| 考点 | 辽宁常见考法 | 热度 | 分值占比 | 标签 |
|---|---|---|---|---|
| 曲线运动条件与速度方向 | 判断物体是否做曲线运动;速度沿切线 | ★★★ | 3-5分 | 必考重点 |
| 运动的合成与分解 | 合速度分速度计算;矢量性;绳牵连 | ★★★★ | 4-8分 | 模型难点 |
| 小船渡河模型 | 最短时间/最短位移渡河;合速度方向 | ★★★★ | 6-8分 | 模型难点 |
| 平抛运动规律 | 水平/竖直分运动;下落时间由高度决定 | ★★★★★ | 8-12分 | 必考重点 |
| 平抛速度方向与位移方向 | tanθ与tanα关系(tanθ=2tanα) | ★★★★ | 4-6分 | 模型难点 |
| 平抛运动实验 | 描迹法;频闪摄影;求初速度 | ★★★★ | 6-8分 | 实验重点 |
| 斜抛运动 | 分解为水平匀速+竖直上抛;射程射高 | ★★★ | 3-5分 | 了解内容 |
| 一般曲线运动处理 | 分解为两个正交方向独立研究 | ★★★ | 3-5分 | 必考重点 |
辽宁真题/模考频次说明:平抛运动综合计算、小船渡河、平抛实验在近2年辽宁高考及沈阳、大连模考中高频出现;平抛常与斜面、圆周运动结合作为综合题切入点。
以下情景源自高考真题/模考背景。
轰炸机水平匀速飞行时投下炸弹,炸弹落地前飞机应在炸弹什么位置?炸弹的运动轨迹相对地面是什么形状?
→ 唤醒:平抛运动、水平分运动
小船在静水中速度v₁,河水速度v₂,船头朝不同方向渡河,渡河时间和到达对岸位置如何变化?
→ 唤醒:运动合成、最短时间
篮球以一定初速度斜向上抛出,轨迹为抛物线。水平和竖直方向的运动各有什么规律?
→ 唤醒:斜抛分解
频闪拍摄平抛小球,相邻像在水平方向等间距、竖直方向间距比1:3:5…这反映了什么规律?
→ 唤醒:平抛两个分运动独立性
汽车沿弯道行驶——速度方向时刻改变,始终沿轨迹切线方向;抛出的石子在空中划出抛物线。这些都是曲线运动。
曲线运动中,合外力方向一定指向轨迹的凹侧(弯曲的内侧)。例如平抛运动轨迹向下弯,重力方向向下(凹侧);匀速圆周运动合力指向圆心。已知轨迹可定性判断合力方向,反之已知合力可判断轨迹弯曲方向。
| 分运动1 | 分运动2 | 合运动 |
|---|---|---|
| 匀速直线 | 匀速直线 | 匀速直线(合速度恒定) |
| 匀速直线 | 匀变速直线(垂直方向) | 曲线运动(平抛型,v与a不共线) |
| 匀变速直线 | 匀变速直线(同方向) | 匀变速直线 |
| 匀变速直线 | 匀变速直线(不同方向且合a与合v共线) | 匀变速直线 |
| 匀变速直线 | 匀变速直线(合a与合v不共线) | 匀变速曲线运动 |
物体实际速度是合速度,绳(杆)传导的是其沿绳方向的分速度——把合速度沿绳方向与垂直绳方向正交分解,沿绳分量即绳速。典型:岸上人收绳拉船靠岸,绳与水面夹角α,船的合速度v沿绳投影:绳速 = v·cosα。易错:把绳速直接当成船速(丢了cosα,船速应更大)。适用边界:轻绳不可伸长且始终绷直;杆模型同法(沿杆分速度相等)。
小船在静水中速度v船,河水以v水匀速流动,河宽d。船头朝向不同方向,渡河时间和到达对岸位置不同。求最短渡河时间和最短渡河位移。
物理量含义:d河宽(m),v船船在静水中的速度(相对水),v水水流速度,θ船头与上游(或下游)河岸夹角。
| 问题 | 船头方向 | 结果 |
|---|---|---|
| 最短时间渡河 | 船头垂直河岸(θ=90°) | tmin=d/v船,到达下游偏移x=v水·t |
| 最短位移渡河(v船>v水) | 船头斜向上游,使合速度垂直河岸 | smin=d,cosθ=v水/v船 |
