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1、第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
物理與STSE
【情境提取】
物理知識(shí)
STSE中的情境
運(yùn)動(dòng)的合成與分解
騎馬射箭、冒雨騎車(chē)前行、轉(zhuǎn)臺(tái)投籃
平拋運(yùn)動(dòng)
投籃、鏈球
圓周運(yùn)動(dòng)
火車(chē)(汽車(chē)、飛機(jī)等)轉(zhuǎn)彎、汽車(chē)過(guò)拱形橋、過(guò)山車(chē)、空中轉(zhuǎn)椅、雙人花樣滑冰、短道速滑轉(zhuǎn)彎、鏈球
【信息破譯】
1.看到“騎馬射箭、最短時(shí)間”,想到“小船渡河模型”。
2.看到“投籃、鏈球”想到“平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”。
3.看到“火車(chē)(汽車(chē)、飛機(jī)等)轉(zhuǎn)彎”想到“水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)”。
4.看到“汽車(chē)過(guò)拱形橋、過(guò)山車(chē)”想到“輕繩模型、輕桿模型”。
5.看到“雙人花樣滑冰、空中轉(zhuǎn)椅”想到“圓錐擺模型”。
【典題訓(xùn)練】
2、
1.(2018·廣州高一檢測(cè))下列預(yù)防措施中,與離心現(xiàn)象無(wú)關(guān)的是 ( )
A.橋梁處的限載標(biāo)志
B.火車(chē)拐彎處設(shè)置限速標(biāo)志
C.砂輪的外側(cè)加防護(hù)罩
D.投擲鏈球的區(qū)域加防護(hù)網(wǎng)
【解析】選A。橋梁處的限載標(biāo)志是為了防止超載,保護(hù)橋梁的安全,和離心現(xiàn)象無(wú)關(guān),故A項(xiàng)正確;火車(chē)拐彎處設(shè)置限速標(biāo)志,是為了防止由于離心現(xiàn)象而出現(xiàn)脫軌,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;砂輪的外側(cè)加防護(hù)罩,是防止摩擦產(chǎn)生的碎屑做離心運(yùn)動(dòng),對(duì)人造成傷害,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;投擲鏈球的區(qū)域加防護(hù)網(wǎng),是為了防止離心現(xiàn)象而對(duì)其他人造成傷害,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2018·石家莊高一檢測(cè))民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一騎射項(xiàng)目如圖所示,運(yùn)動(dòng)員騎在奔跑的馬上,彎弓放
3、箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d,要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短,則 ( )
A.運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為
B.運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為
C.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為
D.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為
【解析】選C。最短時(shí)間為,則箭在沿馬運(yùn)動(dòng)方向上的位移為:x=v1t=d,所以放箭處距離目標(biāo)的距離為:s==,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)放出的箭垂直于馬運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射時(shí),飛行時(shí)間最短,所以最短時(shí)間為,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2018·邵陽(yáng)高一檢測(cè))“飛車(chē)走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù),演員騎
4、車(chē)在傾角很大的桶面上做圓周運(yùn)動(dòng)而不掉下來(lái),如圖所示,已知桶壁的傾角為θ,車(chē)和人的總質(zhì)量為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r。若使演員騎車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)不受桶壁的摩擦,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.人和車(chē)的速度為
B.人和車(chē)的速度為
C.桶面對(duì)車(chē)的彈力為mgcos θ
D.桶面對(duì)車(chē)的彈力為
【解析】選A。人和車(chē)所受的合力為:F合=mgtan θ,根據(jù)mgtan θ=m得,人和車(chē)的線(xiàn)速度v=,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)平行四邊形定則知,桶面對(duì)車(chē)的彈力為:N=,故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】
(2018·晉城高一檢測(cè))在電視臺(tái)舉辦的娛樂(lè)節(jié)目中,參賽人員站在一個(gè)以較大角速度勻速旋轉(zhuǎn)的水
5、平大平臺(tái)邊緣,向平臺(tái)圓心處的球筐投入籃球。已知參賽人員相對(duì)平臺(tái)靜止,忽略空氣阻力,則下面各俯視圖中,籃球最可能進(jìn)入球筐的是(圖中箭頭指向表示投籃方向) ( )
【解析】選A。當(dāng)沿圓周切線(xiàn)方向的速度和出手速度的合速度沿籃筐方向,球就會(huì)被投入籃筐。故A項(xiàng)正確,B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中,盒子的邊長(zhǎng)略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g,空氣阻力不計(jì),要使在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無(wú)作用力,則 ( )
A.該盒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力一定恒定不變
B.該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定
6、等于2π
C.盒子在最低點(diǎn)時(shí),小球?qū)凶拥淖饔昧Υ笮〉扔?mg
D.盒子在與O點(diǎn)等高的右側(cè)位置時(shí),小球?qū)凶拥淖饔昧Υ笮〉扔趍g
【解析】選B、C。向心力的方向始終指向圓心,是變化的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好無(wú)作用力,說(shuō)明此時(shí)恰好只有小球的重力作為向心力,由mg=mR得,周期T=2π,故B項(xiàng)正確;盒子在最低點(diǎn)時(shí)受重力和支持力的作用,由F-mg=mR和mg=mR可得,F=2mg,故C項(xiàng)正確;盒子在與O點(diǎn)等高的右側(cè)位置時(shí),小球受重力和盒子底部以及盒子外側(cè)的支持力的作用,盒子底部的支持力等于重力mg,而盒子側(cè)壁的支持力也等于mg,兩者相互垂直,所以盒子對(duì)小球的作用力等于mg,根
7、據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)凶拥淖饔昧Υ笮〉扔趍g,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.(多選)家用臺(tái)式計(jì)算機(jī)上的硬磁盤(pán)的磁道和扇區(qū)如圖所示,某臺(tái)計(jì)算機(jī)上的硬磁盤(pán)共有N1個(gè)磁道(即N1個(gè)不同半徑的同心圓),每個(gè)磁道分成N2個(gè)扇區(qū)(每扇區(qū)為圓周),每個(gè)扇區(qū)可以記錄b個(gè)字節(jié)。電動(dòng)機(jī)使磁盤(pán)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)n圈,磁頭在讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)是不動(dòng)的,磁盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈,磁頭沿半徑方向跳動(dòng)一個(gè)磁道,以下說(shuō)法正確的是 ( )
A.一個(gè)扇區(qū)通過(guò)磁頭所用的時(shí)間是
B.一個(gè)扇區(qū)通過(guò)磁頭所用的時(shí)間是
C.不計(jì)磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時(shí)間,計(jì)算機(jī)每秒最多可以從一個(gè)硬盤(pán)面上讀取nN2b個(gè)字節(jié)
D.不計(jì)磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時(shí)間,計(jì)算機(jī)每秒最多可以從一個(gè)硬盤(pán)面上讀取nN1N2b個(gè)字節(jié)
【解析】選B、C。電動(dòng)機(jī)使磁盤(pán)以n r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為:ω=2πn,經(jīng)過(guò)一個(gè)扇區(qū)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為:θ=,故經(jīng)過(guò)一個(gè)扇區(qū)用時(shí)為:t===,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;每個(gè)磁道分成N2個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)可以記錄b個(gè)字節(jié),電動(dòng)機(jī)使磁盤(pán)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)n圈,則計(jì)算機(jī)在1 s內(nèi)從磁盤(pán)面上讀取的字節(jié)數(shù)N=nbN2字節(jié),故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
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