曲線運(yùn)動(dòng)

[規(guī)律要點(diǎn)]1.曲線運(yùn)動(dòng)(1)運(yùn)動(dòng)條件：合外力與v不共線。(a、v不共線，Δv、v不共線)(2)運(yùn)動(dòng)判斷高考物理一輪基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)分解原則：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解。位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則。(2)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：等時(shí)性、獨(dú)立性、等效性。(3)速率變化情況判斷：當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率增大；當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率減??；當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變。3.小船渡河模型渡河船速最小

在水流速度v水和船的航行方向(即v合的方向)一定的前提下，當(dāng)船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直時(shí)，有滿足條件的最小船速，即v船min＝v水sinθ4.關(guān)聯(lián)體速度的分解方法(1)合速度方向是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向；(2)分速度方向是沿繩(或桿)方向。根據(jù)輕繩(或輕桿)各點(diǎn)速度沿繩(或桿)方向的分量大小相等，即可得到關(guān)聯(lián)體之間的速度關(guān)系式。5.平拋運(yùn)動(dòng)(1)性質(zhì)：平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻加速曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。(2)研究方法：平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。(3)基本規(guī)律：如圖1所示，物體從O處以水平初速度v0拋出，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)P點(diǎn)。④與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)，分解速度，如圖3甲所示，分解位移，如圖3乙所示。圓周運(yùn)動(dòng)[規(guī)律要點(diǎn)]1.描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及關(guān)系(2)傳動(dòng)裝置的兩種典型模型①同軸傳動(dòng)：繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上的各點(diǎn)角速度ω相同。②皮帶傳動(dòng)：當(dāng)皮帶不打滑時(shí)，用皮帶連接的兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等。3.變速圓周運(yùn)動(dòng)第1講曲線運(yùn)動(dòng)·

運(yùn)動(dòng)的合成與分解-17-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析1.曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的

。

2.曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是

運(yùn)動(dòng)。

3.曲線運(yùn)動(dòng)的條件:物體所受

的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的

方向與速度方向不在同一條直線上。

切線方向

變速

合外力

加速度

-18-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.下列關(guān)于對曲線運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識,正確的是(

)A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度大小一定發(fā)生變化B.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,加速度大小一定發(fā)生變化C.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定不斷變化,但加速度的大小和方向可能不變D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定不斷變化,加速度的大小可能不變,但加速度的方向一定不斷變化C解析:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度方向一定不斷變化,速度大小不一定發(fā)生變化,加速度大小和方向都不一定發(fā)生變化。-19-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),在圓盤上放一塊橡皮,橡皮隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))。某段時(shí)間圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大,但橡皮仍相對圓盤靜止,在這段時(shí)間內(nèi),關(guān)于橡皮所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中,正確的是(

)C解析:因?yàn)樽銮€運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力要指向軌跡凹側(cè),圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大,且橡皮仍相對圓盤靜止,故橡皮所受的合力其分力一是指向圓心充當(dāng)向心力,二是與運(yùn)動(dòng)的方向相同改變橡皮的運(yùn)動(dòng)速度大小,故C正確。-20-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.無論物體運(yùn)動(dòng)的速度大小是否變化,只要物體做曲線運(yùn)動(dòng),那么物體一定是做變速運(yùn)動(dòng)。2.無力不彎曲,彎曲必有力。曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的方向彎曲,或者說合力的方向總是指向軌跡的“凹”側(cè)。3.合力方向與速率變化的關(guān)系(1)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體的速率增大。(2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體的速率減小。(3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí),物體的速率不變。-21-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升運(yùn)動(dòng)的合成及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析1.遵循的法則位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循

。

2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性:合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的

相等,即同時(shí)開始、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止。

(2)獨(dú)立性:一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng)

