《辽宁省沈阳市第二十一中学高中物理第五章《曲线运动》复习提纲新人教版必修2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁省沈阳市第二十一中学高中物理第五章《曲线运动》复习提纲新人教版必修2.pdf（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、曲线运动复习提纲 一 曲线运动的基本概念中几个关键问题 1 曲线运动的速度方向 曲线切线的方向 2 曲线运动的性质 曲线运动一定是变速运动 即曲线运动的加速度a 0 3 物体做曲线运动的条件 物体所受合外力方向与它的速度方向不在同一直线 上 4 做曲线运动的物体所受合外力的方向指向曲线弯曲的一侧 二 运动的合成与分解 1 合成和分解的基本概念 1 合运动与分运动的关系 分运动具有独立性 分运动与合运动具有等时性 分运动与合运动具有等效性 合运动运动通常就是我们所观察到的实际运动 2 运动的合成与分解包括位移 速度 加速度的合成与分解 遵循平行四边形定则 3 几个结论 两个匀速直线运动的合运动仍
2、是匀速直线运动 两个直线运动的 合运动 不一定是直线运动 如平抛运动 两个匀变速直线运动的合运动 一定 是匀变速运动 但不一定是直线运动 2 船过河模型 1 处理方法 小船在有一定流速的水中过河时 实际 上参与了两个方向的分运动 即随水流的运动 水冲船 的运动 和船相对水的运动 即在静水中的船的运动 就 是船头指向的方向 船的实际运动是合运动 2 若小船要垂直于河岸过河 过河路径最短 应将船头偏向上游 如图甲所示 此 时过河时间 sin 1 v d v d t 合 3 若使小船过河的时间最短 应使船头正对河岸行驶 如图乙所示 此时过河时间 1 v d t d 为河宽 因为在垂直于河岸方向上 位
3、移是一定的 船头按这样的方向 在垂直于河岸方向上的速度最大 3 绳端问题 绳子末端运动速度的分解 按运动的实际效果进行可以方便我们的研究 例如在右图中 用绳子通过定滑轮拉物体船 当以速度v 匀速拉绳子时 求船的速度 船的运动 即绳的末端的运动 可看作两个分运动的合成 1 沿绳的方向被牵引 绳长缩短 绳长缩短的速度等于左端绳子伸长的速度 即为 v 2 垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动 它不改变绳长 这样就可以求得船的速度为 cos v 当船向左移动 将逐渐变大 船速逐渐变大 虽然匀速拉绳子 但物体A 却在做变速运动 4 平抛运动 1 运动性质 a 水平方向 以初速度v0做匀速直线运动 b 竖直方向
4、以加速度a g做初速度为零的匀变速直线运动 即自由落体运动 c 在水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在 互不影响 具有独立性 d 合运动是匀变速曲线运动 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 正方向 竖直向下为y 正方向 如右图 所示 则有 分速度gtvvv yx 0 合速度 0 222 tan v gt tgvv o 分位移 2 2 1 gtyvtx 合位移 22 yxs 注意 合位移方向与合速度方向不一致 3 平抛运动的特点 a 平抛运动是匀变速曲线运动 故相等的时间内速度的变化量相等 由 v gt 速 度的变化必沿竖直方向 如下图所示 任意两时刻的速度 画到一
5、点上时 其末端连线必沿竖直方向 且都与v 构成直角 三角形 b 物体由一定高度做平抛运动 其运动时间由下落高度决定 与初速度无关 由公 式 2 2 1 gth 可得 g h t 2 落地点距抛出点的水平距离tvx 0 由水平速度和 下落时间共同决定 4 平抛运动中几个有用的结论 平抛运动中以抛出点0 为坐标原点的坐标系中任一点P x y 的速度方向与竖直 方向的夹角为 则 y x 2 tan 其速度的反向延长线交于x 轴的 2 x 处 斜面上的平抛问题 从斜面水平抛出 又落回斜面经历的时间为 tag g v t 0 2 三 圆周运动 1 基本公式及概念 1 向心力 定义 做圆周运动的物体所受的
