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

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1、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:明確合運動或分運動的運動性質。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

2、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 (

3、) 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

4、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

5、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。

6、(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)

7、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

8、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

9、,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

10、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動,轉速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

11、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-24-12345-25-12345-2

12、6-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。一質量為m的游客(視為質點)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。

13、(提示:在圓周運動過程中任一點,質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-