人教版物理必修二期末復(fù)習(xí)-曲線運(yùn)動-課件

1、第五章曲線運(yùn)動第五章曲線運(yùn)動一、復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1.本章知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。2. 平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用及運(yùn)動的合成與分解。3. 表述圓周運(yùn)動的物理量和豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動，臨界問題。4. 會利用學(xué)過的圓周運(yùn)動知識處理生活中的圓周運(yùn)動問題。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。難點(diǎn)：豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題。 一、復(fù)習(xí)目標(biāo)： 三、考點(diǎn)分析：平拋運(yùn)動有時(shí)與電場力結(jié)合進(jìn)行綜合考查，圓周運(yùn)動有時(shí)與洛倫茲力和天體運(yùn)動結(jié)合進(jìn)行綜合考查，豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題是近幾年的高考熱點(diǎn)，考查難度較大。本章知識的考查會涉及與實(shí)際相聯(lián)系的題。考查內(nèi)容見下表：內(nèi)容和要求考點(diǎn)細(xì)目出題方式運(yùn)動的合成與分解平行四邊形

2、定則在運(yùn)動的合成與分解中的應(yīng)用選擇題、填空題平拋運(yùn)動的規(guī)律平拋運(yùn)動的兩個(gè)分運(yùn)動選擇題、計(jì)算題圓周運(yùn)動中的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)問題描述圓周運(yùn)動中各物理量的關(guān)系及豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的動力學(xué)問題選擇題、計(jì)算題三、考點(diǎn)分析：內(nèi)容和要求考點(diǎn)細(xì)目出題方式運(yùn)動的合成與分解平行切線 不共線水平重力v0 v0tgt 切線 不共線水平重力v0 v0tgt r2 mr2r2 mr2一、曲線運(yùn)動中的繩、桿關(guān)聯(lián)問題1繩、桿關(guān)聯(lián)問題特點(diǎn)：繩、桿等有長度的物體，在運(yùn)動過程中，其兩端點(diǎn)的速度通常是不一樣的，但兩端點(diǎn)的速度是有聯(lián)系的，稱之為“關(guān)聯(lián)”速度。關(guān)聯(lián)速度的關(guān)系沿桿(或繩)方向的速度分量大小相等。一、曲線運(yùn)動中的繩、桿關(guān)聯(lián)問題

3、2常用的解題思路和方法：(1)先確定合運(yùn)動的方向，即物體實(shí)際運(yùn)動的方向；(2)然后分析這個(gè)合運(yùn)動所產(chǎn)生的實(shí)際效果(一方面使繩或桿伸縮的效果，另一方面使繩或桿轉(zhuǎn)動的效果)以確定兩個(gè)分速度的方向(沿繩或桿方向的分速度和垂直繩或桿方向的分速度)；(3)作出速度分解的示意圖，即根據(jù)平行四邊形定則，作出合速度與分速度的平行四邊形；(4)利用三角形、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)知識求解。2常用的解題思路和方法：【典例1】如圖所示，沿豎直桿以速度v勻速下滑的物體A通過輕質(zhì)細(xì)繩拉光滑水平面上的物體B，細(xì)繩與豎直桿間的夾角為，則以下說法正確的是( )A物體B向右做勻速運(yùn)動B物體B向右做加速運(yùn)動C物體B向右做減速運(yùn)動D物體B向

4、右做勻加速運(yùn)動【典例1】如圖所示，沿豎直桿以速度v勻速下滑的物體A通過輕質(zhì)【標(biāo)準(zhǔn)解答】選B。A、B物體沿細(xì)繩方向的速度分別為vAcos和vB,故vB=vAcos=vcos，vB逐漸增大，A、C錯(cuò)，B對；由vB=vcos和cos= (d為滑輪到豎直桿的水平距離)可知，cos不是均勻變化的，所以B不是做勻加速運(yùn)動，故D錯(cuò)?！緲?biāo)準(zhǔn)解答】選B。A、B物體沿細(xì)繩方向的速度分別為vAcos【變式訓(xùn)練】如圖所示,汽車甲以速度v1拉汽車乙前進(jìn),乙的速度為v2,甲、乙都在水平面上運(yùn)動,求此時(shí)兩車的速度之比v1v2?！窘馕觥考住⒁已乩K的速度分別為v1和v2cos,兩者應(yīng)該相等,所以有v1=v2cos,故v1v2=

