高三物理二轮复习 专题三 力与曲线运动课件1.ppt

专题三力与曲线运动 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 锁定考点 高效突破 必备模型 全面解读 阅卷评析 剑指满分 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 一 平抛运动或类平抛运动1 处理方法分解为初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向的初速度为零的匀加速直线运动 2 推论 1 如图 甲 所示 物体任意时刻速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 2 如图 乙 所示 在任意时刻任意位置处 速度方向与水平方向的夹角为 位移方向与水平方向的夹角为 则有tan 2tan 2 杆固定 物体能通过最高点的条件是v 0 锁定考点 高效突破 考点一 平抛运动的规律及应用 典例 2015大庆市第二次质检 如图所示 距地面高度h 5m的平台边缘水平放置一个两轮间距为d 6m的传送带 一可视为质点的物块从光滑平台边缘以v0 5m s的初速度滑上传送带 已知物块与传送带间的动摩擦因数 0 2 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 若传送带不动 小物块离开传送带右边缘落地的水平距离 2 试分析传送带的速度满足什么条件时 小物块离开传送带右边缘落地的水平距离最大 并求最大距离 3 设传送带的速度为v 且规定传送带顺时针运动时v 为正 逆时针运动时v 为负 试分析画出小物块离开传送带右边缘落地的水平距离s与v 的变化关系图线 不需要计算过程 只需画出图线即可 思路探究 1 小物块在传送带上做怎样的运动时 离开传送带后 小物块才有最大的水平距离 答案 小物块在传送带上一直做匀加速直线运动 离开传送带时有最大速度 平抛的水平距离也最大 2 若传送带逆时针转动 小物块在传送带上做怎样的运动 答案 小物块一直做匀减速直线运动 2 当传送带顺时针运动速度达到某一值后 小物块在传送带上将一直做匀加速运动 即离开传送带后平抛初速度最大 落地的水平距离有最大值 设小物块一直匀加速离开传送带时的速度为v2 则 2a2d a2 g 解得v2 7m s 即传送带顺时针运动 且v 7m s时小物块落地水平距离最大 设最大距离为s2 s2 v2t 7m 3 如图所示 答案 1 1m 2 v 7m s7m 3 见规范解答图 以例说法平抛运动问题的处理方法处理平抛运动时 一定要分解为两个分运动考虑 有时还要分别画出位移合成 分解图以及速度合成 分解图 利用直角三角形有关知识分析 题组训练 d b 3 平抛运动与斜面组合问题 2015浙江校级模拟 很多企业单位的大门都装有自动栏杆 某大门的自动栏杆简易图如图所示 立柱从地面g到转轴o点高h 0 8m 栏杆从转轴o到末端p长l 6m 平时无车辆进出 栏杆置于水平位置 左边有门卫室 ab为竖直墙 高h 2m bc为房屋宽 宽度b 6m 倾斜屋顶成45 顶点为e 某天下雨 有水滴粘在栏杆上 当启动自动栏杆逆时针匀速转到竖直位置 栏杆突然停止 而粘在栏杆上的水滴由于惯性以栏杆停止前的瞬间速度水平飞出 发现从p点飞出的水滴恰好沿ec经过e点 不计空气阻力 g 10m s2 求 1 栏杆转动的角速度的大小及竖直墙ab与立柱go之间的水平距离s 2 通过计算说明 栏杆上距离o点为l 2m的q点处的水滴是否能落在倾斜屋顶be上 答案 1 1rad s0 6m 2 见解析 考点二 圆周运动的规律及应用 典例 2015浙江理综 如图所示为赛车场的一个水平 u 形弯道 转弯处为圆心在o点的半圆 内外半径分别为r和2r 一辆质量为m的赛车通过ab线经弯道到达a b 线 有如图所示的 三条路线 其中路线 是以o 为圆心的半圆 oo r 赛车沿圆弧路线行驶时 路面对轮胎的最大径向静摩擦力为fmax 选择路线 赛车以不打滑的最大速率通过弯道 所选路线内赛车速率不变 发动机功率足够大 则 a 选择路线 赛车经过的路程最短b 选择路线 赛车的速率最小c 选择路线 赛车所用时间最短d 三条路线的圆弧上 赛车的向心加速度大小相等 答案 acd 以例说法解决圆周运动力学问题注意以下几点 1 进行受力分析 明确向心力的来源 确定圆心及半径 3 对于竖直面内的圆周运动要注意 杆模型 和 绳模型 的临界条件 题组训练 1 圆周运动与平衡知识的结合 2015浙江衢州模拟 在某次杂技表演中 表演装置如图 两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处 质量相等的两个表演者b c分别抓住绳子吊在左边 另一个表演者a用手抓住绳子吊在右边 一开始三个表演者抓住绳子身体悬空并能保持静止 表演者b c抓绳的点到结点p的轻绳长度相等 滑轮摩擦不计 当表演开始 表演者b c以相同角速度在水平面内做圆周运动 表演者b c距离始终为圆周运动直径 时 表演者a将 a 向上加速运动b 向下加速运动c 保持静止d 上下振动 c 解析 人和两绳整体受重力和绳子向上的拉力 设整体下降的加速度为a 根据牛顿第二定律 有2mg t 2m a 对a受力分析 受重力和拉力 又知ma 2m根据牛顿第二定律有t 2mg 2m a 解得a 0 即a将保持静止 处于平衡状态 选项c正确 2 圆周运动的临界问题 2015余姚模拟 某同学利用如图实验装置研究摆球的运动情况 摆球从a点由静止释放 经过最低点c到达与a等高的b点 d e f是oc连线上的点 