1、專題三力與曲線運(yùn)動(dòng),定位 五年考情分析,第1講物體的曲線運(yùn)動(dòng),整 合,突 破,實(shí) 戰(zhàn),整合 網(wǎng)絡(luò)要點(diǎn)重溫,【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】,【要點(diǎn)重溫】,1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向 時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng). 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則: 定則. 3.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間完全由 決定,t= . 4.平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的推論 任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的 .,不在同,一條直線上,平行四邊形,高度,中點(diǎn),5.水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題 (1)水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力可能由彈力、摩擦力等力提供,常涉及繩的張緊與松弛、接觸面分離等臨界狀態(tài). (2)常

2、見(jiàn)臨界條件:繩子松弛的臨界條件是繩的張力FT= ;接觸面滑動(dòng)的臨界條件是拉力F=Ffmax;接觸面分離的臨界條件是接觸面間的彈力FN= . 6.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的兩種臨界問(wèn)題 (1)繩模型:半徑為R的圓形軌道,物體能通過(guò)最高點(diǎn)的條件是v . (2)桿模型:物體能通過(guò)最高點(diǎn)的條件是v .,0,0,0,突破 熱點(diǎn)考向聚焦,熱點(diǎn)考向一運(yùn)動(dòng)的合成與分解 【核心提煉】,1.運(yùn)動(dòng)合成與分解的一般思路 (1)明確合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì). (2)明確是在哪兩個(gè)方向上的合成或分解. (3)找出各個(gè)方向上已知的物理量(速度、位移、加速度). (4)運(yùn)用力與速度的關(guān)系或矢量的運(yùn)算法則進(jìn)行分析求解. 2.分析運(yùn)動(dòng)

3、的合成與分解問(wèn)題,要注意運(yùn)動(dòng)的分解方向,一般情況按實(shí)際運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)行分解.繩關(guān)聯(lián)的情景中,物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng),相應(yīng)的速度為合速度;實(shí)際運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)效果,一是使繩子伸長(zhǎng),二是使繩子轉(zhuǎn)動(dòng). 3.小船過(guò)河的時(shí)間t= ,其中v垂為小船在靜水中的速度沿垂直于河岸方向的分速度.,【典例1】 (2017河南平頂山模擬)如圖所示,在豎直平面的xOy坐標(biāo)系中,Oy豎直向上,Ox水平.設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力.一小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為v0=4 m/s,不計(jì)空氣阻力,到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示.(坐標(biāo)格為正方形,g取10 m/s2)求:,(1)小球在M點(diǎn)的速度v1的大小;,

4、答案:(1)6 m/s,(2)在圖中定性畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N;,解析:(2)由豎直方向的對(duì)稱性可知,小球再經(jīng)過(guò)t1到x軸,水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在2t1時(shí)間內(nèi)的平均速度為v1,所以回到x軸時(shí)落到x=v12t1=12s0處,位置N的坐標(biāo)為(12,0).,答案:(2)見(jiàn)解析圖,(3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大小.,【拓展延伸】 在“典例1”中,若將恒定風(fēng)力改為電場(chǎng)力,且?guī)щ娦∏蛐敝M(jìn)入電場(chǎng).電場(chǎng)為沿x軸正方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),若質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電小球從O點(diǎn)以初速度v0沿與x軸負(fù)方向成角進(jìn)入電場(chǎng),如圖所示,小球離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向

5、下.求:,(1)小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;,答案:見(jiàn)解析,(2)出電場(chǎng)時(shí)沿水平方向及豎直方向位移大小.,答案:見(jiàn)解析,【預(yù)測(cè)練習(xí)1】 (2017河北石家莊質(zhì)檢)小船過(guò)河時(shí),船頭與上游河岸夾角為,其航線恰好垂直于河岸,已知船在靜水中的速度為v,現(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且能準(zhǔn)時(shí)到達(dá)河對(duì)岸,下列措施中可行的是( ) A.減小角,減小船速v B.減小角,增大船速v C.增大角,增大船速v D.增大角,減小船速v,解析:由題意可知,船在靜水中的速度為v,其航線恰好垂直于河岸,當(dāng)水流速度v水稍有增大,變成v水,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸,即v合大小方向都不變,那么船速由v變成v,如圖所示,可

6、得減小,v變大,選項(xiàng)B正確.,B,熱點(diǎn)考向二拋體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 【核心提煉】,1.求解平拋(類平拋)運(yùn)動(dòng)的技巧 (1)求解落點(diǎn)問(wèn)題時(shí),一般建立坐標(biāo)系,由兩個(gè)方向遵循的規(guī)律列出位移方程,由此確定其落點(diǎn). (2)求解末速度的大小和方向問(wèn)題時(shí),一般要建立水平分速度和豎直分速度之間的關(guān)系,由此確定其末速度. (3)如圖所示,分解某一過(guò)程的位移和某一位置瞬時(shí)速度,則可以獲得兩個(gè)直角三角形.一般該類運(yùn)動(dòng)問(wèn)題都可以在這兩個(gè)直角三角形中解決.,2.平拋運(yùn)動(dòng)與斜面相關(guān)的兩個(gè)結(jié)論,(2)若平拋的物體垂直打在斜面上,則物體打在斜面上瞬間,其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角的正切值.,BC,審題突破,【預(yù)測(cè)練習(xí)2】 (2