,不受其他運(yùn)動(dòng)的影響。

(3)等效性:各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的

。

平行四邊形定則

時(shí)間

獨(dú)立進(jìn)行

效果

-22-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.下列說法正確的是(

)A.兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是直線B.兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是直線C.兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是曲線D.一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是直線A解析:合運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線還是曲線要看合加速度方向與合初速度方向是否在一條直線上,兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線,也可能是曲線;一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是曲線;兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)由于合加速度為零,所以它的軌跡必是直線。綜上所述,選項(xiàng)A正確。-23-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.手持滑輪把懸掛重物的細(xì)線拉至如圖所示的實(shí)線位置,然后滑輪水平向右勻速移動(dòng),運(yùn)動(dòng)中始終保持懸掛重物的細(xì)線豎直,則重物運(yùn)動(dòng)的速度(

)

A.大小和方向均不變

B.大小不變,方向改變C.大小改變,方向不變

D.大小和方向均改變A解析:滑輪向右運(yùn)動(dòng),使水平部分的細(xì)線延長,重物上升,所以重物同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),隨滑輪向右勻速運(yùn)動(dòng)和向上的勻速運(yùn)動(dòng)。因此兩個(gè)方向上的勻速運(yùn)動(dòng)合成為重物的運(yùn)動(dòng),也是勻速的,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。-24-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.兩個(gè)分方向上的運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,這是處理運(yùn)動(dòng)分解問題的切入點(diǎn)。2.判斷兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)軌跡的依據(jù)是合初速度方向與合加速度方向是否共線。-25-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升小船過河與速度關(guān)聯(lián)問題1.船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。2.三種速度:船在靜水中的速度v1、水流速度v2、船的實(shí)際速度v。3.最短時(shí)間問題:船頭正對河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,t短=(d為河寬)。-26-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升-27-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.在漂流探險(xiǎn)中,探險(xiǎn)者駕駛摩托艇想上岸休息。假設(shè)江岸是平直的,江水沿江向下游流去,水流速度為v1,摩托艇在靜水中的航速為v2,原來地點(diǎn)A離岸邊最近處O點(diǎn)的距離為d。若探險(xiǎn)者想在最短時(shí)間內(nèi)靠岸,則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為(

)C-28-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.已知河水的流速為v1,小船在靜水中的速度為v2,且v2>v1,下面用小箭頭表示小船及船頭的指向,則能正確反映小船在最短時(shí)間內(nèi)渡河、最短位移渡河的情景如圖所示,依次是(

)

A.①②

B.①⑤

C.④⑤

D.②③C-29-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升解析:船的實(shí)際速度是v1和v2的合速度,v1與河岸平行,對渡河時(shí)間沒有影響,所以v2與河岸垂直即船頭指向?qū)Π稌r(shí),渡河時(shí)間最短為tmin=,式中d為河寬,此時(shí)合速度與河岸成一定夾角,船的實(shí)際路線應(yīng)為④所示;最短位移即為d,應(yīng)使合速度垂直河岸,則v2應(yīng)指向河岸上游,實(shí)際路線為⑤所示,綜合可得選項(xiàng)C正確。-30-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升3.如圖所示,船從A處開出后沿直線AB到達(dá)對岸,若AB與河岸成37°角,水流速度為4m/s,則船從A點(diǎn)開出的最小速度為(

)

A.2m/s

B.2.4m/sC.3m/s

D.3.5m/sB解析:如圖,當(dāng)v船⊥v合時(shí),v船最小,v船=v水sin

37°=2.4

m/s。-31-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質(zhì)量為m,水的阻力恒為Ff,當(dāng)輕繩與水平面的夾角為θ時(shí),船的速度為v,此時(shí)人的拉力大小為FT,則此時(shí)(

)A解析:船的速度產(chǎn)生了兩個(gè)效果,一是滑輪與船間的繩縮短,二是繩繞滑輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),因此將船的速度按照效果方向進(jìn)行分解,人拉繩行走的速度v人=vcos

