1、ppt第4單元,主編,ppt第1單元,主編,物理,13KA物理-XKB-R-QG,第1講運(yùn)動(dòng)的合成和分解拋體運(yùn)動(dòng),知識(shí)建構(gòu),模塊建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)速度方向:質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度,沿曲線(xiàn)上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向.,1.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì):做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方向時(shí)刻改變,所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),即必然具有加速度.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)從動(dòng)力學(xué)角度看:物體所受合外力方向跟它的速度方向不在同一條直線(xiàn)上.,2.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件,(2)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看:物體的加速度方向跟它的速度方向

2、不在同一條直線(xiàn)上.,注意:做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力為恒力時(shí),物體做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.分析曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本思路,(欲知)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律(只需研究)兩直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律(得知)曲線(xiàn) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律,二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解,1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng),一個(gè)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)往往參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng),這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng),這個(gè)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)叫做這幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,2.運(yùn)動(dòng)的合成和分解,分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),4.遵循的規(guī)律,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.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成

3、規(guī)律如下表.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),5.分解原則,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解,也可采用正交分解.,注意:在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成時(shí),也可以利用三角形定則,如圖所示,v1、v2的合速度為v.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和性質(zhì),三、平拋運(yùn)動(dòng),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)研究方法:用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法研究平拋運(yùn)動(dòng).,水平方向:勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).,豎直方向:自由落體運(yùn)動(dòng).,2.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法和基本規(guī)律,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)基本規(guī)律(如圖所示),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.定義,將物體以速度v

4、0斜向上方或斜向下方拋出,物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng).,四、斜拋運(yùn)動(dòng)及其研究方法,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.研究方法:斜拋運(yùn)動(dòng)可以看做是水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的拋體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)水平方向:v0 x=v0cos ,Fx合=0.,3.基本規(guī)律(以斜向上拋為例說(shuō)明,如圖所示),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)豎直方向:v0y=v0sin ,Fy合=mg.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.(上海市六校2012年聯(lián)考)如圖所示,我某集團(tuán)軍在一次空地聯(lián)合軍事演習(xí)中,離地面H高處的飛機(jī)以水平對(duì)地速度v1釋放一顆炸彈欲轟炸地面目標(biāo)P,地面攔截系統(tǒng)同時(shí)

5、以初速度v2豎直向上發(fā)射一顆炮彈攔截(炮彈運(yùn)動(dòng)過(guò)程看做豎直上拋),設(shè)此時(shí)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s,若攔截成功,不計(jì)空氣阻力,則v1、v2的關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足(),A.v1=v2B.v1=v2,C.v1=v2D.v1=v2,【解析】炸彈做平拋運(yùn)動(dòng),炮彈做豎直上拋運(yùn)動(dòng),若攔截成功,則有:s=v1t,H=gt2+v2t-gt2,解得v1=v2,所以C正確.,【答案】C,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.(2011年臨沂模擬)如圖甲所示,在不計(jì)滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下,當(dāng)小車(chē)勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),物體A的受力情況是(),A.繩子的拉力大于A的重力,B.繩子的拉力等于A的重力,C.繩子的拉力小于A的重力,D.繩

6、子的拉力先大于A的重力,后變?yōu)樾∮贏的重力,乙,甲,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【解析】車(chē)水平向右的速度(也就是繩子末端的運(yùn)動(dòng)速度)為合速度,它的兩個(gè)分速度v1、v2如圖乙所示.其中v2就是拉動(dòng)繩子的速度,它大小等于物體A上升的速度.由圖得,vA=v2=vcos .小車(chē)勻速向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,逐漸變小,可知vA逐漸變大,故A做加速運(yùn)動(dòng),由A的受力及牛頓第二定律可知,繩的拉力大于A的重力,選項(xiàng)A正確.,【答案】A,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.(2011年泰州一模)某同學(xué)在籃球訓(xùn)練中,以一定的初速度投籃對(duì)籃球水平擊中籃板,現(xiàn)在他向前走一小段距離,與籃板更近,再次投籃,出手高度和第一次相同,籃

7、球又恰好水平擊中籃板上的同一點(diǎn),則 (),A.第二次投籃時(shí)籃球的初速度小些,B.第二次擊中籃板時(shí)籃球的速度大些,C.第二次投籃時(shí)籃球初速度與水平方向的夾角大些,D.第二次投籃時(shí)籃球在空中飛行的時(shí)間長(zhǎng)些,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【解析】把該同學(xué)投籃水平擊中籃板的過(guò)程看成逆向的從擊中籃板O點(diǎn)開(kāi)始的平拋運(yùn)動(dòng),如圖所示:,第二次是下邊的一條拋物線(xiàn),因此可見(jiàn)第二次投籃時(shí)籃球的初速度小些,初速度與水平方向的夾角大些,故選A、C.,【答案】AC,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),4.(2011年濟(jì)南模擬)以v0的速度水平拋出一物體,當(dāng)其水平分位移與豎直分位移大小相等時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(),A.瞬時(shí)速度的

8、大小是v0,B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是,C.豎直分速度的大小等于水平分速度的大小,D.運(yùn)動(dòng)的位移是,【解析】由x=v0t,y=gt2和x=y,可知t=,故B正確;代入vy=gt,y=gt2, 結(jié)合v=,s=,可知A、D正確,C錯(cuò)誤.,【答案】C,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例1一個(gè)物體在相互垂直的恒力F1和F2作用下,由靜止開(kāi)始運(yùn) 動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,突然撤去F2,則物體的運(yùn)動(dòng)情況將是(),A.物體做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),B.物體做變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),C.物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),D.物體沿F1的方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),一、對(duì)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)一步思考,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】物體在相互垂直的恒力F1和

