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类型2019高考物理 模型系列之对象模型 专题04 斜面模型(2)学案.doc

  • 上传人:weiwoduzun
  • 文档编号:3937390
  • 上传时间:2018-11-29
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    2019高考物理 模型系列之对象模型 专题04 斜面模型(2)学案.doc
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    1、1专题 04 斜面模型(2)3.涉及斜面的平抛(类平抛)运动问题解题时可从物体在斜面上的落点位置作出水平线,进而确定物体在做平抛运动过程中的水平位移与竖直位移,注意在应用平抛运动特点的同时更要善于利用斜面的优势,如倾角等。(i)物体从斜面上抛出的情景在倾角为 的斜面上以速度 v0平抛一小球(如图 5 所示),当物体落在斜面上时物体发生的位移一定平行于斜面:图 5落到斜面上的时间 t ;2v0tan g落到斜面上时,速度的方向与水平方向的夹角 恒定,且 tan 2tan ,与初速度无关,即以不同初速度平抛的物体落在斜面上各点的速度是互相平行的;平抛物体落在斜面上时的动能: 02)tan41(EE

    2、k经过 tc 小球距斜面最远,最大距离 d v0tan g (v0sin )22gcos 例 9.如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从点水平飞出,经过 3.0罗到斜坡上的点。已知点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角 37,运动员的质量 m=50kg.不计空气阻力。 (取 sin37=0.60,cos37=0.80;g 取 10m/s2)求例 9 题图(1)A 点与 O 点间的距离;(2)运动员离开 0 点时的速度大小;(3)运动员落到 A 点时的动能。【答案】 (1)75m(2)20m/s(3)32500J2例 10.如图所示,AB 为斜面,BC 为水平面,从 A 点以水平初速度 向右抛出一

    3、小球,其落点与 A 的水平距离为 ,从 A 点以水平初速度 向右抛出一小球,其落点与 A 的水平距离为 ,不计空气阻力可能为( )例 10 题图A. B. C. D. 【答案】ABC 【解析】若两物体都落在水平面上,则运动时间相等,有 ,A 正确。若两物体都落在斜面上,由公式 得,运动时间分别为 , 。水平位移 ,C 正确。3若第一球落在斜面上,第二球落在水平面上(如图所示) ,例 10 答图不会小于 ,但一定小于 ,故 是可能的, 不可能。故 可能为 ABC。模型演练19.如图所示,一个质量为的小球从倾角为 300的斜面顶点 A 水平抛出(不计空气阻力) ,正好落在 B点,这时 B 点的动能

    4、为 35J。求小球的初动能为_。练 19 图【答案】15J【解析】(解法一):由如图所示,根据平抛运动的运动规律:练 19 答图420.倾斜雪道的长为 25 m,顶端高为 15 m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接,如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度 v08 m/s 飞出,在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点,过渡轨道光滑,其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数 0.2,求运动员在水平雪道上滑行的距离(取 g10 m/s 2)15 m 25 m练 20 图5【答案】74.8m【解析】:如图选坐标,y

    5、xO练 20 答图斜面的方程为:3tan4yx 运动员飞出后做平抛运动0vt 21yg 联立式,得飞行时间t1.2 s 21.如图所示,从倾角为 的斜面上的 M 点水平抛出一个小球,小球的初速度为 v0,最后小球落在斜6面上的 N 点,则(重力加速度为 g) 练 21 图A可求 M、 N 之间的距离B不能求出小球落到 N 点时速度的大小和方向 C可求小球到达 N 点时的动能D可以断定,当小球速度方向与斜面平行时,小球与斜面间的距离最大【答案】AD 【解析】:由 tv0cos、 21singt可解得 MN与 t,进而由220)(gtv及 0ang可确定小球到达 N 点时的速度 ,但小球质量未知,