5、cos1答案:cos1【變式訓(xùn)練】如圖所示,汽車甲以速度v1拉汽車乙前進(jìn),乙的速度二、平拋運(yùn)動的特征和解題方法平拋運(yùn)動是典型的勻變速曲線運(yùn)動,它的動力學(xué)特征是:水平方向有初速度而不受外力,豎直方向只受重力而無初速度,抓住了平拋運(yùn)動的這個(gè)初始條件,也就抓住了它的解題關(guān)鍵,現(xiàn)將常見的幾種解題方法介紹如下:1.利用平拋運(yùn)動的時(shí)間特點(diǎn)解題:平拋運(yùn)動可分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動,只要拋出的時(shí)間相同,下落的高度和豎直分速度就相同。二、平拋運(yùn)動的特征和解題方法2.利用平拋運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角解題:設(shè)做平拋運(yùn)動的物體,下落高度為h,水平位移為x時(shí),速度vA與初速度v0的夾角為,由圖可得:2.

6、利用平拋運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角解題:設(shè)做平拋運(yùn)動的物體,下落高度為tan= 將vA反向延長與x相交于O點(diǎn)，設(shè)AO=d,則有：tan=解得d= tan= =2tan 兩式揭示了偏轉(zhuǎn)角和其他各物理量的關(guān)系。tan= 3.利用平拋運(yùn)動的軌跡解題：平拋運(yùn)動的軌跡是一條拋物線，已知拋物線上的任意一段，就可求出水平初速度和拋出點(diǎn)，其他物理量也就迎刃而解了。設(shè)圖為某小球做平拋運(yùn)動的一段軌跡，在軌跡上任取兩點(diǎn)A和B，過A點(diǎn)作豎直線，過B點(diǎn)作水平線相交于C點(diǎn)，然后過BC的中點(diǎn)D作垂線交軌跡于E點(diǎn)，再過E點(diǎn)作水平線交AC于F點(diǎn)，小球經(jīng)過AE和EB的時(shí)間相等，設(shè)為單位時(shí)間T。由y=gT2知3.利用平拋運(yùn)動的軌跡解題：平拋運(yùn)動

7、的軌跡【典例2】在運(yùn)動的合成與分解的實(shí)驗(yàn)中，紅蠟塊在長1 m的玻璃管中豎直方向能做勻速直線運(yùn)動，現(xiàn)在某同學(xué)拿著玻璃管沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動，并每隔一秒畫出了蠟塊運(yùn)動所到達(dá)的位置如圖所示，若取軌跡上的C(x，y)點(diǎn)作該曲線的切線(圖中虛線)交y軸于A點(diǎn)，則A點(diǎn)的坐標(biāo)為( )A(0，0.6y) B(0，0.5y) C(0，0.4y)D不能確定【典例2】在運(yùn)動的合成與分解的實(shí)驗(yàn)中，紅蠟塊在長1 m的玻璃【標(biāo)準(zhǔn)解答】選B。紅蠟塊的運(yùn)動可看作類平拋運(yùn)動，則圖像的切線與豎直方向的夾角的正切值tan= 連接OC可得直線OC與y軸的夾角為tan= 所以tan=即A點(diǎn)為豎直方向上位移的中點(diǎn)，所以A點(diǎn)的坐標(biāo)為

8、(0，0.5y)，B正確?！緲?biāo)準(zhǔn)解答】選B。紅蠟塊的運(yùn)動可看作類平拋運(yùn)動，則圖像【變式訓(xùn)練】在同一水平直線上的兩位置分別沿同方向拋出兩小球A和B，其運(yùn)動軌跡如圖所示，不計(jì)空氣阻力。要使兩球在空中相遇，則必須( )A先拋出A球B先拋出B球C同時(shí)拋出兩球DA球的初速度大于B球的初速度【變式訓(xùn)練】在同一水平直線上的兩位置分別沿同方向拋出兩小球A【解析】選C、D。兩球從同一高度拋出且能在空中相遇,表明它們被同時(shí)拋出,A、B錯(cuò),C對。相同時(shí)間內(nèi),A球的水平位移較大,由x=v0t知A球的初速度較大,D對?！窘馕觥窟xC、D。兩球從同一高度拋出且能在空中相遇,表明它們?nèi)?、圓周運(yùn)動中的臨界問題1.臨界狀態(tài):當(dāng)物

