（山東專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 曲線運(yùn)動(dòng)課件.ppt

第4章 曲線運(yùn)動(dòng),考點(diǎn)10 平拋運(yùn)動(dòng),考點(diǎn)11 圓周運(yùn)動(dòng)與實(shí)例分析,專題6 離心運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題與臨界問(wèn)題,考點(diǎn)9 運(yùn)動(dòng)的合成與分解,考點(diǎn)9 運(yùn)動(dòng)的合成與分解,必備知識(shí) 全面把握 核心方法 重點(diǎn)突破 方法1兩直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 方法2小船渡河問(wèn)題的分析與求解方法 方法3連結(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法 考法例析 成就能力 考法1速度的合成與分解 考法2運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,必備知識(shí) 全面把握,1曲線運(yùn)動(dòng) (1)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件： 不為零； 不為零； 不在同一條直線上 (2)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向是曲線在這一點(diǎn)的 ，并 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,初速度,合外力,合外力的方向與速度的方向,切線方向,指向,2運(yùn)動(dòng)的合成與分解 (1)運(yùn)動(dòng)的合成與分解：已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的 已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解的目的是把一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為比較簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，比如把曲線運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成直線運(yùn)動(dòng) (2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循的原則 運(yùn)動(dòng)的合成和分解均遵循 ，運(yùn)動(dòng)的分解遵循 的原則 運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)是 的合成與分解，包括位移、速度、加速度等矢量.,運(yùn)動(dòng)的物理量,劃重點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)合成與分解的特性 (1)等時(shí)性：各分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間與合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等； (2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響； (3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的疊加與合運(yùn)動(dòng)有完全相同的效果,核心方法 重點(diǎn)突破,方法1兩直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 上海閘北2018調(diào)研(多選)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度時(shí)間圖像和y方向的位移時(shí)間圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是() A質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s B質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N，做勻加速曲線運(yùn)動(dòng) C2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s D2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12 m,例1,例1,例2,例2,突破點(diǎn) 求解小船渡河問(wèn)題必須明確以下四點(diǎn)： (1)正確區(qū)分分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)，船的航行方向也就是船頭指向，是分運(yùn)動(dòng)方向，船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，是合運(yùn)動(dòng)方向，一般情況下與船頭指向不一致 (2)運(yùn)動(dòng)分解的基本方法，按實(shí)際效果分解，一般用平行四邊形定則按水流方向和船頭指向分解 (3)渡河時(shí)間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān)，與水流速度無(wú)關(guān) (4)求最短渡河位移時(shí)，根據(jù)船速v船與水流速度v水的大小情況用三角形法則與求極限的方法處理,例3,例3,考法2運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題 質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升，若飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供，不含重力)今測(cè)得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時(shí)，它的上升高度為h，如圖所示求： (1)飛機(jī)受到的升力大??； (2)從起飛到上升至h高度的過(guò)程中升力所做的功及在高度h處飛機(jī)的動(dòng)能,例2,例2,考點(diǎn)10平拋運(yùn)動(dòng),必備知識(shí) 全面把握 核心方法 重點(diǎn)突破 方法4平拋運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的理解 方法5類平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法 考法例析 成就能力 考法3平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解 考法4平拋運(yùn)動(dòng)與斜面 考法5平拋運(yùn)動(dòng)與圓周 考法6生活中的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 考法7斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,必備知識(shí)全面把握,1平拋物體的運(yùn)動(dòng) (1)定義：將物體以一定的初速度沿 方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在 作用下所做的運(yùn)動(dòng)，叫平拋運(yùn)動(dòng) (2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：在平拋運(yùn)動(dòng)中，物體受到與速度方向成某角度的重力作用，所以做曲線運(yùn)動(dòng)，其軌跡為拋物線因加速度恒為 ，所以平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的 (3)運(yùn)動(dòng)特征：平拋運(yùn)動(dòng)是 方向上速度為v0 的和 方向上的加速度為 的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),下落高度h,2平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 (5)速度改變量 因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度g，所以做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)的速度改變量vgt相同，方向恒為豎直向下，如圖所示 (6)位移變化規(guī)律 任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)，水平位移不變，即xv0t. 