高考物理 专题三 抛体运动与圆周运动课件.ppt

专题三抛体运动与圆周运动 考点1 运动的合成与分解 一 曲线运动1 曲线运动的速度方向 在曲线运动中 质点在某一点 或某一时刻 的速度方向是 曲线上这一点的 方向 切线 2 做曲线运动的条件 物体所受合外力跟它的速度方向不在同一条直线上 二 运动的合成与分解 1 定义 合运动 分运动 分解 合成 如果一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同 就把这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的 这两个运动叫做这一实际运动的 1 已知合运动求分运动叫运动的 2 已知分运动求合运动叫运动的 2 运动的独立性 等时性和等效性 1 独立性 一个复杂的运动可以看成是几个独立进行的 的合运动 分运动 相等 2 等时性 合运动所用的时间与对应的分运动所用的时间 3 等效性 各分运动共同产生的效果与合运动的效果相 同 平行四边形 3 运动的合成与分解遵循 定则 三 小船渡河问题 1 最短渡河时间 当船速v船垂直于河岸时 过河所用时间最短 t 2 最短渡河路程 1 当水流速度v水 v船时 最短渡河路程为河宽d 2 当水流速度v水 v船时 最短渡河路程为 曲线运动 例1 单选 2012年广东学业水平模拟 若已知物体的速度方向和它所受的合力方向 如图所示 可能的轨迹是 解析 物体所受合外力与其速度方向不在同一直线上时 物体做曲线运动 其速度方向将逐渐向合外力方向偏转 直至与合外力方向一致 最后做直线运动 答案 c 运动的合成与分解 例2 单选 关于互成角度的两个初速度不为零的匀变 速直线运动的合运动 下述说法正确的是 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 以上都不对 解析 两个运动的初速度合成 加速度合成如图3 1 1所示 当a和v重合时 物体做直线运动 当a和v不重合时 物体 做曲线运动 由于题目没有给出两个运动的加速度和初速度的具体数值 所以以上两种情况都有可能 故正确答案为c 图3 1 1 答案 c 小船渡河问题 例3 单选 某人以一定的速率垂直河岸向对岸游去 当水流运动是匀速时 他所游过的路程 过河所用的时间与水 速的关系是 a 水速大时 路程长 时间长b 水速大时 路程长 时间短c 水速大时 路程长 时间不变d 路程和时间与水速无关 解析 渡河时间只与人游泳的速度有关 与水流速度无关 而渡河的路程则与水流速度有关 水速越大 渡河的路程越长 答案 c 1 单选 关于曲线运动 下列说法中正确的是 b a 曲线运动的速度大小一定变化b 曲线运动的速度方向一定变化c 曲线运动的加速度一定变化d 做曲线运动的物体所受的外力一定变化 2 单选 2014年惠州学业水平模拟 物体在力f1 f2 f3的共同作用下做匀速直线运动 若突然撤去力f1 则物体的 运动情况是 d a 必沿着f1的方向做匀加速直线运动b 必沿着f1的方向做匀减速直线运动c 不可能继续做直线运动d 可能做直线运动 也可能做曲线运动解析 撤去力f1 其余力的合力与f1等值 反向 共线 与速度方向不共线时 物体做曲线运动 共线时做直线运动 故选d 3 单选 小船在水速较小的河中横渡 并使船头始终垂直河岸航行 到达河中间时突然上游来水使水流速度加快 则 对此小船渡河的说法正确的是 a 小船要用更长的时间才能到达对岸 b b 小船到达对岸的时间不变 但位移将变大c 因小船船头始终垂直河岸航行 故所用时间及位移都不会变化d 因船速与水速关系未知 故无法确定渡河时间及位移的变化 dv船 与河水的 解析 当船头始终垂直河岸时渡河时间t 速度变化无关 4 单选 关于两个运动的合成 下列说法正确的是 a 两个直线运动的合运动一定是直线运动 c b 初速度不为零的两个匀加速直线运动的合运动 一定是匀加速直线运动c 一个匀加速直线运动与一个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动d 两个匀速直线运动的合运动也可能是曲线运动解析 做曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向不共线 即加速度方向与速度方向不共线 5 单选 某一时刻 物体沿水平和竖直方向的分速度分 别为8m s和6m s 则该物体的速度大小是 c a 2m s b 6m s c 