9、體從某種特性變化為另一種特性時(shí)發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài),通常叫做臨界狀態(tài),出現(xiàn)臨界狀態(tài)時(shí),既可理解為“恰好出現(xiàn)”,也可理解為“恰好不出現(xiàn)”。常見的類型有輕繩、輕桿牽引小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的條件,汽車過拱橋、摩擦力作用下物體在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的條件。三、圓周運(yùn)動中的臨界問題2.輕繩類:輕繩拴球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,過最高點(diǎn)時(shí),臨界速度為 此時(shí)F繩=0。3.輕桿類：(1)小球能過最高點(diǎn)的臨界條件：v=0，F(xiàn)=mg，F(xiàn)為支持力； (2)當(dāng)0v F ，F(xiàn)為支持力；(3)當(dāng)v= 時(shí)，F(xiàn)=0 ；(4)當(dāng)v 時(shí)，F(xiàn)隨v增大而增大， F為拉力。2.輕繩類:輕繩拴球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,過最高點(diǎn)時(shí),臨界4.

10、汽車過拱橋：如圖所示，汽車過凸形橋頂時(shí)，橋?qū)嚨闹С至=G- 由此式可以看出汽車對橋的壓力小于汽車的重力，而且是隨著汽車速度的增大而減?。划?dāng)壓力為零時(shí)，即G- =0，v= 這個(gè)速度是汽車能正常過拱橋的臨界速度。v 是汽車安全過橋的條件。4.汽車過拱橋：如圖所示，汽車過凸形橋頂時(shí)，5.摩擦力提供向心力：如圖所示，物體隨著水平圓盤一起轉(zhuǎn)動，汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎，它們做圓周運(yùn)動的向心力等于靜摩擦力，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，物體運(yùn)動速度也達(dá)到最大，由Fm= 得vm= 這就是物體以半徑r做圓周運(yùn)動的臨界速度。5.摩擦力提供向心力：如圖所示，物體隨著水平圓盤一起轉(zhuǎn)【典例3】如圖所示,桿長為L,桿的一端固定

11、一質(zhì)量為m的小球,桿的質(zhì)量忽略不計(jì),整個(gè)系統(tǒng)繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,求:(1)小球在最高點(diǎn)A時(shí)速度vA為多大時(shí),才能使桿對小球的作用力為零?(2)如m=0.5kg,L=0.5m,vA=0.4m/s,g=10m/s2,則在最高點(diǎn)A時(shí),桿對小球的作用力是多大?是推力還是拉力?【典例3】如圖所示,桿長為L,桿的一端固定一【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1) 若桿和小球之間相互作用力為零，那么小球做圓周運(yùn)動的向心力由重力mg提供，mg= 解得：vA=(2)桿長L=0.5 m時(shí)，臨界速度v臨=2.2 m/s，vA=0.4 m/s0 由得：va0 由得:vb答案：va 人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(

12、共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)【解析】對a球在最高點(diǎn)，由牛頓第二定律得:人教版物理 必修二考查角度1 運(yùn)動的合成與分解1.如圖為在平靜海面上，兩艘拖船A、B拖著駁船C運(yùn)動的示意圖。A、B的速度分別沿著纜繩CA、CB方向，A、B、C不在一條直線上。由于纜繩不可伸長，因此C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，由此可知C的( )A.速度大小可以介于A、B的速度大小之間B.速度大小一定不小于A、B的速度大小C.速度方向可能在CA和CB的夾角范圍外D.速度方向一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教

13、版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)考查角度1 運(yùn)動的合成與分解人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：【解析】選B、D。C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，C的速度vC應(yīng)等于vA和vB的矢量和，即以vA和vB為鄰邊作平行四邊形，其對角線即為vC，由于vA和vB成銳角，所以vC大于vA及vB，故A錯(cuò)誤，B正確。vC的方向?yàn)槠叫兴倪呅螌蔷€的方向，所以一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)，故C錯(cuò)誤，D正確。人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)【解析】選B、D。C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B2.

