高中物理 第五章 曲线运动章末总结 新人教版必修2.doc

【学案导学设计】2015-2016学年高中物理 第五章 曲线运动章末总结 新人教版必修2一、运动的合成与分解1曲线运动(1)现象：物体运动的轨迹为曲线，曲线向受力的方向一侧弯曲(2)分类：若物体所受外力为变力，物体做一般的曲线运动物体所受外力为恒力，物体做匀变速曲线运动2运动合成的常见类型(1)不在一条直线上的两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动(2)不在一条直线上的两个分运动，一个为匀速直线运动，一个为匀变速直线运动，其合运动一定是匀变速曲线运动(3)不在一条直线上的两个分运动，分别做匀变速直线运动，其合运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动例1一个探空气球正以5 m/s的速度竖直升高，t0时刻突然有一水平向南的气流使气球产生a2 m/s2的加速度，经时间t2 s后，求：(1)此过程内气球的位移；(2)2 s时气球的速度；(3)2 s时气球的加速度二、平抛运动问题的分析思路1平抛运动的性质平抛运动是匀变速曲线运动平抛运动的动力学特征是：水平方向是初速度为v0的匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动2平抛运动的时间和水平距离由hgt2，得t，可知平抛运动的时间取决于落地点到抛出点的高度h；再由xv0tv0，可知平抛运动的水平距离取决于初速度v0和抛出点的高度h.图13平抛运动的偏转角设平抛物体下落高度为h，水平位移为s时，速度va与初速度v0的夹角为，由图1可得：tan 将va反向延长与s相交于o点，设aod，则有：tan 解得：dstan 22tan 两式揭示了偏转角和其他各物理量的关系，是平抛运动的一个规律，运用这个规律能巧解平抛运动的一些习题例2如图2所示，水平屋顶高h5 m，墙高h3.2 m，墙到房子的距离l3 m，墙外马路宽x10 m，小球从房顶水平飞出，落在墙外的马路上，求小球离开房顶时的速度v0.(取g10 m/s2)图2例3如图3所示，排球场总长为18 m，设球网高度为2 m，运动员站在离网3 m的线上(图中虚线所示)正对网前跳起将球水平击出(空气阻力不计)(g取10 m/s2)图3(1)设击球点在3 m线正上方高度为2.5 m处，试问球被水平击出时的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界？(2)若击球点的高度小于某个值，那么无论球被水平击出时的速度多大，球不是触网就是出界，试求出此高度三、圆周运动问题的分析方法例4如图4所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角30，一条长为l的绳(质量不计)，一端固定在圆锥体的顶点o处，另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看做质点)，物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动图4(1)当v1时，求绳对物体的拉力；(2)当v2时，求绳对物体的拉力即学即用1关于物体的运动下列说法正确的是()a物体做曲线运动时，它所受的合力一定不为零b做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态c做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变d做曲线运动的物体，所受的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上2加速度不变的运动()a一定是直线运动b可能是直线运动，也可能是曲线运动c可能是匀速圆周运动d若初速度为零，一定是直线运动3在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地若不计空气阻力，则()a垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定b垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定c垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定d垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定4一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图5中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()图5atan b2tan