高中物理人教版必修2課件：第五章 第2講 習(xí)題課：曲線運(yùn)動(dòng)

第五章——曲線運(yùn)動(dòng)第2講習(xí)題課：曲線運(yùn)動(dòng)目標(biāo)定位1.進(jìn)一步理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)有關(guān)物理量之間的關(guān)系.2.會(huì)判定互成角度的兩分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，進(jìn)一步理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.3.會(huì)分析運(yùn)動(dòng)的合成與分解的兩個(gè)實(shí)例：小船渡河問題和“繩聯(lián)物體”的速度分解問題.1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)

梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥

2課堂講義

理解·深化·探究3對(duì)點(diǎn)練習(xí)

鞏固·應(yīng)用·反饋1.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向沿曲線的

方向，速度的方向不斷變化，曲線運(yùn)動(dòng)是一種

運(yùn)動(dòng).2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合力的

與它的合速度的

不在同一直線上.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥方向切線變速方向3.描述曲線運(yùn)動(dòng)，需要建立

坐標(biāo)系.(1)位移的描述：分別寫出沿兩個(gè)坐標(biāo)軸方向的

，然后用

定則求合位移.(2)速度的描述：根據(jù)

定則先將速度分解，物體的速度可以用沿兩坐標(biāo)軸方向的

表示.分速度平面直角分位移平行四邊形平行四邊形課堂講義

理解·深化·探究一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系在解決此類問題時(shí)，要深刻理解“等效性”；利用“等時(shí)性”把兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來；堅(jiān)信兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的“獨(dú)立性”，放心大膽地在兩個(gè)方向上分別研究.例1質(zhì)量m＝2kg的物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，其分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖線如圖1(a)、(b)所示，求：圖1(1)物體所受的合力；解析物體在x方向：ax＝0；根據(jù)牛頓第二定律：F合＝may＝1N，方向沿y軸正方向.答案

1N，沿y軸正方向(2)物體的初速度；解析

由題圖可知vx0＝3m/s，vy0＝0，則物體的初速度為v0＝3m/s，方向沿x軸正方向.答案

3m/s，沿x軸正方向(3)t＝8s時(shí)物體的速度；答案

5m/s，與x軸正方向的夾角為53°(4)t＝4s內(nèi)物體的位移.解析

t＝4s內(nèi)，x＝vxt＝12m，二、合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷分析兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)時(shí)，應(yīng)先根據(jù)平行四邊形定則，求出合運(yùn)動(dòng)的合初速度v0和合加速度a，然后進(jìn)行判斷.(1)若a＝0時(shí)，物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).(2)若a≠0且a與v0的方向共線時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)，a恒定時(shí)做勻變速直線運(yùn)動(dòng).(3)若a≠0且a與v0的方向不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，a恒定時(shí)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng).例2如圖2所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中以速度v勻速上浮.紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管由靜止水平勻加速向右運(yùn)動(dòng)，則蠟塊的軌跡可能是(

)圖2A.直線P

B.曲線QC.曲線R

D.無法確定解析紅蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力水平向右，合力與合速度不共線，紅蠟塊的軌跡應(yīng)為曲線，A錯(cuò)誤；由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力應(yīng)指向彎曲的一側(cè)，故B正確，C、D錯(cuò)誤.答案

B借題發(fā)揮互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：(1)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻速直線運(yùn)動(dòng).(2)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)合成時(shí)，由于其加速度與合速度不在同一條直線上，故合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(3)兩個(gè)都是從靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng).(4)兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)，但一定是勻變速運(yùn)動(dòng).三、小船渡河問題1.渡河時(shí)間最短問題圖32.渡河位移最短問題(v水<v船)圖4例3小船在200m寬的河中橫渡，水流速度是2m/s，小船在靜水中的航速是4m/s.求：(1)要使小船渡河耗時(shí)最少，應(yīng)如何航行？答案

船頭正對(duì)河岸航行耗時(shí)最少，最短時(shí)間為50s.(2)要使小船航程最短，應(yīng)如何航行？解析如圖乙所示，航程最短為河寬d，即應(yīng)使v合的方向垂直于河對(duì)岸，故船頭應(yīng)偏向上游，與河岸成α角，有答案

船頭偏向上游，與河岸成60°角，最短航程為200m.借題發(fā)揮對(duì)小船渡河問題，要注意以下三點(diǎn)：針對(duì)訓(xùn)練在一次漂流探險(xiǎn)中，探險(xiǎn)者駕駛摩托艇想上岸休息，江岸是平直的，江水沿江向下流速為v，摩托艇在靜水中航速為u，探險(xiǎn)者離岸最近點(diǎn)O的距離為d.如果探險(xiǎn)者想在最短的時(shí)間內(nèi)靠岸，則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O的距離為多少？延伸思考當(dāng)船在靜水中的航行速度v1大于水流速度v2時(shí)，船航行的最短航程為河寬.若水流速度v2大于船在靜水中的航行速度v1，則怎樣才能使船的航程最短？最短航程是多少？四、“繩聯(lián)物體”的速度分解問題“繩聯(lián)物體”指物拉繩(桿)或繩(桿)拉物問題(下面為了方便，統(tǒng)一說“繩”).解題原則是：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩和平行于繩的兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩方向的分速度大小與繩上各點(diǎn)的速率相同求解.1.合速度方向：物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向2.分速度方向：(1)沿繩方向：使繩伸(縮)(2)垂直于繩方向：使繩轉(zhuǎn)動(dòng)3.速度投影定理：不可伸長的繩，若各點(diǎn)速度不同，各點(diǎn)速度沿繩方向的投影相同.例4如圖5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(dòng)，拉汽車乙的繩子與水平方向夾角為α，求v1∶v2.圖5解析

將繩子拉乙車的端點(diǎn)的速度分解為沿繩方向和垂直于繩子方向，如圖.在沿繩子方向的分速度等于汽車甲的速度.所以v2cosα＝v1.則v1：v2＝cosα∶1.答案

cosα∶1對(duì)點(diǎn)練習(xí)

鞏固·應(yīng)用·反饋合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解，以下說法正確的是(

)A.合運(yùn)動(dòng)的速度大小等于分運(yùn)動(dòng)的速度大小之和B.物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)若是直線運(yùn)動(dòng)，則它的合運(yùn)動(dòng)一定是直線

運(yùn)動(dòng)C.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性D.若合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，則其分運(yùn)動(dòng)中至少有一個(gè)是曲線運(yùn)動(dòng)解析運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則而不能簡單地相加減，A項(xiàng)錯(cuò)；由物體做直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，B、D項(xiàng)錯(cuò)；合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，C項(xiàng)正確.

答案

C合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷2.塔式起重機(jī)模型如圖6，小車P沿吊臂向末端M水平勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將物體Q從地面豎直向上勻加速吊起，下列選項(xiàng)中能大致反映Q運(yùn)動(dòng)軌跡的是(

)圖6解析物體Q參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；水平分運(yùn)動(dòng)無加速度，豎直分運(yùn)動(dòng)加速度向上，故物體合運(yùn)動(dòng)的加速度向上，故軌跡向上彎曲，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

答案

B繩聯(lián)物體的速度分解問題3.如圖7所示，某人用繩通過定滑輪拉小船，設(shè)人勻速拉繩的速度為v0，繩某時(shí)刻與水平方向夾角為α，則船的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及此時(shí)刻小船水平速度vx為(

)圖7答案

A小船渡河問