高考物理二轮复习 备课资料 专题三 力与曲线运动 第1讲 物体的曲线运动课件.ppt

专题三力与曲线运动 定位五年考情分析 第1讲物体的曲线运动 整合 突破 实战 整合网络要点重温 网络构建 要点重温 1 物体做曲线运动的条件 当物体所受合外力的方向跟它的速度方向时 物体做曲线运动 2 运动的合成与分解的运算法则 定则 3 做平抛运动的物体 平抛运动的时间完全由决定 t 4 平抛 或类平抛 运动的推论 任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的 不在同 一条直线上 平行四边形 高度 中点 5 水平面内圆周运动临界问题 1 水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力 摩擦力等力提供 常涉及绳的张紧与松弛 接触面分离等临界状态 2 常见临界条件 绳子松弛的临界条件是绳的张力ft 接触面滑动的临界条件是拉力f ffmax 接触面分离的临界条件是接触面间的弹力fn 6 竖直平面内圆周运动的两种临界问题 1 绳模型 半径为r的圆形轨道 物体能通过最高点的条件是v 2 杆模型 物体能通过最高点的条件是v 0 0 0 突破热点考向聚焦 热点考向一运动的合成与分解 核心提炼 1 运动合成与分解的一般思路 1 明确合运动或分运动的运动性质 2 明确是在哪两个方向上的合成或分解 3 找出各个方向上已知的物理量 速度 位移 加速度 4 运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解 2 分析运动的合成与分解问题 要注意运动的分解方向 一般情况按实际运动效果进行分解 绳关联的情景中 物体的实际运动为合运动 相应的速度为合速度 实际运动有两个运动效果 一是使绳子伸长 二是使绳子转动 3 小船过河的时间t 其中v垂为小船在静水中的速度沿垂直于河岸方向的分速度 典例1 2017 河南平顶山模拟 如图所示 在竖直平面的xoy坐标系中 oy竖直向上 ox水平 设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力 一小球从坐标原点沿oy方向竖直向上抛出 初速度为v0 4m s 不计空气阻力 到达最高点的位置如图中m点所示 坐标格为正方形 g取10m s2 求 1 小球在m点的速度v1的大小 答案 1 6m s 2 在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置n 解析 2 由竖直方向的对称性可知 小球再经过t1到x轴 水平方向做初速度为零的匀加速直线运动 在2t1时间内的平均速度为v1 所以回到x轴时落到x v1 2t1 12s0处 位置n的坐标为 12 0 答案 2 见解析图 3 小球到达n点的速度v2的大小 拓展延伸 在 典例1 中 若将恒定风力改为电场力 且带电小球斜着进入电场 电场为沿x轴正方向 电场强度为e的有界匀强电场 若质量为m 电荷量为q的带正电小球从o点以初速度v0沿与x轴负方向成 角进入电场 如图所示 小球离开电场时的速度方向竖直向下 求 1 小球在电场中运动的时间 答案 见解析 2 出电场时沿水平方向及竖直方向位移大小 答案 见解析 预测练习1 2017 河北石家庄质检 小船过河时 船头与上游河岸夹角为 其航线恰好垂直于河岸 已知船在静水中的速度为v 现水流速度稍有增大 为保持航线不变 且能准时到达河对岸 下列措施中可行的是 a 减小 角 减小船速vb 减小 角 增大船速vc 增大 角 增大船速vd 增大 角 减小船速v 解析 由题意可知 船在静水中的速度为v 其航线恰好垂直于河岸 当水流速度v水稍有增大 变成v水 为保持航线不变 且准时到达对岸 即v合大小方向都不变 那么船速由v变成v 如图所示 可得 减小 v变大 选项b正确 b 热点考向二抛体运动问题 核心提炼 1 求解平抛 类平抛 运动的技巧 1 求解落点问题时 一般建立坐标系 由两个方向遵循的规律列出位移方程 由此确定其落点 2 求解末速度的大小和方向问题时 一般要建立水平分速度和竖直分速度之间的关系 由此确定其末速度 3 如图所示 分解某一过程的位移和某一位置瞬时速度 则可以获得两个直角三角形 一般该类运动问题都可以在这两个直角三角形中解决 2 平抛运动与斜面相关的两个结论 2 若平抛的物体垂直打在斜面上 则物体打在斜面上瞬间 其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值 bc 审题突破 预测练习2 2017 山东烟台模拟 多选 