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

動(dòng)力學(xué)之曲線運(yùn)動(dòng)1．平拋運(yùn)動(dòng)(1)當(dāng)物體

且僅

的運(yùn)動(dòng)，被稱為平拋運(yùn)動(dòng)．其軌跡為拋物線，性質(zhì)為

運(yùn)動(dòng)．(2)平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的

和豎直方向的

運(yùn)動(dòng)．(3)廣義地說，當(dāng)物體所受的合外力

且與初速度方向

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

時(shí)刻在變)，而且是變加速運(yùn)動(dòng)(

時(shí)刻在變)．(2)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dá)式分別為：

；它們之間的關(guān)系是:.速度方向加速度方向

知識(shí)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(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用)(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)力，或者幾個(gè)力的合力，或者某一個(gè)力的某個(gè)分力，只要其效果是使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的，都可以作為向心力．(2)一般地說，當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，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?。黄溲厍芯€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(shí)方法聚焦專題一

知識(shí)方法聚焦專題一

知識(shí)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(shí)方法聚焦專題一1．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、特點(diǎn)及研究方法有哪些？提示：(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：①運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向，就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向．②曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)的速度方向是不斷變化的．③做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力一定不為零，一定具

有加速度．要點(diǎn)探究專題一(3)曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解①分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性(不因?yàn)榱硪粋€(gè)分運(yùn)動(dòng)的存在與否而改變運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)②運(yùn)動(dòng)的等效性(合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系，不能并存)；③運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性(各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性)；④運(yùn)動(dòng)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(diǎn)探究專題一2．我們在高中階段遇到的圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)．(2)核外電子在庫侖力作用下繞原子核的運(yùn)動(dòng)．(3)帶電粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面里在洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)．(4)在合外力作用下質(zhì)點(diǎn)的圓運(yùn)動(dòng)．3．研究圓周運(yùn)動(dòng)的基本方法是什么？提示：研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本方法是利用牛頓定律，而研究非勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)探究專題一易錯(cuò)點(diǎn)1.誤認(rèn)為“船渡河過程中水流速度突然變大了，會(huì)影響渡河時(shí)間”．分析：(1)由合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性可知渡河時(shí)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(shí)間，但影響船到達(dá)對岸的地點(diǎn)，使船渡河過程位移變大．易錯(cuò)易混專題一易錯(cuò)點(diǎn)2.誤將“繩牽引船的速度”當(dāng)做合速度進(jìn)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(shí)刻繩的速度為v，繩AO段與水平面夾角為θ，不計(jì)摩擦和滑輪的質(zhì)量，則此時(shí)小船的水平速度多大？有些同學(xué)錯(cuò)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(shí)際上船是在做平動(dòng)，每一時(shí)刻船上各點(diǎn)都有相同的水平速度．而AO繩上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，既有平動(dòng)又有轉(zhuǎn)動(dòng)．以連接船上的A點(diǎn)來說，它有沿繩的平動(dòng)分速度v，也有與v垂直的法向速度vn，即轉(zhuǎn)動(dòng)分速度，如圖3所示，A點(diǎn)的合速度vA即為兩個(gè)分速度的合速度，也就是船的平動(dòng)速度，vA＝v/cosθ.易錯(cuò)易混專題一