    6、不能确定其动能,A 正确 BC 错误.将小球的速度沿垂直于斜面与平行于斜面两个方向上分解,当小球距斜面最远时垂直于斜面方向上的分速度应减小到零,即此时小球的速度方向平行于斜面,D 正确.(ii)物体从斜面外抛出的情景此情景中按物体抛出方向与斜面的位置可分为两种类型,分别如图 6 所示。图 6在定量计算时需通过画出物体运动轨迹示意图来寻找物体的位移与斜面长度、倾角间的关系: cos0Lx、 sinLhy及 、 例 11.一水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为7例 11 题图A tan B 2t

    7、anC 1t D 1t【答案】D例 12.如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为 =53的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差 h=0.8m,重力加速度 g=10m/s2,sin53 = 0.8,cos53 = 0.6,求0h53s例 12 题图 小球水平抛出的初速度 v0是多少?斜面顶端与平台边缘的水平距离 s 是多少?若斜面顶端高 H = 20.8m,则小球离开平台后经多长时间 t 到达斜面底端?【答案】 (1)3m/s(2)1.2m(3)2 .4s【解析】 (1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小

    8、球会弹起,80h53s0y 例 12 答图 所以 vy = v0tan53 vy2 = 2gh 代入数据,得 vy = 4m/s, v0 = 3m/s 解 得 t2 = 2s 或 t2 = 134s( 不 合 题 意 舍 去 ) 所 以 t = t1 + t2 = 2.4s。模型演练24.如图所示,斜面上有 a、 b、 c、 d 四个点, ab bc cd.从 a 点正上方的 O 点以速度 v 水平抛出一个小球,它落在斜面上的 b 点若小球从 O 点以速度 2v 水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的 ( ) 练 24 图A b 与 c 之间某一点9B c 点C c 与 d 之间某一点D d

    9、 点【答案】A【解析】如右图所示,练 24 答图25. 如图所示,斜面体固定在地面上,小球由从静止下滑,当小球开始下滑时,另一小球从点正上方的点水平抛出,两球同时到达斜面底端的处已知斜面光滑,长度 l=2.5m,斜面倾角为 03不计空气阻力,g 取 10m/s2,求(1)小球从点滑到点的时间(2)小球抛出时的初速度大小【答案】 (1)1s(2) 534m/s 10(2)小球 q运动为平抛运动,设抛出速度为 0v02xvt cosl30 依题意得: 21t 由得 0cs354lvt1m/s 26.如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端 P 处,其速度方向恰好沿着斜面方向,然后沿斜面无摩擦滑下,下

    10、列图象是描述物体沿 x 方向和 y 方向运动的速度时间图象,其中能正确反映运动的是练 26 图【答案】BC1127.如图所示,倾角为 37的粗糙斜面的底端有一质量 1mkg 的凹形小滑块,小滑块与斜面间的动摩擦因数 25.0。现小滑块以某一初速度 v从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以 0v水平抛出,经过 0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中。 (已知6.37sin, 8.37cos) ,g 取 10m/s2,求:370小球 0v凹槽滑块练 27 图(1)小球水平抛出的速度 0v。(2)小滑块的初速度 。(3)0.4s 内小滑块损失的机械能 E。【答案】

    11、 (1)3m/s(2)5.35m/s(3)3J【解析】 (1)设小球落入凹槽时竖直速度为 yvsmgtvy /4.037an0(2)小球落入凹槽时的水平位移 mtvx2.1403 12(3) smgE37co J(iii)斜面上的类平抛运动一种情况是物体在光滑斜面上以一定的初速度沿水平方向抛出时,物体沿斜面的运动是一种类平抛运动,此时物体运动的加速度 a=gsin.另一种情况与(i)或(ii)类似,但物体离开斜面后除重力外还受到其他恒定力作用或重力可忽略的情况下受到其他恒定力的作用,所做的运动是类平抛运动,运动中加速度虽不是重力加速度,但运动规律与(i)(ii)相同.例 13.如图所示,两个倾

