江口中學(xué)高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)動力學(xué)之曲線運動(課件)

動力學(xué)之曲線運動1．平拋運動(1)當(dāng)物體

且僅

的運動，被稱為平拋運動．其軌跡為拋物線，性質(zhì)為

運動．(2)平拋運動可分解為水平方向的

和豎直方向的

運動．(3)廣義地說，當(dāng)物體所受的合外力

且與初速度方向

時，做類平拋運動．初速度水平受重力作用時勻變速曲線勻速運動自由落體恒定垂直專題一知識方法聚焦主干提煉2．勻速圓周運動(1)勻速圓周運動的特點勻速圓周運動是變速運動(

時刻在變)，而且是變加速運動(

時刻在變)．(2)描述勻速圓周運動的物理量描述勻速圓周運動的物理量有線速度v、角速度ω、周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n、向心加速度a等．它們的表達式分別為：

；它們之間的關(guān)系是:.速度方向加速度方向

知識方法聚焦專題一3．向心力和向心加速度(牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用)(1)做勻速圓周運動的物體所受的合力為向心力．“向心力”是一種效果力．任何一個力，或者幾個力的合力，或者某一個力的某個分力，只要其效果是使物體做勻速圓周運動的，都可以作為向心力．(2)一般地說，當(dāng)做圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，可以將它沿半徑方向和切線方向正交分解，其沿半徑方向的分力為向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大小；其沿切線方向的分力為切向力，只改變速度的大小，不改變速度的方向．知識方法聚焦專題一

知識方法聚焦專題一

知識方法聚焦專題一(2)將中心星球看做均勻球體，有M＝

，可得中心星球的平均密度ρ＝

；如果環(huán)繞星球離中心星球表面很近，即滿足r≈R，那么中心星球的平均密度ρ＝

.

知識方法聚焦專題一1．物體做曲線運動的條件、特點及研究方法有哪些？提示：(1)物體做曲線運動的條件：物體所受合外力(或加速度)的方向與物體的速度方向不在同一條直線上。(2)曲線運動的特點：①運動質(zhì)點在某一點的瞬時速度方向，就是通過這一點的曲線的切線方向．②曲線運動是變速運動，這是因為曲線運動的速度方向是不斷變化的．③做曲線運動的質(zhì)點，其所受的合外力一定不為零，一定具

有加速度．要點探究專題一(3)曲線運動的研究方法——運動的合成與分解①分運動的獨立性(不因為另一個分運動的存在與否而改變運動的規(guī)律)②運動的等效性(合運動和分運動是等效替代關(guān)系，不能并存)；③運動的等時性(各分運動與合運動具有等時性)；④運動的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四邊形定則)．要點探究專題一2．我們在高中階段遇到的圓周運動主要有哪幾種類型？提示：(1)天體(包括人造天體)在萬有引力作用下的運動．(2)核外電子在庫侖力作用下繞原子核的運動．(3)帶電粒子在垂直于勻強磁場的平面里在洛倫茲力作用下的運動．(4)在合外力作用下質(zhì)點的圓運動．3．研究圓周運動的基本方法是什么？提示：研究勻速圓周運動的基本方法是利用牛頓定律，而研究非勻速圓周運動的問題一般是牛頓定律與功能關(guān)系、能量守恒的綜合．要點探究專題一易錯點1.誤認為“船渡河過程中水流速度突然變大了，會影響渡河時間”．分析：(1)由合運動和分運動的等時性可知渡河時間取決于河寬與垂直河岸的分速度，與水流速度無關(guān)．(2)水流的速度變大，不影響船渡河的時間，但影響船到達對岸的地點，使船渡河過程位移變大．易錯易混專題一易錯點2.誤將“繩牽引船的速度”當(dāng)做合速度進行分解分析：例如圖1所示的問題，一人站在岸上，利用繩和定滑輪，拉船靠岸，在某一時刻繩的速度為v，繩AO段與水平面夾角為θ，不計摩擦和滑輪的質(zhì)量，則此時小船的水平速度多大？有些同學(xué)錯誤地將繩的速度按如圖2所示的方法分解，得vA即為船的水平速度，vA＝v·cosθ.實際上船是在做平動，每一時刻船上各點都有相同的水平速度．而AO繩上各點運動比較復(fù)雜，既有平動又有轉(zhuǎn)動．以連接船上的A點來說，它有沿繩的平動分速度v，也有與v垂直的法向速度vn，即轉(zhuǎn)動分速度，如圖3所示，A點的合速度vA即為兩個分速度的合速度，也就是船的平動速度，vA＝v/cosθ.易錯易混專題一

