热点专题高考三轮冲刺讲解专题四曲线运动学习教案.pptx
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1、会计学1热点专题高考三轮热点专题高考三轮(sn ln)冲刺讲解专题冲刺讲解专题四曲线运动四曲线运动第一页,共92页。1.知道物体做曲线运动的条件,能确定合运动和分运动,理解合运动和分运动的等时性和等效性.2.能够运用运动的合成和分解的方法分析平抛运动.3.分清匀速圆周运动中各个参量的关系、动力学特征及向心力的来源.4.对于(duy)竖直平面的圆周运动,往往既有临界问题又有能量问题,要重点突破.第1页/共92页第二页,共92页。运动的合成和分解【典例1】(2011江苏高考)如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直
2、,且OAOB.若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间(shjin)t甲、t乙的大小关系为()A.t甲t乙 D.无法确定 第2页/共92页第三页,共92页。【审题视角】解答本题时,应注意以下两点:【关键点】(1)分析挖掘隐含(yn hn)条件:人在静水中的速度大于水流的速度.(2)分别求出t甲、t乙,然后比较大小.第3页/共92页第四页,共92页。【精讲精析】设水流的速度为v水,学生在静水中的速度为v人,由题意可知v人v水,OA=OB=L,对甲同学对乙同学来说,要想垂直到达(dod)B 点,其速度方向要指向上游,如图所示,并且来回时间相等,即 则t甲2-t乙2 即t甲t乙,C正确.
3、答案:C第4页/共92页第五页,共92页。【命题人揭秘】运动的合成(hchng)和分解类问题的核心(1)物体实际完成的运动为合运动,进行运动的合成(hchng)和分解时应按实际效果进行分解.(2)解决此类问题时,判断物体的实际运动速度的大小和方向是解题关键,而平行四边形定则是解题的基本规律.(3)分析平行四边形时,常利用直角三角形的几何关系,如勾股定理、正弦函数、余弦函数等.第5页/共92页第六页,共92页。平抛运动基本规律的应用【典例2】(2011广东高考)如图所示,在网球的网前截击练习(linx)中,若练习(linx)者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底
4、线上.已知底线到网的距离为L、重力加速度取g.将球的运动视作平抛运动,下列表述正确的是()第6页/共92页第七页,共92页。A.球的速度v等于B.球从击出至落地所用时间为C.球从击球点至落地点的位移(wiy)等于LD.球从击球点至落地点的位移(wiy)与球的质量有关【审题视角】解答本题时注意把握以下两点:【关键点】(1)小球在水平方向做匀速运动;(2)小球在竖直方向做自由落体运动.第7页/共92页第八页,共92页。【精讲精析】(1)网球落地时间和落地时球速的求解(2)球从击球点至落地点的位移的求解由运动的合成和分解知识可知(k zh),球的总位移为 故C、D错.答案:A、B第8页/共92页第九
5、页,共92页。【命题人揭秘】求解平抛运动问题的一般思路(sl)(1)充分利用水平方向的匀速运动规律,列出速度或位移的关系式.(2)平抛运动在竖直方向上为自由落体运动,同样可以列出速度或位移关系式.(3)找出水平和竖直两个方向上的有关联系.(4)联立以上各式分析求解.第9页/共92页第十页,共92页。平抛运动与斜面相结合【典例3】(2010全国卷)一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时,其速度方向(fngxing)与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示.小球在竖直方向(fngxing)下落的距离与在水平方向(fngxing)通过的距离之比为()第10页/共92页第十一页,共92页。【审题视角(shj
6、io)】解答该题应注意把握以下两点:【关键点】(1)小球落在斜面上时,速度方向垂直于斜面.(2)结合水平位移和竖直位移的求法解答.【精讲精析】如图所示,平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角,则有:则下落高度与水平射程之比为:故只有B正确.答案:B第11页/共92页第十二页,共92页。【命题人揭秘】平抛运动的两个重要推论(1)平抛运动的物体在任意时刻(shk)任意位置处,其末速度方向与水平方向的夹角的正切值等于位移与水平方向的夹角正切值的2倍,即tan=2tan.(2)平抛运动的物体在任意时刻(shk)的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.这是因为:tan=2tan 成立,又因为
7、tan=所以tan=故速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.第12页/共92页第十三页,共92页。圆周运动的运动学问题【典例4】(2009上海高考)小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量(cling)自行车的骑行速度.他的设想是:通过计算脚踏板转动的角速度,推算自行车的骑行速度.经过骑行,他得到如下的数据:在时间t内脚踏板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度=_;要推算自行车的骑行速度,还需要测量(cling)的物理量有_;自行车骑行速度的计算公式v=_.第13页/共92页第十四页,共92页。【审题视角】解答本题时应注意以下两点:【关键点】(1)明确描述圆周
8、运动的运动学参量之间的关系(gun x).(2)找出与主动轮和从动轮相关联的物理量.第14页/共92页第十五页,共92页。【精讲精析】依据角速度的定义式 要推算自行车的骑行速度,由于(yuy)v=后R,还要知道自行车后轮的半径R,又因后轮的角速度后=飞轮,而飞轮r2=牙盘r1,牙盘=,联立以上各式解得 故还需知道牙盘半径r1,飞轮半径r2.答案:自行车后轮半径R,牙盘半径r1,飞轮半径r2 或第15页/共92页第十六页,共92页。【命题人揭秘】圆周运动的“同轴转动”和“皮带(p di)传动”(1)同轴转动.各点绕同一转轴做匀速圆周运动,角速度相同,因此周期也相同.由于各点半径不同,故线速度、向