套圈 是一项老少皆宜的体育运动项目 如图所示 水平地面上固定着3根直杆1 2 3 直杆的粗细不计 高度均为0 1m 相邻两直杆之间的距离为0 3m 比赛时 运动员将内圆直径为0 2m的环沿水平方向抛出 刚抛出时环平面距地面的高度为1 35m 环的中心与直杆1的水平距离为1m 假设直杆与环的中心位于同一竖直面 且运动中环心始终在该平面上 环面在空中保持水平 忽略空气阻力的影响 g取10m s2 以下说法正确的是 a 如果能够套中直杆 环抛出时的水平初速度不能小于1 8m sb 如果能够套中第2根直杆 环抛出时的水平初速度在2 4m s到2 8m s之间c 如以2 3m s的水平初速度将环抛出 就可以套中第1根直杆d 如环抛出的水平速度大于3 3m s 就不能套中第3根直杆 ab 热点考向三圆周运动问题 核心提炼 1 解决圆周运动问题的关键 1 要进行受力分析 明确向心力的来源 确定圆心以及半径 2 对于竖直平面内的圆周运动要注意区分 轻绳模型 和 轻杆模型 明确两种模型过最高点时的临界条件 3 解决竖直平面内的圆周运动的基本思路是 两点一过程 1 两点 即最高点和最低点 在最高点和最低点对物体进行受力分析 确定向心力 根据牛顿第二定律列方程 2 一过程 即从最高点到最低点 往往由动能定理将这两点的速度联系起来 典例3 多选 如图所示 粗糙水平圆盘上 质量相等的a b两物块叠放在一起 随圆盘一起做匀速圆周运动 则下列说法正确的是 a b的向心力是a的向心力的2倍b 盘对b的摩擦力是b对a的摩擦力的2倍c a b都有沿半径向外滑动的趋势d 若b先滑动 则b对a的动摩擦因数 a小于盘对b的动摩擦因数 b bc bc 热点考向四平抛与圆周运动组合问题 核心提炼 平抛运动与圆周运动的组合题 关键是找到两者的速度关系 若先做圆周运动后做平抛运动 则圆周运动的末速度等于平抛运动的水平初速度 若物体平抛后进入圆轨道 圆周运动的初速度等于平抛末速度在圆切线方向的分速度 典例4 2016 全国 卷 25 轻质弹簧原长为2l 将弹簧竖直放置在地面上 在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放 当弹簧被压缩到最短时 弹簧长度为l 现将该弹簧水平放置 一端固定在a点 另一端与物块p接触但不连接 ab是长度为5l的水平轨道 b端与半径为l的光滑半圆轨道bcd相切 半圆的直径bd竖直 如图所示 物块p与ab间的动摩擦因数 0 5 用外力推动物块p 将弹簧压缩至长度l 然后放开 p开始沿轨道运动 重力加速度大小为g 1 若p的质量为m 求p到达b点时速度的大小以及它离开圆轨道后落回到ab上的位置与b点之间的距离 2 若p能滑上圆轨道 且仍能沿圆轨道滑下 求p的质量的取值范围 拓展延伸 在 典例4 的情景中 若p的质量为m 在b点有另一小物块q p到达b点时与q发生弹性正碰 碰后q离开圆轨道恰好落回p开始沿轨道运动的位置 求q的质量m与m的关系 预测练习4 2017 湖南株洲一模 如图所示 半径为r的光滑圆弧轨道ab固定在竖直平面内 o为圆心 oa与水平方向的夹角为30 ob在竖直方向 一个可视为质点的小球从o点正上方某处以某一水平初速度向右抛出 小球恰好能无碰撞地从a点进入圆轨道内侧 此后沿圆轨道运动到达b点 已知重力加速度为g 求 1 小球初速度的大小 2 小球运动到b点时对圆轨道压力的大小 答案 2 6mg 实战高考真题演练 1 运动的合成与分解 2015 全国 卷 16 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3 1 103m s 某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1 55 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 a 西偏北方向 1 9 103m sb 东偏南方向 1 9 103m sc 西偏北方向 2 7 103m sd 东偏南方向 2 7 103m s b 2 平抛运动问题 2017 全国 卷 15 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 3 圆周运动问题 2016 全国 卷 20 多选 如图 一固定容器的内壁是半径为r的半球面 在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点p 它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中