《（江苏版5年高考3年模拟A版）物理总复习专题四曲线运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏版5年高考3年模拟A版）物理总复习专题四曲线运动课件（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四 曲线运动 高考物理 江苏专用 考点一 运动的合成和分解 考点清单单 考向基础 一 曲线运动 1 速度的方向 质点在某一点的速度方向 沿曲线在这一点的 切线方向 如图所示的曲线运动 vA vC的方向与v的方向相同 vB vD的方向与v的 方向相反 2 运动的性质 做曲线运动的物体 速度的 方向 时刻在改变 所以 曲线运动一定是 变速 运动 3 做曲线运动的条件 二 运动类型的分类及条件 三 运动的合成与分解 1 基本概念 1 运动的合成 已知 分运动 求合运动 2 运动的分解 已知 合运动 求分运动 2 分解原则 根据运动的 实际效果 分解 也可采用 正交分解 3 遵循的规律 位移 速度
2、 加速度都是矢量 故它们的合成与分解都遵 循 平行四边形 定则 考向突破 考向一 物体做曲线运动的条件及特点 1 曲线运动的定义 条件及特点 曲线运动说明 定义轨迹是一条曲线的运动叫做曲线运动一般曲线运动可看成是几个直线运动的合运动 条件质点所受合外力的方向跟它的速度方向不在 同一直线上 v0 0 F 0 加速度的方向跟速度的方向不在同一直线上 特点 1 轨迹是一条曲线 2 某点的瞬时速度的方向 就是通过这一点 的切线的方向 3 曲线运动的速度方向时刻在改变 所以是 变速运动 必具有加速度 4 合外力F始终指向运动轨迹的内侧 1 加速度可以是不变的 这类曲线运动是匀变速曲线运动 如 平抛运动
3、2 加速度可以是变化的 这类曲线运动是变加速曲线运动 或 非匀变速曲线运动 如圆周运动 2 合力方向与速率变化的关系 3 物体做曲线运动的分析 1 合运动的运动性质和轨迹由合初速度和加速度共同决定 2 做曲线运动的物体 所受合外力一定指向曲线的凹侧 曲线运动的轨 迹不会出现急折 只能平滑变化 轨迹总在力与速度的夹角中 若已知 物体的运动轨迹 可判断出合外力的大致方向 若已知合外力方向和速 度方向 可知道物体运动轨迹的大致情况 3 做曲线运动的物体其合外力可沿切线方向与垂直切线方向分解 其 中沿切线方向的分力只改变速度的大小 而垂直切线方向的分力只改变 速度的方向 例1 如图所示为质点做匀变速曲
4、线运动的轨迹示意图 且质点运动到 D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直 则质点从A点运动到E点 的过程中 下列说法中正确的是 A 质点经过C点时的速率比D点的大 B 质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90 C 质点经过D点时的加速度比B点的大 D 质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 解析 质点做匀变速曲线运动 所以加速度不变 C错误 由于在D点时速 度方向与加速度方向垂直 则在A C点时速度方向与加速度方向的夹 角均为钝角 所以质点由C到D速率减小 所以经过C点时的速率比D点的 大 A正确 B错误 质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角 一直减小
5、D错误 答案 A 考向二 运动的合成及运动性质分析 1 合运动和分运动的关系 2 运动的合成与分解的运算法则 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移 速度 加速度的 合成与分解 由于它们均是矢量 故合成与分解都遵守平行四边形定则 3 合运动的性质判断 加速度 或合外力 等时性各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等 独立性一个物体同时参与几个分运动 各分运动独立进行 不受其他分运动的影响 等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果 加速度 或合外力 与速度方向 例2 在一光滑水平面内建立平面直角坐标系 一物体从t 0时刻起 由 坐标原点O 0 0 开始运动 其沿x轴和y轴
