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1、第 1页 专题三 力和曲线运动 专题三 力和曲线运动 第 2页 专题三 力和曲线运动 方法技巧梳理 思维网络 构筑 高考 分类 调研 总结反思 启示 专题 强化 训练 第 3页 专题三 力和曲线运动 方法技巧梳理 第 4页 专题三 力和曲线运动 方法一：运动的合成分解 1 物体 ( 或物体上某点 ) 的实际运动为合运动，即以地面为参照系的运动，只分解实际运动看物体同时参与了哪两种运动，而后确定分解的方向再进行分 解 2 只受重力作用的平抛 ( 和斜抛 ) 物体的运动，一般将平抛运动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 第 5页 专题三 力和曲线运动 3 类平抛运动 (1) 带电
2、粒子以某一初速度垂直电场方向射入匀强电场中，只受电场力作用的运动 (2) 带电粒子在匀强电场及重力场中的匀变速曲线运动 第 6页 专题三 力和曲线运动 方法二：动能定理解曲线运动问题 带电粒子在复合场中做变加速曲线运动，适合应用动能定理 方法三：利用牛顿运动定律解圆周运动问题 圆周运动题型分类 1 天体 ( 包括人造天体 ) 在万有引力作用下的运动； 2 核外电子在库仑力作用下绕原子核的运动； 3 带电粒子在垂直匀强磁场的平面里在磁场力作用下的运动； 第 7页 专题三 力和曲线运动 4 带电物体在各种外力 ( 重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等 ) 作用下的圆周运动 5 竖直面内完成圆周运动
3、的临界条件如下图所示 第 8页 专题三 力和曲线运动 方法四：利用几何关系解圆周问题 1 天体运动中的几何问题 两卫星在不同轨道绕中心天体在同一平面内做匀速圆周运动，研究两星相距最近或相距最远的问题，称之为两卫星的追及相遇问题 卫星变轨时会涉及到椭圆轨道与圆轨道的切换问题 卫星发射信号问题及太阳光照范围问题均涉及到几何解 题 第 9页 专题三 力和曲线运动 2 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子垂直射入匀强磁场，由于磁场的边界不同造成粒子轨迹圆与边界的几何问题，由于粒子射入磁场的速度不同造成粒子轨迹圆的半径不同，由于粒子射入磁场的方向不同造成粒子轨迹的旋转，以上均涉及到平面几何问题 第 10页
4、专题三 力和曲线运动 思维网络构筑 第 11页 专题三 力和曲线运动 第 12页 专题三 力和曲线运动 高考分类调研 第 13页 专题三 力和曲线运动 一、解曲线运动的方法：运动的合成与分解 1 运动的合成分解即位移、速度、加速度的合成分解，合成、分解遵从平行四边形定则 2 运动的分解优点： “ 是将不易研究的复杂曲线运动分解为简单的熟悉的直线运动 ” 3 两分运动互不干扰，此为运动的独立性原理，时间是联系两分运动及合运动的桥梁 第 14页 专题三 力和曲线运动 4 分解的是物体实际 的运动，这里的实际运动往往是指对地运动 5 分解的时候要灵活处理 第 15页 专题三 力和曲线运动 例 1 (
5、2014 四川 ) 有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为 v 的大河小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直去程与回程所用时间的比值为k ，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( ) A.k k 1第 16页 专题三 力和曲线运动 【解析】 利用等时性，用分运动求渡河时间设河岸宽为d ，船速为 u ，则根据渡河时间关系得duk ，解得 u 以 B 项正确 【答案】 B 第 17页 专题三 力和曲线运动 例 2 (2015 新课标全国 ) 由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道当卫星在转移轨道上飞经赤道
6、上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行已知同步卫星的环绕速度约为 103m/ s ，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度 103m/ s ，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为 30 ，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 ( ) 第 18页 专题三 力和曲线运动 A 西偏北方向， 103m/s B 东偏南方向， 103m/s C 西偏北方向， 103m/s D 东偏南方向， 103m/s 第 19页 专题三 力和曲线运动 【解析】 试题比较新颖，本题考查速度合成与分解，关键是要看懂图图中的原点是两个 轨道的相交点图中的圆没有实际意义，反而
