新课标2019届高考物理二轮复习 专题整合高频突破： 专题一 力与运动 3 力与物体的曲线运动课件.ppt

第3讲力与物体的曲线运动 2 知识脉络梳理 规律方法导引 1 知识规律 1 解决运动合成问题的四关键 明性质 明确合运动或分运动的运动性质 定方向 确定运动是在哪两个方向上的合成或分解 找已知 找出各方向上已知的物理量 速度 位移 加速度 求结果 运用平行四边形定则进行求解 2 竖直平面内圆周运动的两模型和两点一过程 两模型 绳模型和杆模型 两点一过程 两点 指最高点和最低点 可列牛顿第二定律方程 一过程 指从最高点到最低点 用动能定理求解 2 思想方法 1 物理思想 分解思想 临界值思想 2 物理方法 假设法 合成法 正交分解法 3 命题热点一 命题热点二 命题热点三 运动的合成与分解常以选择题的形式考查矢量的合成与分解 例1 多选 如图甲所示 在杂技表演中 猴子沿竖直杆向上运动 其v t图象如图乙所示 人顶杆沿水平地面运动的x t图象如图丙所示 若以地面为参考系 下列说法正确的是 A 猴子的运动轨迹为直线B 猴子在2s内做匀变速曲线运动C t 0时猴子的速度大小为8m sD t 2s时猴子的加速度大小为4m s2 BD 4 命题热点一 命题热点二 命题热点三 5 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法分析运动合成与分解的一般思路 6 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练1如图所示 帆板在海面上以速度v朝正西方向运动 帆船以速度v朝正北方向航行 以帆板为参照物 A 帆船朝正东方向航行 速度大小为vB 帆船朝正西方向航行 速度大小为vC 帆船朝南偏东45 方向航行 速度大小为D 帆船朝北偏东45 方向航行 速度大小为 D 7 命题热点一 命题热点二 命题热点三 平抛 类平抛 运动的规律常考查平抛运动的速度和位移的合成与分解 例2如图所示 AB为半圆环ACB的水平直径 C为环上的最低点 环半径为R 一个小球从A点以速度v0水平抛出 不计空气阻力 则下列判断正确的是 A v0越大 小球落在圆环上所经历的时间越长B 即使v0取值不同 小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同C 若v0取值适当 可以使小球垂直撞击半圆环D 无论v0取何值 小球都不可能垂直撞击半圆环 D 8 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析小球落在环上的最低点C时所经历的时间最长 所以选项A错误 v0取值不同 小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同 选项B错误 要使小球垂直撞击半圆环 设小球落点与圆心的连线与水平方向夹角为 根据平抛运动规律 v0t R 1 cos 联立解得cos 1 即垂直撞击到B点 这是不可能的 所以选项D正确 C错误 9 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练2 2017 全国 卷 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球 忽略空气的影响 速度较大的球越过球网 速度较小的球没有越过球网 其原因是 A 速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B 速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C 速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D 速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 C 10 命题热点一 命题热点二 命题热点三 圆周运动问题常考查向心力的来源 匀速圆周运动的公式及其运动的对称性和周期性 11 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例3如图所示 AOB是游乐场中的滑道模型 它位于竖直平面内 由两个半径都是R的圆周连接而成 它们的圆心O1 O2与两圆弧的连接点O在同一竖直线上 O2B沿水池的水面 O2和B两点位于同一水平面上 一个质量为m的小滑块可由弧AO的任意位置从静止开始滑下 不计一切摩擦 1 假设小滑块由A点静止下滑 求小滑块滑到O点时对O点的压力 2 若小滑块能在O点脱离滑道 其落水点到O2的距离如何 3 若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中 在两个圆弧上滑过的弧长相等 则小滑块开始下滑时应在圆弧AO上的何处 用该处到O1点的连线与竖直线的夹角的三角函数值表示 12 命题热点一 命题热点二 命题热点三 13 命题热点一 命题热点二 命题热点三 14 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法1 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 15 命题热点一 