《2016年高考物理一轮复习《曲线运动》复习策略》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016年高考物理一轮复习《曲线运动》复习策略（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章曲线运动复习策略【命题趋向】大纲对匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度等考点为类要求，对运动的合成与分解，抛体运动，匀速圆周运动的向心力等考点均为类要求。抛体运动与圆周运动是高中阶段学习的两种重要的运动形式，是历年高考重点考查的内容之一。平抛运动、匀速圆周运动的规律及物体做曲线运动的条件是考查的重点和难点，【考点透视】1理解曲线运动的条件和特点（1）曲线运动的条件：运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。（2）曲线运动的特点： 在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度方向，就是通过这一 1点的曲线的切线方向。曲线运动是变速运动，这是因为曲线运动的速度方向
2、是不断变化的。 做 3曲线运动的质点，其所受的合外力一定不为零，一定具有加速度。2理解运动的合成与分解物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的，由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成；由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解。运动的合成与分解基本关系： 分运动的独立性； 运动的等效性（合运动和分运动是等效替 1 2代关系，不能并存）； 运动的等时性； 运动的矢量性（加速度、速度、位移都是矢量，其合成 3 4和分解遵循平行四边形定则。）3.理解平抛物体的运动的规律（1）物体做平抛运动的条件：只受重力作用，初速度不为零且沿水平方向。物体受恒力作用，且初速度与恒力垂直，物体做类平
3、抛运动。（2）平抛运动的处理方法通常，可以把平抛运动看作为两个分运动的合动动：一个是水平方向（垂直于恒力方向）的匀速直线运动，一个是竖直方向（沿着恒力方向）的匀加速直线运动。(3)平抛运动的规律以抛出点为坐标原点，水平初速度 V0方向为沿 x 轴正方向，竖直向下的方向为 y 轴正方向，建立如图所示的坐标系，在该坐标系下，对任一时刻 t.位移分位移 , tVx021gty合位移 , .220)()tts0anVgt为合位移与 x 轴夹角.速度分速度 , Vy=gt, 0x合速度 , .20)(gt0angt为合速度 V 与 x 轴夹角(4)平抛运动的性质做平抛运动的物体仅受重力的作用，故平抛运动
4、是匀变速曲线运动。4.理解圆周运动的规律(1)匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相等，这种运动就叫做匀速周圆运动。(2)描述匀速圆周运动的物理量线速度 ，物体在一段时间内通过的弧长 S 与这段时间 的比值，叫做物体的线速度，即v tV=S/t。线速度是矢量，其方向就在圆周该点的切线方向。线速度方向是时刻在变化的，所以匀速圆周运动是变速运动。角速度 ，连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度 与这段时间 的比值叫 t做匀速圆周运动的角速度。即 =/t。对某一确定的匀速圆周运动来说，角速度是恒定不变的，角速度的单位是 rad/s。周期 T 和频率 f(3)描述匀速圆周
5、运动的各物理量间的关系: rfTrV2(4)向心力：是按作用效果命名的力，其动力学效果在于产生向心加速度，即只改变线速度方向，不会改变线速度的大小。对于匀速圆周运动物体其向心力应由其所受合外力提供。.rmfrTrmVaFn 22224【例题解析】类型一：运动的合成与分解的应用例 1一条宽度为 L 的河流，水流速度为 Vs,已知船在静水中的速度为 Vc，那么：（1）怎样渡河时间最短？（2）若 VcVs,怎样渡河位移最小？（3）若 VcVs时，船才有可能垂直于河岸横渡。（3）如果水流速度大于船上在静水中的航行速度，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游。怎样才能使漂下的距离最短呢？如图丙所示，设船头
6、 Vc与河岸成 角，合速度 V 与河岸成 角。可以看出： 角越大，船漂下的距离 x 越短，那么，在什么条件下 角最大呢？以 Vs的矢尖为圆心，以 Vc为半径画圆，当 V 与圆相切时， 角最大，根据 cos=V c/Vs,船头与河岸的夹角应为：=arccosV c/Vs.船漂的最短距离为： .sin)co(mincsLx此时渡河的最短位移为： .Vcs针对训练 1：如图所示，杆 OA 长为 R，可绕过 O 点的水平轴在竖直平面内转动，其端点 A 系着一跨过定滑轮 B、C 的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块 M。滑轮的半径可忽略，B 在 O 的正上方，OB 之间的距离为 H。某一时刻，当绳的 B
7、A 段与 OB 之间的夹角为 时，杆的角速度为 ，求此时物块 M 的速率 Vm。VsVcV2图甲V1VsVc图乙VVsVc图丙VAB EBMCARO 类型二：平抛运动的相关问题例 2如图所示，一足够长的固定光滑斜面与水平面的夹角为 53，物体 A 以初速度 v1从斜面顶端水平抛出，物体 B 在斜面上距顶端 L=20m 处同时以速度 v2沿斜面向下匀加速运动，经历时间 t 物体 A 和物体 B 在斜面上相遇，则下列各组速度和时间中满足条件的是（cos53=0.6，sin53=0.8， g=10 m/s2） A v1=15m/s， v2=4 m/s， t=4sB v1=15 m/s， v2=6 m
8、/s， t=3sC v1=18 m/s， v2=4 m/s， t=4sD v1=18m/s， v2=6 m/s， t=3s解析：由平抛运动知识得 ，得 4v115 t，把各选项中的时间 t 和速度 v1代入上tg1253tan式，只有 A 项能使关系式有解。故正确答案为 A。答案：A。点评：本题考查考点“平抛运动”，涉及到运动的合成与分解、匀变速直线运动等知识。本题重在考查考生对“物体 A 和物体 B 在斜面上相遇”这一条件的理解应用能力。本题不仅考查对平抛运动规律的应用，同时考查考生应用多种方法解决问题的能力。如果不采用代入法而自接推导会复杂得多。平抛运动还可结合牛顿运动定律、天体运行、电场