10m s d 14m s 6 多选 关于运动的合成有以下说法 其中正确的是 a 合运动的位移为分运动位移的矢量和 abc b 合运动的速度为分运动速度的矢量和c 合运动与分运动是等效替代关系d 合运动的时间为分运动的时间之和解析 由合运动与分运动的等时性知 d错误 7 多选 2012年广东学业水平考试 如图3 1 2所示 工地上常用的塔吊起吊重物时 塔吊的水平横臂保持静止 悬挂重物的小车沿水平横臂匀速运动 同时使吊钩下的重物匀速上升 bd 关于重物的运动 下列判断正确的有 a 做曲线运动b 做直线运动 图3 1 2 c 速度大小不变 方向改变d 速度大小和方向都不变 抛体运动 考点2一 竖直抛体运动 1 竖直上抛运动 重力 匀变速直线运动 1 定义 把物体以一定的初速度沿着竖直方向向上抛出 仅在 作用下的运动叫竖直上抛运动 其运动的本质是 v v0 gt 2 运动规律 速度公式 位移公式 重力 匀变速直线运动 2 竖直下抛运动 1 定义 把物体以一定的初速度沿着竖直方向向下抛出 仅在 作用下的运动叫竖直下抛运动 其运动的本质是 v v0 gt 2 运动规律 速度公式 位移公式 二 平抛运动 1 定义 匀变速曲线运动 将物体以一定的初速度沿水平方向抛出 仅在重力作用下的运动 其运动的本质是 2 平抛运动在水平方向上的分运动是 在竖直方向上的分运动是 匀速直线运动 自由落体运动 3 平抛运动的规律 速度公式 v vx vy vx v0vy gtx v0t 位移公式 s x2 y2 4 平抛运动的飞行时间由高度决定 水平位移由 和 共同决定 高度 初速度 2 2 1 y gt22 三 斜抛运动 1 定义 匀速直线 竖直上抛 将物体以一定的初速度沿斜上方抛出 仅在重力作用下物体所做的运动 2 斜抛运动可以看成是水平方向上的 运动和竖直方向上的 运动的合运动 竖直抛体运动 例1 单选 四个物体运动的v t图象如图所示 表 示物体做竖直上抛运动的是 a b c d 解析 理解竖直上抛运动的过程 其本质是匀变速直线运动 且速度先减小后增大 上面四幅图中符合题意的只有c 答案 c 平抛运动 例2 单选 2012年广东学业水平考试 将一小球以5m s的速度水平抛出 经过1s小球落地 不计空气阻力 取 g 10m s2 关于这段时间小球的运动 下述正确的是 a 着地速度是10m sb 竖直方向的位移是10mc 着地速度是5m sd 水平方向的位移是5m 解析 小球水平方向的速度为v0 5m s 水平位移为5m 12 m s 5m 着地速度为v 答案 d 竖直方向的落地速度为v1 gt 10m s 竖直位移为s gt2 1 单选 将物体竖直向上抛出后 能正确表示其速率v 随时间t的变化关系的图象是哪一个 空气阻力不计 d a b c d 解析 竖直上抛运动的速度大小的变化是先减小 到最高点速度大小为零 然后在下降过程中速度将变大 2 单选 关于竖直上抛运动 下列说法中正确的是 a 上升过程是减速运动 加速度越来越小 下降过程是加速运动 b 上升时的加速度小于下降时的加速度 d c 在最高点时速度为零 加速度也为零d 无论在上升过程 下降过程 还是在最高点 物体的加速度都是g解析 竖直上抛运动的加速度是重力加速度 3 单选 船在平静的湖水中匀速航行 船上有同学竖直向上抛出一个小球 对于小球的运动轨迹 下列说法正确的是 d a 船上的同学观察到的是抛物线b 船上的同学观察到的是斜线c 岸上的同学观察到的是竖直线d 岸上的同学观察到的是抛物线 4 单选 关于运动的合成 下列说法中正确的是 a 合速度的大小一定比每个分速度的大小都大 c b 合速度的大小一定比每个分速度的大小都小c 两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动d 只要两个分运动是直线运动 合运动一定也是直线运动 5 单选 2013年广东学业水平考试 如图3 2 1所示 水平方向匀速飞行的热气球上掉下一个小球 忽略小球所受空 a 气阻力 地面上的人观察到小球的运动轨迹是 图3 2 1a 抛物线b 斜线c 竖直线d 水平线 6 单选 如果两球以同一速度水平抛出 不计空气阻力 关于两球下落过程中的速度 加速度 下落的时间 下列说法 正确的是 d a 质量越大 加速度越大b 高度越高 落地时速度越小c 高度越高 空中运动时间越短d 高度越高 落地速度越大 7 多选 2014年广东学业水平考试 图3 2 2为小球做平抛运动的示意图 发射口距地面高为h 