人顶杆沿水平地面运动的x－t图象如图丙所示．若以地面为参考系，下列说法中正确的是(　　) 图2 A．猴子的运动轨迹为直线 B．猴子在2 s内做匀变速曲线运动 C．t＝0时猴子的速度大小为8 m/s D．t＝2 s时猴子的加速度大小为4 m/s2 答案　BD 解析　由题图乙、丙看出，猴子在竖直方向做初速度vy＝8 m/s、加速度a＝－4 m/s2的匀减速直线运动，人在水平方向做速度vx＝－4 m/s的匀速直线运动，故猴子的初速度大小为v＝ m/s＝4 m/s，方向与合外力方向不在同一条直线上，故猴子做匀变速曲线运动，故选项B正确，A、C均错误；由题图乙、丙可得，t＝2 s时，ay＝－4 m/s2，ax＝0，则合加速度大小a＝4 m/s2，故选项D正确． 2． 某河宽为600 m，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图象如图3所示，现船以静水中的速度4 m/s渡河，且船渡河的时间最短，下列说法正确的是(　　) 图3 A．船在河水中航行的轨迹是一条直线 B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C．渡河最短时间为240 s D．船离开河岸400 m时的速度大小为2 m/s 答案　BD 解析　由于距岸不同位置处水流速度不同，所以其与船在静水中速度的合速度也不同，船的实际运动轨迹为曲线，A错；由运动的独立性可知，只有当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为t＝＝ s＝150 s，B对，C错；由题图可知，船离开河岸400 m时，水流速度为2 m/s，由运动的合成得v′＝＝2 m/s，D对． 3． 光滑水平面上有一直角坐标系，质量m＝4 kg的质点静止在坐标原点O处，先用沿x轴正方向的力F1＝8 N作用了2 s；然后撤去F1，并立即用沿y轴正方向的力F2＝24 N作用1 s，则质点在这3 s内的轨迹为图中的(　　) 答案　D 解析　质点在前2 s内沿x轴正方向的加速度a1＝＝ m/s2＝2 m/s2，此段时间内发生的位移x1＝a1t＝×2×22 m＝4 m,2 s末质点的位置坐标为(4,0)，此时的速度大小v＝a1t1＝2×2 m/s＝4 m/s，方向沿x轴正方向；力F2使质点沿y轴正方向产生