高考物理拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)資料.ppt

1、一、平拋運(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),2性質(zhì)：平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為 的 曲線 運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線,水平,重力,重力加速度,勻變速,二、平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法及運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1研究方法：平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的 運(yùn)動(dòng)和豎直方向的 運(yùn)動(dòng) 2運(yùn)動(dòng)規(guī)律(如下表所示),勻速直線,自由落體,gt,v0t,若物體受恒力作用且恒力方向與初速度方向垂直，這 種運(yùn)動(dòng)叫類平拋運(yùn)動(dòng)，其研究方法與平拋運(yùn)動(dòng)研究方法相 同，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律也相同，只不過在分解時(shí) 不一定向豎直方向和水平方向分解,三、斜拋運(yùn)動(dòng) 1概念：以一定的初速度將物體沿與水平方向 斜向拋出

2、，物體僅在 所做的曲線運(yùn)動(dòng),成一定角度,重力作用下,2性質(zhì)：斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒為 的勻變速曲 線運(yùn)動(dòng)，軌跡是 ,重力加速度g,拋物線,3規(guī)律：斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向上的 和豎直方向上的 的合成,勻速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng),1水平射程和飛行時(shí)間 (1)飛行時(shí)間：t ，只與h、g有關(guān)，與v0無關(guān) (2)水平射程：xv0tv0 ，由v0、h、g共同決定,2速度變化規(guī)律 (1)任意時(shí)刻的速度水平分量均等于初速度v0. (2)任意相等的時(shí)間間隔t內(nèi)的速度變化量均豎直向下，且 vvygt. 3位移變化規(guī)律 (1)任意相等的時(shí)間間隔t內(nèi)，水平位移不變，且xv0t. (2)連續(xù)相等的時(shí)間間隔t內(nèi)，豎直方

3、向上的位移差不變， 即ygt2.,4平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論 推論：做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻任一 位置處，設(shè)其末速度方向與水平方向的夾角為，位移 方向與水平方向的夾角為，則tan2tan.,圖421,證明：如圖421所示，由平拋運(yùn) 動(dòng)規(guī)律得 Tan Tan 所以tan2tan. 推論：做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體，任意時(shí)刻的瞬時(shí) 速度方向的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn),證明：如圖421所示，tan tan2tan 即末狀態(tài)速度方向的反向延長線與x軸的交點(diǎn)B必為此時(shí) 水平位移的中點(diǎn),1在平拋運(yùn)動(dòng)過程中，位移矢量與速度矢量永遠(yuǎn)不會(huì) 共線 2它們與水平方向的夾角關(guān)系為tan2ta

4、n，但不 能誤認(rèn)為2.,1(2008廣東高考)某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球，假 定球在墻面上以25 m/s的速度沿水平方向反彈， 落地點(diǎn)到墻面的距離在10 m至15 m之間忽略空 氣阻力，g取10 m/s2，球在墻面上反彈點(diǎn)的高度 范圍是 () A0.8 m至1.8 mB0.8 m至1.6 m C1.0 m至1.6 m D1.0 m至1.8 m,解析：球反彈后做平拋運(yùn)動(dòng)設(shè)落地時(shí)間為t，由t 得t1 s，t2 s，由h gt2得h10.8 m，h21.8 m，即A正確,答案：A,1類平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn) 物體所受合力為恒力，且其方向與初速度的方向垂直 2類平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 在初速度v0方向做勻速直線

5、運(yùn)動(dòng)，在合力方向做初速度 為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度,3常見問題 (1)斜面上的平拋運(yùn)動(dòng) (2)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 4類平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法 (1)常規(guī)分解法：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速 直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直 線運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具 有等時(shí)性 (2)特殊分解法：對于有些問題，可以過拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)?直角坐標(biāo)系，將加速度分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、 vy，然后分別在x、y方向列方程求解,1類平拋運(yùn)動(dòng)是對平拋運(yùn)動(dòng)研究方法的遷移，是高考命題 的熱點(diǎn)問題 2高考考查該類問題常綜合機(jī)械能守恒、動(dòng)能定理等知識， 以電場或復(fù)