7、起到了干扰作用，应该画出两个轨道的曲线，箭头是两个的速度，这样试题难度大大降低如图所示由余弦定理，可知 v 2 103m /s ，方向：东偏南方向，故B 项正确， A 、 D 、 C 项错误 【答案】 B 第 20页 专题三 力和曲线运动 二、匀变速曲线运动 1 平抛及类平抛运动解题思维 (1) 一般将平抛运动分解为水平的匀速直线及竖直的自由落体 第 21页 专题三 力和曲线运动 (2) 平抛运动的 规律： 第 22页 专题三 力和曲线运动 (3) 平抛运动的推论 解平抛及类平抛问题的关键： “ 位移、速度两个矢量三角形 ” s 与 v 方向的关系： 2 . v 的反向延长线交平抛运动水平位移
8、的中点 平抛运动轨迹方程： y 3页 专题三 力和曲线运动 2 类平抛运动电子在电场中的加速及偏转模型剖析 带电粒子在电场中会受到电场力的作用，就像重力场中的物体会受到重力一样当带电粒子在电场中只受匀强电场力的作用时，带电粒子以速度 到恒定的与初速度方向成 90 角的电场力作用而做匀变速曲线运动，类似于平抛运动 第 24页 专题三 力和曲线运动 例 3 如图所示，电子初速度为零，在加速电场中被加速电压 U 加 加速，进入长为 L ，宽为 d 的平行板电容器，其两板加电压 U 偏 ，从极板中射出时的侧移量为 y ，射出时的速度为 v ，偏转角为 ，极板右侧距荧光屏的距离为 L ，打在荧光屏上的侧
9、移量为 y ，请用所给的物理量表示 y 、 、 y . 第 25页 专题三 力和曲线运动 【解析】 电子在加速电场中被加速的过程，列动能定理：U 加 e 12m 电子在偏转电场中水平位移为： L 电子在偏转电场中竖直位移为： y 12U 偏 结合 、 两式，得 y 12U 偏 电子穿出偏转电场时的竖直分速度： 偏 第 26页 专题三 力和曲线运动 电子射出电场时速度方向： 偏 在荧光屏上的侧移量 y y L (L )t (L )U 偏 将 式代入 式得 y (L )U 偏 加 d 第 27页 专题三 力和曲线运动 【注意事项】 ( 1) 在研究电子在荧光屏上的侧移量时需注意： “ 电子从偏转电
10、场中射出时的最大侧移量 可判定 A 、 C 项错误；水平位移最大是斜向对方台面的两个角发射，设刚好出台角的发 第 41页 专题三 力和曲线运动 射速度为 3 h 12 得 2 4 g6 h，要落到球网右侧的发射速度 v 12 4 g6 h，可得 D 项正确 【答案】 D 第 42页 专题三 力和曲线运动 例 8 (2015 山东日照 ) 示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板上的小孔穿出，进入偏转电场电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上设加速电压 1 640 V ，偏转极板长 l 4 偏转极板间距 d 1 当电子加速后从两偏转极板的中央沿板平行方向进入偏转电场
11、 ( 电子电量 e 10 19C) 第 43页 专题三 力和曲线运动 (1) 偏转电压为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？ (2) 如果偏转极板右端到荧光屏的距离 L 20 则电子束打在荧光屏上最大偏转距离为多少？ 【命题立意】 带电粒子在匀强电场中的加速与偏转、动能定理的应用、运动的合成与分解、牛顿第二定律等知识点 第 44页 专题三 力和曲线运动 【解析】 (1) 电子在加速电场中，由动能定理，得 2m t1a 5页 专题三 力和曲线运动 要使电子从下极板边缘射出，应有 2md 22 205 V . (2) 电子束打在荧光 屏上最大偏转距离 y 6页 专题三 力和曲线运动 电子离开偏
12、转电场到荧光屏的时间 L / m 电子打在荧光屏上最大偏转距离 y 0. 055 m 【答案】 (1)205 V ( 2)m 第 47页 专题三 力和曲线运动 【思路点拨】 本题考查带电粒子在匀强电场中的加速与偏转、动能定理的应用、 运动的合成与分解、牛顿第二定律等知识点要会分析出要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场后必须从下板边缘出来从而正确求解本题的答案 第 48页 专题三 力和曲线运动 三、一般圆周运动 1 解圆周运动的思维流程 第 49页 专题三 力和曲线运动 2 解决圆周运动的一般步骤 (1) 首先明确研究对象 (2) 确定轨道所在的平面、圆心的位置、半径 (3) 在特定位置对其受力分析，明确向心力的来源 (4) 结合牛顿第二定律和向心力表达式列方程 (5) 根据题意写出其他辅助方程 (6) 联立方程求解 第 50页 专题三 力和曲线运动 例 9 (2015 新课标全国 ) 某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点的速度的实验，所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器 ( 圆弧部分的半径为 R m) 第 51页 专题三 力和曲线运动 完成下列填空：
