高考物理复习专题3力与物体的曲线运动市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,专题,3,力与物体曲线运动,知识专题,1/41,网络构建,2/41,考题二平抛,(,类平抛,),运动规律,考题三圆周运动问题分析,栏目索引,考题一运动合成与分解,考题四抛体运动与圆周运动综合,3/41,考题一运动合成与分解,1.,物体做曲线运动条件,当物体所受合外力方向跟它速度方向不共线时，物体做曲线运动,.,合运动与分运动含有等时性、独立性和等效性,.,方法指导,4/41,2.,分析运动合成与分解普通思绪,5/41,解析,例,1,质量为,2 kg,质点在,x,y,平面上运动，,x,方向速度,时间图象和,y,方向位移,时间图象分别如图,1,甲、乙所表示，则质点,(,),A.,初速度为,4 m/s,B.,所受合外力为,4 N,C.,做匀变速直线运动,D.,初速度方向与合外力方向垂直,典例剖析,图,1,6/41,解析,x,轴方向初速度为,v,x,4 m/s,，,y,轴方向初速度,v,y,3 m/s,，质点初速度,v,0,5 m/s.,故,A,错误,.,x,轴方向加速度,a,2 m/s,2,，质点协力,F,合,ma,4 N.,故,B,正确,.,x,轴方向协力恒定不变，,y,轴做匀速直线运动，协力为零，则质点受到协力恒定不变,.,协力沿,x,轴方向，而初速度方向既不在,x,轴方向，也不在,y,轴方向，质点初速度方向与合外力方向不垂直，做匀变速曲线运动,.,故,C,、,D,错误,.,7/41,1.(,全国乙卷,18),一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上力不发生改变，则,(,),A.,质点速度方向总是与该恒力方向相同,B.,质点速度方向不可能总是与该恒力方向垂直,C.,质点加速度方向总是与该恒力方向相同,D.,质点单位时间内速率改变量总是不变,解析,变式训练,1,2,8/41,1,2,解析,质点一开始做匀速直线运动，处于平衡状态，施加恒力后，则该质点所受合外力为该恒力,.,若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，质点速度方向与恒力方向不一样，故,A,错；,若,F,方向某一时刻与质点运动方向垂直，之后质点做曲线运动，力与速度方向不再垂直，比如平抛运动，故,B,正确；,由牛顿第二定律可知，质点加速度方向总是与其所受合外力方向相同，,C,正确；,依据加速度定义，相等时间内速度改变量相同，而速率改变量不一定相同，故,D,错,.,9/41,2.,如图,2,所表示，甲乙两船在同一条河流中同时开始渡河，,M,、,N,分别是甲乙两船出发点，两船头与河岸均成,角，甲船船头恰好对准,N,点正对岸,P,点，经过一段时间乙船恰好抵达,P,点，假如划船速度大小相等，且两船相遇，不影响各自航行，以下判断正确是,(,),A.,甲船也能抵达正对岸,B.,甲船渡河时间一定短,C.,两船相遇在,NP,直线上某点,(,非,P,点,),D.,渡河过程中两船不会相遇,1,2,解析,返回,图,2,10/41,1,2,返回,解析,甲船航行方向与河岸成,角，水流速度水平向右，故合速度一定不会垂直河岸，即甲船不能垂直抵达对岸，,A,错误；,11/41,1.,求解平抛运动基本思绪和方法,运动分解,将平抛运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动,“,化曲为直,”,，是处理平抛运动基本思绪和方法,.,2.,求解平抛,(,类平抛,),运动注意点,(1),突出落点问题时，普通建立坐标系，由两个方向遵照规律列出位移方程，由此确定其落点,.,(2),突出末速度大小和方向问题时，普通要建立水平分速度和竖直分速度之间关系，由此确定其末速度,.,考题二平抛,(,类平抛,),运动规律,方法指导,12/41,(3),如图,3,所示，分解某一过程位移和某一位置瞬时速度，则能够取得两个直角三角形，普通该类运动问题都能够在这两个直角三角形中处理,.,图,3,13/41,例,2,如图,4,所表示，将甲、乙两球从虚线,PQ,右侧某位置分别以速度,v,1,、,v,2,沿水平方向抛出，其部分轨迹如图,1,、,2,所表示，两球落在斜面上同一点，且速度方向相同，不计空气阻力，以下说法正确是,(,),A.,甲、乙两球抛出点在同一竖直线上,B.,甲、乙两球抛出点在斜面上,C.,甲球抛出点更靠近,PQ,线,D.,一定有,v,1,v,2,解析,典例剖析,图,4,14/41,解析,二者落在斜面上时速度方向相同，所以速度方向与水平方向之间夹角,是相等，,tan,依据：,v,y,gt,x,v,0,t,解析,15/41,可知二者位移偏转角也相等，所以两个小球抛出点与落点连线在同一直线上，故结合题目标图象可知,1,抛出点高于,2,抛出点，故,A,错误；,结合,A,分