6、合場為背景考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識處理綜合 問題的能力,2如圖422所示，光滑斜面長為b，寬為a，傾 角為，一物塊從斜面左上方頂點(diǎn)P水平射入，而 從右下方頂點(diǎn)Q離開斜面，求入射初速度v0.,圖422,解析：物塊在垂直于斜面方向沒有運(yùn)動(dòng)，物塊在斜面平面內(nèi)的曲線運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向上的速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿斜面向下的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律，有mgsinma1，a1gsin 水平方向上的位移xav0t 沿斜面向下的位移yb 由得v0a,答案：a,如圖423所示，一小球從平臺上水平拋出，恰好落在臨近平臺的一傾角為53的光滑斜面頂端，并剛好沿光滑斜面下滑，已知斜面頂端與平臺的高度差

7、 h0.8 m，g10 m/s2，sin530.8，cos530.6，求：,(1)小球水平拋出的初速度v0是多大？ (2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x是多少？ (3)若斜面頂端高H20.8 m，則小球離開平臺后經(jīng)多長時(shí) 間t到達(dá)斜面底端？,思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)小球在到達(dá)斜面頂端前做平拋運(yùn)動(dòng)； (2)小球在斜面頂端時(shí)的合速度方向沿斜面向下； (3)小球在斜面頂端時(shí)的合速度為小球沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)的初速度,課堂筆記(1)由題意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，說明此時(shí)小球的速度方向與斜面平行，否則小球會(huì)彈起，如圖所示，所以vy=v0tan53 vy2=2gh 代入數(shù)據(jù)得vy

8、4 m/s，v03 m/s. (2)由vygt1得：t10.4 s xv0t130.4 m1.2 m.,(3)小球沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 a 8 m/s2 初速度v 5 m/s 代入數(shù)據(jù)整理得： 5t2260 解得t22 s或t2 s(不合題意舍去) 所以tt1t22.4 s.,答案(1)3 m/s(2)1.2 m(3)2.4 s,本題中小球的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)階段：平拋運(yùn)動(dòng)階段和勻 加速運(yùn)動(dòng)階段，兩個(gè)階段的聯(lián)系紐帶是平拋運(yùn)動(dòng)的末速度 為小球沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)的初速度，這也是解答本題的 關(guān)鍵.,如圖424所示，水平屋頂高H5 m，墻高h(yuǎn)3.2 m，墻到房子的距離L3 m，墻外馬路寬D10 m

9、，小球從屋頂水平飛出落在墻外的馬路上，求小球離開屋頂時(shí)的速度v應(yīng)該滿足什么條件？ (g10 m/s2),思路點(diǎn)撥 小球觸碰墻頂對應(yīng)小球能落在墻外馬路上的 平拋的最小速度，而小球落在馬路的右邊緣對應(yīng)小球能 落在墻外馬路上的平拋的最大速度,課堂筆記小球速度很小，則不能越過墻；小球速度很大，則飛到馬路外面兩臨界狀態(tài)就是剛好越過墻和落在馬路右側(cè)邊緣設(shè)小球剛好越過墻如圖中所示，此時(shí)小球的水平初速度為v1，則 H-h= 由L=v1t1得v1=5 m/s.,設(shè)小球越過墻剛好落在馬路的右邊緣如圖中所示，此時(shí)小球的水平速度為v2，則 H= 由L+D=v2t2得v2=13 m/s. 所以小球離開屋頂時(shí)的速度滿足5

10、 m/sv13 m/s時(shí)，小球落在墻外的馬路上,答案5 m/sv13 m/s,本題屬于平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題每當(dāng)遇到類似的題目 時(shí)常常感到無從下手，因此形成一個(gè)良好的分析問題、解決 問題的思路特別重要解決此類問題的關(guān)鍵有三點(diǎn)：其一是 確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)平拋運(yùn)動(dòng)；其二是確定臨界位置恰不 觸墻和恰不出界；其三是確定臨界軌跡，并畫出軌跡示意圖.,(12分)在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量m1 kg的質(zhì)點(diǎn)以速度v010 m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過原點(diǎn)后受一沿y軸正方向(豎直方向)的恒力F15 N作用，直線OA與x軸成37，如圖425所示的曲線為質(zhì)點(diǎn)的軌跡圖(g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)，

11、求： (1)如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線OA相交 于P點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間 以及P點(diǎn)的坐標(biāo)； (2) 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P點(diǎn)的速度大小,圖425,思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律類平拋運(yùn)動(dòng)； (2)求出類平拋運(yùn)動(dòng)的加速度； (3)P點(diǎn)的x、y坐標(biāo)的關(guān)系為tan,解題樣板(1)質(zhì)點(diǎn)在水平方向上無外力作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上受恒力F和重力mg作用而做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律得：Fmgma 所以a m/s25 m/s2 (2分) 設(shè)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，P點(diǎn)坐標(biāo)為(xP，yP)，則xPv0t，yP at2 (2分) 又tan (2分) 聯(lián)立解得：t3