9、F2的作用下,由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其速度方向與F合的方向一致,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,撤去F2,合力為F1,而F1與v不在同一直線(xiàn)上,故物體必做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).由于F1恒定,由a=,a也恒定,故應(yīng)為勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確.,【答案】A,【名師點(diǎn)金】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)撤去F2后合力與速度方向的關(guān)系;(2)物體所受合力是否為恒力;(3)物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的判斷,方法概述,(1)判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng),要分析合外力是否為恒力.,(2)判斷物體是否做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),要分析合外力的方向是否與速度的方向在同一直線(xiàn)上.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1

10、)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),條件:F合=0.,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),條件:F合為恒力且與速度共線(xiàn).,非勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),條件:F合為變力且與速度共線(xiàn).,2.運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的分類(lèi),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.兩個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷,根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運(yùn)動(dòng)是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).,(2)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),條件:F合0,為恒力且與速度不共線(xiàn).,非勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),條件:F合0,為變力且與速度不共線(xiàn).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),注意:物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間,速度方向與軌跡相切,合力方向指向曲線(xiàn)的“凹”側(cè).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例2如圖甲所

11、示,重物M沿豎直桿下滑,并通過(guò)繩帶動(dòng)小車(chē)m沿 斜面升高.問(wèn):當(dāng)滑輪右側(cè)的繩與豎直方向成角,且重物下滑的速率為v時(shí),小車(chē)的速度為多少?,二、繩連物體的速度關(guān)聯(lián)問(wèn)題,甲,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】解答本題時(shí)要注意滑塊的運(yùn)動(dòng)方向是豎直向下的,在繩的方向的分速度越來(lái)越大,而小車(chē)的速度方向是沿繩的方向,小車(chē)與滑塊在沿繩方向的分速度相等.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】重物M的速度v的方向是合運(yùn)動(dòng)的速度方向,這個(gè)v產(chǎn)生兩個(gè)效果:一是使繩的這一端繞滑輪做順時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng);二是使繩系著重物的一端沿繩拉力的方向以速率v運(yùn)動(dòng),如圖乙所示,由圖可知,v=vcos .,【答案】vcos

12、 ,方法概述,由于高中研究的繩都是不可伸長(zhǎng)的,桿都是不可伸長(zhǎng)和壓縮的,即繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變,所以解題原則是:把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解.,乙,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),合速度方向:物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向,分速度方向:沿繩(桿)伸(縮)方向:使繩(桿)伸(縮),垂直于繩(桿)方向:使繩(桿)轉(zhuǎn)動(dòng),速度投影定理:不可伸長(zhǎng)的桿或繩,若各點(diǎn)速度不同,各點(diǎn)速度沿繩方向的投影相同.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例3在抗洪搶險(xiǎn)中,戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟救人,假設(shè)江岸是平直的, 洪水沿江而下,水的流速為5 m/s,舟在靜水中的航速為10 m/

13、s,戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近點(diǎn)O的距離d=50 m,如圖甲所示.問(wèn):,三、小船過(guò)河問(wèn)題,甲,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)戰(zhàn)士要想通過(guò)最短的航程將人送上岸,沖鋒舟的駕駛員應(yīng)將舟頭與河岸成多少度角開(kāi)?,(1)戰(zhàn)士要想通過(guò)最短的時(shí)間將人送上岸,求最短時(shí)間為多長(zhǎng)?,(3)如果水的流速是10 m/s,而舟的航速(靜水中)為5 m/s,戰(zhàn)士想通過(guò)最短的距離將人送上岸,求這個(gè)最短的距離.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】小舟同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),隨水漂流和小舟在靜水中的運(yùn)動(dòng),因?yàn)閮蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)之間是相互獨(dú)立的,它們具有等時(shí)性.在運(yùn)動(dòng)的分解過(guò)程中,若合速度的大小和方向確定,且有一速度方向確定,

14、而要求另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的最值,最好采用矢量圓法求解,據(jù)此可解本題.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知,沖鋒舟到達(dá)江岸的時(shí)間由垂直于江岸的分速度決定,該分速度越大,則時(shí)間越短,故當(dāng)沖鋒舟垂直于江岸時(shí),時(shí)間最短.設(shè)小舟在靜水中的速度為v2,水速為v1,則最短的時(shí)間t=5 s.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)戰(zhàn)士要想到達(dá)江岸的過(guò)程中航程最短,則要求合速度的方向垂直于江岸,舟頭必須斜向上游,設(shè)舟頭與江岸的夾角為 (如圖乙所示),則cos =0.5,=60.,乙丙,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(3)在v1v2的條件下,舟只能斜向下游到江岸,此時(shí)v2所有可能的方向如

15、圖丙所示,v合與v2垂直時(shí)角最大,位移最短,此時(shí)sin =0.5,則=3 0,最短位移s= m=100 m.,【答案】(1)5 s(2)60(3)100 m,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).,方法概述,2.三種速度:v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實(shí)際速度).,3.三種情景,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)過(guò)河路徑最短(v2v1時(shí)):合速度垂直于河岸時(shí),航程最短,s短=d.船頭指向上游與河岸夾角為,cos =.,(1)過(guò)河時(shí)間最短:船頭正對(duì)河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,t短=(d為河寬).,(3)過(guò)河路徑最短(v2v1時(shí)):