6、指向圆心的力 是效果力 方向 向心力总是沿半径指向圆心 大小保持不变 是变力 匀速圆周运动的向心力 就是物体所受的合外力 向心力可以是重力 弹力 摩擦力等各种力 也可以是各力的合力或某力的 分力 匀速圆周运动 物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力 向心 力大小不变 方向始终与速度方向垂直且指向圆心 这是物体做匀速圆周运动的条 件 变速圆周运动 在变速圆周运动中 合外力不仅大小随时间改变 其方向也 不沿半径指向圆心 合外力沿半径方向的分力 或所有外力沿半径方向的分力的矢量 和 提供向心力 使物体产生向心加速度 改变速度的方向 合外力沿轨道切线方向 的分力 使物体产生切向加速度 改变速度
7、的大小 2 运动参量 线速度 TR t x v 2 角速度 Tt 2 周期 T 频率 f f T 1 向心加速度 r T r r v a 22 2 2 向心力 r T mrmrmvmaF 222 2 2 竖直平面内的圆周运动问题的分析方法 竖直平面内的圆周运动 是典型的变速圆周运动 对于物体在竖直平面内做变 速圆周运动的问题 中学物理中只研究物体通过最高点和最低点的情况 在最高点 和最低点 合外力就是向心力 1 如右图所示为没有物体支撑的小球 在竖 直平面内做圆周运动过最高点的情况 临界条件 小球达最高点时绳子的拉力 或轨道的弹力 刚好等 于零 小球的重力提供其做圆周运动的向心力 即 r v
8、mmg 2 0 式中的 v0小球通过最高点的最小速度 通常叫临界速度grv0 能过最高点的条件 v v0 此时绳对球产生拉力F 不能过最高点的条件 v v0 实际上球还没有到最高点就脱离了轨道 2 有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动的情况 临界条件 由于硬杆和管壁的支撑作用 小球恰能达到 最高点的临界速度v0 0 右图中 a 所示的小球过最高点时 轻杆对小球的弹力的情况 当 0 vgr 时 杆对小球有指向圆心的拉力 其大小随速度的增大而增大 右图 b 所示的小球过最高点时 光滑硬管对小球的弹力情况与硬杆对小球的弹 力类似 3 对火车转弯问题的分析方法 在火车转弯处 如果内 外轨一样高 外侧
9、轨道作用在外 侧轮缘上的弹力F 指向圆心 使火车产生向心加速度 由 于火车的质量和速度都相当大 所需向心力也非常大 则 外轨很容易损坏 所以应使外轨高于内轨 如右图所示 这时支持力 N不再与重力 G平衡 它们的合力指向圆心 如 果外轨超出内轨高度适当 可以使重力G 与支持力的合力 刚好等于火车所需的向 心力 另外 锥摆的向心力情况与火车相似 4 离心运动 1 做圆周运动的物体 由于本身具有惯性 总是想沿着切线方 向运动 只足由于向心力作用 使它不能沿切线方向飞出 而 被限制着沿圆周运动 如下图所示 2 当产生向心力的合外力消失 F 0 物体便沿所在位置的切线 方向飞 II去 如右图 A所示 3
10、 当提供向心力的合外力不完全消失 而只是小于应当具有的向心力 即合外力不足提供所需的向心力的情况下 物体沿切线与圆周之间的一条曲线运 动 如右图 B所示 单元检测题 一 选择题 1 关于曲线运动 下列说法不 正确的是 A 曲线运动一定是变速运动 B 曲线运动也可能是匀变速运动 C 做曲线运动的物体所受合力一定不为零 D 如果物体所受的合外力是变力 该物体一定做曲线运动 2 飞机驾驶员最多可承受9 倍的重力加速度带来的影响 当飞机在竖直平面上沿圆 弧轨道俯冲时速度为 则圆弧的最小半径为 A B C D 3 有 a b 为两个运动 它们的合运动为c 则下列说法正确的是 A 若 a b 的轨迹为直线
11、 则c 的轨迹必为直线 B 若 c 的轨迹为直线 则a b 必为匀速运动 C 若 a 为匀速直线运动 b 为匀速直线运动 则c 必为匀速直线运动 D 若 a b 均为初速为零的匀变速直线运动 则c 必为匀变速直线运动 4 火车轨道在转弯处外轨高于内轨 其高度差由转弯半径与火车速度确定 若在某 转弯处规定行驶速度为v 则下列说法中正确的是 当以 v 通过此弯路时 火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力 当以 v 通过此弯路时 火车重力 轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供 向心力 当速度大于 v 时 轮缘挤压外轨 当速度小于 v 时 轮缘挤压外轨 A B C D 5 如图所示 用同样材料做成的