| v船<v水时 | 无法垂直到达正对岸 | 最短位移smin=d·v水/v船(合速度与船速垂直时) |
情况1:v船>v水——可使合速度垂直河岸,最短位移smin=d(河宽),船头斜向上游cosθ=v水/v船。
情况2:v船<v水——无论船头如何调整,合速度都不可能垂直河岸(水太快),船必被冲到下游。最短位移时合速度与船速垂直(以v水末端为圆心v船为半径作圆相切),smin=d·v水/v船。
水平桌面上滚出的小球、水平飞行的飞机投下的炸弹——物体以水平初速度抛出,只受重力作用(不计空气阻力),轨迹为抛物线。
物理量含义:v₀水平初速度(m/s),vx、vy水平、竖直分速度,x水平位移,y竖直下落高度,t运动时间(s),g重力加速度。
速度偏角θ(速度与水平方向夹角):
位移偏角α(位移与水平方向夹角):
重要关系:
从倾角为θ的斜面上某点水平抛出一个小球,小球最终落回斜面上。求飞行时间、距斜面最远距离等。
类型1:垂直打在斜面上——速度方向垂直于斜面。此时速度偏角θv=90°-θ(斜面倾角),由tanθv=gt/v₀可求时间。
类型2:从斜面抛出又落回斜面——位移沿斜面方向,位移偏角=斜面倾角θ。由tanθ=y/x=gt/(2v₀)得飞行时间t=2v₀tanθ/g。
距斜面最远:将运动分解为沿斜面和垂直斜面两个方向,垂直斜面方向初速度v₀sinθ、加速度-gcosθ(重力垂直斜面分量),当垂直斜面分速度为零时距斜面最远。
以初速度v₀沿与水平成θ角斜向上抛出,只受重力。分解为:水平方向匀速直线运动 vx=v₀cosθ;竖直方向竖直上抛运动 vy=v₀sinθ-gt。
曲线运动速度方向沿轨迹弯曲方向(径向)。
曲线运动速度方向始终沿轨迹切线方向,不是径向也不是指向凹侧。合外力指向凹侧,但速度沿切线。
平抛运动时间与初速度有关,初速度越大飞得越久。
平抛下落时间只由高度决定 t=√(2h/g),与v₀无关!v₀只影响水平射程。同一高度水平抛出,不论初速度多大,同时落地。
平抛运动是变加速运动,因为轨迹弯曲。
平抛运动加速度恒为g(大小方向都不变),是匀变速曲线运动!轨迹弯曲是因为加速度与速度不共线,不代表加速度在变化。
小船渡河最短时间时船头应斜向上游抵消水流。
最短时间渡河要求船头垂直河岸(垂直分速度最大=v船),tmin=d/v船,此时会被冲到下游。斜向上游是为了最短位移(垂直到达),不是最短时间。
平抛运动中速度偏角等于位移偏角。
速度偏角θ与位移偏角α满足 tanθ=2tanα,速度偏角更大(速度方向更陡)。速度反向延长线交于水平位移中点。
平抛运动水平速度会因重力而逐渐减小。
水平方向不受力(重力竖直方向),由运动独立性原理,水平分运动是匀速直线运动,vx=v₀恒定不变。重力只改变竖直分运动。
斜抛θ=90°时射程最大。
由X=v₀²sin2θ/g,θ=45°时射程最大。θ=90°是竖直上抛,射程为零(落回原点)。θ=30°与θ=60°射程相等(sin60°=sin120°)。
曲线运动条件(合外力与速度不共线)→ 速度沿切线 → 运动合成与分解(平行四边形)→ 平抛运动(水平匀速+竖直自由落体)→ 斜面结合/斜抛
核心思想:化曲为直、化繁为简——用正交分解把曲线运动转化为两个直线运动。
平抛的"分解思想"在电场中重现——带电粒子垂直进入匀强电场做类平抛运动(电场力替代重力),公式完全平行,是高考电磁学综合题核心模型。斜抛与圆周运动衔接(抛体最高点可接圆周轨道);平抛末速度是进入圆周轨道的初速度;机械能守恒常用于求平抛初速度。本章是曲线运动的方法论基础。
| 概念A | 概念B | 关键区别 |
|---|---|---|
| 合运动 | 分运动 | 实际运动vs同时参与的运动;等时独立 |
| 速度偏角θ | 位移偏角α | tanθ=2tanα;速度偏角更大 |