16、合速度不可能垂直于河岸,無(wú)法垂直渡河.確定方 法如下:如圖所示,以v2矢量末端為圓心,以v1矢量的大小為半徑畫(huà)圓弧,從v2 矢量的始端向圓弧作切線(xiàn),則合速度沿此切線(xiàn)方向航程最短.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例4如圖甲所示,排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18 m,設(shè)球網(wǎng)高度為2 m,運(yùn)動(dòng)員 站在網(wǎng)前3 m處正對(duì)球網(wǎng)跳起將球水平擊出.(不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2),(1)若擊球高度為2.5 m,為使球既不觸網(wǎng)又不出界,求水平擊球的速度范圍.,(2)當(dāng)擊球點(diǎn)的高度為何值時(shí),無(wú)論水平擊球的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界?,四、對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)一步理解,甲,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】求

17、解本題時(shí)要注意排球的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng),正對(duì)球網(wǎng)擊球可將排球的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為在垂直于網(wǎng)的豎直平面內(nèi)的平拋運(yùn)動(dòng).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】(1)排球被水平擊出后,做平拋運(yùn)動(dòng).若正好壓在底線(xiàn)上,則球在空中的飛行時(shí)間:,t1= = s= s,由此得排球越界的臨界速度,v1= m/s=12 m/s,若球恰好觸網(wǎng),則球在網(wǎng)上方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:,t2= = s= s,由此得排球觸網(wǎng)的臨界擊球速度,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),v2= m/s=3 m/s,使排球既不觸網(wǎng)又不越界,水平擊球速度v的取值范圍為:3 m/sv 12 m/s.,乙,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)設(shè)擊球點(diǎn)的高度為h,當(dāng)h較

18、小時(shí),擊球速度過(guò)大會(huì)出界,擊球速度過(guò)小又會(huì)觸網(wǎng),臨界情況是球剛好擦網(wǎng)而過(guò),落地時(shí)又恰好壓在底線(xiàn)上,如圖乙所示,則有:,v =x1,v =x2,h= = m= m,即擊球高度為此值時(shí),球不是出界就是觸網(wǎng).,【答案】(1)3 m/sv12 m/s(2)h m,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.運(yùn)動(dòng)時(shí)間和水平射程,方法概述,(1)運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=,取決于物體下落的高度h,與初速度v0無(wú)關(guān).,(2)水平射程:x=v0t=v0,由平拋初速度v0和下落高度h共同決定.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)任意時(shí)刻的速度水平分量均等于初速度v0.,2.速度變化規(guī)律,(2)任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)的速度變化量方向豎

19、直向下,大小v=vy=gt.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)任意相等時(shí)間間隔內(nèi),水平位移相同,即x=v0t.,3.位移變化規(guī)律,(2)連續(xù)相等的時(shí)間間隔t內(nèi),豎直方向上的位移差不變,即y=gt2.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),4.平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例5如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體靜止在粗糙的水平面 上,物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4.現(xiàn)對(duì)物體施加一水平向右的恒力F=12 N,經(jīng)過(guò)t1=1 s后,迅速將該力的方向改為豎直向上,大小不變,則再經(jīng)t2=2 s,物體相對(duì)于地面的高度及物體

20、的速度大小和方向各為多少?,五、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)分析,甲,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】求解本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):(1)物體前1 s做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);(2)物體在1 s后開(kāi)始離開(kāi)地面做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng).,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】在改變恒力F方向之前,物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a1,經(jīng)t1=1 s后的速度為v1,物體受力分析如圖乙所示,由牛頓第二定律得F-Ff=ma1,且Ff=mg,解得a1=8 m/s2,則v1=a1t1=8 m/s,將F改為豎直向上后,受力如圖丙所示,此時(shí)由于FG,物體將飛離地面做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)的加速度為a2,由牛頓第二定律得F-G=ma2,模塊建構(gòu)

21、,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【答案】4 m4 m/s,與水平方向夾角為arctan,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn),物體所受合力為恒力,且與初速度的方向垂直.,方法概述,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),在初速度v0的方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在合外力方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度a=.,3.類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)特殊分解法:對(duì)于有些問(wèn)題,可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,將加速度分解為ax、ay,初速度v0分解為vx、vy,然后分別在x、y方向列方程求解.,(1)常規(guī)分解法:將類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直

22、線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不影響,且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)根據(jù)物體的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)判斷該問(wèn)題屬于類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.,4.類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路,(2)求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(3)根據(jù)具體問(wèn)題選擇用常規(guī)分解法還是特殊分解法求解.,說(shuō)明:類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)是對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)研究方法的遷移,是高考命題的熱點(diǎn)問(wèn)題.,高考考查該類(lèi)問(wèn)題常綜合機(jī)械能守恒、動(dòng)能定理等知識(shí),以電場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)為背景考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理綜合問(wèn)題的能力.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),高考真題1(2011年高考四川理綜卷

23、)某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):如圖所示,在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿(mǎn)清水,水中放一個(gè)紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0=3 cm/s勻速上浮的同時(shí),玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為(4,6),此時(shí)R的速度大小為cm/s,R在上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖是.(R視為質(zhì)點(diǎn)),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【解析提示】在水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng),在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng),其合運(yùn)動(dòng)為類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng).,【命題分析】本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解,求解本題關(guān)鍵要理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)

24、范全解】小圓柱體R在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng),所以坐標(biāo)為(4,6)時(shí)所用的時(shí)間為2 s.在水平方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)速度vx=4 cm/s,此時(shí)合速度為v= =5 cm/s.小圓柱體R的運(yùn)動(dòng)從 性質(zhì)上來(lái)說(shuō),屬于類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),但“等效重力”的方向是水平向右的,所以圖線(xiàn)應(yīng)該選D.,【答案】5D,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),考向預(yù)測(cè)1河水的流速隨離河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示,船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示.若要使船以最短時(shí)間渡河,則(),A.船渡河的最短時(shí)間是60 s,B.船在行駛過(guò)程中,船頭始終與河岸垂直,C.船在河水中航行的軌跡是一條直線(xiàn),D.船在河水中的最大速度是5 m/s