c. d.5下列现象是为了防止物体产生离心运动的有()a汽车转弯时要限制速度b转速很高的砂轮半径不能做得太大c在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨d离心水泵工作时6在高度为h的同一位置向水平方向同时抛出两个小球a和b，若a球的初速度va大于b球的初速度vb，则下列说法中正确的是()aa球比b球先落地b在飞行过程中的任一段时间内，a球的水平位移总是大于b球的水平位移c若两球在飞行中遇到一堵墙，a球击中墙的高度大于b球击中墙的高度d在空中飞行的任意时刻，a球总在b球的水平正前方，且a球的速率总是大于b球的速率7如图6所示，从高为h的a点平抛一物体，其水平射程为2s；在a点正上方高为2h的b点同方向平抛另一物体，其水平射程为s，已知两物体在空中的运行轨道在同一竖直面内，且都从同一个屏m的顶端擦过，求：屏m的高度图68如图7所示，水平转盘上放有质量为m的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r，物块与转盘间的最大静摩擦力是其压力的倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：当角速度分别为和时，绳子对物体拉力的大小图7学案8章末总结答案知识体系区切线当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时平行四边形定则匀速直线自由落体匀变速曲线重力提供向心力最高点速度恰好为零课堂活动区例1(1)10.77 m(2)6.4 m/s(3)2 m/s2解析(1)在2 s内竖直方向x1v1t52 m10 m.水平方向x2at2222 m4 m，合位移x m10.77 m，与水平方向的夹角满足tan 2.5(2)2 s时竖直方向v15 m/s，水平方向v2at22 m/s4 m/s合速度v m/s6.4 m/s.与水平方向的夹角满足tan 1.25.(3)2 s时竖直方向a10，水平方向a22 m/s2，合加速度aa22 m/s2，方向为水平向南例25 m/sv013 m/s解析设小球恰好越过墙的边缘时的水平初速度为v1，由平抛运动规律可知：hhgtlv1t1由得：v1 m/s5 m/s又设小球恰落到路沿时的初速度为v2，由平抛运动的规律得：由得v2 m/s13 m/s所以球抛出时的速度为5 m/sv013 m/s例3(1)9.5 m/sv17 m/s(2)2.13 m解析(1)如图所示，排球恰不触网时其运动轨迹为，排球恰不出界时其轨迹为.根据平抛物体的运动规律：xv0t和hgt2可得，当排球恰不触网时有：x13 m，x1v1t1h12.5 m2 m0.5 m，h1gt由可得：v19.5 m/s当排球恰不出界时有x23 m9 m12 m，x2v2t2h22.5 m，h2gt由可得：v217 m/s所以既不触网也不出界的速度范围是：95 m/sv17 m/s(2)如图所示为球恰不触网也恰不出界的临界轨迹设击球点的高度为h，根据平抛运动的规律有：x13 m，x1v0t1h1(h2) m，h1gt12x23 m9 m12 m，x2v0t2h2hgt22解式可得击球点高度h2.13 m例4(1)1.03mg(2)2mg解析水平方向：ftsin fncos m竖直方向：ftcos fnsin mg联立两式解得：fnmgsin m由上式可看出当、l、m一定时，线速度v越大，支持力fn越小，当v满足一定条件，设vv0时，能使fn0，此时锥面与物体间恰好无相互作用，即mgsin m0得出：v0 将30代入上式得：v0.(1)当v1v0时，物体已离开锥面，但仍绕轴线做水平面内的匀速圆周运动，设此时绳与轴线间的夹角为()，物体仅受重力和拉力作用，这时ft2sin mft2cos mg联立两式解得：cos ，所以60代入式解得ft22mg即学即用1ac2bd加速度不变的运动一定是匀变速运动，但不一定是匀变速直线运动，可能是匀变速曲线运动，但若初速度为零时，物体的速度和恒定加速度必然同向，所以物体一定做匀加速直线运动b、d选项正确3d因垒球被水平击出后做平抛运动，所以竖直方向hgt2，t，故垒球在空中飞行的时间仅由击球点离地面的高度决定，d正确水平方向位移sv0t，故垒球在空中运动的水平位移由水平速度和飞行时间共同决定，c错误由平行四边形定则可知，垒球落地时瞬时速度大小为v，由初速度和在空中飞行的时间共同决定，a错误因垒球落地瞬间速度可分解为水平分速度v0和竖直分速度vy，如图所示，则tan ，所以速度方向由初速度和在空中飞行的时间(亦即击球点高度)共同决定，b错误4d小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比即为平抛运动合位移与水平方向夹角的正切值小球落在斜面上速度方向与斜面垂直，故速度方向与水平方向夹角为，由平抛运动结论；平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值为位移方向与水平方向夹角正切值的2倍，可知：小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比为tan ()，d项正确5abc6bcd平抛运动可以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由题意知，a、b小球在竖直方向同时由同一位置开始做自由落体运动，因此在飞行过程中，它们总在同一高度而在水平方向上，a球以较大的速度、b球以较小的速度同时由同一位置开始向同一方向做匀速直线运动，在飞行过程中，a球总在b球的水平正前方故a错，b、d正确因vavb，抛出后a球先于b球遇到墙，即从抛出到遇到墙a球运动时间短，b球用时长，那么a球下落的高度小，故c正