專題02-力和曲線運(yùn)動(dòng)-教案2

1、專題02 力和曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)梳理1曲線運(yùn)動(dòng)(1)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向：曲線上該點(diǎn)的切線方向。其速度方向時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng)。(2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合外力不為零，且合外力的方向(加速度方向)與速度方向不在一條直線上。假設(shè)物體所受合外力為恒力，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；合外力為變力，做加速度改變的曲線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體受到的合外力與速度方向成銳角時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率將增大；當(dāng)合外力方向與速度方向成鈍角時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率將減小。2運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是一種等效替代關(guān)系，運(yùn)動(dòng)的合成與分解是研究曲線運(yùn)動(dòng)的一種基本方法。(2)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等時(shí)性：各分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間與合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等。獨(dú)立

2、性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動(dòng)影響。(3)運(yùn)動(dòng)的合成分解運(yùn)算法則：運(yùn)動(dòng)的合成分解即物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度的合成分解，因它們都是矢量，都遵從平行四邊形定則。3平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律平拋運(yùn)動(dòng)：將一物體水平拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。性質(zhì)：加速度為當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中水平速度不變，只是豎直速度不斷增大，合速度大小、方向時(shí)刻改變。設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0，建立坐標(biāo)系如圖41。4斜拋運(yùn)動(dòng)(1)定義：將物體用一定的初速度沿斜上方拋出去，僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)。(2)做斜拋運(yùn)動(dòng)的條件：初速度不為零，且與水平方向成一定角度 (90°)

3、；只受重力作用。(3)斜拋運(yùn)動(dòng)的分解：斜拋運(yùn)動(dòng)可以看作是一個(gè)水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)豎直方向上的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。(4)斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為Oy軸，水平方向?yàn)镺x軸，拋體就在Oxy平面上做具有恒定加速度的曲線運(yùn)動(dòng)，如圖42所示。設(shè)拋體的初速度為v0，拋射角為，則可把v0在所建立的坐標(biāo)系中分解為水平方向的分速度v0cos和豎直方向的分速度v0sin。     位置坐標(biāo)：在拋出后t秒末的時(shí)刻，物體的位置坐標(biāo)為：     兩個(gè)分速度公式：vxv0cos， vyv0singt。合速度：，

4、合速度方向跟水平方向的夾角由tan = 決定。(5)射程與射高在斜拋運(yùn)動(dòng)中，從物體被拋出的地點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫射程。從拋出點(diǎn)的水平面到物體運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)的高度叫射高。從物體被拋出到落地所用的時(shí)間叫飛行時(shí)間。 飛行時(shí)間：斜拋物體從被拋出到落地，在空中的飛行時(shí)間T可以根據(jù)位置坐標(biāo)方程求得，因?yàn)楫?dāng)t=T時(shí)，y=0，則v0Tsin1/2gT2=0解得T=2v0sin/g。 射高：用Y表示，顯然射高等于豎直上拋分運(yùn)動(dòng)的最大高度，即Y= v02sin2/2g。     射程：用X表示，由水平方向分運(yùn)動(dòng)的位移公式，可得射程為X=v0cosT，即X=v02sin2/

5、g。以上三式說明，斜拋物體飛行時(shí)間、射高和射程均由拋射的初始量v0、所決定。只要初速度v0的大小和方向已經(jīng)確定，那么該斜拋物體的飛行時(shí)間T、射高Y、射程X也就惟一確定了。命題預(yù)測(cè)1運(yùn)用曲線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的條件來分析判斷物體運(yùn)動(dòng)的可能性。2運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)分析，如小船渡河問題。3分析拋體運(yùn)動(dòng)與生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)等聯(lián)系的簡單問題，如飛車表演、炮彈發(fā)射、跳傘、跳高、跳遠(yuǎn)。例題精析題型一 曲線運(yùn)動(dòng)的判斷【例1】如圖43所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)突然使它所受的力反向而大小不變(即由F變?yōu)镕)，在此力作用下，物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，以下說法正確的選項(xiàng)是()A物體可能沿曲線Ba運(yùn)

6、動(dòng)B物體可能沿直線 Bb運(yùn)動(dòng)C物體可能沿曲線Bc 運(yùn)動(dòng)D物體可能沿原曲線由B返回A【解析】物體在A點(diǎn)時(shí)的速度vA沿A 點(diǎn)的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線AB運(yùn)動(dòng)，此力F必有垂直于vA的分量，即力F只可能為圖中所示的各種方向之一；當(dāng)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，即時(shí)速度vB沿B點(diǎn)的切線方向，這時(shí)受力F=F ， 即F只可能為圖中所示的方向之一； 可知物體以后只可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮緾【點(diǎn)評(píng)】做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其軌跡向合外力所指的一方彎曲，假設(shè)已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，可判斷出合外力的大致方向。題型二 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解分析曲線運(yùn)動(dòng)【例2】在抗洪搶險(xiǎn)中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人，假設(shè)江岸是平直的，洪水沿江向下游流

7、去，水流速度為v1，摩托艇在靜水中的航速為v2,戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近處O的距離為d，如戰(zhàn)士想在最短時(shí)間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為()【解析】摩托艇要想在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)對(duì)岸，其劃行方向要垂直于江岸，摩托艇實(shí)際的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于水的劃行運(yùn)動(dòng)和隨水流的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，垂直于江岸方向的運(yùn)動(dòng)速度為v2，到達(dá)江岸所用時(shí)間t=d/v2；沿江岸方向的運(yùn)動(dòng)速度是水速v1在相同的時(shí)間內(nèi)，被水沖下的距離，即為登陸點(diǎn)距離0點(diǎn)距離s=v1t= d v1/v2。【答案】C題型三 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用【例3】平拋一物體，當(dāng)拋出1秒后它的速度方向與水平方向成45°角，落地時(shí)的速度方向與水平方向成6

8、0°角，則()A初速度為10 msB落地速度15 msC開始拋出時(shí)距地面的高度20 mD、水平射程13 m【答案】A題型四 斜拋運(yùn)動(dòng)物體的射程和射高【例4】物體以速度v0拋出做斜拋運(yùn)動(dòng)，則()A，在任何相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量是相同的B可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)C，射高和射程都取決于v0的大小Dv0很大，射高和射程可能很小【解析】斜拋運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程中加速度恒為g，為勻變速運(yùn)動(dòng)，故相等時(shí)間內(nèi)速度變化一定相同；由斜拋運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)知B錯(cuò)誤；射高與射程不僅取決于v0的大小還取決于拋出速度v0與水平方向的夾角大小，故C錯(cuò)誤，D正確?！敬鸢浮緼D【點(diǎn)評(píng)】把握好斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，理解斜拋運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，本類題目是不難分析的。題型五 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的探究【例5】如圖4-4所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球沿軌道滑下，離開軌道末端時(shí)撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落，改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時(shí)落地，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后()A水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)【解析】改變高度做實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)A、B兩球仍同時(shí)落地，只能說明A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球自由落體運(yùn)動(dòng)的情況相