25、,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【解析】因船速為勻速,只要船頭正對(duì)河岸,最短時(shí)間不變,即t= s=100 s,A不對(duì),B對(duì);因?yàn)樗贋樽兯?軌跡為曲線(xiàn),C不對(duì);當(dāng)船 在河中心時(shí)速度最大,為 m/s=5 m/s,D正確.,【答案】BD,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),高考真題2(2011年高考廣東理綜卷)如圖所示,在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中,若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面H處,將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出,球剛好落在底線(xiàn)上.已知底線(xiàn)到網(wǎng)的距離為L(zhǎng),重力加速度取g,將球的運(yùn)動(dòng)視做平拋運(yùn)動(dòng),下列表述正確的是(),A.球的速度v等于L,B.球從擊出至落地所用時(shí)間為,C.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于L,D.球

26、從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移與球的質(zhì)量有關(guān),模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【解析提示】網(wǎng)球在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在豎直方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移是指網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的合位移.,【命題分析】本題以選擇題的形式考查平拋運(yùn)動(dòng)的速度和位移的計(jì)算.,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)有:H=gt2,L=vt,解得v=L,A 正確;球從擊出至落地所用時(shí)間為,B正確;球的位移為,C 錯(cuò)誤;位移與球的質(zhì)量無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤.,【答案】AB,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),考向預(yù)測(cè)2如圖甲所示,一高度為h=15.0 m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角=37的斜面連接,一小球以v0=8 m/s的

27、速度在平面上向右運(yùn)動(dòng).求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間(平面與斜面均光滑,已知小球落在斜面上只保留沿斜面的分速度而不彈起,取g=10 m/s2).,某同學(xué)對(duì)此題的解法為:小球沿斜面運(yùn)動(dòng),則=v0t+gsin t2,由此 可求得落地的時(shí)間t.你同意上述解法嗎?若同意,求出所需的時(shí)間;若不同意,則說(shuō)明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果.,甲,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),斜面底寬l=hcot =20 m,乙,【解析】不同意.小球應(yīng)在A點(diǎn)離開(kāi)平面做平拋運(yùn)動(dòng),而不是沿斜面下滑.,正確解法為:設(shè)小球能落到地面上,落地點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離s=v0t= v0 =8 m=8 m,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),模塊建構(gòu),

28、知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【答案】不同意理由見(jiàn)解析2.01 s,模塊建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),第2講勻速圓周運(yùn)動(dòng),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量,描述圓周運(yùn)動(dòng)的常用物理量有:線(xiàn)速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、向心加速度等.各物理量定義及關(guān)系見(jiàn)下表:,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(續(xù)表),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),二、兩種運(yùn)動(dòng)的具體比較,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.本質(zhì):做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周切線(xiàn)方向飛出去的傾向.,三、離心運(yùn)動(dòng),2.受力特點(diǎn)(如圖所示),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)當(dāng)F=mr2時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).,(2)當(dāng)F=0時(shí),物體沿切線(xiàn)方

29、向飛出.,(3)當(dāng)Fmr2時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,F為實(shí)際提供的向心力.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí),并非沿半徑方向飛出,而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大或沿切線(xiàn)方向飛出.,(4)當(dāng)Fmr2時(shí),物體逐漸向圓心靠近.,注意:(1)物體做離心運(yùn)動(dòng)不是物體受到所謂離心力作用,而是物體慣性的表現(xiàn).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.(2011年德州模擬)如圖所示是一個(gè)玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上的三個(gè)點(diǎn).當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線(xiàn)以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),下列表述正確的是(),A.a、b和c三點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等,B.b、c兩點(diǎn)的線(xiàn)速度始終相同,C.b、c兩點(diǎn)的角速度比a的大,D.b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大,知識(shí)

30、建構(gòu),技能建構(gòu),【答案】D,【解析】當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線(xiàn)以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),a、b和c三點(diǎn)的角速度相同,a半徑小,線(xiàn)速度要比b、c的小,A、C錯(cuò);b、c兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小始終相同,但方向不相同,B錯(cuò);由a=2r可得b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大,D對(duì).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.(2011年鐵嶺模擬)小明撐一雨傘站在水平地面上,傘面邊緣點(diǎn)所圍圓形的半徑為R,現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿以角速度勻速旋轉(zhuǎn),傘邊緣上的水滴落到地面,落點(diǎn)形成一半徑為r的圓形,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮間,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知傘邊緣距地面的高度應(yīng)為(),A.B.,C.D.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),滴下落時(shí)間t=,水滴平拋的水平位移x=vt=

31、R, 如圖所示.由幾何關(guān)系,R2+x2=r2,可得:h= ,A對(duì).,【答案】A,【解析】設(shè)傘邊緣距地面的高度為h,傘邊緣水滴的速度v=R,水,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.(2011年德州模擬)如圖所示,一光滑輕桿沿水平方向放置,左端O處連接在豎直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,a、b為兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,穿在桿上,并用細(xì)線(xiàn)分別連接Oa和ab,且Oa=ab,已知b球質(zhì)量為a球質(zhì)量的3倍.當(dāng)輕桿繞O軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),Oa和ab兩線(xiàn)的拉力之比為( ),A.13B.16,C.43D.76,【解析】由牛頓第二定律,對(duì)a球:TOa-Tab=m2lOa,對(duì)b球:Tab=3m2(lOa+lab),由以上兩式得,Oa和ab兩線(xiàn)