6、方向运动的速度 时间图像如图 甲 乙所示 下列说法中正确的是 A 前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动 B 后2 s内物体继续做匀加速直线运动 但加速度沿y轴方向 C 4 s末物体的坐标为 4 m 4 m D 4 s末物体的坐标为 6 m 2 m 解析 前2 s内物体在y轴方向速度为0 由题图甲知物体沿x轴方向做匀 加速直线运动 A正确 后2 s内物体在x轴方向做匀速运动 在y轴方向做 初速度为0的匀加速运动 加速度沿y轴正方向 合初速度方向与加速度 方向不在一条直线上 所以合运动是曲线运动 B错误 4 s内物体在x轴方 向上的位移是x 2 2 2 2 m 6 m 在y轴方向上的位移为y 2
7、2 m 2 m 所以4 s末物体的坐标为 6 m 2 m C错误 D正确 答案 AD 例3 如图所示 一块橡皮用细线悬挂于O点 用铅笔靠着线的左侧向右 上方45 方向匀速移动 运动中始终保持悬线竖直 则橡皮的运动情况为 A 匀速直线运动 B 匀变速直线运动 C 匀变速曲线运动 D 非匀变速曲线运动 解析 橡皮同时参与两个方向的分运动 一个是水平方向的匀速直线运 动 另一个是竖直方向的匀速直线运动 由于这两个方向上的分运动都 是匀速直线运动 因此这两个运动的合运动也是匀速直线运动 所以A正 确 答案 A 考点二 抛体运动 考向基础 一 平抛运动 1 平抛运动 1 定义 水平抛出的物体只在 重力
8、作用下的运动叫做平抛运动 2 性质 加速度为 重力加速度g 的匀变速曲线运动 轨迹是抛物线 3 研究方法 平抛运动可以分解为水平方向上的 匀速直线 运动 和竖直方向上的 自由落体 运动 4 运动时间和射程 运动时间t 仅取决于竖直下落的高度 射程x v0 取决于竖直下 落的高度和初速度 2 平抛运动的规律 以抛出点为坐标原点 以初速度v0方向为x轴正方向 竖直向下为y轴正方 向 如图所示 则有 水平方向分速度 vx v0 竖直方向分速度 vy gt 合速度大小 v tan 为合速度与水平方向的夹角 水平方向分位移 x v0t 竖直方向分位移 y gt2 合位移 x合 二 斜抛运动 1 斜抛运动
9、的定义 将物体以速度v0斜向上方或斜向下方抛出 物体只在 重力 作用下 的运动 2 运动性质 加速度为 重力加速度g 的匀变速曲线运动 轨迹为抛物线 3 基本规律 以斜向上抛为例说明 如图所示 1 水平方向 v0 x v0 cos F合x 0 2 竖直方向 v0y v0 sin F合y mg 考向突破 考向一 平抛运动的规律及其应用 1 飞行时间 由t 知 时间取决于下落高度h 与初速度v0无关 2 水平射程 x v0t v0 即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定 与其他因素无关 3 落地速度 v 以 表示落地速度与x轴正方向间的夹 角 有tan 所以落地速度只与初速度v0和下落高度h有
10、关 4 速度改变量 物体在任意相等时间内的速度改 变量 v g t相同 方向恒为竖直向下 如图所示 例4 对于平抛运动 下列说法正确的是 A 落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关 B 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落 体运动 C 做平抛运动的物体 在任何相等的时间内位移的增量都是相等的 D 平抛运动是加速度大小 方向不变的曲线运动 解析 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由 落体运动 且落地时间t 落地速度为v 所以B项 正确 A项错误 做平抛运动的物体 在任何相等的时间内 其竖直方向位 移增量 y gt2 水平方向位移不变 故C项错误 平抛运
11、动的物体只受重力 作用 其加速度为重力加速度 故D项正确 答案 BD 例5 如图所示 球网高出桌面H 网到桌边的距离为L 某人在乒乓球训 练中 从左侧 处 将球沿垂直于网的方向水平击出 球恰好通过网的上 沿落到右侧边缘 设乒乓球的运动为平抛运动 下列判断正确的是 A 击球点的高度与网高度之比为2 1 B 乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2 1 C 乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时速率之比为1 2 D 乒乓球在左 右两侧运动速度变化量之比为1 2 解析 因为水平方向做匀速运动 网右侧的水平位移是左边水平位移的 两倍 所以网右侧运动时间是左侧的两倍 竖直方向做自由落体运动 由 h gt2可知 击球点
