高考物理二輪復習 專題整合高頻突破 專題一 力與運動 3 力與物體的曲線運動課件

第3講力與物體的曲線運動-2-知識脈絡梳理規(guī)律方法導引1.知識規(guī)律(1)解決運動合成問題的四關鍵。明性質(zhì):明確合運動或分運動的運動性質(zhì)。定方向:確定運動是在哪兩個方向上的合成或分解。找已知:找出各方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。求結果:運用平行四邊形定則進行求解。(2)豎直平面內(nèi)圓周運動的兩模型和兩點一過程。兩模型:繩模型和桿模型。兩點一過程:“兩點”指最高點和最低點,可列牛頓第二定律方程; “一過程”指從最高點到最低點,用動能定理求解。2.思想方法(1)物理思想:分解思想、臨界值思想。(2)物理方法:假設法、合成法、正交分解法。-3-命題熱點一命題熱點二命題熱點三運動的合成與分解常以選擇題的形式考查矢量的合成與分解。例1(多選)如圖甲所示,在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上運動,其v-t圖象如圖乙所示,人頂桿沿水平地面運動的x-t圖象如圖丙所示。若以地面為參考系,下列說法正確的是() A.猴子的運動軌跡為直線B.猴子在2 s內(nèi)做勻變速曲線運動C.t=0時猴子的速度大小為8 m/sD.t=2 s時猴子的加速度大小為4 m/s2 BD -4-命題熱點一命題熱點二命題熱點三-5-命題熱點一命題熱點二命題熱點三規(guī)律方法分析運動合成與分解的一般思路-6-命題熱點一命題熱點二命題熱點三拓展訓練1如圖所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向運動,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板為參照物 () A.帆船朝正東方向航行,速度大小為vB.帆船朝正西方向航行,速度大小為vC.帆船朝南偏東45方向航行,速度大小為D.帆船朝北偏東45方向航行,速度大小為 D -7-命題熱點一命題熱點二命題熱點三平拋(類平拋)運動的規(guī)律?？疾槠綊佭\動的速度和位移的合成與分解。例2如圖所示,AB為半圓環(huán)ACB的水平直徑,C為環(huán)上的最低點,環(huán)半徑為R。一個小球從A點以速度v0水平拋出,不計空氣阻力,則下列判斷正確的是() A.v0越大,小球落在圓環(huán)上所經(jīng)歷的時間越長B.即使v0取值不同,小球掉到環(huán)上時的速度方向和水平方向之間的夾角也相同C.若v0取值適當,可以使小球垂直撞擊半圓環(huán)D.無論v0取何值,小球都不可能垂直撞擊半圓環(huán) D -8-命題熱點一命題熱點二命題熱點三解析 小球落在環(huán)上的最低點C時所經(jīng)歷的時間最長,所以選項A錯誤。v0取值不同,小球落到環(huán)上時的速度方向和水平方向之間的夾角不相同,選項B錯誤。要使小球垂直撞擊半圓環(huán),設小球落點與圓心的連線與水平方向夾角為,根據(jù)平拋運動規(guī)律,v0t=R(1+cos ), ,聯(lián)立解得cos =1,即垂直撞擊到B點,這是不可能的,所以選項D正確,C錯誤。-9-命題熱點一命題熱點二命題熱點三拓展訓練2(2017全國卷)發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(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),其原因是()A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B.速度較小的球在下降相同距離時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間較少D.速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大C-10-命題熱點一命題熱點二命題熱點三圓周運動問題?？疾橄蛐牧Φ膩碓?勻速圓周運動的公式及其運動的對稱性和周期性。-11-命題熱點一命題熱點二命題熱點三例3如圖所示,AOB是游樂場中的滑道模型,它位于豎直平面內(nèi),由兩個半徑都是R的 圓周連接而成,它們的圓心O1、O2與兩圓弧的連接點O在同一豎直線上。O2B沿水池的水面,O2和B兩點位于同一水平面上。一個質(zhì)量為m的小滑塊可由弧AO的任意位置從靜止開始滑下,不計一切摩擦。(1)假設小滑塊由A點靜止下滑,求小滑塊滑到O點時對O點的壓力。(2)若小滑塊能在O點脫離滑道,其落水點到O2的距離如何?(3)若小滑塊從開始下滑到脫離滑道過程中,在兩個圓弧上滑過的弧長相等,則小滑塊開始下滑時應在圓弧AO上的何處(用該處到O1點的連線與豎直線的夾角的三角函數(shù)值表示)?-12-命題熱點一命題熱點二命題熱點三-13-命題熱點一命題熱點二命題熱點三-14-命題熱點一命題熱點二命題熱點三規(guī)律方法1.解決圓周運動的一般步驟(1)首先明確研究對象。(2)確定軌道所在的平面、圓心的位置、半徑。(3)在特定位置對其受力分析,明確向心力的來源。(4)結合牛頓第二定律和向心力表達式列方程。(5)根據(jù)題意寫出其他輔助方程。(6)聯(lián)立方程求解。-15-命題熱點一命題熱點二命題熱點三2.豎直平面內(nèi)的圓周運動在高考中常有輕繩、輕桿兩種基本模型,這兩種模型最高點的具體處理方法如下表所示-16-命題熱點一命題熱點二命題熱點三拓展訓練3(2017全國卷)如圖所示,一光滑大圓環(huán)固定在桌面上,環(huán)面位于豎直平面內(nèi),在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑,在小環(huán)下滑的過程中,大圓環(huán)對它的作用力()A.