32、的拉力之比為76,D對(duì).,【答案】D,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),4.( 2011年濟(jì)南模擬)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端可繞固定光滑水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),C為圓周的最高點(diǎn),若小球通過(guò)圓周最低點(diǎn)D的速度大小為,則小球在C點(diǎn)(),A.速度等于B.速度大于,C.受到輕桿向上的彈力D.受到輕桿向下的拉力,【解析】設(shè)小球在最高點(diǎn)速度為v,由動(dòng)能定理有:,-2mgL=mv2-mv2,把v= 代入,得:v2=2gL,說(shuō)明小球在C點(diǎn)的速度大于 ,B對(duì).,在最高點(diǎn),假設(shè)桿對(duì)球的作用力向下,由牛頓第二定律,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),F+mg=m,可得:F=mg,求得桿對(duì)球的作

33、用力為正值,說(shuō)明小球受到的是輕桿向下的拉力,D對(duì).,【答案】BD,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例1如圖所示,一種向自行車(chē)車(chē)燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一 半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣接觸.當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力.自行車(chē)車(chē)輪的半徑R1=35 cm,小齒輪的半徑R2=4.0 cm,大齒輪的半徑R3=10.0 cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比.(假定摩擦小輪與自行車(chē)輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)),一、描述圓周運(yùn)動(dòng)物理量之間的關(guān)系,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】大小齒輪間、摩擦小輪和車(chē)輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同,兩輪邊緣各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等,由v=

34、2nr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比;小齒輪和車(chē)輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩輪上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相同.由這三次傳動(dòng)可以找出大齒輪和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比n1n2=2175.,【答案】2175,【名師點(diǎn)金】求解皮帶傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)問(wèn)題關(guān)鍵是要抓住凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等;凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.對(duì)公式v=r和a=r2的理解,方法概述,(1)由v=r知,r一定時(shí),v與成正比;一定時(shí),v與r成正比;v一定時(shí),與r成反比.,(2)由a=r2知,在v一定時(shí),a與r成反比;在一定時(shí),a與r成正

35、比.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(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;,2.兩種基本的傳動(dòng)裝置,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)皮帶傳動(dòng):不打滑的摩擦傳動(dòng)和皮帶(或齒輪)傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等.,注意:在討論v、r三者關(guān)系時(shí),應(yīng)采用控制變量法,即保持其中一個(gè)量不變來(lái)討論另外兩個(gè)量的關(guān)系.,在處理傳動(dòng)裝置中各量間的關(guān)系時(shí),應(yīng)首先明確傳動(dòng)的方式及傳動(dòng)的特點(diǎn).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例2如圖所示,在光滑水平桌面ABCD中央固定有一邊長(zhǎng)為0.4 m的光滑小方柱abcd.長(zhǎng)L=1 m的細(xì)線(xiàn),一端拴在a上,另一端拴住一個(gè)質(zhì)量m=0.5 kg的小球.小球的初始位置在ad連線(xiàn)上a的一側(cè),把細(xì)

36、線(xiàn)拉直,并給小球以v0=2 m/s的垂直于細(xì)線(xiàn)方向的水平速度使它做圓周運(yùn)動(dòng).由于光滑小方柱abcd的存在,使線(xiàn)逐步纏在abcd上.若細(xì)線(xiàn)能承受的最大張力為7 N(即繩所受的拉力大于或等于7 N時(shí)繩立即斷開(kāi)),那么從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線(xiàn)斷裂應(yīng)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間?小球從桌面的哪一邊飛離桌面?,二、水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】物體在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),在豎直方向所受的合力為零.在解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,弄清物體圓形軌道所在的平面,明確圓心和半徑是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),同時(shí)不可忽視對(duì)解題結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,明確各變量之間的制約關(guān)系、變化趨勢(shì)以及結(jié)果涉及物理量的決定因素.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),

37、【規(guī)范全解】當(dāng)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)0時(shí),繩將斷裂.據(jù)向心力公式得:,T0=,所以L(fǎng)0=0.29 m,繞a點(diǎn)轉(zhuǎn)周的時(shí)間t1=0.785 s,繞b點(diǎn)轉(zhuǎn)周的時(shí)間t2=0.471 s,繩接觸c點(diǎn)后,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=0.2 m,小于L0=0.29 m,所以繩立即斷裂,所以從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到繩斷裂經(jīng)過(guò)t=1.256 s,小球從桌面的AD邊飛離桌面.,【答案】1.256 s小球從桌面的AD邊飛離桌面,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.向心力的來(lái)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向心力.,方法概述,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)確

38、定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面,確定圓心的位置.,2.向心力的確定,(2)分析物體的受力情況,找出所有的力在沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力.,3.解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的主要步驟,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線(xiàn)速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;,(1)審清題意,確定研究對(duì)象;,(3)分析物體的受力情況,畫(huà)出受力示意圖,確定向心力的來(lái)源;,(4)據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程;,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(5)求解、討論.,注意:無(wú)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是非勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿半徑指向圓心的合力均為向心力.,當(dāng)采用正交分解法分析向心力的來(lái)源時(shí),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在坐標(biāo)原點(diǎn),一

39、定有一個(gè)坐標(biāo)軸沿半徑指向圓心.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),變式訓(xùn)練如圖所示,在光滑的圓錐頂端,用長(zhǎng)L=2 m的細(xì)繩懸掛一質(zhì)量m=1 kg 的小球,圓錐頂角2=74,g取10 m/s2.求:,(1)當(dāng)小球以=1 rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)繩上的拉力.,(2)當(dāng)小球以=5 rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)繩拉力的大小.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】小球在圓錐面上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力G,細(xì)繩的拉力T和斜面的支持力FN.將這些力分解在水平方向和豎直方向上,有:Tsin -FNcos =m2Lsin ,Tcos +FNsin =mg,設(shè)小球以角速度0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球剛好離開(kāi)斜面,