小球发射速度为v 落地点距发射口的水平距离为r 小球在空中运动的时间为t 下 列说法正确的是 acd a h一定时 v越大 r越大b h一定时 v越大 t越长c v一定时 h越大 r越大 d v一定时 h越大 t越长 图3 2 2 8 多选 2013年广东学业水平考试 如图3 2 3所示 从高度不同的两点 将a b两个小球分别以初速度va vb水平抛出 经过时间ta tb后都落到与抛出点水平距离相等的p点 ad 不计空气阻力 下列判断中正确的有 图3 2 3 a va vbb vatbd ta tb 考点3 匀速圆周运动 角速度 线速度 向心加速度 一 匀速圆周运动做圆周运动的物体在相等的时间内通过的 相等 这种运动就叫匀速圆周运动 弧长 二 描述圆周运动的物理量1 线速度v 1 定义 质点做圆周运动时 通过的弧长与所用时间的比值 2 公式 v 3 单位 2 rt米 秒 m s 2 角速度 1 定义 质点做圆周运动时 通过的角度与所用时间的比值 2 公式 3 单位 2 t 弧度 秒 rad s 3 周期t与频率f 秒 s 频率 赫兹 hz 1 质点做圆周运动一周所用的时间叫 单位为 1s内质点转过的圈数称为 单位为 2 周期与频率的关系 t 4 向心加速度 用线速度 角速度及周期表示向心加速度 a r 2 周期 匀速圆周运动 例1 单选 2012年广东学业水平模拟 匀速圆周运 动属于 a 匀速运动c 加速度不变的曲线运动 b 匀加速运动d 变速曲线运动 解析 匀速圆周运动的速度大小不变 但速度方向时刻改变 因此是变速曲线运动 匀速圆周运动的加速度方向指向圆心 因此加速度方向也是时刻改变的 即加速度时刻改变 不是加速度不变的曲线运动 答案 d 描述圆周运动的物理量 例2 单选 飞机做可视为匀速圆周运动的飞行表演 若飞行半径为2000m 速度为200m s 则飞机的向心加速度 大小为 a 0 1m s2c 20m s2 b 10m s2d 40m s2 20m s2 答案 c 1 单选 关于物体做匀速圆周运动的正确说法是 a 速度的大小和方向都改变 d b 速度的大小和方向都不变c 速度的大小改变 方向不变d 速度的大小不变 方向改变解析 匀速圆周运动的线速度大小不变 方向沿圆周的切线方向 时刻改变 2 单选 下列关于甲 乙两个做圆周运动的物体的有关 说法 正确的是 c a 它们的线速度大小相等 角速度一定相等b 它们的角速度相等 线速度大小一定也相等c 它们的周期相等 角速度一定也相等d 它们的周期相等 线速度大小一定也相等 3 单选 2014年广东学业水平考试 如图3 3 1所示 一条绷紧的皮带连接连个半径不同的皮带轮 若皮带轮做匀速 c 转动 两轮边缘上的n p两点 图3 3 1 a 角速度相同c 线速度大小相同 b 转动周期相同d 向心加速度大小相同 4 单选 物体做匀速圆周运动的条件是 a 物体有一定的初速度 且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用b 物体有一定的初速度 且受到一个大小不变 方向变 化的力的作用 d c 物体有一定的初速度 且受到一个方向始终指向圆心的力的作用d 物体有一定的初速度 且受到一个大小不变 方向始终指向圆心的力的作用解析 物体做匀速圆周运动的条件是始终受到一个指向圆心的大小不变的力的作用 5 单选 一个质点绕圆心o做匀速圆周运动 已知该质 点的角速度为 半径为2r 则它运动的向心加速度为 a 2 2r b r c 2r d r2 a 6 单选 2012年广东学业水平模拟 某物体保持不变的 角速度做匀速圆周运动 下列说法正确的是 a 若轨道半径越大 则线速度越大b 若轨道半径越大 则线速度越小c 若轨道半径越大 则周期越小d 若轨道半径越大 则周期越大 a 7 单选 2013年广东学业水平考试 如图3 3 2所示 手表指针的运动可看作匀速运动 下列说法中正确的是 图3 3 2 b a 秒针 分针 时针转动周期相同b 秒针的角速度最大 时针的角速度最小c 秒针上a b两点线速度一样大d 秒针上a b两点向心加速度一样大 一 向心力1 定义 匀速圆周运动的向心力 做匀速圆周运动的物体受到始终指向 的力 2 计算式 f 圆心 mr 2 考点4 二 向心力的理解1 向心力是一种 力 并不具有确定的性质 任何性质的力都可以充当向心力 2 向心力的作用效果是改变线速度的 并不改变线速度的 3 向心力可以是由某种性质的力来提供 也可以由某个性质力的 