高考物理二轮复习 专题3 曲线运动精品课件 大纲人教版.ppt

专题三曲线运动 专题三曲线运动 专题三 主干知识整合 一 平抛运动如图1 3 1所示 平抛运动可分解为水平方向的匀速运动与竖直方向的自由落体运动 物体所受的合外力为 故产生的加速度为g 重力 专题三 主干知识整合 1 速度 vx v0 vy gt v 合速度方向 tan 2 位移 x v0t y gt2 合位移大小 s 方向 tan 3 下落时间 t 初速度 v0 4 以上规律可以推广到类平抛运动 专题三 主干知识整合 二 匀速圆周运动1 描述圆周运动的基本参量 专题三 主干知识整合 专题三 主干知识整合 2 同一转动物体上各点的角速度相等 皮带传动轮子边缘各点的线速度大小相等 3 匀速圆周运动的向心力由物体所受 提供 两者存在着下列关系 f合 f向或f合 但变速圆周运动一般情况下不满足上述关系 合外力 专题三 主干知识整合 三 竖直平面内的变速圆周运动中的临界条件1 如图1 3 2所示 轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动 小球能到达最高点 刚好做圆周运动 的条件是小球在最高点时所受的重力恰好提供向心力 即 mg 这时的速度是做圆周运动的最小速度vmin 我们可称此前情景为 线 球模型 专题三 主干知识整合 2 如图1 3 3所示 一轻杆系一小球在竖直平面内做圆周运动 小球能到达最高点 刚好做圆周运动 的条件是小球在最高点处v 0 我们分情况讨论 当v 0时 杆对小球的支持力等于小球的重力 当0 v 时 杆对小球的支持力小于小球的重力 当v 时 杆对小球的支持力等于零 当v 时 杆对小球提供 我们可称此前情景为 杆 球模型 拉力 专题三 主干知识整合 3 由重力场与电场组成的复合场中的圆周运动如图1 3 4所示 要求细线拴着的小球能在竖直平面内做完整的圆周运动 则在最高点的速度至少为多大 专题三 主干知识整合 此时小球受重力和电场力 平衡位置a偏离竖直位置 角 在同一直径上另一点为b 物体受到的合力为f 类比重力场中运动 相当于等效 重力加速度 g a为 最低点 b为 最高点 故小球能在竖直平面内做完整的圆周运动的条件 小球通过b点时的速度vb 专题三 要点热点探究 探究点一运动的合成与分解 运动的合成与分解是求解曲线运动的基本方法 运动的合成与分解实质是对描述运动的物理参量 速度 加速度 位移 进行合成与分解 合运动与分运动的关系 合运动是物体的实际运动 分运动是合运动的两个效果 专题三 要点热点探究 专题三 主干知识整合 例如 平抛运动是一个合运动 是水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动 所以平抛运动的位移为合位移 速度为合速度 加速度为合加速度 准确进行运动参量的合成与分解是解决平抛运动问题的关键 同时又要注意合运动与分运动的独立性 等时性 等时性是高考命题间接给出时间关系的科学依据 所以及时利用等时性特点便成了一个解题诀窍 专题三 要点热点探究 例1某人划船渡一条河 划行速度和水流速度一定 且划行速度大于水流速度 过河的最短时间是t1 若以最小位移过河 需时间t2 则船速v1与水速v2之比为 a t2 t1b t2 c t1 t1 t2 d t1 t2 点拨 本题考查渡河问题 注意两次渡河时间的决定因素 并准确进行速度的合成与分解 专题三 要点热点探究 例1b 解析 当小船以最短时间渡河时 船头垂直指向对岸 如图所示 过河时间t1 当船以最小位移过河时 渡河时间为t2 联立可得 v1 v2 t2 选项b正确 专题三 要点热点探究 点评 1 合运动性质决定于合初速度与合加速度 即合外力 情况 合加速度恒定 物体做匀变速运动 合加速度是变化的 物体做非匀变速运动 合初速度与合加速度在一条直线上 物体做直线运动 合初速度与合加速度不在一条直线上 物体做曲线运动 2 在运动的分解问题中 要特别注意合运动 合速度 合加速度 合位移的确定 其判定方法 实际运动即为合运动 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 探究点二平抛与类平抛运动 1 平抛运动的处理方法是将其分解为水平方向和竖直方向的两个分运动 