40、此時(shí),將FN=0代入上述兩式得:,0= = rad/s=2.5 rad/s,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)當(dāng)小球以=1 rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由小球在斜面上運(yùn)動(dòng),解得:T= =26 N,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)當(dāng)小球以=5 rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球?qū)㈦x開(kāi)斜面,此時(shí)受到拉力和重力,設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為,則Tsin =m2Lsin ,代入數(shù)據(jù)解得:T=50 N.,【答案】(1)26 N(2)50 N,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例3如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個(gè) 質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進(jìn)入管內(nèi),A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁上部的壓力為3mg,B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁下部的壓力為0

41、.75mg.求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離.,三、在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】豎直面內(nèi)的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)往往與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行考查,本題是與平拋運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,解這類(lèi)題時(shí)一定要先分析出物體的運(yùn)動(dòng)模型,將它轉(zhuǎn)化成若干個(gè)比較熟悉的問(wèn)題,一個(gè)一個(gè)問(wèn)題求解,從而使難題轉(zhuǎn)化為基本題.本題中還要注意豎直面內(nèi)的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)的兩個(gè)模型:輕桿模型和輕繩模型,它們的區(qū)別在于在最高點(diǎn)時(shí)提供的力有所不同,輕桿可提供拉力和支持力,而輕繩只能提供拉力.本題屬于輕桿模型.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】?jī)蓚€(gè)小球在最高點(diǎn)時(shí),受重力和管壁的作用力,這兩個(gè)力的合力作為向心力,離開(kāi)軌道后兩球均做

42、平拋運(yùn)動(dòng),A、B兩球落地點(diǎn)間的距離等于它們平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之差.,對(duì)A球:3mg+mg=m,則vA=,對(duì)B球:mg-0.75mg=m,則vB=,sA=vAt=vA=4R,sB=vBt=vB=R,則sA-sB=3R.,【答案】3R,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),方法概述,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),注意:輕繩模型和輕桿模型不同的原因在于輕繩只能對(duì)小球產(chǎn)生拉力,而輕桿既可對(duì)小球產(chǎn)生拉力也可對(duì)小球產(chǎn)生支持力.,解答豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí),首先要搞清是輕繩模型還是輕桿模型,在最高點(diǎn)輕繩模型和輕桿模型的臨界速度是不同的.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例4為了測(cè)定子彈的飛行速度,在一根水

43、平放置的軸桿上固定 著兩個(gè)薄圓盤(pán)a、b,a、b平行且相距2 m,軸桿的轉(zhuǎn)速為3600 r/min,子彈穿過(guò)兩盤(pán)留下兩個(gè)彈孔a、b,測(cè)得兩孔所在的半徑間的夾角為30,如圖所示.該子彈的速度是(),A.360 m/sB.720 m/s,C.1440 m/sD.1080 m/s,四、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性問(wèn)題,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】與勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合的問(wèn)題,要對(duì)兩個(gè)物體分別進(jìn)行研究,列出兩個(gè)物體各自滿(mǎn)足的物理規(guī)律方程,找出它們之間的關(guān)系,聯(lián)立求解.對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),還要考慮到周期性,根據(jù)題目的意思來(lái)確定是否需要求周期性存在的解.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】30=,轉(zhuǎn)速n=60 r/s,

44、子彈從a運(yùn)動(dòng)到b的時(shí)間t=,圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=(k=0,1,2,),即=,得:v=,即v=(k=0,1,2,),當(dāng)k=0時(shí),v=1440 m/s,將其他答案代入,k不為整數(shù).故答案為C.,【答案】C,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),高考真題1(2010年高考上海物理卷)如圖所示,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c的質(zhì)量分別為m1、m2、M(Mm1,Mm2),在c的萬(wàn)有引力作用下,a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),軌道半徑之比為rarb=14,則它們的周期之比TaTb= ;從圖示位置開(kāi)始,在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,a、b、c共線(xiàn)了次.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【解析提示】衛(wèi)星、行星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供

45、向心力,線(xiàn)速度、角速度、向心加速度和周期等運(yùn)動(dòng)參量都是中心天體的質(zhì)量和軌道半徑的函數(shù).,【命題分析】本題以填空題形式考查萬(wàn)有引力和圓周運(yùn)動(dòng),難度為中等.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】根據(jù)G=mr,得T=,所以=.在b運(yùn)動(dòng)一周 的過(guò)程中,a運(yùn)動(dòng)了8周,因起始位置a、b有夾角,所以a、b、c共線(xiàn)了14次.,【答案】1814,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),考向預(yù)測(cè)1如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上,沿半徑方向放著用細(xì)線(xiàn)相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們與盤(pán)間的摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)線(xiàn),兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是(),A.兩物體沿切向方向滑動(dòng),B.兩物體均沿半徑方向滑動(dòng),離

46、圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn),C.兩物體仍隨圓盤(pán)一起做圓周運(yùn)動(dòng),不發(fā)生滑動(dòng),D.物體B仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),靜摩擦力,物體A做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力大于最大靜摩擦力,即物體B仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn),D選項(xiàng)正確.,【答案】D,【解析】當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),細(xì)線(xiàn)的拉力大于零,燒斷細(xì)線(xiàn)時(shí),物體B做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力小于最大,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),高考真題2(2011年高考福建理綜卷)如圖為某種魚(yú)餌自動(dòng)投放器中的投餌管裝置示意圖,其下半部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之

