考物理复习_曲线运动_万有引力与航天

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1、2008 高考物理复习高考物理复习 曲线运动曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天考纲要求考纲要求1运动的合成和分解 2曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向,且必具有加速度 3平抛运动 4匀速圆周运动,线速度和角速度,周期,圆周运动的向心加速度 a=/R 2v5匀速圆周运动的向心力 6离心现象 7万有引力定律及其应用,人造地球卫星的运动(限于圆轨道) 8环绕速度 9.第二宇宙速度和第三宇宙速度 知识网络:知识网络:单元切块:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:运动的合成和分解、平抛运动;圆周运动;万有引力定律及其应用。其中重点是平抛运动的分解方法及运动规律、匀速圆周运动的线速

2、度、角速度、向心加速度的概念并记住相应的关系式。难点是牛顿定律处理圆周运动问题。曲线运动条件:F合与初速 v0不在一条直线上特例方向:沿切线方向平抛运动匀速圆周运动条件:只受重力,初速水平研究方法:运动的合成和分解规律:水平方向匀速直线运动竖直方向自由落体运动条件:F合与初速 v0垂直特点:v、a 大小不变,方向时刻变化 描述:v、T、a、n、f万有引力定律天体运动地球卫星11 曲线运动、运动的合成与分解曲线运动、运动的合成与分解教学目标:教学目标:1明确形成曲线运动的条件(落实到平抛运动和匀速圆周运动) ;2理解和运动、分运动,能够运用平行四边形定则处理运动的合成与分解问题。3通过例题的分析

3、,探究解决有关运动实际问题的基本思路和方法,并注意到相关物理 知识的综合运用,以提高学生的综合能力教学重点:教学重点:曲线运动的条件的理解教学难点:教学难点:运动的合成与分解教学方法:教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:教学过程:基础回顾:基础回顾:一、曲线运动一、曲线运动1速度特点(1)曲线运动的速度方向:质点做曲线运动时,速度的方向时刻在改变,质点在某一点 (或某时刻)的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。(2)曲线运动的运动性质:质点在曲线运动中的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一 定是变速运动,也就是具有加速度,但变速运动不一定是曲线运动。2曲线运动的条件:(1)从动力学角度看:

4、质点所受合外力的方向(或加速度方向)跟它的速度方向不在同 一直线上,物体就做曲线运动。当物体受到的合力为恒力(大小恒定、方向不变)时,物体作匀变速曲线运动 ,如平抛 运动。当物体受到的合力大小恒定而方向总跟速度的方向垂直,则物体将做匀速率圆周运 动 (这里的合力可以是万有引力卫星的运动、库仑力电子绕核旋转、洛仑兹力 带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重 力与弹力的合力锥摆、静摩擦力水平转盘上的物体等 )如果物体受到约束,只能沿圆形轨道运动,而速率不断变化如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动,是变速率圆周运动合力的方向并不总跟速度方向垂直(2)从运动学角度

5、看:质点所受加速度的方向(或加速度方向)跟它的速度方向不在同一直 线上,物体就做曲线运动。物体做曲线运动,它在某一点(或某一时刻)的加速度方向指向 曲线的凹的那边,加速度方向与速度方向夹角小于 900,物体速率增大;加速度方向与速度 方向夹角大于 900,物体速率减小。如图中 P、Q 点所示。a 的分量改变速度方向,加速度由 物体所受合外力唯一决定,这就说明,为什么力与速度方向不在同一条直线上是物体做曲线 运动的条件。 3曲线运动的分类:一是加速度大小、方向均不变的曲 线运动,叫匀变速曲线运动,如平抛运动,另一是加速度大小 不变、方向时刻改变的曲线运动,如匀速圆周运动。二、运动的合成与分解二、

6、运动的合成与分解1分运动和合运动:一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动都是分运动,物体 的实际运动就是合运动。2运动的合成:从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成,包括位移、速度和加速 度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。3运动的分解:求一个已知运动的分运动,叫运动的分解,解题时应按实际“效果”分 解,或正交分解。4合运动与分运动的特征: 等效性:(矢量性)分运动共同作用效果与合运动相同。等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等。独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响。基础自测:基础自测:1有关运动的合成,以下说法正确的是 (

7、 B )A两个直线运动的合运动一定是直线运动B两个不在同一直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动C两个匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动D匀加速直线运动和匀加速直线运动的合运动一定是直线运动2一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内 ( B )A速度一定在不断地改变,加速度也定不断地改变B速度定在不断地改变,加速度可以不变C速度可以不变,加速度一定不断地改变D速度可以不变,加速度也可以不变3下面说法中正确的是 ( A )A做曲线运动物体的速度方向必定变化B速度变化的运动必定是曲线运动C加速度恒定的运动不可能是曲线运动D加速度变化的运动必定是曲线运动4关于两个分运动的合运动,下列

8、说法正确的是 ( AD )A两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动B两个直线运动的合运动定是直线运动C合运动的速度一定大于分运动的速度)合运动的位移大小可能小于分运动的位移大小5精彩的 F1 赛事相信你不会陌生吧! 车王舒马赫的精彩表演在全世界掀起一股强烈的红色 风潮在观众感觉精彩与刺激的同时,车手们却时刻处在紧张与危险之中。有次车王在 个弯道上高速行驶,突然赛车后轮脱落,从而不得不遗憾地退出了比赛关于脱落的后轮的 运动情况,以下说法正确的是 ( C )A仍然沿着汽车行驶的弯道运动B沿着与弯道垂直的方向飞出C沿着脱离时,轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D上述情况都有可能6一个静上的质点,