易錯易混專題一

易錯易混專題一易錯點5.混淆速度變化引起變軌與變軌引起速度變化的區(qū)別．分析：(1)速度變化引起變軌與變軌引起速度變化的問題，兩種分析方法截然不同．(2)在軌運行的衛(wèi)星由于速度變化，使得所需的向心力大于或小于外界提供的向心力，發(fā)生變軌，若速度變大，衛(wèi)星所需的向心力大于外界提供的向心力，衛(wèi)星將做離心運動．(3)衛(wèi)星變軌時引力要做功引起勢能變化，從而引起速度變化，如衛(wèi)星做離心運動時，引力做負功勢能增加，衛(wèi)星速度減?。族e易混專題一典型例題分析專題一力與運動軌跡做曲線運動的物體特點：1.其受合外力與速度不在同一直線上2.合外力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，即軌跡向力的方向彎曲專題一【例1】一帶負電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的。關(guān)于b點電場強度E的方向，下列圖示中可能正確的是（虛線是曲線在b點的切線）（）A．

B．

C．

D．D外力指向軌跡的內(nèi)側(cè)軌跡向外力的方向彎曲專題一專題一【變式1】（雙選）一質(zhì)點在xOy平面內(nèi)運動的軌跡如圖所示，下面判斷正確的是(

)A．若x方向始終勻速，則y方向先加速后減速B．若x方向始終勻速，則y方向先減速后加速C．若y方向始終勻速，則x方向先減速后加速D．若y方向始終勻速，則x方向先加速后減速速度的合成與分解1.速度的合成與分解滿足平行四邊形定則。2.兩個分運動具有獨立性專題一專題一【例2】如圖所示,一玻璃筒中注滿清水,水中放一軟木做成的小圓柱體R（圓柱體的直徑略小于玻璃管的直徑,輕重大小適宜,使它在水中能勻速上?。?將玻璃管的開口端用膠塞塞緊（圖甲）.現(xiàn)將玻璃筒倒置（圖乙）,在軟木塞上升的同時,將玻璃管水平向右加速移動,觀察木塞的運動.將會看到它斜向右上方運動.經(jīng)過一段時間,玻璃管移至圖丙中虛線所示位置,軟木塞恰好運動到玻璃管的頂端.在下面四個圖中,能正確反映軟木塞運動軌跡的是

（

）C【變式2-1】如圖，人沿平直的河岸以速度

行走，且通過不可伸長的繩拖船，船沿繩的方向行進，此過程中繩始終與水面平行。當(dāng)繩與河岸的夾角為

，船的速率為(

)(A)(B)(C)

(D)專題一C

HLv專題一平拋運動專題一【變式3-1】農(nóng)民在精選谷種時，常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進行分選．在同一風(fēng)力作用下，谷種和癟谷(空殼)谷粒都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和癟谷落地點不同，自然分開，如上圖所示．若不計空氣阻力，對這一現(xiàn)象，下列分析正確的是()A．谷種飛出洞口時的速度比癟谷飛出洞口時的速度大些B．谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運動C．谷種和癟谷從飛出洞口到落地的時間不相同D．M處是谷種，N處為癟谷【變式3-2】（2012新課標,雙選）如圖．x軸在水平地面內(nèi)．y軸沿豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡，其中b和c是從同一點拋出的。不計空氣阻力，則（）A．a(chǎn)的飛行時間比b的長

B．b和c的飛行時間相同C．a(chǎn)的水平速度比b的小

D．b的初速度比c的大專題一平拋運動計算題

速度分解圖與位移分解圖V0V0VyVθyxα專題一已知任意兩個物理量可求另外兩個物理【例4】如圖，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從Ｏ點水平飛出，經(jīng)過3.0ｓ落到斜坡上的Ａ點。已知Ｏ點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角

＝37°，運動員的質(zhì)量m=50kg.不計空氣阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2）求：（1）求A點與O點的距離L；（2）運動員離開0點時的速度大小；（3）運動員落到A點時的動能。xy