1 水平方向 做匀速直线运动 vx v0 x v0t 2 竖直方向 做自由落体运动 vy gt y gt2 2 类平抛运动 如带电粒子在匀强电场中的偏转问题 的处理方法与平抛运动类似 可将类平抛运动分解为沿初速度v0方向 不一定水平 的匀速运动 vx v0 x v0t 和合力方向 合力大小恒定且与初速度v0方向垂直 的匀加速运动 vy at y at2 注意加速度方向不一定竖直向下 大小也不一定等于g 专题三 要点热点探究 例2飞镖比赛是一项极具观赏性的体育比赛项目 2010年的idf 国际飞镖联合会 飞镖世界杯赛在上海进行 某一选手在距地面高h 离靶面的水平距离l处 将质量为m的飞镖以速度v0水平投出 结果飞镖落在靶心正上方 如只改变h l m v0四个量中的一个 可使飞镖投中靶心的是 不计空气阻力 a 适当减小v0b 适当增大hc 适当减小md 适当减小l 专题三 要点热点探究 点拨 飞镖的运动性质如何 题中 将质量为m的飞镖以速度v0水平投出 结果飞镖落在靶心正上方 给出了哪些信息 例2a 解析 飞镖飞行中竖直方向y gt2 水平方向l v0t 得y 欲击中靶心使竖直位移增大 使l增大或v0减小 选项a正确 专题三 要点热点探究 点评 平抛运动 类平抛运动处理的方法都是采用运动分解的方法 即分解为初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向初速为零的匀加速直线运动 要善于将实际问题模型化 找到解决问题的关键因素 如上面例2问题的实质就是 为使飞镖击中靶心 就需要在水平射程一定的情况下减小初速度 从而增大飞镖竖直下落高度 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 高考命题者说 本题考查考生的分析能力 涉及知识内容为平抛运动的基本规律 要求考生能够根据具体物理情境 灵活运用平抛运动规律分析解决问题 避免机械套用公式 设小球抛出至与斜面接触时经历的时间为t 速度大小为v 则水平分速度vx vsin 竖直分速度vy vcos 由抛体运动的规律 vy gt 小球在竖直方向和水平方向通过的距离分别为y gt2和x vxt 两者之比选项b正确 专题三 要点热点探究 本题抽样统计难度为0 672 对物理得分在40分到70分的考生有较好的区分 7 8 的考生错选a 13 的考生错选b 11 5 的考生错选c项 引自教育部考试中心2011 高考理科试题分析 第344页 专题三 要点热点探究 探究点三圆周运动及其相关问题 匀速圆周运动是高考要求的另一个典型曲线运动形式 对匀速圆周运动的分析应特别注意以下几点 1 准确理解描述匀速圆周运动的参量 准确进行运动分析 找出其圆心和半径 2 准确进行受力分析 明确向心力由谁提供 3 应用牛顿第二定律建立动力学方程 专题三 要点热点探究 例3 2011 安徽卷 一般的曲线运动可以分成很多小段 每小段都可以看成圆周运动的一部分 即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替 如图1 3 7甲所示 曲线上a点的曲率圆定义为 通过a点和曲线上紧邻a点两侧的两点作一圆 在极限情况下 这个圆就叫做a点的曲率圆 其半径 叫做a点的曲率半径 现将一物体沿与水平面成 角的方向以速度v0抛出 如图乙所示 则在其轨迹最高点p处的曲率半径是 专题三 要点热点探究 点拨 题中研究对象通过最高点的曲率半径实质是什么 物体在最高点的速度大小如何 动力学关系如何 从题中你能发现哪些隐含信息 专题三 要点热点探究 例3c 解析 根据运动的分解 物体斜抛到最高点p的速度vp v0cos 在最高点p 物体所受重力提供向心力 根据牛顿第二定律 mg 解得 r 故选项a b d错误 选项c正确 专题三 要点热点探究 点评 本题实质为 线 球模型 通过最高点的临界问题 理解到这一点本题即迎刃而解 其他涉及圆周运动的临界问题也一定要准确掌握其相关模型 如 1 对竖直平面内圆周运动临界问题的分析要特别注意准确应用本讲中主干知识整合中对应的规律和方法 当然也可能出现涉及与绳子抗拉能力 或杆的支持能力 相关的临界问题 2 水平面内的圆周运动往往和静摩擦力相结合命制临界问题 要特别注意观察和