一直不做功B.一直做正功C.始終指向大圓環(huán)圓心D.始終背離大圓環(huán)圓心A-17-123451.一只小船渡河,運動軌跡如圖所示。水流速度各處相同且恒定不變,方向平行于岸邊;小船相對于靜水分別做勻加速、勻減速、勻速直線運動,船相對于靜水的初速度大小均相同,方向垂直于岸邊,且船在渡河過程中船頭方向始終不變。由此可以確定船() A.沿AD軌跡運動時,船相對于靜水做勻減速直線運動B.沿三條不同路徑渡河的時間相同C.沿AB軌跡渡河所用的時間最短D.沿AC軌跡船到達對岸的速度最小A-18-123452.(2017吉林模擬)如圖所示,一位網(wǎng)球運動員在距地面高度為h的O點以拍擊球,使網(wǎng)球沿水平方向飛出:第一只球落在自己一方場地上后,彈跳起來兩次,剛好擦網(wǎng)而過,落在對方場地的A點處;第二只球直接擦網(wǎng)而過,也剛好落在A點處。設球與地面的碰撞前后其豎直方向速度大小不變,而水平方向速度不變,且不計空氣阻力,則球場中攔網(wǎng)高度為()C-19-123453.(多選)(2016浙江理綜)下圖為賽車場的一個水平梨形賽道,兩個彎道分別為半徑R=90 m的大圓弧和 r=40 m的小圓弧,直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O距離 l=100 m。賽車沿彎道路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍。假設賽車在直道上做勻變速直線運動,在彎道上做勻速圓周運動。要使賽車不打滑,繞賽道一圈時間最短(發(fā)動機功率足夠大,重力加速度g取10 m/s2,=3.14),則賽車() A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45 m/sC.在直道上的加速度大小為5.63 m/s2D.通過小圓弧彎道的時間為5.58 sAB-20-123454.如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成,圓弧半徑Oa水平,b點為拋物線頂點。已知h=2 m,x= m。重力加速度g大小取10 m/s2。(1)一小環(huán)套在軌道上從a點由靜止滑下,當其在bc段軌道運動時,與軌道之間無相互作用力,求圓弧軌道的半徑。(2)若環(huán)從b點由靜止因微小擾動而開始滑下,求環(huán)到達c點時速度的水平分量的大小。-21-12345-22-12345-23-123455.如圖所示,水平傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速v0=2 m/s,左右兩端長l=6 m。傳送帶左端有一頂端高為h=1.8 m的光滑斜面軌道,斜面底端有一小段圓弧與傳送帶平滑連接。傳送帶右端有一豎直放置的光滑圓弧軌道MNP,半徑為R,M、O、N在同一豎直線上,P點到傳送帶頂端的豎直距離也為R。一質(zhì)量為m=0.6 kg 的物塊自斜面的頂端由靜止釋放,之后從傳送帶右端水平拋出,并恰好由P點沿切線落入圓軌道,已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.4,OP連線與豎直方向夾角=60。(g取10 m/s2)求:(1)豎直圓弧軌道的半徑R;(2)物塊運動到N點時對軌道的壓力;(3)試判斷物塊能否到達最高點M,若不能,請說明理由;若能,求出物塊在M點時對軌道的壓力。答案 (1)0.6 m(2)28 N,方向豎直向下(3)見解析-24-12345-25-12345-26-平拋運動和圓周運動綜合問題平拋運動和圓周運動綜合問題【典例示范】 下圖為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖,整個軌道在同一豎直平面內(nèi),表面粗糙的AB段軌道與 光滑圓弧軌道BC在B點水平相切。點A距水面的高度為h,圓弧軌道BC的半徑為R,圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點)可從軌道AB的任意位置滑下,不計空氣阻力。-27-(1)若游客從A點由靜止開始滑下,到B點時沿切線方向滑離軌道落在水面D點,OD=2R,求游客滑到B點時的速度vB大小及運動過程軌道摩擦力對其所做的功Wf。(2)若游客從AB段某處滑下,恰好停在B點,又因受到微小擾動,繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點后滑離軌道,求P點離水面的高度h。(提示:在圓周運動過程中任一點,質(zhì)點所受的向心力與其速率的關系為F向= )-28-思維流程 -29-30-以題說法本題考查學生對平拋運動和圓周運動規(guī)律的理解。解決此類問題應特別注意:(1)平拋運動和圓周運動的關聯(lián)速度。(2)圓周運動中向心力與運動學公式的關聯(lián)。(3)動能定理的靈活應用。-31-針對訓練如圖所示,一小物塊自平臺上以速度v0水平拋出,剛好落在鄰近一傾角為=53的粗糙斜面AB頂端,并恰好沿該斜面下滑,已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.032 m,小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為=0.5,A點離B點所在平面的高度 h=1.2 m。有一半徑為R的光滑圓軌道與斜面AB在B點相切連接,已知cos 53=0.6,sin 53=0.8,g取10 m/s2。求:(1)小物塊水平拋出的初速度v0;(2)若小物塊能夠通過圓軌道最高點,圓軌道半徑R的最大值。-32-