析可知，两个小球抛出点与落点连线在同一直线上，两个小球抛出点可能在斜面上，也可能不在斜面上，故,B,错误；,两个小球抛出点与落点连线在同一直线上，而题目标图中,1,在上，所以甲抛出点离,PQ,要远一些，故,C,错误；,因为甲抛出点高一些，所以甲运动时间长些，故竖直方向速度,v,gt,大些，而依据落点速度方向相同，所以速度,v,1,要大一些，故,D,正确,.,16/41,3.,如图,5,所表示，在水平地面上,A,、,B,两点同时迎面抛出两个物体，初速度分别为,v,1,、,v,2,，与水平方向所成角,1,30,、,2,60,，两物体恰好落到对方抛出点,.,两物体在空中运动时间分别为,t,1,、,t,2,，,不计空气阻力,.,则,(,),A.,v,1,v,2,B.,t,1,t,2,C.,两物体在空中可能相遇,D.,两物体位于同一竖直线时，一定在,AB,中点右侧,解析,3,4,变式训练,图,5,17/41,3,4,在竖直方向上速度一个大，一个小，又是同时抛出，所以二者不可能同时抵达同一高度，即二者不可能相遇，,C,错误；,二者位于同一竖直线时，因为运动时间相同，而,A,球水平初速度较大，所以,A,球走过水平位移大于,B,球，所以一定在,AB,中点右侧，,D,正确,.,18/41,4.,横截面为直角三角形两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，如图,6,所表示,.,它们竖直边长都是底边长二分之一，现有三个小球从左边斜面顶点以不一样初速度向右平抛，最终落在,斜面上，其落点分别是,a,、,b,、,c,.,若不计,空气阻力，则以下判断正确是,(,),A.,三小球比较，落在,c,点小球飞行过程,速度改变最大,B.,三小球比较，落在,c,点小球飞行过程速度改变最快,C.,三小球比较，落在,a,点小球飞行时间最短,D.,不论小球抛出时初速度多大，落在斜面上瞬时速度都不可能与斜面垂直,解析,返回,3,4,图,6,19/41,返回,3,4,三个小球均做平抛运动，加速度都是,g,，则速度改变快慢一样，故,B,错误,.,小球打到两斜面交点时，速度方向与水平方向夹角为,45,，与斜面夹角小于,90,，打到右侧斜面其它位置处，夹角更小，故,D,正确,.,20/41,考题三圆周运动问题分析,知识精讲,1.,圆周运动描述,21/41,2.,水平面内圆周运动临界问题,(1),水平面内做圆周运动物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供，常包括绳张紧与松弛、接触面分离等临界状态,.,(2),常见临界条件：绳临界：张力,F,T,0,；接触面滑动临界：,F,F,f,；接触面分离临界：,F,N,0.,22/41,3.,竖直平面内圆周运动绳、杆模型,模型,绳模型,杆模型,实例,球与绳连接、水流星、翻滚过山车等,球与杆连接、球过竖直圆形管道、套在圆环上物体等,图示,23/41,24/41,典例剖析,例,3,如图,7,所表示，质量为,m,小球置于内部光滑正方体盒子中，盒子边长略大于球直径,.,盒子在竖直平面内做半径为,R,、周期为,匀速圆周运动，重力加速度大小为,g,，则,(,),A.,盒子运动到最高点时，小球对盒子底部压力为,mg,B.,盒子运动到最低点时，小球对盒子底部压力为,2,mg,C.,盒子运动到最低点时，小球对盒子底部压力为,6,mg,D.,盒子从最低点向最高点运动过程中，球处于超重状态,图,7,解析,25/41,解析,设盒子运动到最高点时，小球受到盒子顶部压力，则：,F,mg,mR,(),2,，解得：,F,0,依据牛顿第三定律，盒子运动到最高点时，小球对盒子底部压力为,0.,故,A,错误；,盒子运动到最低点时，小球受到盒子底部支持力与重力协力提供向心力，则：,F,N,mg,mR,(),2,，解得：,F,N,2,mg,依据牛顿第三定律，盒子运动到最低点时，小球对盒子底部压力为,2,mg,.,故,B,正确，,C,错误；,由,A项分析可知，在最高点小球只受到重力作用，所以盒子从最低点向最高点运动过程中，球靠近最高点时处于失重状态,.,故,D,错误,.,26/41,5.,如图,8,所表示，在匀速转动水平盘上，沿半径方向放着用细线相连质量相等两个物体,A,和,B,，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为,R,A,r,，,R,B,2,r,，与盘间动摩擦因数,相同，当圆盘转速加紧到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确是,(,),A.,此时绳子张力为,F,T,3,mg,B.,此时圆盘角速度为,C.,此时,A,所受摩擦力方向沿半径指向圆外,D.,此时烧断绳子，,A,仍相对盘静止，,B,将做离心运动,解析,5,6,变式训练,图,8,27/41,解析,两物块,A,和,B,伴随圆盘转动时，合外力提供向心力，则,F,m,2,r,，,B,半径比,A,半径大，所以,B,所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加紧到两物体刚好还未发生滑动时，,B,静摩擦力方向指向圆心，,A,最大静摩擦力方向指向圆外，依据牛顿第二定律得：,F,T,mg,m,2,r,，,F,T,mg,m,2,2,r,，解得：,F,T,3,mg,，,，故,A,、,B,、,C,正确；,此时烧断绳子，,A,最大静摩擦力不足以提供所需向心力，则,A,做离心运动，故,D,错误,.,5,6,28/41,6.