2019届高考物理二轮复习 专题3 力与物体的曲线运动学案.doc
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1、1专题专题 3 3 力与物体的曲线运动力与物体的曲线运动考题一考题一 运动的合成与分解运动的合成与分解1.物体做曲线运动的条件当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线时,物体做曲线运动.合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性.2.分析运动合成与分解的一般思路明确合运动及其运动性质根据效果分解或正交分解确定分运动的方向及运动性质由平行四边形定则确定数量关系写出表达式进行数学分析例 1 质量为 2 kg 的质点在xy平面上运动,x方向的速度时间图象和y方向的位移时间图象分别如图 1 甲、乙所示,则质点( )2图 1A.初速度为 4 m/sB.所受合外力为 4 NC.做匀变速直线运动D.初速度的
2、方向与合外力的方向垂直解析 x轴方向初速度为vx4 m/s,y轴方向初速度vy3 m/s,质点的初速度v05 m/s.故 A 错误.x轴方向的加速度a2 m/s2,质点的合力F合ma4 N.故 Bv2xv2y正确.x轴方向的合力恒定不变,y轴做匀速直线运动,合力为零,则质点受到的合力恒定不变.合力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴方向,也不在y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,做匀变速曲线运动.故 C、D 错误.答案 B变式训练1.(2016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的力不发生改变,则( )A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点
3、速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变答案 BC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,则该质点所受的合外力为该恒力.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同,故 A 错;若F的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,例如平抛运动,故 B 正确;由牛顿第二定律可知,质点加速度的方向总是与其所受合外力方向相同,C 正确;根据加速度的定义,相等时间内速度变化量相同,而速率变化量不一定相同,故 D 错.2.如图 2 所示,甲乙两船
4、在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲乙两船的出发点,两船头与河岸均成角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点,如果划船速度大小相等,且两船相遇,不影响各自的航行,下列判断正确的是( )3图 2A.甲船也能到达正对岸B.甲船渡河时间一定短C.两船相遇在NP直线上的某点(非P点)D.渡河过程中两船不会相遇答案 C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,即甲船不能垂直到达对岸,A 错误;在垂直河岸方向上v甲vsin ,v乙vsin ,故渡河时间t甲、t乙,所以渡河时间相等,因为在垂直河岸方向d v甲d vsin d v乙d vsin
5、上分速度相等,又是同时出发的,故两船相遇在NP直线上的某点(非P点),B、D 错误,C正确.考题二考题二 平抛平抛( (类平抛类平抛) )运动的规律运动的规律1.求解平抛运动的基本思路和方法运动的分解将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动“化曲为直” ,是处理平抛运动的基本思路和方法.2.求解平抛(类平抛)运动的注意点(1)突出落点问题时,一般建立坐标系,由两个方向遵循的规律列出位移方程,由此确定其落点.(2)突出末速度的大小和方向问题时,一般要建立水平分速度和竖直分速度之间的关系,由此确定其末速度.(3)如图 3 所示,分解某一过程的位移和某一位置瞬时速度,则可以获得
6、两个直角三角形,一般该类运动问题都可以在这两个直角三角形中解决.4图 3例 2 如图 4 所示,将甲、乙两球从虚线PQ右侧某位置分别以速度v1、v2沿水平方向抛出,其部分轨迹如图 1、2 所示,两球落在斜面上同一点,且速度方向相同,不计空气阻力,下列说法正确的是( )图 4A.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v1v2解析 二者落在斜面上时速度的方向相同,所以速度的方向与水平方向之间的夹角是相等的,tan vy v0根据:vygtxv0tygt21 2位移偏转角为,联立可得:tan tan y x1 2可知二者的位移偏转角也相等,所以
7、两个小球的抛出点与落点的连线在同一直线上,故结合题目的图象可知 1 的抛出点高于 2 的抛出点,故 A 错误;结合 A 的分析可知,两个小球的抛出点与落点的连线在同一直线上,两个小球的抛出点可能在斜面上,也可能不在斜面上,故B 错误;两个小球的抛出点与落点的连线在同一直线上,而题目的图中 1 在上,所以甲的抛出点离PQ要远一些,故 C 错误;由于甲的抛出点高一些,因此甲运动的时间长些,故竖直方向的速度vgt大些,而根据落点的速度方向相同,因此速度v1要大一些,故 D 正确.5答案 D变式训练3.如图 5 所示,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v1、v2,与水平方向所成角
8、130、260,两物体恰好落到对方抛出点.两物体在空中运动的时间分别为t1、t2,不计空气阻力.则( )图 5A.v1v2B.t1t2C.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中点的右侧答案 AD解析 在水平方向上做匀速直线运动,故有v1cos 30t1v2cos 60t2,在竖直方向上做竖直上抛运动,所以t1,t2,联立可得v1v2,t1mQ,则两小球的动能大小无法比较,选项 B 错误;对小球在最低点受力分析得,FTmgm,可得FT3mg,因mPmQ,所以选项v2 LC 正确;由a2g可知,两球的向心加速度相等,选项 D 错误.v2 L4.如图 3,一小球从一半圆轨道左端
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