9、等知识进行综合命题。针对训练 2：如图在倾角为 的斜面顶端 A 处以速度 V0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点 B 处，设空气阻力不计，求（1）小球从 A 运动到 B 处所需的时间；（2）从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？类型三：匀速圆周运动的特点分析求解皮带传动和摩擦传动问题例 3如图所示装置中，三个轮的半径分别为 r、2 r、4 r， b 点到圆心的距离为 r，求图中a、 b、 c、 d 各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。解析：因 va= vc，而 vb vc vd =124，所以va vb vc vd =2124； a b=21，而 b= c= d ，所以
10、a b c d =2111；再BAV0V0Vy1abcd利用 a=v ，可得 aa ab ac ad=4124。针对训练 3：如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径 r0=1.0cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径 R1=35cm，小齿轮的半径 R2=4.0cm，大齿轮的半径 R3=10.0cm。求大齿轮的转速 n1和摩擦小轮的转速 n2之比。（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）类型四：水平面内和竖直面内的圆周运动问题例 4如图所示，两绳系一质量为 m=0.1kg 的小球，两绳的另一端分别固
11、定于轴的 AB 两处，上面绳长 l=2m，两绳拉直时与轴的夹角分别为 30和 45，问球的角速度在什么范围内两绳始终有张力?解析：设两细线都拉直时， A、 B 绳的拉力分别为 、 ，小球的质量为 m， A 线与竖直方向ATB的夹角为 ， B 线与竖直方向的夹角为 ，受力分析，由牛顿第二定律得：3045当 B 线中恰无拉力时， sinsi21lmTAmgTAcos由、解得 rad/s 310当 A 线中恰无拉力时， sinsin2lmTB （3 分）mgTBcos由、解得 rad/s102所以，两绳始终有张力，角速度的范围是 rad/s rad/s310310点评：本题以圆周运动为情境，要求考生
12、熟练掌握并灵活应用匀速圆周运动的规律，不仅考查考生对牛顿第二定律的应用，同时考查考生应用多种方法解决问题的能力。比如正交分解法、临界分析法等。综合性强，能考查考生多方面的能力，能真正考查考生对知识的掌握程度。体现了对考生分析综合能力和应用数学知识解决物理问题能力的考查。解决本题的关键，一是利用几何关系确定小球圆周运动的半径；二是对小球进行受力分析时，先假定其中一条绳上恰无拉力，通过受力分大齿轮 小齿轮车轮小发电机摩擦小轮链条 BAm析由牛顿第二定律求出角速度的一个取值，再假定另一条绳上恰无拉力，求出角速度的另一个取值，则角速度的范围介于这两个值之间时两绳始终有张力。针对训练 4：小球 A 用不
13、可伸长的细绳悬于 O 点，在 O 点的正下方有一固定的钉子 B，OB=d，初始时小球 A 与 O 同水平面无初速度释放，绳长为 L，为使小球能绕 B 点做完整的圆周运动，如图所示。试求 d 的取值范围。【专题训练与高考预测】1如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）A物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B物体所受弹力增大，摩擦力减小了C物体所受弹力和摩擦力都减小了D物体所受弹力增大，摩擦力不变2如图所示，一物体自倾角为 的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角 满足 （ ）Atan =si
14、nBtan =cosCtan =tanDtan =2tan3某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以 25m/s 的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在 10m 至 15m 之间，忽略空气阻力，取 g=10m/s2，球在墙面上反弹点的高度范围是（ ）A0.8m 至 1.8m B0.8m 至 1.6mC1.0m 至 1.6m D1.0m 至 1.8m4图中滑块和小球的质量均为 m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点 O 由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为 l1开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘
15、住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角 60时小球达到最高点求：从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中，挡板阻力对滑块的冲量；DdLOmBCA小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球做功的大小5为了响应国家的“节能减排”号召，某同学采用了一个家用汽车的节能方法在符合安全行驶要求的情况下，通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使汽车负载减少假设汽车以 72 km/h 的速度匀速行驶时，负载改变前、后汽车受到的阻力分别为 2 000 N 和 1950 N，请计算该方法使汽车发动机输出功率减少了多少？有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为 L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 r 的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动当转盘以角速度 匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 ，不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度 与夹角 的关系 滑块O