| 最短时间渡河 | 最短位移渡河 | 船头垂直河岸vs船头斜向上游 |
| 平抛 | 斜抛 | 初速度水平vs初速度斜向上 |
| 曲线运动速度 | 曲线运动合力 | 沿切线vs指向凹侧 |
| 说法 | 判断 | 说明 |
|---|---|---|
| 曲线运动一定是变速运动 | ✓ | 速度方向时刻变化 |
| 曲线运动加速度一定变化 | ✗ | 平抛加速度恒为g |
| 平抛运动时间由高度决定 | ✓ | t=√(2h/g)与v₀无关 |
| 合运动速度一定大于分运动速度 | ✗ | 矢量合成,夹角大时合速度可能更小 |
| 斜抛45°射程最大 | ✓ | 同高度抛出落地条件下 |
| 平抛水平分速度逐渐减小 | ✗ | 水平不受力,vx=v₀恒定 |
让小球从斜槽末端水平抛出,用描迹法记录小球经过的一系列位置,得到平抛轨迹。在轨迹上建立坐标系(抛出点为原点,水平为x轴,竖直向下为y轴),测多组(x,y)。验证:①水平方向x与t成正比(等时间隔水平位移相等);②竖直方向y与t²成正比。由此求初速度v₀=x√(g/2y)。
斜槽、小球、方木板、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔(或频闪摄影装置)。
取轨迹上多点分别计算v₀,取平均减小误差。也可用水平等间距点:相邻两点水平间距Δx相等(等时间隔T),相邻竖直间距之差Δy=gT²求T,再v₀=Δx/T。
小球落地易滚落伤人,地面铺软垫接球;斜槽固定牢固防止倾倒。
| 错误操作 | 对结果的影响 |
|---|---|
| 斜槽末端不水平 | 小球做斜抛而非平抛,轨迹不对称,v₀计算错误 |
| 小球每次释放位置不同 | 初速度不一致,各点不在同一轨迹上 |
| 木板不竖直或不平行运动平面 | 记录位置有视差,轨迹失真 |
| 坐标原点取错(未取在抛出点) | y值有系统偏差,需用逐差法处理 |
辽宁高考常给一张平抛闪光照片,相邻像水平间距相等(设为a),竖直间距依次为y₁、y₂、y₃。处理方法:①水平方向等时间隔T,v₀=a/T;②竖直方向由Δy=gT²(y₂-y₁=y₃-y₂=gT²)求T,进而求g和v₀。这种题型把平抛实验与必修一逐差法结合,是辽宁命题特色。
选题说明:优先辽宁近2年高考/模考真题,补充全国各省市高考及辽宁各地市模考中档-较难题。
从高h=20m的塔顶以v₀=10m/s水平抛出一小球(不计空气阻力,g取10m/s²)。求:(1)小球落地时间;(2)水平射程;(3)落地时速度大小和方向。
答案:(1)2s;(2)20m;(3)v=10√5≈22.4m/s,与水平方向夹角tanθ=2(θ≈63.4°)
河宽d=200m,水流速度v水=3m/s,小船在静水中速度v船=5m/s。求:(1)船头垂直河岸渡河的时间和到达对岸时被冲下的距离;(2)要使船垂直到达正对岸,船头应与河岸成多大角度?渡河时间多长?
答案:(1)40s,120m;(2)cosθ=0.6(θ≈53°),50s
在倾角θ=37°的斜面底端O点正上方某点,以v₀=6m/s水平抛出一小球,小球最终垂直撞在斜面上(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s²)。求:(1)小球飞行时间;(2)抛出点距O点的高度。
答案:(1)0.8s;(2)6.8m
在研究平抛运动实验中,用频闪照相机拍摄到小球在四个位置的坐标(抛出点为原点,水平向右为x轴,竖直向下为y轴):A(0,0)、B(5.0cm,1.25cm)、C(10.0cm,5.0cm)、D(15.0cm,11.25cm),g取10m/s²。求:(1)频闪周期T;(2)小球初速度v₀。
答案:(1)T=0.05s;(2)v₀=1.0m/s
勾选已掌握项,进度自动保存到本地。