(,浙江理综,20),如图,9,所表示为赛车场一个水平,“,梨形,”,赛道，两个弯道分别为半径,R,90 m,大圆弧和,r,40 m,小圆弧，直道与弯道相切,.,大、小圆弧圆心,O,、,O,距离,L,100 m.,赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎最大径向静摩擦力是赛车重力,2.25,倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短,(,发动机功率足够大，,重力加速度,g,10 m/s,2,，,3.14),，则赛车,(,),A.,在绕过小圆弧弯道后加速,B.,在大圆弧弯道上速率为,45 m/s,C.,在直道上加速度大小为,5.63 m/s,2,D.,经过小圆弧弯道时间为,5.58 s,图,9,解析,返回,5,6,29/41,解析,在弯道上做匀速圆周运动时，依据径向静摩擦力提供向心力得，,kmg,，当弯道半径一定时，在弯道上最大速率是一定，且在大弯道上最大速率大于小弯道上最大速率，故要想时间最短，可在绕过小圆弧弯道后加速，选项,A,正确；,解析,5,6,30/41,返回,5,6,31/41,考题四抛体运动与圆周运动综合,知识精讲,处理抛体与圆周运动综合问题应注意：,(1),平抛运动与圆周运动关联速度,.,(2),圆周运动中向心力与运动学公式关联,.,(3),动能定理灵活利用,.,32/41,典例剖析,例,4,(12,分,),如图,10,所表示，,BC,为半径等于,竖直放置光滑细圆管，,O,为细圆管圆心，在圆管末端,C,连接倾斜角为,45,、动摩擦因数,0.6,足够长粗糙斜面，一质量为,m,0.5 kg,小球从,O,点正上方某处,A,点以,v,0,水平抛出，恰好能垂直,OB,从,B,点进入细圆管，,小球从进入圆管开始受到一直竖直向上力,F,5 N,作用，当小球运动到圆管末端,C,时,作用力,F,马上消失，小球能平滑地冲上粗糙,斜面,.(,g,10 m/s,2,),求：,图,10,33/41,(1),小球从,O,点正上方某处,A,点水平抛出初速度,v,0,为多少？,OA,距离为多少？,(2),小球在圆管中运动时对圆管压力是多少？,(3),小球在,CD,斜面上运动最大位移是多少？,34/41,答案,思维规范流程,步骤1：小球,从A到B点做,平抛运动,vB为平抛运动,与圆周运动,关联速度,(1),A,到,B,：,x,h,在,B,点：,tan 45,得：,v,0,h,|,OA,|,r,sin 45,v,0,t,2 m/s,0.2 m,h,r,cos 45,0.6 m,35/41,答案,步骤,2,：小球,从,B,到,C,点做匀,速圆周运动,(2)在B点：vB ,FN ,由牛顿第三定律得：,小球对圆管压力,FNFN ,36/41,答案,步骤,3,：小球,由,C,点沿斜面,上滑到最高点,(3),ma,a,m/s,2,x,m,mg,sin 45,mg,cos 45,式,2,分，其余各式,1,分,.,37/41,7.,如图,11,所表示，质量为,1 kg,物块自高台上,A,点以,4 m,/s,速度水平抛出后，刚好在,B,点沿切线方向进入半径为,0.5 m,光滑圆弧轨道运动,.,抵达圆弧轨道最底端,C,点后沿粗糙水平面运动,4.3 m,抵达,D,点停下来，已知,OB,与水平面夹角,53,，,g,10 m/,s,2,(sin 53,0.8,，,cos 53,0.6).,求：,(1),A,、,B,两点高度差；,解析答案,变式训练,图,11,38/41,解析,小物块恰好从,B,端沿切线方向进入轨道，据几何关系有：,A,到,B,过程中机械能守恒，得：,联立得：,h,0.45 m,答案,0.45 m,39/41,解析答案,(2),物块抵达,C,点时，物块对轨道压力；,解析,小物块由,B,运动到,C,，据动能定理有：,解得,F,N,96 N,依据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上,C,点时对轨道压力,F,N,大小为,96 N.,答案,96 N,40/41,返回,解析答案,(3),物块与水平面间动摩擦因数,.,解析,小物块从,C,运动到,D,，据功效关系有：,联立得：,0.5,答案,0.5,41/41,