命题热点二 命题热点三 2 竖直平面内的圆周运动在高考中常有轻绳 轻杆两种基本模型 这两种模型最高点的具体处理方法如下表所示 16 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练3 2017 全国 卷 如图所示 一光滑大圆环固定在桌面上 环面位于竖直平面内 在大圆环上套着一个小环 小环由大圆环的最高点从静止开始下滑 在小环下滑的过程中 大圆环对它的作用力 A 一直不做功B 一直做正功C 始终指向大圆环圆心D 始终背离大圆环圆心 A 17 1 2 3 4 5 1 一只小船渡河 运动轨迹如图所示 水流速度各处相同且恒定不变 方向平行于岸边 小船相对于静水分别做匀加速 匀减速 匀速直线运动 船相对于静水的初速度大小均相同 方向垂直于岸边 且船在渡河过程中船头方向始终不变 由此可以确定船 A 沿AD轨迹运动时 船相对于静水做匀减速直线运动B 沿三条不同路径渡河的时间相同C 沿AB轨迹渡河所用的时间最短D 沿AC轨迹船到达对岸的速度最小 A 18 1 2 3 4 5 2 2017 吉林模拟 如图所示 一位网球运动员在距地面高度为h的O点以拍击球 使网球沿水平方向飞出 第一只球落在自己一方场地上后 弹跳起来两次 刚好擦网而过 落在对方场地的A点处 第二只球直接擦网而过 也刚好落在A点处 设球与地面的碰撞前后其竖直方向速度大小不变 而水平方向速度不变 且不计空气阻力 则球场中拦网高度为 C 19 1 2 3 4 5 3 多选 2016 浙江理综 下图为赛车场的一个水平梨形赛道 两个弯道分别为半径R 90m的大圆弧和r 40m的小圆弧 直道与弯道相切 大 小圆弧圆心O O 距离l 100m 赛车沿弯道路线行驶时 路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2 25倍 假设赛车在直道上做匀变速直线运动 在弯道上做匀速圆周运动 要使赛车不打滑 绕赛道一圈时间最短 发动机功率足够大 重力加速度g取10m s2 3 14 则赛车 A 在绕过小圆弧弯道后加速B 在大圆弧弯道上的速率为45m sC 在直道上的加速度大小为5 63m s2D 通过小圆弧弯道的时间为5 58s AB 20 1 2 3 4 5 4 如图所示 位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成 圆弧半径Oa水平 b点为抛物线顶点 已知h 2m x m 重力加速度g大小取10m s2 1 一小环套在轨道上从a点由静止滑下 当其在bc段轨道运动时 与轨道之间无相互作用力 求圆弧轨道的半径 2 若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下 求环到达c点时速度的水平分量的大小 21 1 2 3 4 5 22 1 2 3 4 5 23 1 2 3 4 5 5 如图所示 水平传送带顺时针转动 转速v0 2m s 左右两端长l 6m 传送带左端有一顶端高为h 1 8m的光滑斜面轨道 斜面底端有一小段圆弧与传送带平滑连接 传送带右端有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP 半径为R M O N在同一竖直线上 P点到传送带顶端的竖直距离也为R 一质量为m 0 6kg的物块自斜面的顶端由静止释放 之后从传送带右端水平抛出 并恰好由P点沿切线落入圆轨道 已知物块与传送带之间的动摩擦因数 0 4 OP连线与竖直方向夹角 60 g取10m s2 求 1 竖直圆弧轨道的半径R 2 物块运动到N点时对轨道的压力 3 试判断物块能否到达最高点M 若不能 请说明理由 若能 求出物块在M点时对轨道的压力 答案 1 0 6m 2 28N 方向竖直向下 3 见解析 24 1 2 3 4 5 25 1 2 3 4 5 26 平抛运动和圆周运动综合问题 典例示范 下图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图 整个轨道在同一竖直平面内 表面粗糙的AB段轨道与光滑圆弧轨道BC在B点水平相切 点A距水面的高度为h 圆弧轨道BC的半径为R 圆心O恰在水面 一质量为m的游客 视为质点 可从轨道AB的任意位置滑下 不计空气阻力 27 1 若游客从A点由静止开始滑下 到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点 OD 2R 求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf 2 若游客从AB段某处滑下 恰好停在B点 又因受到微小扰动 继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道 求P点离水面的高度h 提示 在圆周运动过程中任一点 质点所受的向心力与其速率的关系为F向 28 思维流程 29 30 以题说法本题考查学生对平抛运动和圆周运动规律的理解 解决此类问题应特别注意 1 平抛运动和圆周运动的关联速度 2 圆周运动中向心力与运动学公式的关联 3 动能定理的灵活应用 31 针对训练如图所示 一小物块自平台上以速度v0水平抛出 刚好落在邻近一倾角为 53 的粗糙斜面AB顶端 并恰好沿该斜面下滑 已知斜面顶端与平