oe de df fc oc连线上各点均可钉钉子 每次均将摆球从a点由静止释放 不计绳与钉子碰撞时机械能的损失 下列说法正确的是 a 若只在e点钉钉子 摆球最高可能摆到ab连线以上的某点b 若只在d点钉钉子 摆球最高可能摆到ab连线以下的某点c 若只在f点钉钉子 摆球最高可能摆到d点d 若只在f点以下某点钉钉子 摆球可能做完整的圆周运动 d 解析 若钉子在d点及以上 则由机械能守恒定律可知 小球最高只能摆到ab连线上的某点 故选项a b错误 若在f点钉钉子 则根据机械能守恒小球应该摆到d点 但由于小球在竖直面内做圆周运动 由竖直面内圆周运动的临界条件可知 到达d点时速度为零 则说明小球达不到d点即已下落 故选项c错误 若在f点以下某点钉钉子 则小球半径很小 只要小球到达最高点时 重力小于等于小球转动需要的向心力 则小球可以做完整的圆周运动 则选项d正确 考点三 平抛运动与圆周运动的综合应用 思路探究 1 为了安全 大猴跳过山谷时水平位移x和x1的关系如何 答案 x x1 2 可用什么方法求猴子抓住青藤荡起时的速度 答案 荡起时 做曲线运动 可由机械能守恒定律求速度 3 猴子荡起时做圆周运动 需建立什么关系式才能求青藤对猴子的拉力 答案 1 8m s 2 约9m s 3 216n 以例说法圆周运动综合问题的分析思路圆周运动的综合题往往涉及多个运动过程和功能关系问题 解决此类问题应做好以下两个分析 1 临界点分析 对于物体在临界点相关的多个物理量 需要区分哪些物理量能够突变 哪些物理量不能突变 而不能突变的物理量 一般指线速度 往往是解决问题的突破口 2 运动过程分析 对于物体参与的多个运动过程 要仔细分析每个运动过程做何种运动 若为圆周运动 应明确是水平面的匀速圆周运动 还是竖直平面的变速圆周运动 机械能是否守恒 若为抛体运动 应明确是平抛运动 还是类平抛运动 垂直于初速度方向的力是哪个力 题组训练 bd 答案 1 0 8m 2 5 25m s2 绳 杆 模型 模型解读 必备模型 全面解读 1 模型特点 1 物体在竖直平面内做变速圆周运动 2 轻绳模型 在轨道最高点无支撑 轻杆模型 在轨道最高点有支撑 2 模型的临界问题该类问题并伴有 最大 最小 刚好 等词语 现对两种模型分析比较如下 3 模型的综合问题 1 该类问题往往考查圆周运动的临界和极值问题 2 该类问题往往是多过程问题 涉及加速 直线或曲线 运动 圆周运动 平抛运动等 3 解答多过程问题时 要特别注意运用有关规律建立两运动之间的联系 把转折点的速度做为分析重点 4 解答多过程问题时 平抛运动通常运用运动的合成与分解 竖直面内圆周运动通常应用动能定理 功能关系和牛顿第二定律 加速 直线或曲线 运动通常用动力学规律或动能定理来分析 4 模型综合问题的一般求解思路 1 定模型 首先判断是轻绳模型还是轻杆模型 两种模型过最高点的临界条件不同 3 研究状态 通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况 4 受力分析 对物体在最高点或最低点时进行受力分析 根据牛顿第二定律列出方程f合 f向求解 5 过程分析 应用动能定理或机械能守恒定律将初 末两个状态联系起来列方程 典例如图所示 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 已知斜面顶端与平台的高度差h 0 032m 小物块与斜面间的动摩擦因数为 0 5 a点离b点所在平面的高度h 1 2m 有一半径为r的光滑圆轨道与斜面ab在b点相切连接 已知cos53 0 6 sin53 0 8 g取10m s2 求 1 小物块水平抛出的初速度v0的大小 2 若小物块能够通过圆轨道最高点 圆轨道半径r的最大值 思路探究 1 物块抛出后恰好沿斜面下滑的含义是什么 答案 沿斜面方向的速度与水平方向的夹角为53 2 小物块能过圆轨道最高点的条件是什么 答案 轨道对物块压力fn 0 拓展变式 2015宁波模拟 多选 如图所示 竖直面内有个光滑的3 4圆形导轨道固定在一水平地面上 半径为r 一个质量为m的小球从距水平地面正上方h高处的p点由静止开始自由下落 恰好从n点沿切线方向进入圆轨道 不考虑空气阻力 则下列说法正确的是 a 适当调整高度h 可使小球从轨道最高点m飞出后 恰好落在轨道右端口n处b 若h 2r 则小球在轨道最低点对轨道的压力为5mgc 只有h大于等于2 5r时 小球才能到达圆轨道的最高点md 若h r 则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为r的位置 该过程重力做功为mgr bc 平抛运动问题 考题精选 2014浙江理综 16分 如图所示 装甲车在水平地面上以速度v0 20m s沿直线前进 车上机枪的枪管水平 距地面高为h 1 8m 在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶 其底边与地面接触 枪口与靶距离为l时 机枪手正对靶射出第一发子弹 子弹相对于枪口的初速度为v 800m s 在子弹射出的同时 装甲车开始匀减速运动 行进s 90m后停下 装甲车停下后 机枪手以相同方式射出第二发子弹 不计空气阻力 子弹看成质点 重力加速度g 10m s2 1 求装甲车匀减速运动时的加速度大小 2 当l 410m时 求第一发子弹的弹孔离地的高度 并计算靶上两个弹孔之间的距离 3 若靶上只有一个弹孔 求l的范围 阅卷评析 剑指满分 评分细则 第 1 问2分 第 2 问7分 式各2分 式1分 第 3 问7分 式各3分 式1分 失分警示 1 失分点 数据错误 未对加速度大小进