2018-2019學年高中物理 物理與STSE 第五章 曲線運動學案 新人教版必修2.doc

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第五章 曲線運動 物理與STSE 【情境提取】 物理知識 STSE中的情境 運動的合成與分解 騎馬射箭、冒雨騎車前行、轉臺投籃 平拋運動 投籃、鏈球 圓周運動 火車(汽車、飛機等)轉彎、汽車過拱形橋、過山車、空中轉椅、雙人花樣滑冰、短道速滑轉彎、鏈球 【信息破譯】 1.看到“騎馬射箭、最短時間”,想到“小船渡河模型”。 2.看到“投籃、鏈球”想到“平拋運動規(guī)律”。 3.看到“火車(汽車、飛機等)轉彎”想到“水平面內的圓周運動”。 4.看到“汽車過拱形橋、過山車”想到“輕繩模型、輕桿模型”。 5.看到“雙人花樣滑冰、空中轉椅”想到“圓錐擺模型”。 【典題訓練】 1.(2018廣州高一檢測)下列預防措施中,與離心現(xiàn)象無關的是 (　　) A.橋梁處的限載標志 B.火車拐彎處設置限速標志 C.砂輪的外側加防護罩 D.投擲鏈球的區(qū)域加防護網(wǎng) 【解析】選A。橋梁處的限載標志是為了防止超載,保護橋梁的安全,和離心現(xiàn)象無關,故A項正確;火車拐彎處設置限速標志,是為了防止由于離心現(xiàn)象而出現(xiàn)脫軌,故B項錯誤;砂輪的外側加防護罩,是防止摩擦產生的碎屑做離心運動,對人造成傷害,故C項錯誤;投擲鏈球的區(qū)域加防護網(wǎng),是為了防止離心現(xiàn)象而對其他人造成傷害,故D項錯誤。 2.(2018石家莊高一檢測)民族運動會上有一騎射項目如圖所示,運動員騎在奔跑的馬上,彎弓放箭射擊側向的固定目標。假設運動員騎馬奔馳的速度為v1,運動員靜止時射出的弓箭速度為v2,跑道離固定目標的最近距離為d,要想命中目標且射出的箭在空中飛行時間最短,則 (　　) A.運動員放箭處離目標的距離為dv2v1 B.運動員放箭處離目標的距離為dv12+v222v2 C.箭射到固定目標的最短時間為dv2 D.箭射到固定目標的最短時間為dv22-v12 【解析】選C。最短時間為dv2,則箭在沿馬運動方向上的位移為:x=v1t=v1v2d,所以放箭處距離目標的距離為:s=d2+(v1v2d)2=dv2v12+v22,故A、B項錯誤;當放出的箭垂直于馬運動方向發(fā)射時,飛行時間最短,所以最短時間為dv2,故C項正確,D項錯誤。 3.(2018邵陽高一檢測)“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術,演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來,如圖所示,已知桶壁的傾角為θ,車和人的總質量為m,做圓周運動的半徑為r。若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦,下列說法正確的是 (　　) A.人和車的速度為grtanθ B.人和車的速度為grtanθ C.桶面對車的彈力為mgcos θ D.桶面對車的彈力為mgsinθ 【解析】選A。人和車所受的合力為:F合=mgtan θ,根據(jù)mgtan θ=mv2r得,人和車的線速度v=grtanθ,故A項正確,B項錯誤;根據(jù)平行四邊形定則知,桶面對車的彈力為:N=mgcosθ,故C、D項錯誤。 【補償訓練】 　　(2018晉城高一檢測)在電視臺舉辦的娛樂節(jié)目中,參賽人員站在一個以較大角速度勻速旋轉的水平大平臺邊緣,向平臺圓心處的球筐投入籃球。已知參賽人員相對平臺靜止,忽略空氣阻力,則下面各俯視圖中,籃球最可能進入球筐的是(圖中箭頭指向表示投籃方向) (　　) 【解析】選A。當沿圓周切線方向的速度和出手速度的合速度沿籃筐方向,球就會被投入籃筐。故A項正確,B、C、D項錯誤。 4.(多選)如圖所示,質量為m的小球置于正方體的光滑盒子中,盒子的邊長略大于球的直徑。某同學拿著該盒子在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動,已知重力加速度為g,空氣阻力不計,要使在最高點時盒子與小球之間恰好無作用力,則 (　　) A.該盒子做圓周運動的向心力一定恒定不變 B.該盒子做勻速圓周運動的周期一定等于2πRg C.盒子在最低點時,小球對盒子的作用力大小等于2mg D.盒子在與O點等高的右側位置時,小球對盒子的作用力大小等于mg 【解析】選B、C。向心力的方向始終指向圓心,是變化的,故A項錯誤;在最高點時盒子與小球之間恰好無作用力,說明此時恰好只有小球的重力作為向心力,由mg=mR4π2T2得,周期T=2πRg,故B項正確;盒子在最低點時受重力和支持力的作用,由F-mg=mR4π2T2和mg=mR4π2T2可得,F=2mg,故C項正確;盒子在與O點等高的右側位置時,小球受重力和盒子底部以及盒子外側的支持力的作用,盒子底部的支持力等于重力mg,而盒子側壁的支持力也等于mg,兩者相互垂直,所以盒子對小球的作用力等于2mg,根據(jù)牛頓第三定律,小球對盒子的作用力大小等于2mg,故D項錯誤。 5.(多選)家用臺式計算機上的硬磁盤的磁道和扇區(qū)如圖所示,某臺計算機上的硬磁盤共有N1個磁道(即N1個不同半徑的同心圓),每個磁道分成N2個扇區(qū)(每扇區(qū)為1N2圓周),每個扇區(qū)可以記錄b個字節(jié)。電動機使磁盤每秒轉動n圈,磁頭在讀、寫數(shù)據(jù)時是不動的,磁盤每轉一圈,磁頭沿半徑方向跳動一個磁道,以下說法正確的是 (　　) A.一個扇區(qū)通過磁頭所用的時間是1nN1 B.一個扇區(qū)通過磁頭所用的時間是1nN2 C.不計磁頭轉移磁道的時間,計算機每秒最多可以從一個硬盤面上讀取nN2b個字節(jié) D.不計磁頭轉移磁道的時間,計算機每秒最多可以從一個硬盤面上讀取nN1N2b個字節(jié) 【解析】選B、C。電動機使磁盤以n r/s的轉速勻速轉動,角速度為:ω=2πn,經(jīng)過一個扇區(qū)轉過的圓心角為:θ=2πN2,故經(jīng)過一個扇區(qū)用時為:t=θω=2πN22πn=1nN2,故A項錯誤,B項正確;每個磁道分成N2個扇區(qū),每個扇區(qū)可以記錄b個字節(jié),電動機使磁盤每秒轉動n圈,則計算機在1 s內從磁盤面上讀取的字節(jié)數(shù)N=nbN2字節(jié),故C項正確,D項錯誤。