9、心加速度大小不同.(2)皮带(p di)传动.由于皮带(p di)不打滑,故两轮边缘各点线速度大小相等,由于各点半径不同,故角速度、周期、向心加速度等都不相同.第16页/共92页第十七页,共92页。圆周运动的动力学问题(wnt)【典例5】(2012福建高考)如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5 m,离水平地面的高度H=0.8 m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4 m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2.求:第17页/共92页第十八页,共92页。(1)物块做平抛
10、运动的初速度大小v0.(2)物块与转台间的动摩擦因数.【审题视角】解答本题(bnt)时应明确以下两点:【关键点】(1)应理解把握好“转台边缘”与“恰好滑离”的含义.(2)临界问题是静摩擦力达到最大值.第18页/共92页第十九页,共92页。【精讲精析】(1)物块做平抛运动,竖直方向有H=gt2 水平方向有s=v0t 联立两式得v0=1 m/s (2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供(tgng)向心力,有mg=联立得=0.2 答案:(1)1 m/s (2)0.2第19页/共92页第二十页,共92页。【命题人揭秘】圆周运动动力学问题的解题步骤解决圆周运动动力学问题的基本原则就是在半径方向上应用牛顿第
11、二定律,可按以下步骤进行:(1)分析题干给出的条件,选定研究对象.(2)结合题干给出的条件画受力分析图.(3)将物体受到的多个力合成或分解,得到(d do)物体受到的合力.(4)在半径方向上根据牛顿第二定律列方程.第20页/共92页第二十一页,共92页。圆周运动与平抛运动的结合【典例6】(2010重庆高考)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离(jl)d后落地,如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为 d,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.第21
12、页/共92页第二十二页,共92页。(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)绳能承受的最大拉力是多大?(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?【审题视角】解答本题时应注意以下两点:【关键点】(1)明确小球参与了几个(j)阶段的运动,各运动之间通过哪些物理量衔接.(2)会结合数学知识求解水平距离的最大值.第22页/共92页第二十三页,共92页。【精讲精析】(1)设绳断后球运动时间为t,由平抛运动规律(gul)得:竖直方向:水平方向:d=v1t解得在竖直方向上应用运动学公式vy2-0=2g d解
13、得故球落地时的速度大小为得:第23页/共92页第二十四页,共92页。(2)设绳能承受的最大拉力大小为T,这也是球受到绳的最大拉力.球做圆周运动的半径为:R=d对小球在最低点由牛顿第二(d r)定律得:解得:T=mg第24页/共92页第二十五页,共92页。(3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变.由牛顿第二定律得:解得:绳断后(dun hu)球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t1,则:第25页/共92页第二十六页,共92页。竖直(sh zh)方向:d-l=水平方向:x=v3t1解得:当l=时,x有极大值,答案:第26页/共92页第二十七页,共92页。【阅
14、卷(yu jun)人点拨】失失分分提提示示(1)(1)不不明明确确轻轻绳绳突突然然断断开开后后小小球球做做平平抛抛运运动动,从从而而不不能能求求出出v v1 1、v v2 2大小大小.(2)(2)不不明明确确小小球球经经何何处处时时,轻轻绳绳拉拉力力最最大大,不不能能用用相相关关规规律律求出最大拉力与小球速度的关系求出最大拉力与小球速度的关系.(3)(3)列出函数表达式列出函数表达式,不能运用极限知识确定极值不能运用极限知识确定极值.备备考考指指南南(1)(1)强化平抛运动概念的理解强化平抛运动概念的理解,熟练掌握其特点、规律熟练掌握其特点、规律.(2)(2)竖竖直直面面内内的的一一般般圆圆周
15、周运运动动是是变变速速圆圆周周运运动动,小小球球在在最最低低点点速速度度最最大大,轻轻绳绳的的拉拉力力最最大大,轻轻绳绳拉拉力力大大小小与与小小球球速速度度的的关系可以用牛顿第二定律求得关系可以用牛顿第二定律求得.(3)(3)注注重重数数学学知知识识的的复复习习与与应应用用,提提高高应应用用数数学学知知识识处处理理物物理问题的能力理问题的能力.第27页/共92页第二十八页,共92页。运动的合成与分解高考指数(zhsh):1.(2011上海高考)如图,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行.当绳与河岸的夹角为,船的速率为()第28页/共92
16、页第二十九页,共92页。【解题指南】解答本题时,应注意以下两点:(1)速度的分解应按实际效果分解.(2)由平行四边形定则作图,根据几何知识求解(qi ji).【解析】选C.在人拖船的过程中,人实际运动的方向为合运动的方向,把人的速度沿绳和垂直绳的方向分解,如图所示.由三角形知识可得v船=vcos,故C正确,A、B、D错误.第29页/共92页第三十页,共92页。2.(2010江苏高考)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度(sd)()A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变第30