    12、角分别为 30、45的光滑斜面放在同一水平面上,两斜面间距大于小球直径,斜面高度相等有三个完全相同的小球 a、 b、 c,开始均静止于同一高度处,其中 b 小球在两斜面之间, a、 c 两小球在斜面顶端若同时释放,小球 a、 b、 c 到达该水平面的时间分别为 t1、 t2、 t3.若同时沿水平方向抛出,初速度方向如图所示,小球 a、 b、 c 到达该水平面的时间分别为 t1、 t2、 t3.下列关于时间的关系正确的是( )例 13 题图A t1 t3 t2 B t1 t1、 t2 t2、 t3 t3C. t1 t2 t3 D t1 t1、 t2 t2 、 t3 t3【答案】AB【解析】设三小

    13、球在高为 h 的同一高度处由静止释放三小球时对 a: gsin30t12,则 t12 .hsin3012 8hg对 b: h gt22,则 t22 .12 2hg对 c: gsin45t32,则 t32 .hsin4512 4hg所以 t1 t3 t2.当平抛三小球时:小球 b 做平抛运动,竖直方向运动情况同第一种情况;小球 a、 c在斜面内做类平抛运动,沿斜面向下方向的运动同第一种情况,所以 t1 t1、 t2t2、 t3 t3.故选 A、B. 例 14.如图,与水平面成 45角的平面 MN 将空间分成 I 和 II 两个区域。一质量为 m、电荷量为13q(q0)的粒子以速度 0v从平面 M

    14、N 上的 0p点水平向右射入 I 区。粒子在 I 区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为 E;在 II 区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向里。求粒子首次从 II 区离开时到出发点 0p的距离。粒子的重力可以忽略。【答案】 021()mvlqEB设经过时间 0t,粒子从平面 MN 上的点 P1进入磁场,由运动学公式和几何关系得 2001vtat粒子速度大小 V1为 2201)(t设速度方向与竖直方向的夹角为 ,则0tanvt14此时粒子到出发点 P0的距离为002svt此后,粒子进入磁场,在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,圆周半径为 1

    15、mVrqB模型演练28.如图所示。 a、 b 两质点从同一点 O 分别以相同的水平速度 v0沿 x 轴正方向被抛出, A 在竖直平面内运动,落地点为 P1,B 沿光滑斜面运动,落地点为 P2。 P1和 P2在同一水平面上,不计空气阻力。则下面说法中正确的是:练 28 图15A a、 b 的运动时间相同B a、 b 沿 x 轴方向的位移相同C a、 b 落地时的动量相同D a、 b 落地时的动能相同【答案】D4.斜面上的功能问题(i)斜面对物体的支持力在斜面固定不动时不对物体做功,但当自由斜面也运动时,支持力对物体做功。(ii)斜面固定时斜面对物体的摩擦力所做功与斜面倾角无关,取决于物体质量、动

    16、摩擦因数与物体在水平方向上发生的位移 mgxsgWco。例 15.如图所示有三个斜面 1、2、3,斜面 1 与 2 底边相同,斜面 2 和 3 高度相同,同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同,当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到低端时,下列说法正确的是12 3例 15 题图A三种情况下物体损失的机械能 E3 E2 E1B三种情况下摩擦产生的热量 Q1 Q2 Q3C到达底端的速度 v1 v2 v3D运动的时间 t1 t2 t3【答案】B16模型演练29.如图所示,在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道 AB 和 AB(均可看做斜面)甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从 A

    17、 点由静止开始沿 AB 和 AB滑下,最后都停在水平沙面 BC 上设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的,滑沙者保持一定姿势在滑沙橇上不动则下列说法中正确的是( )练 29 图A甲在 B 点的速率一定大于乙在 B点的速率B甲在 B 点的动能一定大于乙在 B点的动能C甲滑行的总路程一定等于乙滑行的总路程D甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移【答案】AD【解析】:滑沙者运动到 B 点或 B点时,由动能定理有 mgxhsmghvEk co21,可得 )(2xhgv可见 A 正确,但两者质量关系未知,B 错误.对全程应用动能定理有 0cosm,可得17hx,可见 D 正确,再由图中几何关系知甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程,C 错误.

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