θ,A對,B、C錯(cuò);繩對船的拉力等于人拉繩的力,即繩的拉力大小為FT,與水平方向成θ角,因此FTcos

θ-Ff=ma,解得

,D錯(cuò)誤。-32-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,一根長直輕桿AB在墻角沿豎直墻和水平地面滑動(dòng),當(dāng)AB桿和墻的夾角為θ時(shí),桿的A端沿墻下滑的速度大小為v1,B端沿地面的速度大小為v2。則v1、v2的關(guān)系是(

)A.v1=v2B.v1=v2cos

θC.v1=v2tan

θD.v1=v2sin

θC解析:如圖所示,輕桿A端下滑速度v1可分解為沿桿方向的速度v1'和垂直于桿方向的速度v1″,B端水平速度v2可分解為沿桿方向的速度v2'和垂直于桿方向的速度v2″,由于沿桿方向的速度相等v1'=v2',由數(shù)學(xué)知識可知,v1'=v1cos

θ,v2'=v2sin

θ,v1=v2tan

θ。故C項(xiàng)正確。-33-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.“關(guān)聯(lián)速度”特點(diǎn)用繩、桿相牽連的物體,在運(yùn)動(dòng)過程中,其兩物體的速度通常不同,但物體沿繩或桿方向的速度分量大小相等。2.“關(guān)聯(lián)速度”常用的解題思路和方法先確定合運(yùn)動(dòng)的方向(物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向),然后分析這個(gè)合運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效果(一方面使繩或桿伸縮的效果;另一方面使繩或桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果),以確定兩個(gè)分速度的方向(沿繩或桿方向的分速度和垂直繩或桿方向的分速度,而沿繩或桿方向的分速度大小相同)。3.注意速度分解與力的分解的區(qū)別。第2講平拋運(yùn)動(dòng)-35-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律1.性質(zhì)加速度為重力加速度g的

運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。

2.基本規(guī)律以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),水平方向(初速度v0方向)為x軸,豎直向下方向?yàn)閥軸,建立平面直角坐標(biāo)系。(1)水平方向:做

運(yùn)動(dòng),速度vx=

,位移x=

。

(2)豎直方向:做

運(yùn)動(dòng),速度vy=

,位移y=

。

勻變速曲線

勻速直線

v0v0t自由落體

gt-36-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升-37-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升初速度v0初速度v0下落高度h初速度v0下落高度h-38-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升(4)兩個(gè)重要推論①做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn),如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示。②做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻任一位置處,設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為α,位移方向與水平方向的夾角為θ,則tan

α=2tan

θ。-39-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,將一小鐵球從一定高度以垂直于豎直墻面的初速度水平拋出,房間內(nèi)有水平平行光垂直照射墻面,小鐵球運(yùn)動(dòng)中在墻面上形成一個(gè)豎直向下運(yùn)動(dòng)的陰影,則關(guān)于此陰影,下列說法正確的是(

)A.做自由落體運(yùn)動(dòng)B.做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng)D.做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)A解析:平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),所以在平行水平光照射下,在豎直墻面上的投影也做自由落體運(yùn)動(dòng),A選項(xiàng)正確。-40-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網(wǎng),速度較小的球沒有越過球網(wǎng)。下列說法正確的是(

)A.速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多B.速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時(shí)間較少D.速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大C解析:由題意知,速度大的球先過球網(wǎng),即同樣的時(shí)間速度大的球水平位移大,或者同樣的水平距離速度大的球用時(shí)少,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。-41-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.解答平拋運(yùn)動(dòng)問題時(shí),最一般的方法是分解,將平拋運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直兩個(gè)方向分解,這樣分解的優(yōu)點(diǎn)是不用分解初速度也不用分解加速度。2.分解后把對曲線運(yùn)動(dòng)的求解變成了對直線運(yùn)動(dòng)的求解。直線運(yùn)動(dòng)的所有規(guī)律,對平拋運(yùn)動(dòng)的每一分運(yùn)動(dòng)一樣成立。-42-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升與斜面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)問題1.從斜面上平拋如圖甲所示,已知位移方向,分析方法是分解

