高考物理總復(fù)習(xí)教案曲線運(yùn)動

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載2011 高考物理總復(fù)習(xí)教案曲線運(yùn)動復(fù)習(xí)要點(diǎn)1曲線運(yùn)動的特征與條件；2運(yùn)動的合成與分解；3平拋物線的運(yùn)動；4勻速圓周運(yùn)動二、難點(diǎn)剖析1曲線運(yùn)動的特征（ 1）曲線運(yùn)動的軌跡是曲線（ 2）由于運(yùn)動的速度方向總沿軌跡的切線方向，又由于曲線運(yùn)動的軌跡是曲線，所以曲線運(yùn)動的速度方向時刻變化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不斷變化，所以說：曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。（ 3）由于曲線運(yùn)動速度的一定是變化的，至少其方向總是不斷變化的，所以，做曲線運(yùn)動的物體的中速度必不為零，所受到的合外力必不為零。2物體做曲線運(yùn)動的條件力的作用效果之一是迫使物體的速度發(fā)生變化，其中：與速度方向平行的力將迫使物

2、體速度的大小發(fā)生變化；與速度方向垂直的力將迫使物體速度的方向發(fā)生變化。正因?yàn)槿绱耍寒?dāng)物體所受到的合外力方向與其速度方向平行時，物體將做直線運(yùn)動；當(dāng)物體所受到的合外力方向與其速度方向不平行時，物體將做曲線運(yùn)動。3兩類典型的曲線運(yùn)動的特征比較高中物理所介紹的平拋運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動，實(shí)際上分別代表著加速度恒定的“勻變速曲線運(yùn)動”和加速度不斷變化的“變變曲線運(yùn)動”這兩類不同的曲線運(yùn)動。（ 1）受力特征的比較。平拋運(yùn)動中，物體只受恒定的重力mg 的作用；勻速圓周運(yùn)動中，物體的受力情況較為復(fù)雜，就其效果而言，其合外力充當(dāng)向心力，大小恒定為F 向 = m 2 =mr 2=m r方向則不斷變化，但始終指向圓軌

3、道的圓心。學(xué)習(xí)必備歡迎下載（ 2）加速度特征的比較平拋運(yùn)動中，物體中恒定的重力mg的作用下產(chǎn)生恒定的加速度g，因此平拋運(yùn)動是加速度不變的“勻變速曲線運(yùn)動”；勻速圓周運(yùn)動中，物體受到的合外力F 向 大小恒定、方向不斷變化，因此產(chǎn)生的向心加速度a 向的大小恒定，為2a 向 =r 2= .r方向不斷變化， 但始終指向圓軌道的圓心，因此勻速圓周運(yùn)動實(shí)際上是加速度變化的“變速曲線運(yùn)動”。（ 3）速率與動能變化特征的比較。平拋運(yùn)動中，由于物體所受的合外力（重力mg）除在開始時與速度方向垂直外，其余任意時刻均與之夾一個銳角，所以合外力（重力mg）將物體做正功而使其速率和動能不斷增大，勻速圓周運(yùn)動中，由于物體

4、所受的合外力（向心力F 向 ）始終與速度方向垂直，所以合外力（向心力F 向 ）對物體不做功，物體的速率和動能均保持恒定。（ 4）速度和動量變化特征的比較。平拋運(yùn)動中， 由于物體的加速度g 和合外力mg 均恒定，所以在任意相等的時間間隔內(nèi)，物體的速度和動量增量均相等，如圖 1 中（ a）、（ b）所示，勻速圓周運(yùn)動中，由于物體的加速度 a 向和合外力 F 向 均具備著 “大小恒定、 方向變化” 的特征， 所以在任意相等的時間間隔內(nèi)，物體的速度和動量的增量相應(yīng)也都具備著“大小相等、方向不同”的特征，如圖92 中（ b）、（ c）所示。P00011P12301 1(b)2POP22P13P3P223

5、 2P3(a)P3 3(c)P圖1圖24兩類典型的曲線運(yùn)動的分析方法比較學(xué)習(xí)必備歡迎下載（ 1）對于平拋運(yùn)動這類“勻變速曲線運(yùn)動”，我們的分析方法一般是“在固定的坐標(biāo)系內(nèi)正交分解其位移和速度”，運(yùn)動規(guī)律可表示為x0 t,x0 ,1；ygt 2gt.y2（ 2）對于勻速圓周運(yùn)動這類“變變速曲線運(yùn)動”，我們的分析方法一般是“在運(yùn)動的坐標(biāo)系內(nèi)正交分解其力和加速度”，運(yùn)動規(guī)律可表示為F切ma切0,F法F向ma向m 2mr 2m .r三、典型例題例 1船在靜水中的速度為 ，流水的速度為u，河寬為L 。（ 1）為使渡河時間最短，應(yīng)向什么方向劃船？此時渡河所經(jīng)歷的時間和所通過的路程各為多大？（ 2）為使渡河

6、通過的路程最短，應(yīng)向什么方向劃船？比時渡河所經(jīng)歷的時間和所通過的路程各為多大？分析：為使渡河時間最短，只須使垂直于河岸的分速度盡可能大；為使漏河路程最短，只須使船的合速度與河岸夾角盡可能接近900 角。解：（ 1）為使渡河時間最短，必須使垂直于河岸的分速度盡可能大，即應(yīng)沿垂直于河岸的方向劃船，此時所渡河經(jīng)歷的時間和通過的路程分別為Lt1=d1= L2(u L ) 2 = L2 u2（ 2）為使渡河路程最短，必須使船的合速度方向盡可能垂直于河岸。分如下兩種情況討論：當(dāng) u 時，劃船的速度方向與河岸夾 角偏向上游方向，于是有 cos =u L= sin t2d2=L由此解得：學(xué)習(xí)必備歡迎下載u =