12、A B C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转 台一起绕竖直轴转动 已知三物体质量间的关系mA 2mB 3mC 转动半径之间的关系是 rC 2rA 2rB 那么以下说法中错误的是 A 物体 A受到的摩擦力最大 B 物体 B受到的摩擦力最小 C 物体 C的向心加速度最大 D 转台转速加快时 物体 B最先开始滑动 6 如图所示 在电机距轴O为 r 的处固定一质量为m的铁块 电机启动后 铁块以 角速度 绕 O轴匀速转动 则电机对地面最大压力和最小压力之差为 A 2m 2 r B m 2 r C mg 2m 2 r D 2mg 2m 2r 7 如图所示 a b 两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0
13、沿 x 轴正方向被抛 出 A 在竖直平面内运动 落地点为 P1 B 沿光滑斜面运动 落地点为 P2 P1和 P2在同 一水平面上 不计空气阻力 则下面说法中正确的是 A a b 的运动时间相同 B a b 沿 x 轴方向的位移相同 C a b 落地时的速度方向不同 D a b 落地时的速度相同 5 题 r O 6 题 11 题 O 12 题 8 在抗洪抢险中 战士驾驶摩托艇救人 假设江岸是平直的 洪水沿江向下游流去 水流速度为 v1 摩托艇在静水中的航速为v2 战士救人的地点A 离岸边最近处 O 的距离为 d 如战士想在最短时间内将人送上岸 则摩托艇登陆的地点离 O点的 距离为 A 2 1 2
14、 2 2 vv dv B 0 C 2 1 v dv D 1 2 v dv 9 如图所示 小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动 则 小球通过最高点的最小速度为v gR 小球通过最高点的最小速度为零 小球通过最高点时一定受到向上的支持力 小球通过最低点时一定受到外管壁的向上的弹力 以上说法正确的是 A B C D 10 小球质量为 m 用长为 L 的轻质细线悬挂在O点 在O点的正下方 L 2 处有一钉 子 P 把细线沿水平方向拉直 如图所示 无初速度地释放小球 当细线碰到钉子 的瞬间 设线没有断裂 则下列说法错误的是 A 小球的角速度突然增大 B 小球的瞬时速度突然增大 C 小球的向心
15、加速度突然增大 D 小球对悬线的拉力突然增大 二 填空题 4 分 5 11 如图所示 在河岸上用细绳拉船 使小船靠岸 拉绳的速度为v 当拉船头的 细绳与水平面的夹角为 时 船的速度大小为 14 题 12 如图所示 质量为1kg 的小球用一根轻细绳子系着做圆锥摆运动 已知绳长为 0 5m 夹角 37 o 则小球转动的角速为 rad s g 10m s2 sin37o 0 6 cos37 o 0 8 13 如图所示 皮带传动装置 在运行中皮带不打滑 两轮半径分别为 R和 r 且 r R 2 3 M N分别为两轮边缘上的点 则在皮带运行过程中 M N两点的角速 度之比为 M N 向心加速度之比为aM
16、 aN 14 如图所示 在倾角为37 的斜面底端的正上方高H处 平抛一个物体 该物体 落到斜面上时速度方向正好与斜面垂直 则物体抛出时的初速度为 15 图所示 在 研究平抛物体运动 的实验中 用一张印有小方格的纸记录轨迹 小方格的边长 l 1 25cm 由于某种原因 只拍到了部分方格背景及小球在平抛运动 途 中 的几个位置如图中的a b c d 所示 则小球平抛的初速度大小是 m s 小球在 b 点的速率是m s 取 g 9 8m s 2 三 计算题 共 40分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写 13 题 15 题 出最后答案的不得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 16 一辆质量为 M的超重车 行驶上半径为R的圆弧形拱桥顶点 已知此处桥面能 承受的最大压力只是车重的 4 3 倍 要使车能安全沿桥面行驶 求在此处车的速度应 在什么范围内 17 一个木块从高 h 0 8m的水平桌子的左边A以初速度 v0 2m s向右滑行 离开桌 面后落到 C点 距桌子右边 B的水平距离 s 0 32m处 已知木块与桌面间的摩擦因 数 0 2 求 取 g 10m s 2