。

位移

-43-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.對著斜面平拋如圖乙所示,已知速度的大小或方向,分析方法是分解

。速度

-44-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.飼養(yǎng)員在池塘邊堤壩邊緣A處以水平速度v0往魚池中拋擲魚餌顆粒。如圖所示,堤壩截面傾角為53°,壩頂離水面的高度為5m,g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力(sin53°=0.8,cos53°=0.6),下列說法正確的是(

)

A.若平拋初速度v0=5m/s,則魚餌顆粒會落在斜面上B.若魚餌顆粒能落入水中,平拋初速度v0越大,落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越小C.若魚餌顆粒能落入水中,平拋初速度v0越大,從拋出到落水所用的時(shí)間越長D.若魚餌顆粒不能落入水中,平拋初速度v0越大,落到斜面上時(shí)速度方向與斜面的夾角越小B-45-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升-46-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,一名跳臺滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過一段時(shí)間的加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出,經(jīng)過3s落到斜坡上的A點(diǎn)。已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn),斜坡與水平面的夾角θ=37°,運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m=50kg,不計(jì)空氣阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8;g取10m/s2)。求:(1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L;(2)運(yùn)動(dòng)員離開O點(diǎn)時(shí)的速度大小;(3)運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)飛出開始到離斜坡距離最遠(yuǎn)所用的時(shí)間。答案

(1)75m

(2)20m/s

(3)1.5s-47-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升-48-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升分解時(shí)應(yīng)根據(jù)試題的已知條件和求解要求,確定是位移分解還是速度分解。當(dāng)涉及角度時(shí),一定要區(qū)分清楚位移角與速度角。理論上任何運(yùn)動(dòng)只要運(yùn)用位移的兩個(gè)分量方程與速度的兩個(gè)分量方程,加上速度角與位移角的公式就能求解一切問題。所以平拋運(yùn)動(dòng)解題還是很有規(guī)律可循的。-49-題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題1.一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機(jī)安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點(diǎn),能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點(diǎn)距臺面高度為3h。不計(jì)空氣對乒乓球的作用力,重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi),通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上,則v的最大取值范圍是(

)D-50-題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升-51-2.一階梯如圖所示,其中每級臺階的高度和寬度都是0.4m,一小球以水平速度v飛出,g取10m/s2,欲打在第四臺階上,則v的取值范圍是(

)題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升A-52-題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升分析平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題時(shí)一般運(yùn)用極限分析的方法,即把要求的物理量設(shè)定為極大或極小,讓臨界問題突現(xiàn)出來,找到產(chǎn)生臨界的條件。-53-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升研究平拋運(yùn)動(dòng)1.實(shí)驗(yàn)原理圖

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,并驗(yàn)證軌跡是一條拋物線。(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡求平拋物體的初速度。-54-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升-55-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升5.實(shí)驗(yàn)步驟(1)將帶有斜槽軌道和方木板的豎直固定支架固定在實(shí)驗(yàn)桌上,軌道末端切線水平。(2)用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角,把木板調(diào)整到豎直位置,使板面與小球的運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面平行且靠近,把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)O,O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn),用重垂線畫出過坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直線,作為y軸,畫出水平方向的x軸。(3)將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下,小球從軌道末端射出,先用眼睛粗略確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在某一x值處的y值,然后讓小球由同一位置自由滾下,在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置,并在坐標(biāo)紙上記下該點(diǎn)。用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置。(不同的器材方法有所不同)-56-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升(4)取下坐標(biāo)紙,將坐標(biāo)紙上記下的一系列點(diǎn),用平滑曲線連起來,即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。(5)從曲線上選取六個(gè)不同點(diǎn),測出它們的坐標(biāo)值。(6)根據(jù)坐標(biāo),結(jié)合公式x=v0t和