9、在两个互成锐角的恒力 F1、F2作用下开始运动,经过一段时间后撤掉 其中的一个力,则质点在撤去该力前后两个阶段的运动情况分别是 ( B )A匀加速直线运动,匀减速直线运动 B匀加速直线运动,匀变速曲线运动C匀变速曲线运动。匀速圆周运动 D匀加速直线运动。匀速圆周运动7水面很宽的条河,越靠近河中心水的流速越大。小船渡河时船头总是垂直河岸,速度不 变,则小船 ( AC )A渡河的轨迹为曲线 B。渡河的轨迹为直线C到河中心时速度最大 D到河对岸时速度最大重点、难点详解:重点、难点详解:一、运动类型的分类分析:匀速直线运动(条件:F合=0)(1)直线运动: 匀变速直线运动(条件:F合为恒力不等于零且与

10、速度同线)非匀变速直线运动(条件:F合为变力且与速度同线)匀变速曲线运动(条件:F合0 为恒力且与速度不同线) (2)曲线运动: 非匀变速直线运动(条件:F合0 为变力且与速度不同线)【例 1】光滑平面上一运动质点以速度 vo 通过点 O,如图所示,与此同时,给质点加上 沿 x 轴正方向的恒力 Fx和沿 y 轴正方向的恒力 Fy,则 ( C D ) A 因为有 Fx,质点一定做曲线运动B如果 FyFx,质点向 y 轴一侧做曲线运动C如果 FyFxtan,质点做直线运动D如果 FxFycot,质点向 x 轴一侧做曲线运动【巩固】一个质点受两个互成锐角的恒力 F1和 F2作用,由静止开始运动,若运

11、动过程 中保持二力方向不变,但 F1突然增大到 F1+F,则质点以后A一定做匀变速曲线运动B在相等时间内速度的变化一定相等C可能做匀速直线运动D可能做变加速曲线运动解析:先判定是曲线运动还是直线运动,方法是看力的方 向与速度方向是否在一条直 线上,再判定“加速运动或是匀速运动” ,方法是看 F 是否为零以及是否变化 选 A、B 本题主要考查物体做曲线运动的条件、物体做匀变速运动的条件二、物体的运动状态是由初速度状态(v0)和受力情况(F合)决定的,这是处理复杂运 动的力和运动的观点思路是:重点是判断合运动和分运动,这里分两种情况介绍。重点是判断合运动和分运动,这里分两种情况介绍。一种是研究对象

12、被另一个运动物体所牵连,这个牵连指的是相互作用的牵连,如船在水 上航行,水也在流动着。船对地的运动为船对静水的运动与水对地的运动的合运动。一般地, 物体的实际运动就是合运动。第二种情况是物体间没有相互作用力的牵连,只是由于参照物的变换带来了运动的合成问题。 如两辆车的运动,甲车以 v甲8 ms 的速度向东运动,乙车以 v乙8 ms 的速度向西运动。 求甲车相对于乙车的运动速度 v甲对乙。(1)存在中间牵连参照物问题:如人在自动扶梯上行走,可将人对地运动转化为人对梯 和梯对地的两个分运动处理。(2)匀变速曲线运动问题:可根据初速度(v0)和受力情况建立直角坐标系,将复杂运 动转化为坐标轴上的简单

13、运动来处理。如平抛运动、带电粒子在匀强电场中的偏转、带电粒 子在重力场和电场中的曲线运动等都可以利用这种方法处理。【例 2】如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车 A,小车下装有吊着物体 B 的吊钩,在小车 A 与物体 B 以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时,吊钩将物体 B 向上吊起,A、B 之间的距离以 dH 一 2t2(S1)(SI 表示国际单位制,式中 H 为吊臂离地面的 高度)规律就变化,则物体做(BC)A速度大小不变的曲线运动B速度大小增加的曲线运动C加速度大小方向均不变的曲线运动D加速度大小方向均变化的曲线运动【巩固】一点光源 S 的正上方相距 L 处放有一块平面镜,

14、起初镜面与入射光线垂直,当平 面镜以 O 为轴逆时针方向转过 弧度时,求与 S 在同一水平上经平面镜反射后的光斑的移动 速度的大小?(设时间为 t,平面镜做匀速转动)Vn=2L/tcos2 v=vn/cos2三、运动的性质和轨迹物体运动的性质由加速度决定(加速度得零时物体静止或做匀速运动;加速度恒定时物 体做匀变速运动;加速度变化时物体做变加速运动) 。物体运动的轨迹(直线还是曲线)则由物体的速度和加速度的方向关系决定(速度与加 速度方向在同一条直线上时物体做直线运动;速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动) 。两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动?决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线(如图所示) 。 常见的类型有:a=0:匀速直线运动或静止。a 恒定:性质为匀变速运动,分为: v、a 同向,匀加速直线运动;v、a 反向,匀减速直线运动;v、a 成角度,匀变速曲线运动(轨迹在 v、a 之间, 和速度 v 的方向相切,方向逐渐向 a 的方向接近,但不可能达到。 )a 变化:性质为变加速运动。如简谐运动, 加速度大小、方向都随时间变化。【例 3】如图甲所示,物体在恒力 F 作用下沿 曲线从 A 运动到 B,这时突然使它所受的力反向 而大小不变(即由 F

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