專題一

專題一

專題一

專題一

fmg

專題一圓周運動【例5】一長l＝0.80m的輕繩一端固定在O點，另一端連接一質(zhì)量m＝0.10kg的小球，懸點O距離水平地面的高度H＝1.00m．開始時小球處于A點，此時輕繩拉直處于水平方向上，如圖8所示．讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球運動到B點時，輕繩碰到懸點O正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂．不計輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g＝10m/s2.求:(1)當(dāng)小球運動到B點時的速度大??；(2)繩斷裂后球從B點拋出并落在水平地面的C點,求C點與B點之間的水平距離；(3)若OP＝0.6m，輕繩碰到釘子P時繩中拉力達到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力．專題一

x

r＝l－OP

【變式5-1】（2009年廣東物理）（1）為了清理堵塞河道的冰凌，空軍實施了投彈爆破，飛機在河道上空高H處以速度v0水平勻速飛行，投擲下炸彈并擊中目標。求炸彈剛脫離飛機到擊中目標所飛行的水平距離及擊中目標時的速度大小。（不計空氣阻力）（2）如圖17所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心OO′轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點的高度為筒高的一半。內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊。求①當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁A點受到的摩擦力和支持力的大??；②當(dāng)物塊在A點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其受到的摩擦力為零時，筒轉(zhuǎn)動的角速度。

mgNf

HR

[變4-4]為了研究過山車的原理，物理小組提出了下列設(shè)想：取一個與水平方向夾角為37°、長L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖示。一個小物塊以初速度v0=4.0m/s，從某一高處水平拋出，到A點時速度方向恰沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.50（g取10m/s2，sin37°=0.60,cos37°=0.80）求：（1）小物塊的拋出點和A點的高度差；（2）要使小物塊不離開軌道，并從水平軌道DE滑出，求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件；（3）為

了讓小物塊不離開軌道，并且能夠滑回傾斜軌道AB，則豎直圓軌道

的半徑應(yīng)該滿足什么條件。

mgmgNf

h

從拋出到滑到圓周最高點的過程，由動能定理得：

小物塊不離開軌道，能夠滑回傾斜軌道AB.

從拋出到最高點

B【綜合應(yīng)用】(15分)如圖7所示，一粗糙斜面AB與圓心角為37°的光滑圓弧BC相切，經(jīng)過C點的切線方向水平．已知圓弧的半徑為R＝1.25m，斜面AB的長度為L＝1m．質(zhì)量為m＝1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)在水平外力F＝1N作用下，從斜面頂端A點處由靜止開始，沿斜面向下運動，當(dāng)?shù)竭_B點時撤去外力，物塊沿圓弧滑至C點拋出，若落地點E與C點間的水平距離為x＝1.2m，C點距離地面高度為h＝0.8m．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)求：(1)物塊經(jīng)C點時對圓弧面的壓力；(2)物塊滑至B點時的速度；(3)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)．

vCmgFNR

mgFNfxyFBAL

萬有引力與航天線速度

角速度

加速度

周期

【變式6-1】（2013屆廣東省六校高三第三次聯(lián)考16）a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運行的四顆人造衛(wèi)星。其中a、c的軌道相交于P，b、d在同一個圓軌道上，b、c軌道在同一平面上。某時刻四顆衛(wèi)星的運行方向及位置如圖示。下列說法中正確的是（

）A．a(chǎn)、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a(chǎn)、c的線速度大小相等，且小于d的線速度D．a(chǎn)、c存在在P點相撞危險【變式6-2】（2013全國新課標理綜1第20題）2012年6曰18日，神州九號飛船與天宮一號目標飛行器在離地面343km的近圓軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，下面說法正確的是()A.為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B.如不加干預(yù)，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加C.如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D.航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用

飛船

登陸艙

[變6-4]2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示，關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有()A、在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B、在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能C、在軌道Ⅱ上運動的周期大于在軌道Ⅰ上運動的周期D、在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度A→B機械能守恒重力勢能減小動能增大

衛(wèi)星變軌在I減速進入II（近心運動）

I、II軌道經(jīng)A點時引力相同

[變6-5].圖是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測，下列說法正確的是（）A.發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度B.在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C.衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D.在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力A錯誤小于第一宇宙速度B錯誤

C正確

D錯誤嫦娥一號被月球捕獲，月球的引力大【變式6-6】