第一课时曲线运动学案及习题.doc

河北阜城中学 高三物理组 2012.9.1第四章 曲线运动 第1课时 曲线运动 质点在平面内的运动基础知识回顾1曲线运动（1）曲线运动中的速度方向做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，在某点（或某一时刻）的速度方向是曲线上该点的切线方向（2）曲线运动的性质由于曲线运动的速度方向不断变化，所以曲线运动一定是变速运动，一定存在加速度（3）物体做曲线运动的条件物体所受合外力（或加速度）的方向与它的速度方向不在同一直线上如果这个合外力是大小和方向都恒定的，即所受的力为恒力，物体就做匀变速曲线运动，如平抛运动如果这个合外力大小恒定，方向始终与速度垂直，物体就做匀速圆周运动做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲根据曲线运动的轨迹，可以判断出物体所受合外力的大致方向说明：当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动速率将增大，当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将减小2运动的合成与分解（1）合运动与分运动的特征等时性：合运动和分运动是同时发生的，所用时间相等等效性：合运动跟几个分运动共同叠加的效果相同独立性：一个物体同时参与几个运动，各个分运动独立进行，互不影响（2）已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成遵循平行四边形定则两分运动在同一直线上时，先规定正方向，凡与正方向相同的取正值，相反的取负值，合运动为各分运动的代数和不在同一直线上，按照平行四边形定则合成（如图4-1-1示）图4-1-1两个分运动垂直时，正交分解后的合成为（3）已知合运动求分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果”分解，或正交分解重点难点例析一、怎样确定物体的运动轨迹？1同一直线上的两分运动（不含速率相等，方向相反情形）的合成，其合运动一定是直线运动2不在同一直线上的两分运动的合成（1）若两分运动为匀速运动，其合运动一定是匀速运动（2）若两分运动为初速度为0的匀变速直线运动，其合运动一定是匀变速直线运动（3）若两分运动中，一个做匀速运动，另一个做匀变速直线运动，其合运动一定是匀变速曲线运动（如平抛运动）（4）若两分运动均为初速度不为0的匀加（减）速直线运动，其合运动不一定是匀加（减）速直线运动，如图4-1-2、图4-1-3所示）图4-1-2情形为匀变速曲线运动；图4-1-3情形为匀变速直线运动（匀减速情形图未画出），此时有v1 va1 ao v2 a2v1 va1 ao a2 v2 图4-1-2 图4-1-3【例1】关于不在同一直线的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动，下列说法正确的是（ ）A一定是直线运动B一定是曲线运动C可能是直线运动，也可能是曲线运动D一定是匀变速运动 l 拓展如图4-1-4图示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受的力方向改变而大小不变（即由F变为-F），在此力作用下物体以后运动情况，下列说法正确的是（ ）vABcba图4-1-4A物体不可能沿曲线Ba运动B物体不可能沿直线Bb运动C物体不可能沿曲线Bc运动D物体不可能沿原曲线由B返回A二、船过河问题的分析与求解方法1处理方法：船在有一定流速的河中过河时，实际上参与了两个方向的运动，即随水流的运动（水冲船的运动）和船相对水的运动（即在静水中的船的运动），船的实际运动是合运动2对船过河的分析与讨论设河宽为d，船在静水中速度为v船，水流速为v水（1）船过河的最短时间v2 O v水v船 v1 图4-1-6如图4-1-6所示，设船头斜向上游与河岸成任意夹角，这时船速在垂直河岸方向的速度分量为v1=v船sin，则过河时间为，可以看出，d、v船一定时，t随sin增大而减小；当=90时，即船头与河岸垂直时，过河时间最短到达对岸时船沿水流方向位移x=v水tmin=（2）船过河的最短位移v船v水如图4-1-6所示，设船头斜指向上游，与河岸夹角当船的合速度垂直于河岸时，此情形下过河位移最短，且最短位移为河宽d此时有v船cos=v水，即v船v水图4-1-7x如图4-1-7所示，无论船向哪一个方向开，船不可能垂直于河岸过河设船头与河岸成角，合速度v合与河岸成角可以看出：角越大，船漂下的距离x越短，那么，在什么条件下角最大呢？以v水的矢尖为圆心，v船为半径画圆，当v合与圆相切时，角最大，根据，mA危险区图4-1-8船头与河岸的夹角应为，船沿河漂下的最短距离为：此情形下船过河的最短位移：【例2】如图4-1-8所示，一条小船位于200m宽的河的正中点A处，从这里向下游100m处有一危险区，当时水流速度为4.0m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是（ ）Am/s Bm/s C2.0m/s D4.0m/sl 拓展在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d，如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为（ ）A B0 C D三、如何分解用绳（或杆）连接物体的速度？1一个速度矢量按矢量运算法则分解为两个速度，但若与实际情况不符，则所得分速度毫无物理意义，所以速度分解的一个基本原则就是按实际效果进行分解通常先虚拟合运动（即实际运动）的一个位移，看看这个位移产生了什么效果，从中找到两个分速度的方向；最后利用平行四边形画出合速度和分速度的关系图，由几何关系得出他们的关系2由于高中研究的绳都是不可伸长的，杆都是不可伸长和压缩的，即绳或杆的长度不会改变，所以解题原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳（或杆）和平行于绳（或杆）两个分量，根据沿绳（杆）方向的分速度大小相同求解【例3】如图4-1-10所示，卡车通过定滑轮牵引河中的小船，小船一直沿水面运动在某一时刻卡车的速度为，绳AO段与水平面夹角为，不计摩擦和轮的质量，则此时小船的水平速度多大？