12、的高度与网高之比为9 8 故A B错误 球恰好通过 网的上沿的时间为落到右侧桌边缘的时间的 竖直方向做自由落体运 动 根据v gt可知 球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘 的竖直分速度之比为1 3 根据v 可知 乒乓球过网时与落到桌 边缘时速率之比不是1 2 故C错误 球在网右侧运动时间是左侧的两倍 v gt 所以乒乓球在左 右两侧运动速度变化量之比为1 2 故D正确 答案 D 考向二 与斜面相关联的平抛运动 方法运动情景定量关系总结 分解速度 vx v0速度方向与 有关 分解速度 构 建 速度三角形 vy gt tan vx v0 vy gt tan 分解位移 x v0t位移方向
13、与 有关 分解位移 构 建位移三角形 y gt 2 tan 平抛运动的分解方法与技巧 1 如果知道速度的大小或方向 应首先考虑分解速度 2 如果知道位移的大小或方向 应首先考虑分解位移 3 两种分解方法 沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动 沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的匀减速运动 例6 将一挡板倾斜地固定在水平面上 倾角为 30 如图所示 现有 质量为m的小球由挡板上方的A点以初速度v0水平向右抛出 小球落在挡 板上的B点时 小球速度方向刚好与挡板垂直 小球与挡板碰撞前后的速 度方向相反 速度大小之比为4 3 下列有关小球的运动描述正确的 是 A 小球与挡板碰后的速度大小为
14、v0 B 小球与挡板碰撞过程中速度的变化量大小为mv0 C A B两点的竖直高度差与水平间距之比为 1 D A B两点的竖直高度差与水平间距之比为 2 解题导引 解析 小球在碰撞挡板前做平抛运动 设刚要碰撞挡板时小球速度为 v 由题意 速度v的方向与竖直方向的夹角为30 且水平分量仍为v0 如 图 由此得v 2v0 碰撞过程中 小球速度由v变为反向的 v 则碰后的速 度大小为 v0 A错误 碰撞过程中小球的速度变化量大小为 v v v v v0 故选项B错误 小球下落高度与水平射程之比为 C错误 D正确 答案 D 拓展延伸 在 例6 中 若小球从B点水平飞出 初速度为20 m s 则小球离开B
15、点后 离挡板的最远距离约为 A 30 m B 15 m C 18 m D 6 m 解析 将小球的初速度v0和加速度g分别沿垂直于挡板和平行于挡板方 向进行分解 如图所示 初速度v0为v1 v0 sin 加速度g在垂直于挡板方向 上的分量为a1 g cos 根据分运动各自独立的原理可知 离挡板的最大 距离仅由v1和a1决定 当垂直于挡板的分速度的大小减为零时 小球离挡 板的距离最大 最大距离d 5 77 m 6 m 选项D正确 答案 D 考点三 圆周运动 考向基础 一 匀速圆周运动定义及物理量 1 匀速圆周运动 1 定义 做圆周运动的物体 若在相等的时间内通过的圆弧长 相等 就是匀速圆周运动 2
16、 特点 加速度大小 不变 方向始终指向 圆心 是变加速运动 3 条件 合外力大小 不变 方向始终与 速度 方向垂直且指 向圆心 定义 意义公式 单位 1 描述做圆周运动的物体 运动快慢 的物理量 v 2 是 矢量 方向和半径垂直 和圆周 相切 a v v b 单位 m s 1 描述物体 绕圆心转动 快慢的物理量 2 是矢量 但中学阶段不研究其方向 a b 单位 rad s 1 周期是物体沿圆周 匀速运动一周 的时间 T 周期的倒数叫 做频率 f 2 转速是物体单位时间内转过的圈数 n a T 单位 s b f 单位 Hz c n的单位 r s r min 1 描述速度 方向 变化快慢的物理量 a 2 方向指向圆心 a a r 2 b 单位 m s2 1 作用效果是产生 向心 加速度 2 方向始终指向 圆心 a F ma m 2r m v b 单位 N 1 T f 2 v r r 2 fr 3 a r 2 v 4 2f2r 4 2 描述匀速圆周运动的物理量 二 离心现象 当提供的向心力小于所需向心力时 物体将远离原来的轨道的现象叫离 心现象 从力的角度分析物体的运动 1 匀速圆周运动 F