7、017山東煙臺(tái)模擬)(多選)“套圈”是一項(xiàng)老少皆宜的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目.如圖所示,水平地面上固定著3根直桿1,2,3,直桿的粗細(xì)不計(jì),高度均為0.1 m,相鄰兩直桿之間的距離為0.3 m.比賽時(shí),運(yùn)動(dòng)員將內(nèi)圓直徑為0.2 m的環(huán)沿水平方向拋出,剛拋出時(shí)環(huán)平面距地面的高度為1.35 m,環(huán)的中心與直桿1的水平距離為1 m.假設(shè)直桿與環(huán)的中心位于同一豎直面,且運(yùn)動(dòng)中環(huán)心始終在該平面上,環(huán)面在空中保持水平,忽略空氣阻力的影響,g取10 m/s2.以下說(shuō)法正確的是( ) A.如果能夠套中直桿,環(huán)拋出時(shí)的水平初速度不能小于1.8 m/s B.如果能夠套中第2根直桿,環(huán)拋出時(shí)的水平初速度在2.4 m/s到2.8

8、 m/s之間 C.如以2.3 m/s的水平初速度將環(huán)拋出,就可以套中第1根直桿 D.如環(huán)拋出的水平速度大于3.3 m/s,就不能套中第3根直桿,AB,熱點(diǎn)考向三圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 【核心提煉】,1.解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵 (1)要進(jìn)行受力分析,明確向心力的來(lái)源,確定圓心以及半徑.,2.對(duì)于豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)要注意區(qū)分“輕繩模型”和“輕桿模型”,明確兩種模型過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的臨界條件. 3.解決豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的基本思路是“兩點(diǎn)一過(guò)程” (1)“兩點(diǎn)”即最高點(diǎn)和最低點(diǎn),在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)對(duì)物體進(jìn)行受力分析,確定向心力,根據(jù)牛頓第二定律列方程. (2)“一過(guò)程”即從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),往往由動(dòng)能定理將這兩點(diǎn)的

9、速度聯(lián)系起來(lái).,【典例3】 (多選)如圖所示,粗糙水平圓盤(pán)上,質(zhì)量相等的A,B兩物塊疊放在一起,隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是( ) A.B的向心力是A的向心力的2倍 B.盤(pán)對(duì)B的摩擦力是B對(duì)A的摩擦力的2倍 C.A,B都有沿半徑向外滑動(dòng)的趨勢(shì) D.若B先滑動(dòng),則B對(duì)A的動(dòng)摩擦因數(shù)A小于盤(pán)對(duì)B的動(dòng)摩擦因數(shù)B,BC,BC,熱點(diǎn)考向四平拋與圓周運(yùn)動(dòng)組合問(wèn)題 【核心提煉】,平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合題,關(guān)鍵是找到兩者的速度關(guān)系.若先做圓周運(yùn)動(dòng)后做平拋運(yùn)動(dòng),則圓周運(yùn)動(dòng)的末速度等于平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度;若物體平拋后進(jìn)入圓軌道,圓周運(yùn)動(dòng)的初速度等于平拋末速度在圓切線方向的分速度.,【典例4】

10、(2016全國(guó)卷,25) 輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧長(zhǎng)度為l.現(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點(diǎn),另一端與物塊P接觸但不連接.AB是長(zhǎng)度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示.物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5.用外力推動(dòng)物塊P,將彈簧壓縮至長(zhǎng)度l,然后放開(kāi),P開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng).重力加速度大小為g.,(1)若P的質(zhì)量為m,求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小以及它離開(kāi)圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離.,(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P的質(zhì)量的取值范圍.

11、,【拓展延伸】在“典例4”的情景中,若P的質(zhì)量為m,在B點(diǎn)有另一小物塊Q,P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與Q發(fā)生彈性正碰,碰后Q離開(kāi)圓軌道恰好落回P開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)的位置,求Q的質(zhì)量M與m的關(guān)系.,【預(yù)測(cè)練習(xí)4】 (2017湖南株洲一模)如圖所示,半徑為R的光滑圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi),O為圓心,OA與水平方向的夾角為30,OB在豎直方向.一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從O點(diǎn)正上方某處以某一水平初速度向右拋出,小球恰好能無(wú)碰撞地從A點(diǎn)進(jìn)入圓軌道內(nèi)側(cè),此后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn).已知重力加速度為g,求:,(1)小球初速度的大小;,(2)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大小.,答案:(2)6mg,實(shí)戰(zhàn) 高考真題演練,1.運(yùn)動(dòng)的

12、合成與分解(2015全國(guó)卷,16) 由于衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)不在赤道上,同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過(guò)調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道.當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,給衛(wèi)星一附加速度,使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行.已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.55103 m/s,此時(shí)衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同,轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30,如圖所示.發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為( ) A.西偏北方向,1.9103 m/sB.東偏南方向,1.9103 m/s C.西偏北方向,2.7103 m/sD.東偏南方向,2.7103 m/s,B,2.平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(2017全國(guó)卷,15)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(guò)球網(wǎng),速度較小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng);其原因是( ) 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(guò)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,3.圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(2016全國(guó)卷,20)(多選) 如圖,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面,在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中