連續(xù)相等時(shí)間間隔t內(nèi)，豎直方向上的位移差不變，即yg(t)2.,3兩個(gè)重要推論 (1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體，任一時(shí)刻瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn)，如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示 (2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體，在任一時(shí)刻任一位置，設(shè)其速度方向與水平方向間的夾角為，位移與水平方向間的夾角為，則tan=2tan,4平拋運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)模型分析,4平拋運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)模型分析,5斜拋運(yùn)動(dòng)的求解方法 斜拋運(yùn)動(dòng)的處理方法與平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法相似，不同的是，斜拋物體在豎直方向上的初速度不為零如圖所示，物體被拋出后在水平方向上以水平分速度v0 x做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在豎直方向上做初速度為v0y的豎直上拋運(yùn)動(dòng),核心方法重點(diǎn)突破,方法4平拋運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的理解 課標(biāo)全國(guó)201715發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)速度較大的球越過(guò)球網(wǎng)，速度較小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng)，其原因是() A速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多 B速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大 C速度較大的球通過(guò)同一水平距離所用的時(shí)間較少 D速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大,例1,例1,方法5平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 浙江理綜201623，16分在真空環(huán)境內(nèi)探測(cè)微粒在重力場(chǎng)中能量的簡(jiǎn)化裝置如圖所示P是一個(gè)微粒源， 能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒高度為h的探測(cè)屏AB豎直放置，離P點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng)，上端A與P點(diǎn)的高度差也為h，重力加速度為g. (1)若微粒打在探測(cè)屏AB的中點(diǎn)，求微粒在空中飛行的時(shí)間； (2)求能被屏探測(cè)到的微粒的初速度范圍； (3)若打在探測(cè)屏A、B兩點(diǎn)的微粒的動(dòng)能相等，求L與h的關(guān)系,例2,例2,方法6類平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法 光滑斜面傾角為，一小球在斜面上沿水平方向以速度v0拋出，拋出點(diǎn)到斜面底端的距離為L(zhǎng)，如圖所示，求小球滑到底端時(shí)，水平方向的位移s的大小,例3,例3,考法例析成就能力,例1,例1,例2,例2,考法5平拋運(yùn)動(dòng)與圓周 (多選)如圖所示，從半徑為R1 m的半圓AB上的A點(diǎn)水平拋出一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，經(jīng)t0.4 s小球落到半圓上，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭10 m/s2，則小球的初速度v0的大小可能是() A1 m/s B2 m/s C3 m/s D4 m/s,例2,例2,例4,例4,考法7斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 江蘇物理20162，3分有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計(jì)空氣阻力圖中為A的運(yùn)動(dòng)軌跡，則B的運(yùn)動(dòng)軌跡是() A B C D,例5,【解析】 因?yàn)锳、B兩球只在重力作用下做拋體運(yùn)動(dòng)，并且初速度相同，故兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡相同，選項(xiàng)A正確 【答案】A,例5,考點(diǎn)11圓周運(yùn)動(dòng)與實(shí)例分析,必備知識(shí) 全面把握 核心方法 重點(diǎn)突破 方法6解圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法 方法7水平(豎直)面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 考法例析 成就能力 考法7勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 考法8向心力來(lái)源分析 考法9勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析,必備知識(shí)全面把握,1描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 (1)線速度： (2)角速度：,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體， 的比值叫線速度的大小，即線速率 .線速度的方向就是圓周上該點(diǎn)的 .,通過(guò)的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間,切線方向,軌跡半徑經(jīng)過(guò)的角度跟所用時(shí)間t,rad/s,(3)周期T和頻率f： (4)轉(zhuǎn)速：,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，叫轉(zhuǎn)速通常用n表示，單位是r/min或r/s. 頻率和轉(zhuǎn)速對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)在意義上是相同的，但頻率具有更廣泛的意義，兩者的單位也不相同,運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間,轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),(5)向心加速度： (6)向心力：,線速度方向變化快慢,圓心,正比,反比,沿半徑方向,法線方向上,常見(jiàn)的圓錐擺類模型還有：火車轉(zhuǎn)彎、雜技節(jié)目“飛車走壁”、飛機(jī)在水平面內(nèi)盤(pán)旋等 (2)水平轉(zhuǎn)臺(tái)上物體在靜摩擦力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力提供向心力，如圖乙所示 特征方程：Ff0mr2mg. 此類模型問(wèn)題還有以下運(yùn)動(dòng)情況 總之，只要達(dá)到維持物體做圓周運(yùn)動(dòng)效果的力就是向心力,甲,乙,丙,3勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間內(nèi) 相等，這種運(yùn)動(dòng)叫勻速圓周運(yùn)動(dòng) (2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不變，方向始終與速度方向 ，這是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件 (3)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：線速度 不變，周期恒定，角速度 ，向心加速度 不變，但 時(shí)刻在改變勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻速運(yùn)動(dòng)，也不是勻變速運(yùn)動(dòng)，這是圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的區(qū)別,通過(guò)的弧長(zhǎng),垂直且指向圓心,5變速圓周運(yùn)動(dòng) 