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第五章曲线运动物理与STSE【情境提取】物理知识STSE中的情境运动的合成与分解骑马射箭、冒雨骑车前行、转台投篮平抛运动投篮、链球圆周运动火车汽车、飞机等转弯、汽车过拱形桥、过山车、空中转椅、双人花样滑冰、短道速滑转弯、链球【信息破译】
1.看到“骑马射箭、最短时间”想到“小船渡河模型”
2.看到“投篮、链球”想到“平抛运动规律”
3.看到“火车汽车、飞机等转弯”想到“水平面内的圆周运动”
4.看到“汽车过拱形桥、过山车”想到“轻绳模型、轻杆模型”
5.看到“双人花样滑冰、空中转椅”想到“圆锥摆模型”【典题训练】
1.2018·广州高一检测下列预防措施中与离心现象无关的是 A.桥梁处的限载标志B.火车拐弯处设置限速标志C.砂轮的外侧加防护罩D.投掷链球的区域加防护网【解析】选A桥梁处的限载标志是为了防止超载保护桥梁的安全和离心现象无关故A项正确;火车拐弯处设置限速标志是为了防止由于离心现象而出现脱轨故B项错误;砂轮的外侧加防护罩是防止摩擦产生的碎屑做离心运动对人造成伤害故C项错误;投掷链球的区域加防护网是为了防止离心现象而对其他人造成伤害故D项错误
2.2018·石家庄高一检测民族运动会上有一骑射项目如图所示运动员骑在奔跑的马上弯弓放箭射击侧向的固定目标假设运动员骑马奔驰的速度为v1运动员静止时射出的弓箭速度为v2跑道离固定目标的最近距离为d要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短则 A.运动员放箭处离目标的距离为B.运动员放箭处离目标的距离为C.箭射到固定目标的最短时间为D.箭射到固定目标的最短时间为【解析】选C最短时间为则箭在沿马运动方向上的位移为:x=v1t=d所以放箭处距离目标的距离为:s==故A、B项错误;当放出的箭垂直于马运动方向发射时飞行时间最短所以最短时间为故C项正确D项错误
3.2018·邵阳高一检测“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来如图所示已知桶壁的倾角为θ车和人的总质量为m做圆周运动的半径为r若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦下列说法正确的是 A.人和车的速度为B.人和车的速度为C.桶面对车的弹力为mgcosθD.桶面对车的弹力为【解析】选A人和车所受的合力为:F合=mgtanθ根据mgtanθ=m得人和车的线速度v=故A项正确B项错误;根据平行四边形定则知桶面对车的弹力为:N=故C、D项错误【补偿训练】 2018·晋城高一检测在电视台举办的娱乐节目中参赛人员站在一个以较大角速度匀速旋转的水平大平台边缘向平台圆心处的球筐投入篮球已知参赛人员相对平台静止忽略空气阻力则下面各俯视图中篮球最可能进入球筐的是图中箭头指向表示投篮方向 【解析】选A当沿圆周切线方向的速度和出手速度的合速度沿篮筐方向球就会被投入篮筐故A项正确B、C、D项错误
4.多选如图所示质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中盒子的边长略大于球的直径某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动已知重力加速度为g空气阻力不计要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力则 A.该盒子做圆周运动的向心力一定恒定不变B.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πC.盒子在最低点时小球对盒子的作用力大小等于2mgD.盒子在与O点等高的右侧位置时小球对盒子的作用力大小等于mg【解析】选B、C向心力的方向始终指向圆心是变化的故A项错误;在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力说明此时恰好只有小球的重力作为向心力由mg=mR得周期T=2π故B项正确;盒子在最低点时受重力和支持力的作用由F-mg=mR和mg=mR可得F=2mg故C项正确;盒子在与O点等高的右侧位置时小球受重力和盒子底部以及盒子外侧的支持力的作用盒子底部的支持力等于重力mg而盒子侧壁的支持力也等于mg两者相互垂直所以盒子对小球的作用力等于mg根据牛顿第三定律小球对盒子的作用力大小等于mg故D项错误
5.多选家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示某台计算机上的硬磁盘共有N1个磁道即N1个不同半径的同心圆每个磁道分成N2个扇区每扇区为圆周每个扇区可以记录b个字节电动机使磁盘每秒转动n圈磁头在读、写数据时是不动的磁盘每转一圈磁头沿半径方向跳动一个磁道以下说法正确的是 A.一个扇区通过磁头所用的时间是B.一个扇区通过磁头所用的时间是C.不计磁头转移磁道的时间计算机每秒最多可以从一个硬盘面上读取nN2b个字节D.不计磁头转移磁道的时间计算机每秒最多可以从一个硬盘面上读取nN1N2b个字节【解析】选B、C电动机使磁盘以nr/s的转速匀速转动角速度为:ω=2πn经过一个扇区转过的圆心角为:θ=故经过一个扇区用时为:t===故A项错误B项正确;每个磁道分成N2个扇区每个扇区可以记录b个字节电动机使磁盘每秒转动n圈则计算机在1s内从磁盘面上读取的字节数N=nbN2字节故C项正确D项错误。