或几个力的 来提供 效果 方向 大小 分力 合力 向心力 例1 单选 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星 其向 心力来源于 a 卫星自带的动力c 地球对卫星的引力 b 卫星的惯性d 卫星对地球的引力 解析 人造卫星绕地球运行的向心力由地球的引力提供 故c项正确 答案 c 向心力的计算 例2 单选 2013年广东学业水平考试 如图3 4 1所示 汽车质量为1 0 103kg 以5m s的速率通过拱形桥的最高点 拱桥的半径为10m g取10m s2 此时汽车对拱形桥的 压力大小为 图3 4 1 a 1 0 103nb 2 0 103nc 7 5 103nd 5 0 103n 解析 汽车过拱形桥最高点时 由其自身受到的重力及桥对它的支持力的合力提供向心力 即f向 mg fn 可得fn mg f向 7 5 103n 答案 c 1 单选 2014年广东学业水平考试 如图3 4 2所示 公路路面的倾斜角为 设弯道路段的半径为r 重力加速度为 g 要保证安全 汽车在弯道路段的行驶速度应满足 a v grtan b v gr2tan c v d v 图3 4 2 解析 汽车转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供 受力分析图如图所示 根据牛顿第二定律得 图2 答案 d mgtan 2 单选 在水平面上转弯的汽车 向心力是 a 滑动摩擦力 b b 静摩擦力c 重力和支持力的合力d 重力 支持力和牵引力的合力 3 单选 如图3 4 3所示 用细线吊着一个质量为m的小球 使小球在水平面内做圆锥摆运动 关于小球的受力 正 确的是 图3 4 3 a 受重力 拉力 向心力 b b 受重力 拉力c 受重力d 以上说法都不正确解析 小球的重力和细线拉力的合力提供向心力 4 单选 如图3 4 4所示 一圆筒绕其中心轴匀速转动 圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动 相对圆筒无滑动 图3 4 4 物体所受向心力是 a 物体的重力 b 筒壁对物体的弹力 b c 筒壁对物体的静摩擦力d 物体所受重力与弹力的合力解析 向心力由筒壁的弹力提供 5 单选 2012年广东学业水平考试 小物块p沿光滑半圆曲面下滑 从a点下滑到最低点b的过程中 其重力g的切向分量为g1 如图3 4 5所示 g1的大小变化情况正确的是 b 图3 4 5 a 逐渐增大c 先增大后减小 b 逐渐减小d 先减小后增大 6 单选 2014年广东学业水平考试 如图3 4 6所示 竖直平面内有两个半径分别为r1和r2的圆形过山车轨道n p 若过山车在两个轨道的最高点对轨道的压力都刚好为零 则过 山车在n f最高点的速度比v1 v2为 图3 4 6 b 7 单选 2012年广东学业水平模拟 如图3 4 7所示 轻杆一端固定了一小球 另一端安装在电动机的转轴o上 当 电动机匀速转动时 小球在水平面内做匀速圆周运动 则 a 小球的加速度不变 c b 小球所受合外力为零c 小球所受合外力大小一定 方向改变 d 小球所受合外力大小 方向均一定 图3 4 7 解析 小球所受合外力提供向心力 匀速圆周运动是向心力大小不变 方向始终指向圆心的运动 故选c 考点5 离心现象 一 离心现象 1 定义 圆心 离心现象 做圆周运动的物体 在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下 就会做逐渐远离 的运动 这种现象称为 2 离心现象的分析 1 如果f向突然消失 则物体的速度方向不再发生变化 由于惯性 物体将沿此时的速度方向 以此时的速度大小飞出 2 如果f合 f向 此时物体也会偏离原来的圆周做离 心运动 3 如果f合 f向 物体将偏离原来的圆周做近心运动 二 离心现象的应用和防止1 应用 洗衣机甩干衣服 离心脱水器 离心分离器 离心水泵等 2 防止 1 限定物体的速度 2 尽可能地增大所能提供的向心力 离心现象 例1 单选 2012年广东学业水平考试 如图3 5 1所示 旋转雨伞时 水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出 这属于 图3 5 1 a 扩散现象c 离心现象 b 超重现象d 蒸发现象 解析 水珠沿切线方向飞出是由于没有力为水珠提供向心力 是离心现象 答案 c 离心现象的应用和防止 例2 多选