7、arccost2=L/2u 2d2=L當(dāng) u 時，劃船的速度方向與河岸夾 角偏向上游方向，于是又有ucos=d2/ cos =Ld2/ =2u 2 · t2/由此解得：u =arccost 2/ =Lu/ 2u 2d2/ =Lu/ 例 2如圖 3 所示，在斜面上O 點(diǎn)先后以 0 和 20 的速度水平拋出A 、 B 兩小球，則從拋出至第一次著地，兩小球的水平位移大小之比可能為（）A1 ：2B1 ：3C1 ：4D1 ：5分析：要注意到兩球著地的幾種可能。O解：兩小球分別以 0 和 20 的初速度做平拋運(yùn)動，于是有x1= 0t1， x2=2 0t2； y1= 1 gt12 ， y2= 1

8、gt2222兩小球著地情況有幾種可能性：圖 3（ 1）均落在水平上，于是有 y1=y 2，可得 x1 ： x2=1 ： 2。故選 A 。（ 2）均落在斜面上，于是有 y1/x1=y 2/x 2，可得 x1 ： x2=1 ： 4，故選 C。（ 3） A 球落在斜面上， B 球落在水平面上，于是有tt和 y1 y2，可得1 ：212x1x2x1 ：x21 ： 4。 故選 B。綜上所述：此例應(yīng)選ABC 。例 3如圖 4 所示，兩根細(xì)線把兩個相同的小球懸于同一點(diǎn)，并使兩球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，其中小球1 的轉(zhuǎn)動半徑較大，則兩小球轉(zhuǎn)動的角速度大小關(guān)系為1 _ 2，兩根線中拉力大小關(guān)系為T 1_T

9、 2，（填“”“”或“ =”)l 12TO學(xué)習(xí)必備歡迎下載圖4圖5分析：擺球受力情況的分析是求解此例的基礎(chǔ)解：兩小球均做“圓錐擺”運(yùn)動，如圖95 所示，其轉(zhuǎn)動半徑R=lsin ，圓心在圖中的 O 點(diǎn)，轉(zhuǎn)動過程中小球?qū)嶋H所受的力為重力mg 和線的拉力T，于是相應(yīng)有Tcos =mg， Tsin =msin · 2，而 1 2， l1 cos1=l 2cos 2，故 1 = 2， T 1 T2，即應(yīng)該依次填寫“=”和“”例 4 如圖 6 排球場總長為 18m，設(shè)網(wǎng)高度為 2.25m，運(yùn)動員站在離網(wǎng) 3m 線上正對網(wǎng)前跳起將球水平擊出。（ 1）設(shè)擊球點(diǎn)的高度為 2.5m，試問擊球的速度在什么

10、范3m圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不越界。18m（ 2）若擊球點(diǎn)的高度小于某個值，那么無論水平擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是越界，試求出這個高度。（ g=10m/s2）分析：當(dāng)擊球點(diǎn)高度為2.5m 時，擊球速度為 1 時恰好觸網(wǎng)；擊球速度為 2 時恰好出界。當(dāng)擊球點(diǎn)高度為h 時，擊球速度圖 6為 時，恰好不會觸網(wǎng)，恰好不會出界，其運(yùn)動軌跡分別如圖9 7 中的（ a）、（ b）、（ c）所示。122.5m2.5mh界界界(a)(b)(c)學(xué)習(xí)必備歡迎下載圖 7解：（ 1）根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律，有：122.5 2.25=gt123= 1t1122.5=gt2212= 2t2由此解得 1 13.4m/s 2

11、 17m/s所以，球既不觸網(wǎng)又不出界的速度值應(yīng)為13.4m/s 17m/s（ 2）同樣根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律，有h 2.25= 1 gt1223= t1h= 1 gt2 2212= t2由此解得h=2.4m所以，當(dāng)h 2.4m時，無論擊球速度多大，球總是觸網(wǎng)或出界。例 5 如圖 8 所示，質(zhì)量為 m 的小球，用輕軟繩系在邊長為 a 的正方形截面木柱的邊 A 處（木柱水平放置，圖中畫斜線部分為其豎直橫截面） ，軟繩長 4a 質(zhì)量不計，它所承受的最大拉力為 7mg，開始繩呈水平狀態(tài)。若以豎直向下的初速度拋出小球，為使繩能繞木柱上，且小球始終沿圓弧運(yùn)動，最后擊中 A 點(diǎn)，求拋出小球初速度的最大值和最小值

12、（空氣阻力不計） 。分析：小球依次繞 A 、B 、 C、 D 各點(diǎn)做半徑不同的aA4amDCB圖 834DA02CB1學(xué)習(xí)必備歡迎下載圓周運(yùn)動，其速率大小可由能量關(guān)系確定。解：小球運(yùn)動到圖9 所示的各位置處時的速率分別記為 i，小球剛運(yùn)動到和剛要離開圖9 9 所示的各位置處時線中張力大小分別記為Ti 和T i/，于是由相關(guān)規(guī)律依次可得1 m 02= 1 m 12 4mga2 2=1m 22 mga2=1m 32+mga圖 92= 1 m 422T 1 mg=m 12/4aT1/ mg=m 12/3aT 2= m 22/3aT 2/= m 22/2aT 3+mg= m 32/2/2aT3 +mg= m 3/aT4=m 42/a由此依次解得2T 1=m 0+3mg4am