14、如圖所示，甲、乙兩同學(xué)從河中O點(diǎn)出發(fā)，分別沿直線游到A點(diǎn)和B點(diǎn)后，立即沿原路線返回到O點(diǎn)，OA、OB分別與水流方向平行和垂直，且OAOB。若水流速度不變，兩人在靜水中游速相等，則他們所用時(shí)間t甲、t乙的大小關(guān)系為( )A.t甲t乙 D.無法確定人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)2.如圖所示，甲、乙人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(【解析】選C。設(shè)OA=OB=l,人在靜水中的速度和水流速度分別是v1、v2，則甲往復(fù)的時(shí)間為t甲= 即t甲=乙往復(fù)的時(shí)間為t乙= 比較兩者大小可知t甲t乙，所以C對。 人教版物理 必修

15、二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)【解析】選C。設(shè)OA=OB=l,人在靜水中的速度和水流速度分考查角度2 平拋運(yùn)動3.如圖所示，相距l(xiāng)的兩小球A、B位于同一高度h(l、h均為定值)。將A向B水平拋出的同時(shí)，B自由下落。A、B與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反。不計(jì)空氣阻力及小球與地面碰撞的時(shí)間，則( )A.A、B在第一次落地前能否相碰，取決于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰，此后就不會相碰C.A、B不可能運(yùn)動到最高處相碰D.A、B一定能相碰人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教

16、版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)考查角度2 平拋運(yùn)動人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動【解析】選A、D。A、B兩個(gè)小球在豎直方向上均做自由落體運(yùn)動,兩球落地之后在豎直方向上均做豎直上拋運(yùn)動,在同一時(shí)刻始終處于同一高度上,A球在水平方向上始終做勻速直線運(yùn)動,所以A、B兩個(gè)小球一定能夠相碰,D正確,B和C錯(cuò)誤;只要A球的初速度足夠大就可以在第一次落地之前相碰,A正確,答案選A、D。人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)【解析】選A、D。A、B兩個(gè)小球在豎直方向上均做自由落體運(yùn)動4.如圖,水平地面上有一

17、個(gè)坑,其豎直截面為半圓。ab為沿水平方向的直徑。若在a點(diǎn)以初速度v0沿ab方向拋出一小球,小球會擊中坑壁上的c點(diǎn)。已知c點(diǎn)與水平地面的距離為圓半徑的一半,求圓的半徑。人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)4.如圖,水平地面上有一個(gè)坑,其豎直截面為半圓。ab為沿水平【解析】如圖所示，h= 則Od=小球做平拋運(yùn)動的水平位移x=R+豎直位移y=h= 根據(jù)y= x=v0t聯(lián)立以上各式解得R=答案： 人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)【解析】如圖所示，h

18、= 則Od=人教版物理 必修二 期末5.如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí),物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動?，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R=0.5m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。求:(1)物塊做平拋運(yùn)動的初速度大小v0。(2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)。人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)5.如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)速【解析】(1)物塊做平拋運(yùn)動，豎直方向

19、有H= 水平方向有s=v0t 聯(lián)立兩式得v0= =1 m/s (2)物塊離開轉(zhuǎn)臺時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有mg= 聯(lián)立得= =0.2 答案：(1)1 m/s (2)0.2人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)人教版物理 必修二 期末復(fù)習(xí)：曲線運(yùn)動(共36張PPT)【解析】(1)物塊做平拋運(yùn)動，豎直方向有H= 1.某林場中繁殖力極強(qiáng)老鼠種群數(shù)量的增長會受密度制約2.魚塘中某種魚的養(yǎng)殖密度不同時(shí),單位水體該魚的產(chǎn)量有可能相同3.物體的兩個(gè)分運(yùn)動是直線運(yùn)動，則它們的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動4.若兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動分別是勻速直線運(yùn)動和勻加速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動5.科學(xué)家在對黃化豌豆幼苗切段的實(shí)