高三物理力与物体的曲线运动.ppt

1、力与物体 的曲线运动,曲线运动,匀变速曲线运动：,曲线运动,条件:,一、(曲线运动)知识框架:,特点：变速运动,处理方法:,非匀变速曲线运动：,F合 (a)与V0不在一条直线,运动的合成与分解 (化曲为直),a 恒定,a 变化,平行四边形定则,典型:渡河问题、平抛,性质:等时、独立、等效性,方法:,无力不拐弯，拐弯必有力 曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间 而且向合外力的方向弯曲，即合外力指向轨迹凹侧,速度方向均时刻改变,例（北京崇文区2008年二模）一只小狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行使，如图所示画出了雪橇受到牵引力F和摩擦力f的可能方向的示意图，其中表示正确的图是,解析

2、 雪橇的运动实际上是匀速圆周运动的一部分, 因此合力即为圆周运动的向心力,运动轨迹 切线方向受合力应为零;滑动摩擦力的方向 与相对运动方向相反,且沿切线方向,D对,平抛运动,位移：,规律:,二、典型曲线运动:,特点：只有水平初速度;只受重力作用,速度：,推论,速度反向延长线与X轴交点在X/2处。,3.t时间内速度改变量相等，即v=gt, v方向是竖直向下的.,2009届调研试题 在同一水平直线上的两个不同位置分别沿相同方向抛出质量相等的两小球A和B,抛出时的初速度分别为VA、VB，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力。两球在空中相遇，则可判定 A.一定是先抛出A球 B.必有VAVB C.相遇时A球

3、动能的变化量大于 B球动能的变化量 D.相遇时两球动量的变化量相等,A,B,P,解析:同一高平抛,相遇竖直方向下降同,则下落时间同,A错; 在相同时间内A球的水平位移比B球大,则必有VAVB,B对; 从抛出到相遇,重力对两球做功相同,重力的冲量相等,动能变 化量相同,动量的变化量也相同.,例2008年高考理综全国卷.14,14如图所示，一物体自倾角为 的固定斜面顶端水平抛出后落在斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角 满足（） （A）tansin （B）tancos （C）tantan （D）tan2tan,D,解：,2009高考仿真试卷(二)长沙一中23题,23.在某次篮球运动中,球打

4、到篮板后垂直反弹,运动员甲跳起来去抢篮板,刚好没有碰到球,球从站在他身后的乙的头顶擦过,落到了地面上(如图所示).已知甲跳起的摸高是h1，起跳时距篮板的水平距离为s1,请根据这些数据求出篮球垂直反弹的速度v0,甲,乙,解析:设篮球从篮板处飞到甲处所用时间 为t1,从甲处飞到乙处所用时间为t2,则,篮球从甲处飞到乙处过程中，有,联立解得,带电微粒在电场中类平抛运动 (1)加速 (2)偏转,解：（1）,由动能定理得,解得 v0=1.0104m/s,（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，,L=v0t,飞出电场时，速度偏转角的正切为,解得 U2=100V,（3）进入磁场时微粒的速度是,轨迹如图，,由几何

5、关系得，轨道半径,由洛伦兹力充当向心力：,得,解得 B0.20T,所以，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.20T。,题目,(20008.茂名模拟)如图所示,质量为m、电荷量为+q的带电小球拴在一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于O点，绳长为L，O有一电荷量为+Q（Qq）的点电荷，现加一个水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成=30角的A点，求： （1）小球静止在A点处绳子受到的力 （2）外加电场大小。 （3）将小球拉起至O点等 高的B点后无初速释放，则小 球经过最低点C时，绳受到的 拉力。,O,A,B,C,+q,解析(1).(2),例、质量为m=1kg的小

6、物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为=0.33（g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8）试求：（1）小物块离开A点的水平初速度v1 （2）,小物块经过O点时对轨道的压力,（3）斜面上CD间的距离,（4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为,0.3，传送带的速度为5m/s

7、，则PA间的距离是多少？,解：（1）对小物块，由A到B有： 在B点 所以 （2）对小物块，由B到O有： 其中 在O点 所以N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为 v1,v1,（3）物块沿斜面上滑： 所以 物块沿斜面下滑： 由机械能守恒知 小物块由C上升到最高点历时 小物块由最高点回到D点历时 故,（4）小物块在传送带上加速过程：,PA间的距离是,圆周运动,几个物理量及关系 :,特点：,思路: F向=ma,(a 变化),二、典型曲线运动:,（1）匀速圆周运动：,向心加速度 :,或,（2）变速圆周运动：,物体其向心力应由其所受合外力提供。即F合=F向=ma向,变速运动 ，而且是非匀变速曲线运动