求出小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,并計(jì)算其平均值。-57-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升6.數(shù)據(jù)處理(1)判斷曲線是否是拋物線①計(jì)算法:將所測量的各個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)分別代入y=ax2中求出常數(shù)a,看計(jì)算得到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個(gè)常數(shù)。②圖象法:建立y-x2坐標(biāo)系,根據(jù)所測量各點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值分別計(jì)算出對應(yīng)的y值和x2值,在y-x2坐標(biāo)系中描點(diǎn),擬合各點(diǎn)看是否在一條直線上,并求出該直線的斜率即為a值。(2)求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度①在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)點(diǎn),測出它們的x、y坐標(biāo)值。-58-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升7.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(檢驗(yàn)是否水平的方法是將小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能靜止)。(2)方木板必須處于豎直平面內(nèi),要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直。(3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下。(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn),應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)。(5)小球開始滾下的位置高度要適中,以使小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜。(6)在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速度。-59-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升1.(實(shí)驗(yàn)操作與原理)(1)(多選)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí),下列操作正確的是(

)A.安裝有斜槽的木板時(shí),一定要注意檢查斜槽末端切線是否水平、木板是否豎直B.斜槽必須光滑C.每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放D.實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,分析平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(2)在做探究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),每次須將小球從軌道同一位置無初速釋放,其目的是使小球(

)A.拋出后只受重力

B.拋出后機(jī)械能守恒C.拋出后軌跡重合

D.拋出時(shí)的速度方向水平答案解析解析關(guān)閉(1)做本實(shí)驗(yàn)必須使斜槽末端切線水平,使釘有坐標(biāo)紙的木板豎直,以確保小球水平飛出和正確畫出坐標(biāo)軸。斜槽沒必要光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可。小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下,可保證小球每次飛出的初速度相同。(2)為了讓小球所做的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡重合。答案解析關(guān)閉(1)ACD

(2)C-60-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升2.(實(shí)驗(yàn)原理與計(jì)算)一位同學(xué)做平拋實(shí)驗(yàn)時(shí),只在紙上記下重垂線y方向,未在紙上記下斜槽末端位置,并只描出如圖所示的一段平拋軌跡曲線,在曲線上取A,B兩點(diǎn),用刻度尺分別量出到y(tǒng)的距離,AA'=x1,BB'=x2,以及AB的豎直距離h,從而可求出小球拋出的初速度v0為(

)A-61-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升-62-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升3.(實(shí)驗(yàn)裝置與操作)在研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,

(1)圖甲是橫擋條卡住平拋小球,用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn),確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法,坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的

(選填“球心”“球的上端”或“球的下端”)。在此實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是(

)(多選)

A.斜槽軌道必須光滑B.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些C.用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來D.y軸的方向根據(jù)重垂線確定-63-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升(2)圖乙是利用圖甲裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片,由照片可判斷實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的是(

)A.釋放小球時(shí)初速度不為0B.釋放小球的初始位置不同C.斜槽末端切線不水平-64-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升(3)圖丙是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置,其中正確的是(