在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力不僅大小隨時(shí)間改變，其方向也不是始終沿半徑指向圓心合外力沿半徑方向的分力(或所有外力沿半徑方向的分力的矢量和)提供向心力，使物體產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向合外力沿圓周切線方向的分力，使物體產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小,7離心運(yùn)動(dòng) (1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在受到的合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng) (2)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止 應(yīng)用：利用離心運(yùn)動(dòng)制成的離心機(jī)械，如：離心干燥器、洗衣機(jī)的脫水筒等 防止：汽車、火車轉(zhuǎn)彎處，為防止離心運(yùn)動(dòng)造成的危害，一是限定汽車和火車的轉(zhuǎn)彎速度；二是把路面筑成外高內(nèi)低的斜坡,核心方法重點(diǎn)突破,方法7描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量關(guān)系 浙江選考物理2018年4月4，3分A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如圖)，在相同時(shí)間內(nèi)，它們通過(guò)的路程之比是43，運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比是32，則它們() A線速度大小之比為43 B角速度大小之比為34 C圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為21 D向心加速度大小之比為12,例1,例1,方法8解圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法 課標(biāo)全國(guó)201417，6分如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))，從大環(huán)的最高處由靜止滑下重力加速度大小為g.當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小為() AMg5mg BMgmg CMg5mg DMg10mg,例1,例1,方法9水平(豎直)面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 課標(biāo)全國(guó)201321，6分(多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)則在該彎道處() A路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低 B車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng) C車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng) D當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小,例2,例2,突破點(diǎn) (1)火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在空中水平盤(pán)旋、開(kāi)口向上的光滑圓錐體內(nèi)小球繞豎直軸線的圓周運(yùn)動(dòng)、騎自行車轉(zhuǎn)彎等，都是水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，其受力特點(diǎn)是合力沿水平方向指向軌跡圓心又可分兩種情況討論： 在路面有摩擦(汽車)或軌道能夠提供側(cè)壓力(火車)的情況下，一般在彎道處都提示司機(jī)注意彎道的設(shè)計(jì)速度v0，其意義是車輛通過(guò)彎道時(shí)路面徑向摩擦力或軌道側(cè)壓力恰為零時(shí)車輛的行駛速率，此時(shí)重力與路面(軌道)支持力的合力沿水平方向，恰好提供車輛做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 不存在摩擦力或側(cè)壓力的情況，如飛機(jī)在空中盤(pán)旋、開(kāi)口向上的光滑圓錐體內(nèi)小球繞豎直軸線的圓周運(yùn)動(dòng)等，物體只受兩個(gè)力：重力和斜向上的升力(或支持力)，這兩個(gè)力的合力沿水平方向，提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,例2,突破點(diǎn) (2)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題可分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)兩種 勻速圓周運(yùn)動(dòng)：利用受力分析，建立沿速度方向的平衡方程和沿半徑方向的平衡方程F合man，解方程組得出結(jié)論其中F合F向心是關(guān)鍵 變速圓周運(yùn)動(dòng)：常見(jiàn)的情況是物體在軌道彈力(或繩、桿的彈力)與重力共同作用下運(yùn)動(dòng)，多數(shù)情況下彈力方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，只有重力對(duì)物體做功使物體的動(dòng)能不斷變化，因而物體做變速圓周運(yùn)動(dòng),例2,考法例析成就能力,考法8勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 遼寧六校2017聯(lián)考如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪半徑為r，a為它邊緣上一點(diǎn)；左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上若傳動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑，則() Aa點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等 Ba點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等 Ca點(diǎn)和d點(diǎn)的向心加速度大小相等 Da點(diǎn)和c點(diǎn)的周期大小相等,例1,【解析】 【答案】C,例1,考法9向心力來(lái)源分析 河南南陽(yáng)一中2018月考如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱軸OO重合轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止，且受到的摩擦力恰好為零，它和O點(diǎn)的連線與OO之間的夾角為60.重力加速度大小為g. (1)求角速度0； (2)若變?yōu)?1k)0，且0k且k遠(yuǎn)小于1，小物塊沒(méi)有與罐壁發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求小物塊受到的摩擦力大小和方向,例2,例2,例3,例2,例4,例4,例5,考法11勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析,例5,專題6圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,必備知識(shí) 全面把握 核心方法 重點(diǎn)突破 方法10水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界分析 方法11豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法 方法12接觸物體分離的臨界條件 考法例析 成就能力,必備知識(shí)全面把握,1豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的兩種模型 臨界問(wèn)題一般出現(xiàn)在變速圓周運(yùn)動(dòng)中豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是典型的變速圓周運(yùn)動(dòng)一般情況下只討論最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況 (1)輕繩模型 沒(méi)有物體支撐的小球，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的情況,核心方法重點(diǎn)突破,例1,例1,例2,【答案】A,例2,方法12接觸物體分離的臨界條件 湖南株洲二中2019屆月考用一根細(xì)線一端系一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑錐頂上，如圖所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為，線的張力為T(mén)，則T隨2變化的圖像是下圖中的() ,A) ,B) ,C) ,D),例2,【答案】B,例3,謝謝觀賞,