8、。,合外力并不指向圆心。,关键找合力,万有引力,洛仑兹力,区别:物理最高点与几何最高点,(湖南2009十二校联考)24.如图所示，固定的光滑水平绝缘轨道与竖直放置的光滑绝缘的圆形轨道平滑连接，圆形轨道处于水平向右的匀强电场中，圆形轨道的最低点有A、B、C、D四个小球，已知 ，A球带正电，电量为q，其余小球均不带电电场强度 ，圆形轨道半径为R=0.2m小球C、D与处于原长的轻弹簧2连接，小球A、B中间压缩一轻且短的弹簧，轻弹簧与A、B均不连接，由静止释放A、B后，A恰能做完整的圆周运动B被弹开后与C小球碰撞且粘连在一起，设碰撞时间极短 g取10m/s2，求： (1) A球刚离开弹簧时，速度为多少

9、 (2) 弹簧2最大弹性势能,解析： (1) 根据带电小球A恰能做完整的圆周运动，因 ，则小球能通过复合场中的最高点P（如图）设经过轨道上的P点的速度为v，由小球A的重力和电场力的合力提供向心力有：,在圆周轨道的最低点弹簧将B、A两球向左、右弹开，设弹开时A、B两球的速度大小分别为vA、vB，由动量守恒有：,即,小球A从圆周轨道的最低点运动到P的过程中，由动能定理有：,由求得,E,O,R,B,A,C,D,2,1,P,(2)设BC碰后速度为v1 , B与C碰撞动量守恒,得,BC整体减速,D球加速,当两者速度相等时设为v2,弹簧最短,弹性势能最大,得v2=,m/S,EP m=,V1=2m/s,E,

10、O,R,B,A,C,D,2,1,07年1月海淀区期末练习18,18如图所示，在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g。 （1）求此区域内电场强度的大小和方向 （2）若某时刻微粒在场中运动到P点时，速度与水平方向的夹角为60，且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。 求该微粒运动到最高点时与水 平地面间的距离；,（3）当带电微粒运动至最高点时, 将电场强度的大小变为原来的1/2（方向不变，且不计

11、电场变化对原磁场的影响），且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小。,解：,（1）由于带电微粒可以在电场、磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做匀速圆周运动，表明带电微粒所受的电场力和重力大小相等、方向相反，因此电场强度的方向竖直向上。,设电场强度为E，则有 mg=qE，,即 E=mg/q,（2）设带电微粒做匀速圆周运动的轨道半径为R，,根据牛顿第二定律和洛仑兹力公式有,依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨迹如图所示，,由几何关系可知, 该微粒运动至最高点与水平地面的距离,（3）将电场强度的大小变为原来的1/2，则电场力变为原来的1/2，即 F电mg / 2,带电微粒运动过程中，洛

12、仑兹力不做功，所以它从最高点运动至地面的过程中, 只有重力和电场力做功。,设带电微粒落地时的速度大小为vt，根据动能定理有,解得：,万有引力,思路: F=G,ma,mg,黄金代换,2008年高考物理上海卷1A,1A某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为_,太阳的质量可表示为 _ 。,该行星的线速度,由万有引力定律,解得太阳的质量,解析：,2008年高考理综山东卷18,18、据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤

13、道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是 ( ) A运行速度大于7.9 km/s B离地面高度一定，相对地面静止 C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等,B C,08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查（一）7,72007年11月5日，“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道绕月飞行，然后，卫星在P点又经过两次“刹车制动”，最终在距月球表面 200km的圆形轨道上绕 月球做匀速圆周运动， 如图所示，,则下列说法正确的是（ ） A.

14、 卫星在轨道上运动的周期比沿轨道运动的周期长 B. 卫星在轨道上运动的周期比沿轨道运动的周期短 C. 卫星在轨道上运动的加速度小于沿轨道运动到P点（尚未制动）时的加度度 D. 卫早在轨道上运动的加速度等于沿轨道运动到P点（尚未制动）时的加速度,B D,2008年高考理综全国卷.17,17已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天。利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球和地球对月球的万有引力的比值约为，（） A. 0.2 B. 2 C. 20 D. 200,解：,太阳对月球的万有引力,地球对月球的万有引力,太阳到月球的距离近似于太阳到地球的距离。,B,广东茂名市2007年第二次模考17,17（14分）天文工作者观测到某行星的半径为R1，自转周期为T1，它有一颗卫星，轨道半径为R2，绕行星公转周期为T2。若万有引力常量为G，求： （1）该行星的平均密度； （2）要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地人造卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，且设行星上无气体阻力，则对卫星至少应做多少功？,（1）卫星与行星之间的万有引力提供卫星绕行星作圆周运动的向心力：,解：,（2）发射质量为m的人造卫星在该行星的近地轨道，可以认为其轨道半径为R1，万有引力提供向心力：,该人造卫星在此行星表面随