17、页/共92页第三十一页,共92页。【解析】选A.橡皮在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向橡皮的位移(wiy)始终等于水平方向的位移(wiy),根据运动的等时性可知,竖直方向运动的时间与水平方向的运动时间相同,所以橡皮在竖直方向做匀速直线运动,因此橡皮的合运动仍是匀速直线运动,其速度大小和方向均不变,故A正确,B、C、D错误.第31页/共92页第三十二页,共92页。3.(2010上海高考)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞()A.下落的时间越短 B.下落的时间越长C.落地(lu d)时速度越小 D.落地(lu d)时速度越大第32页/共92页第三十三页,共92页。【
18、解析】选D.(1)降落伞下落时间的分析降落伞下落的过程,可以分解为两个分运动,一个是竖直方向的匀速直线运动,另一个是在水平风力作用下的变速运动.根据(gnj)运动的独立性原理,这两个分运动是独立的,它们互不影响.下落的时间由竖直方向的分运动决定.设竖直方向的速度为vy,竖直落地的高度为h,则落地时间可见落地时间只与竖直方向的速度vy以及竖直落地的高度h这两个因素有关,与水平方向风的作用无关.故A、B错误.第33页/共92页第三十四页,共92页。(2)降落伞落地速度的分析降落伞落地时的速度是竖直速度vy与水平速度vx的合速度,根据矢量合成的平行四边形定则,合速度 风速(fn s)越大,则vx越大
19、,降落伞落地时速度v也越大,故C错误,D正确.第34页/共92页第三十五页,共92页。平抛运动高考指数:4.(2012江苏高考)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值).将A向B水平抛出的同时,B自由下落.A、B与地面碰撞前后,水平分速度(sd)不变,竖直分速度(sd)大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则()第35页/共92页第三十六页,共92页。A.A、B在第一次落地前能否(nn fu)相碰,取决于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰C.A、B不可能运动到最高处相碰D.A、B一定能相碰【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:第3
20、6页/共92页第三十七页,共92页。【解析】选A、D.A、B两个小球(xio qi)在竖直方向上均做自由落体运动,两球落地之后在竖直方向上均做竖直上抛运动,在同一时刻始终处于同一高度上,A球在水平方向上始终做匀速直线运动,所以A、B两个小球(xio qi)一定能够相碰,D正确,B和C错误,只要A球的初速度足够大就可以在第一次落地之前相碰,A正确,答案选A、D.第37页/共92页第三十八页,共92页。5.(2012新课标全国卷)如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向(zhn xin)抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的.不计空气阻力,则()
21、A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大第38页/共92页第三十九页,共92页。【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)明确做平抛运动的物体(wt)运动时间由什么因素决定.(2)从水平位移和下落时间分析初速度的大小.【解析】选B、D.三个小球a、b和c水平抛出以后都做平抛运动,根据平抛运动规律可得:x=v0t,y=gt2,所以 由yb=ycya,得tb=tcta,选项A错,B对;又根据 因为ybya,xbvb,vbvc,选项C错,D对第39页/共92页第四十页,共92页。6.(2010天津高考)如图所示,在高为h的平台边缘水平抛出小球A,
22、同时在水平地面上距台面边缘水平距离(jl)为s处竖直上抛小球B,两球运动轨迹在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度为g.若两球能在空中相遇,则小球A的初速度vA应大于_,A、B两球初速度之比 为_.第40页/共92页第四十一页,共92页。【解析】小球A做平抛运动,小球B做竖直上抛运动,两球能在空中相遇,一说明(shumng)A 在竖直方向的位移小于h,二说明(shumng)两球在竖直方向的位移之和等于h.对A有 可得:两球要在空中相遇,对A球水平方向有:竖直方向有:对B球竖直方向有:hB=vBtB-gtB2;由于tA=tB,hA+hB=h,所以联立以上几式解得:即A、B两球初速度大小之比为
23、答案:第41页/共92页第四十二页,共92页。【方法技巧】抛体运动中相遇问题的分析方法自由落体运动、平抛运动和竖直上抛运动的相遇问题,解决此类问题时常有以下技巧:(1)分析时间关系.在该类问题中,往往(wngwng)都是同时发生的,所以两种运动的时间相等;若开始运动的时间差为t,则它们相遇前任一时刻两物体运动时间差均为t.(2)分析位置关系.也就是各自的位移特点,主要分析两物体从运动到相遇的位移规律,列出有关方程进行分析.(3)分析约束关系.即符合实际情况的条件限制,如相遇的位置应在自由下落或平抛位置的下方,相遇时刻应在做抛体运动的物体落地之前等.第42页/共92页第四十三页,共92页。7.(
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