易錯(cuò)易混專題一

易錯(cuò)易混專題一易錯(cuò)點(diǎn)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(yùn)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(yùn)動(dòng)．(3)衛(wèi)星變軌時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)，引力做負(fù)功勢能增加，衛(wèi)星速度減?。族e(cuò)易混專題一典型例題分析專題一力與運(yùn)動(dòng)軌跡做曲線運(yùn)動(dòng)的物體特點(diǎn)：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(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是（虛線是曲線在b點(diǎn)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(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)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(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)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浮）.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(shí),將玻璃管水平向右加速移動(dòng),觀察木塞的運(yùn)動(dòng).將會(huì)看到它斜向右上方運(yùn)動(dòng).經(jīng)過一段時(shí)間,玻璃管移至圖丙中虛線所示位置,軟木塞恰好運(yùn)動(dòng)到玻璃管的頂端.在下面四個(gè)圖中,能正確反映軟木塞運(yùn)動(dòng)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(jìn)，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(yùn)動(dòng)專題一【變式3-1】農(nóng)民在精選谷種時(shí)，常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)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(diǎn)不同，自然分開，如上圖所示．若不計(jì)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(shí)的速度比癟谷飛出洞口時(shí)的速度大些B．谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．谷種和癟谷從飛出洞口到落地的時(shí)間不相同D．M處是谷種，N處為癟谷【變式3-2】（2012新課標(biāo),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(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的。不計(jì)空氣阻力，則（）A．a(chǎn)的飛行時(shí)間比b的長

B．b和c的飛行時(shí)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(yùn)動(dòng)計(jì)算題

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

＝37°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m=50kg.不計(jì)空氣阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2）求：（1）求A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L；（2）運(yùn)動(dòng)員離開0點(diǎn)時(shí)的速度大?。唬?）運(yùn)動(dòng)員落到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。xy

專題一

專題一

專題一

專題一

fmg

專題一圓周運(yùn)動(dòng)【例5】一長l＝0.80m的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量m＝0.10kg的小球，懸點(diǎn)O距離水平地面的高度H＝1.00m．開始時(shí)小球處于A點(diǎn)，此時(shí)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(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，輕繩碰到懸點(diǎn)O正下方一個(gè)固定的釘子P時(shí)立刻斷裂．不計(jì)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(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)繩斷裂后球從B點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn),求C點(diǎn)與B點(diǎn)之間的水平距離；(3)若OP＝0.6m，輕繩碰到釘子P時(shí)繩中拉力達(dá)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(shí)施了投彈爆破，飛機(jī)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(biāo)。求炸彈剛脫離飛機(jī)到擊中目標(biāo)所飛行的水平距離及擊中目標(biāo)時(shí)的速度大小。（不計(jì)空氣阻力）（2）如圖17所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，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(diǎn)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(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大?。虎诋?dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其受到的摩擦力為零時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)小物塊以初速度v0=4.0m/s，從某一高處水平拋出，到A點(diǎn)時(shí)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(dòng)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(diǎn)和A點(diǎn)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(diǎn)的過程，由動(dòng)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(diǎn)

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(diǎn)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(diǎn))在水平外力F＝1N作用下，從斜面頂端A點(diǎn)處由靜止開始，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去外力，物塊沿圓弧滑至C點(diǎn)拋出，若落地點(diǎn)E與C點(diǎn)間的水平距離為x＝1.2m，C點(diǎn)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(diǎn)時(shí)對圓弧面的壓力；(2)物塊滑至B點(diǎn)時(shí)的速度；(3)物塊與斜面間的動(dòng)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(yùn)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(gè)圓軌道上，b、c軌道在同一平面上。某時(shí)刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)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(diǎn)相撞危險(xiǎn)【變式6-2】（2013全國新課標(biāo)理綜1第20題）2012年6曰18日，神州九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會(huì)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(shí)現(xiàn)對接，兩者運(yùn)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(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加C.如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低D.航天員在天宮一號(hào)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(jī)在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動(dòng)能C、在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)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(jī)械能守恒重力勢能減小動(dòng)能增大

衛(wèi)星變軌在I減速進(jìn)入II（近心運(yùn)動(dòng)）

I、II軌道經(jīng)A點(diǎn)時(shí)引力相同

[變6-5].圖是“嫦娥一號(hào)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(jìn)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(hào)”的速度必須達(dá)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(cuò)誤小于第一宇宙速度B錯(cuò)誤

C正確

D錯(cuò)誤嫦娥一號(hào)被月球捕獲，月球的引力大【變式6-6】