47、一圓弧彎管,管口沿水平方向、AB管內(nèi)有一原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧.投餌時(shí),每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定,在彈簧上端放置一粒魚(yú)餌,解除鎖定,彈簧可將魚(yú)餌彈射出去.設(shè)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí),對(duì)管壁的作用力恰好為零.不計(jì)魚(yú)餌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失,且鎖定和解除鎖定時(shí),均不改變彈簧的彈性勢(shì)能.已知重力加速度為g.求:,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢(shì)能Ep.,(1)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1.,(3)已知地面與水面相距1.5R,若使該投餌管繞AB管的中軸線(xiàn)OO在90角的范圍內(nèi)來(lái)回緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),每次彈射時(shí)只放置一粒魚(yú)餌,魚(yú)餌的質(zhì)量在m到m之間變化,且均能

48、落到水面.持續(xù)投放足夠長(zhǎng)時(shí)間后,魚(yú)餌 能夠落到水面的最大面積S是多少?,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【命題分析】本題考查物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)和能量守恒,本題屬于中等難度試題.,【解析提示】當(dāng)魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí),對(duì)管壁的作用力恰好為零,重力提供向心力.當(dāng)魚(yú)餌質(zhì)量變化時(shí),魚(yú)餌到達(dá)C點(diǎn)的初速度不同,平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離不同.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】(1)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由重力提供,則:,mg=m,解得:v1=.,(2)彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為魚(yú)餌的機(jī)械能,由機(jī)械能守恒定律,有:,Ep=mg(1.5R+R)+m,聯(lián)立解得:Ep=3mgR.,知識(shí)建構(gòu),技能建

49、構(gòu),(3)不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)裝置對(duì)魚(yú)餌速度大小的影響,質(zhì)量為m的魚(yú)餌離開(kāi)管口C后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間落到水面上,離OO的水平距離為x1,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有:,4.5R=gt2,x1=v1t+R,聯(lián)立解得:x1=4R,當(dāng)魚(yú)餌的質(zhì)量為m時(shí),設(shè)其到達(dá)管口C時(shí)速度大小為v2,由機(jī)械能守 恒定律,有:,Ep=mg(1.5R+R)+(m),聯(lián)立解得:v2=2,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),質(zhì)量為m的魚(yú)餌落到水面上時(shí),設(shè)離OO的水平距離為x2,則:,x2=v2t+R,聯(lián)立解得:x2=7R,魚(yú)餌能夠落到水面的最大面積為:,S= (-)=R2(或8.25R2).,【答案】(1) (2)3mgR(3)R2或8.25R2,

50、知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),考向預(yù)測(cè)2如圖,豎直環(huán)A半徑為r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上,B不能左右運(yùn)動(dòng),在環(huán)的最低點(diǎn)靜放有一小球C,A、B、C的質(zhì)量均為m,給小球一水平向右的瞬時(shí)速度v,小球會(huì)在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng),為保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn),且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起(不計(jì)小球與環(huán)的摩擦阻力),瞬時(shí)速度必須滿(mǎn)足(),A.最小值為B.最大值為,C.最小值為 D.最大值為,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),解得:vmax= ,即D正確.,【答案】CD,【解析】小球在最高點(diǎn)的最小速度為v1=,根據(jù)機(jī)械能守恒定律 可得: m =2mgr+ m ,解得:vmin= ,即C正確;小球

51、在最高點(diǎn)的 最大速度為v2= ,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得: m =2mgr+m,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),第3講萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),一、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(續(xù)表),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)開(kāi)普勒第三定律中的k是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)天體無(wú)關(guān)的量,它只與被環(huán)繞的中心天體有關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量.,二、萬(wàn)有引力定律,注意:(1)開(kāi)普勒定律雖然是根據(jù)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)總結(jié)出來(lái)的,但也適用于衛(wèi)星、飛船繞行星的運(yùn)動(dòng).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.公式:F=G,其中G=6.6710-11 Nm2/kg2叫做引力常量.引力方向:沿兩質(zhì)點(diǎn)的連線(xiàn)指向施力物體.,1.內(nèi)容: 自然界中任何兩個(gè)

52、物體間都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.適用條件:公式適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí),物體可視為質(zhì)點(diǎn).兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的萬(wàn)有引力可用公式求解,式中r即兩球心之間的距離;一個(gè)均勻球體與球外一質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力亦可用上式求解,r即質(zhì)點(diǎn)到球心的距離.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(1)萬(wàn)有引力常量是宇宙普適恒量.它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1 kg的物體相距1 m時(shí)相互吸引力的大小,G值十分微小,表明通常情況下,一般兩物體之間的萬(wàn)有引力非常小,但在質(zhì)量巨大的天體之間,萬(wàn)有引力具有較大的數(shù)值

53、.,4.引力常量,(2)在牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律一百多年后,英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置巧妙地測(cè)出了引力常量,為萬(wàn)有引力定律的實(shí)際應(yīng)用起到實(shí)質(zhì)性的作用.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(3)萬(wàn)有引力定律的“四性”,相互性:萬(wàn)有引力同樣遵循牛頓第三定律,質(zhì)量很大和質(zhì)量很小的物體間的相互吸引力大小是相等的.,普適性:存在于任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間.,客觀性:正常情況下,F引很小,一般涉及天體運(yùn)動(dòng)時(shí),才考慮萬(wàn)有引力.,特殊性:F引與m1、m2、r有關(guān),與空間性質(zhì)無(wú)關(guān),與周?chē)袩o(wú)其他物體無(wú)關(guān).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中正確的是(),A.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),B.所