)答案

(1)球的上端

BD

(2)C

(3)B-65-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升解析

(1)在平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,用鉛筆標(biāo)注了小球最高點(diǎn),為得到更為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),需要將坐標(biāo)原點(diǎn)選擇在小球的上端才能保證一致。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中,斜槽軌道很難做到光滑,而且即便斜槽粗糙,只要保證小球從同一高度下落,那么小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度就相同,對實(shí)驗(yàn)的測量并無影響,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;記錄的點(diǎn)更多些可以得到更為精確的平拋運(yùn)動(dòng)曲線,故B項(xiàng)正確;最終畫出的光滑曲線并不是將所有點(diǎn)連接起來而得到的,而是根據(jù)點(diǎn)的分布擬合出一條曲線,使分布在曲線兩側(cè)的點(diǎn)的數(shù)量大致相等,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;y軸必須是豎直方向,故其方向需要使用重垂線來確定,故D項(xiàng)正確。-66-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升(2)僅根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)中小球的運(yùn)動(dòng)軌跡無法判斷小球在釋放時(shí)是否具有初速度,因其無論是否具有初速度,在離開斜槽后都會做一個(gè)具有類似軌跡的運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤。僅根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)中小球的運(yùn)動(dòng)軌跡也無法判斷釋放小球的初始位置是否不同,在不同位置釋放均可以做有類似軌跡的運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出,它做的不是平拋運(yùn)動(dòng)而是斜上拋運(yùn)動(dòng),這說明小球離開斜槽時(shí)的速度并非沿水平方向,而是斜向上的,因此可以得出斜槽末端切線不水平的結(jié)論,故C項(xiàng)正確。-67-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升(3)欲用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,則出水管必須具有恒定的出水速度。隨著水不斷流出,出水管上端口的壓強(qiáng)會減小,水流速度會變慢,這無法滿足要求,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)豎直管連接外界空氣與水,這使得豎直管在水面下的出口處有恒定的大氣壓強(qiáng),那么出水管上端口的壓強(qiáng)就會與豎直管上端口產(chǎn)生一個(gè)恒定的壓強(qiáng)差,可以保證水流速度恒定,故B項(xiàng)正確。瓶中上部空氣壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等,但當(dāng)液面下降時(shí),出水管上端口壓強(qiáng)仍然會下降,導(dǎo)致水流速度變慢,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。第3講圓周運(yùn)動(dòng)-69-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升圓周運(yùn)動(dòng)中的基本概念

-70-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升向心加速度

ωr2πrfmω2r-71-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為4m/s,轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2s,則下列計(jì)算錯(cuò)誤的是(

)A.角速度為0.5rad/sB.轉(zhuǎn)速為0.5r/sC.軌跡半徑為D.加速度大小為4π

m/s2A-72-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,自行車后架上裝有車頭燈供電的小發(fā)電機(jī),小發(fā)電機(jī)的上端有一個(gè)摩擦小輪。行駛過程中,當(dāng)需要小發(fā)電機(jī)向車頭燈供電時(shí),摩擦小輪壓緊車輪,如圖所示,此時(shí)摩擦小輪在自行車車輪摩擦力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)發(fā)電,已知此時(shí)摩擦小輪與自行車車輪之間不打滑,則(

)

A.車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度大于大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度B.車輪邊緣的線速度等于小齒輪邊緣的線速度C.摩擦小輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度小于小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度D.摩擦小輪邊緣的線速度小于大齒輪邊緣的線速度答案解析解析關(guān)閉大齒輪邊緣線速度和小齒輪邊緣線速度大小相等,所以大齒輪角速度小于小齒輪的角速度,小齒輪和車輪角速度相等,所以小齒輪邊緣的線速度小于車輪邊緣的線速度,車輪邊緣的線速度和摩擦小輪邊緣線速度相等,因此摩擦小輪的角速度大于車輪的角速度,因此A對,B、C、D不對。答案解析關(guān)閉A-73-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.高中階段所接觸的傳動(dòng)主要有:(1)皮帶傳動(dòng)(線速度大小相等);(2)同軸傳動(dòng)(角速度相等);(3)齒輪傳動(dòng)(線速度大小相等);(4)摩擦傳動(dòng)(線速度大小相等)。2.傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)(1)同軸傳動(dòng):固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)角速度相同;(2)皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng):皮帶(或齒輪)傳動(dòng)和不打滑的摩擦傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等。3.在討論v、ω、r之間的關(guān)系時(shí),應(yīng)運(yùn)用控制變量法。-74-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)分析1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)定義:線速度

的圓周運(yùn)動(dòng)。

(2)性質(zhì):向心加速度大小

,方向總是

的變加速曲線運(yùn)動(dòng)。

(3)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件:合力

不變,方向始終與速度方向

且指向圓心。

(4)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件:當(dāng)物體所受的合外力(大小恒定)始終與速度方向垂直時(shí),物體做