OA 图4-1-10课堂自主训练1小船在静水中速度为v1，今小船要渡过一条河流，过河的小船始终垂直对岸划行，若小船划行到河中间时，河水流速忽然由v2增大到2，则过河时间与预定时间相比，将（ ）A增长 B不变 C缩短 D无法确定图4-1-132如图4-1-13所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以d=H-2t2 （SI）（SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面 的高度）规律变化，则物体做（ ）A速度大小不变的曲线运动B速度大小增加的曲线运动C加速度大小方向均不变的曲线运动D加速度大小方向均变化的曲线运动第1课时 曲线运动 课时训练1如图所示，汽车在一段弯曲水平路面上匀速率行驶，关于它受到的水平方向的作用力方向的示意图，可能正确的是（图中F为地面对它的静摩擦力，Ff为它行驶时所受阻力）（ ）2若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，则可能的轨迹是（ ）3雨滴由静止开始下落，遇到水平方向吹来的风，下列说法中正确的是（ ）A风速越大，雨滴下落的时间越长B风速越大，雨滴着地时的速度越大C雨滴下落时间与风速无关D雨滴着地时的速度与风速无关4从光滑水平桌面的角A向角B发射一只乒乓球，要求参赛者在角B处用细管吹气，将乒乓球吹进C处的圆圈中，赵、钱、孙、李四位参赛者的吹气方向如图所示，其中可能成功的参赛者是（ ）A赵B钱 C孙 D李5一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在该物体上，物体的运动轨迹为图中实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与该轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分为图示的五个区域则关于施力物体位置的判断，下列说法中正确的是（ ）A如果这个力是引力，则施力物体一定在(4)区域B如果这个力是引力，则施力物体一定在(2)区域C如果这个力是斥力，则施力物体一定在(2)区域D如果这个力是斥力，则施力物体一定在(3)区域6一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，下面判断正确的是（ ）A若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速7如图所示，在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（ ）A直线PB曲线Q C曲线R D无法确定8如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度（ ）A大小和方向均不变B大小不变，方向改变C大小改变，方向不变D大小和方向均改变9如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链联结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为l.现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度缓缓转至水平(转过了90角)，此过程中下述说法中正确的是（ ）A重物M做匀速直线运动B重物M做匀变速直线运动C重物M的最大速度是lD重物M的速度先减小后增大10如图所示，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连.由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A球上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v10，若这时B的速度为v2，则（ ）Av2=v1Bv2v1Cv20Dv2=011A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是、时，如图所示物体B的运动速度vB为(绳始终有拉力) （ ）Av1sin/sin Bv1cos/sin Cv1sin/cos Dv1cos/cos12如图所示，光滑水平面上有A、B两物体，且A、B两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端，当A以速度v向左运动时，系A、B的绳分别与水平方向成角、角，此时，B物体的速度大小为多大？并指明方向。13一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点A离滑轮的距离是H.车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为，如图所示，试求：（1）车向左运动的加速度的大小（2）重物m在t时刻速度的大小 14关于曲线运动性质的说法正确的是（ ）A变速运动一定是曲线运动B曲线运动一定是变速运动C曲线运动一定是变加速运动D曲线运动一定是加速度不变的匀变速运动15两个互成角度的匀加速直线运动，初速度的大小分别为v1和v2，加速度分别为a1和a2，则它们的合运动的轨迹（ ）A如果v1=v2，那么轨迹一定是直线 B如果v10，v20，那么轨迹一定是曲线C如果a1=a2，那么轨迹一定是直线 D如果a1/a2=v1/v2，那么轨迹一定是直线16一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用后，由静止开始运动，若运动中保持二力方向不变，但F1突然增大到F2+F，则质点以后（ ）A一定做匀变速曲线运动 B在相等的时间内速度的变化一定相等C可能做匀速直线运动 D可能做变加速直线运动17当船速大于水速时，关于渡船的说法中正确的是（ ）A船头方向斜向上游，渡河时间最短B船头方向垂直河岸，渡河时间最短C当水速变大时，渡河的最短时间变长D当水速变大时，渡河的最短时间变短18河边有MN两个码头，一艘轮船的航行速度恒为，水流速度恒为，若轮船在静水中航行的时间是，则（ ）A轮船在MN之间往返一次的时间大于B轮船在MN之间往返一次的时间小于C若越小，往返一次的时间越短D若越小，往返一次的时间越长V1AOPd岸19在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为V1，摩托艇在静水中的航速为V2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d， 如图所示。若战士要想在最短时间内将人送上岸，则 （ ）A摩托艇的头部应向上游开B摩托艇的头部应正对O点开C摩托艇的头部应向下游开D摩托艇的头部应向上游或下游开20若战士在最短时间内将人送上岸，则最短的时间为（ ）A B C21若战士在最短时间内将人送上岸，则登陆的地点距O点的距离为（ ） A B0 C D；22一人游泳渡河，以垂直河岸不变的划速向对岸游去，河水流动速度恒定下列说法中正确的是（ ）A河水流动速度对人渡河无任何影响B人垂直对岸划水，其渡河位移是最短的C由于河水