54、有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,C.離太陽(yáng)越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越大,D.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)太陽(yáng)位于行星軌道的中心處,【解析】所有行星都沿不同的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)位于橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上,故A、D均錯(cuò)誤;由開(kāi)普勒第三定律知,所有行星的軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,而且半長(zhǎng)軸越大,行星運(yùn)動(dòng)周期越大,B正確,C錯(cuò)誤.,【答案】B,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.設(shè)地球表面的重力加速度為g,物體在距地心4R(R是地球半徑)處,由于地球的引力作用而產(chǎn)生的重力加速度為g,則為(),A.1B.C.D.,【解析】因?yàn)間=G,g=G ,所以=,即D選項(xiàng)正確.,【答案

55、】D,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),3.(2012年石景山模擬)我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動(dòng),科學(xué)家對(duì)月球的探索會(huì)越來(lái)越深入.2009年下半年發(fā)射了“嫦娥1號(hào)”探月衛(wèi)星,2010年又發(fā)射了“嫦娥2號(hào)”.,(1)若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,小球落回拋出點(diǎn).已知月球半徑為r,引力常量為G,試求出月球的質(zhì)量M月.,【解析】(1)根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力公式:,G=M月()2r

56、,mg=G,解得:r=.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)設(shè)月球表面處的重力加速度為g月,根據(jù)題意:,v0=g月,mg月=G,解得:M月=.,【答案】(1)(2),知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),4.中子星是恒星演化過(guò)程的一種可能結(jié)果,它的密度很大.現(xiàn)有一中子星,觀測(cè)到它的自轉(zhuǎn)周期T= s.問(wèn)該中子星的最小密度應(yīng)是多少 才能維持該星的穩(wěn)定,不致因自轉(zhuǎn)而瓦解.計(jì)算時(shí)星體可視為均勻球體.(引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2 ),【解析】設(shè)中子星的密度為,質(zhì)量為M,半徑為R,自轉(zhuǎn)角速度為,位于赤道處的小物塊質(zhì)量為m,則有,=m2R,=,M=R3,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),由以上各式得=,代入數(shù)據(jù)解得:=1.27

57、1014 kg/m3.,【答案】1.271014 kg/m3,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),一、萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系,例1據(jù)報(bào)道,最近在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星,其質(zhì) 量為地球質(zhì)量的6.4倍,一個(gè)在地球表面重為600 N的人在這個(gè)行星表面將變?yōu)橹?60 N.則該行星的半徑與地球半徑之比約為(),A.0.5B.2C.3.2D.4,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】由題意可知地球表面的重力加速度與行星表面的重力加速度之比為=,由黃金代換可知:,g地 =GM地,g行 =GM行可知=.,【答案】B,【名師點(diǎn)金】在忽略行星自轉(zhuǎn)的情況下,行星對(duì)人的萬(wàn)有引力等于人所受到的重力.根據(jù)萬(wàn)有引力定律列式,代入行星質(zhì)量之

58、比,即可求得行星半徑之比.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),1.重力是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的,由于地球的自轉(zhuǎn),地球表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)需要向心力.重力實(shí)際上是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力.另一個(gè)分力就是物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)需要的向心力.如圖所示,由于緯度的變化,物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F也不斷變化,因而地球表面物體的重力隨緯度的變化而變化,即重力加速度g隨緯度變化而變化,從赤道到兩極逐漸增大.通常的計(jì)算中因重力和萬(wàn)有引力相差不大,可認(rèn)為兩者相等.即mg=G,g=G常用來(lái)計(jì)算星球表面重力加速度的大小.在 地球的同一緯度上,g隨物體離地面高度的增大而減小,因?yàn)槲矬w所受引力隨物體離地面高度的增大而減小,g=.,注意:g=G和g=G

59、不僅適用于地球,也適用于其他星球.,方法概述,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),2.在赤道處,物體的萬(wàn)有引力分解的兩個(gè)分力f向和mg剛好在一條直線(xiàn)上,則有F=f向+mg.,所以,mg=F-f向=G -mR .,(1)因地球自轉(zhuǎn)角速度很小,GmR,所以mg=(一般情況下 不考慮自轉(zhuǎn)帶來(lái)的影響,認(rèn)為重力等于萬(wàn)有引力).,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),(2)假設(shè)地球自轉(zhuǎn)加快,即由mg=G-mR知物體的重力將變小.當(dāng) mR=G時(shí),mg=0,此時(shí)地球上的物體無(wú)重力,但是它要求地球自 轉(zhuǎn)的角速度自=,比現(xiàn)在地球自轉(zhuǎn)角速度要大得多,同學(xué)們可以 自己計(jì)算其數(shù)值.,二、萬(wàn)有引力定律的直接應(yīng)用,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),例2如圖所示,在一個(gè)半徑為R、質(zhì)量為M的均勻球體中,緊貼 球的邊緣挖去一個(gè)半徑為的球形空穴后,對(duì)位于球心和空穴中心 連線(xiàn)上、與球心相距d的質(zhì)點(diǎn)m的引力是多大?,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【名師點(diǎn)金】把整個(gè)球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力看成是挖去的小球體和剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力之和.其中完整的均質(zhì)球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)m的引力可以看成是F=G,M挖去球穴后的剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力F1與 半徑為的小球?qū)|(zhì)點(diǎn)的引力F2之和,即F=F1+F2.,知識(shí)建構(gòu),技能建構(gòu),【規(guī)范全解】因半徑為的小球質(zhì)量M=()3=()3=M,則F2=G=G,所以挖去球穴后的