運(yùn)動(dòng),此時(shí)向心力

由

提供。

大小不變

不變

指向圓心

大小

垂直

勻速圓周

物體所受合外力

-75-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.向心力(1)向心力的來源:向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一個(gè)向心力。(2)向心力的確定①確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面,確定圓心的位置。②分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,就是向心力。mω2r4π2mrf2-76-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,洗衣機(jī)脫水筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),衣服貼靠在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上而不掉下來,則衣服(

)A.受到重力、彈力、靜摩擦力和離心力四個(gè)力的作用B.所需的向心力由重力提供C.所需的向心力由彈力提供D.轉(zhuǎn)速越快,彈力越大,摩擦力也越大C解析:衣服只受重力、彈力和靜摩擦力三個(gè)力作用,A錯(cuò);衣服做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為它所受到的合力,由于重力與靜摩擦力平衡,故彈力提供向心力,即FN=mrω2,轉(zhuǎn)速越大,FN越大,C對,B、D錯(cuò)。-77-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,輪子的半徑均為R=0.20m,且均由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以角速度ω=8.0rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在同一水平面上,軸心相距d=1.6m?，F(xiàn)將一塊均勻木板輕輕地平放在輪子上,開始時(shí)木板的重心恰好在O2輪的正上方,已知木板的長度L>2d,木板與輪子間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.16,則木板的重心恰好運(yùn)動(dòng)到O1輪正上方所需要的時(shí)間是(g取10m/s2)(

)A.1s

B.0.5sC.1.5s

D.條件不足,無法判斷C-78-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升-79-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的主要步驟(1)審清題意,確定研究對象。明確物體做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是至關(guān)重要的一環(huán);(2)分析物體的線速度是否變化、軌道平面、圓心位置、半徑大小等;(3)分析物體的受力情況,畫出受力分析圖,確定向心力的來源;(4)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程。2.常見的三種臨界情況(1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是彈力為零。(2)兩物體相接觸相對滑動(dòng)的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力;繩子松弛的臨界條件是FT=0。-80-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題1.在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,按運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類:一是無支撐(如球與繩連接、沿內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)的過山車等),稱為“繩(環(huán))約束模型”,二是有支撐(如球與桿連接、在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等),稱為“桿(管)約束模型”。-81-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.繩、桿模型涉及的臨界問題

0-82-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升支持

-83-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.長度為1m的輕桿OA的A端有一質(zhì)量為2kg的小球,以O(shè)點(diǎn)為圓心,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為3m/s,g取10m/s2,則此時(shí)小球?qū)?

)A.受到18N的拉力B.受到38N的支持力C.受到2N的拉力D.受到2N的支持力D-84-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20m)。-85-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升完成下列填空:(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖(a)所示,托盤秤的示數(shù)為1.00kg;(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí),托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為

kg;

(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示:(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對橋的壓力為

N;小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為

m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

-86-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升答案

(2)1.40

(4)7.9

1.4-87-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)類問題的解題技巧1.定模型:首先判斷是繩模型還是桿模型,兩種模型過最高點(diǎn)的臨界條件不同。2.確定臨界點(diǎn):抓住繩模型中最高點(diǎn)

及桿模型中v≥0這兩個(gè)臨界條件。3.研究狀態(tài):通常情況下豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)只涉及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。4.受力分析:對物體在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列出方程。5.過程分析:應(yīng)用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律將初、末兩個(gè)狀態(tài)聯(lián)系起來列方程。

[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小。如圖所示，分別畫出汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力的四種方向，你認(rèn)為可能正確的是(

)解析曲線運(yùn)動(dòng)中速度沿切線方向，物體所受合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，速度減小說明合力的切向分力與速度方向相反，綜合可得B正確。答案

B2.(多選)一物體在xOy平面內(nèi)從坐標(biāo)原點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的圖象分別如圖甲、乙所示，則物體在0～t0時(shí)間內(nèi)(

)A.做勻變速運(yùn)動(dòng)