12、 s，xP30 m，yP22.5 m. 即P點(diǎn)的坐標(biāo)為(30,22.5)(2分),(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)沿y方向的速度 vyat15 m/s (2分) 故P點(diǎn)的速度大小 Vp (2分),答案(1)3 s(30,22.5)(2)5 m/s,類平拋運(yùn)動(dòng)是指物體受恒力作用且恒力方向與初速度方 向垂直的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律相同，處理方 法與平拋運(yùn)動(dòng)問題的處理方法亦相同，但需注意的是不一定 按豎直方向和水平方向進(jìn)行分解，而是按初速度方向和合外 力方向來分解.,1(2009廣東理基)滑雪運(yùn)動(dòng)員以20 m/s的速度從一平臺水 平飛出，落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的高度差為3.2 m不計(jì)空氣阻 力，g取10 m/

13、s2.運(yùn)動(dòng)員飛過的水平距離為x，所用時(shí)間為 t，則下列結(jié)果正確的是 () Ax16 m，t0.50 sBx16 m，t0.80 s Cx20 m，t0.50 s Dx20 m，t0.80 s,解析：平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，h gt2， t 0.80 s；水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，xv0t 16 m故B項(xiàng)正確,答案：B,2在2009年第十一屆全運(yùn)會(huì)上一位運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行射擊比賽時(shí)， 子彈水平射出后擊中目標(biāo)當(dāng)子彈在飛行過程中速度平 行于拋出點(diǎn)與目標(biāo)的連線時(shí)，大小為v，不考慮空氣阻 力，已知連線與水平面的夾角為，則子彈 () A初速度v0vcos B飛行時(shí)間t C飛行的水平距離x D飛行的豎直距離

14、y,解析：如圖所示，初速度v0vcos，A正確；tan 則t ，所以B錯(cuò)誤；飛行的水平距離x ，C正確；飛行的豎直距離y ，D錯(cuò)誤,答案：AC,3物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速度方向與水平方向的夾角的 正切tan隨時(shí)間t的變化圖象是圖426中的 (),圖426,解析：物體平拋出去后，其合速度可分解為水平方向的速度v0和豎直方向的速度vy(vygt)，如圖所示所以tan 由數(shù)學(xué)知識可知tant圖象為B.,答案：B,4一物體從某高度以初速度v0水平拋出，落地時(shí)速度大小 為v，則它運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 (),解析：物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t ，由速度的合成與分解可知vy ，故只有D正確,答案：D,5(2009福建高考

15、)如圖427所示，射擊槍水平放置，射 擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上， 槍口與目標(biāo)靶之間的距離x100 m，子彈射出的水平速 度v200 m/s，子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開 始 釋放，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g為10 m/s2，求：,圖427,(1)從子彈由槍口射出開始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長時(shí)間子彈擊中目 標(biāo)靶？ (2)目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中，下落的距離h為 多少？,解析：(1)子彈做平拋運(yùn)動(dòng)，它在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)子彈經(jīng)時(shí)間t擊中目標(biāo)靶，則 t 代入數(shù)據(jù)得t0.5 s (2)目標(biāo)靶做自由落體運(yùn)動(dòng)，則h 代入數(shù)據(jù)得h1.25 m.,答案：(1)0.5

16、s(2)1.25 m,一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其相互關(guān)系 描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量主要有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力等，現(xiàn)比較如下表：,快慢,相切,轉(zhuǎn)動(dòng)快慢,一圈,圈數(shù),m2r,圓心,方向,快慢,方向,圓心,大小,1對于某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，角速度()、周期 (T)是恒定不變的 2向心力是一種“效果力”，可以是某一個(gè)力，也可以是 幾個(gè)力的合力或某一個(gè)力的分力，方向時(shí)刻指向圓心,1勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：線速度的 的圓周運(yùn)動(dòng) (2)特點(diǎn)：線速度的大小 ，角速度、周期和頻率都是恒 定不變的，向心加速度和向心力的 也是恒定不變的 (3)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小 而方向時(shí)刻

17、改變的變 速曲線運(yùn)動(dòng)，并且加速度大小 ，方向指向 ，所以 加速度時(shí)刻在改變 (4)條件：合外力大小不變，方向始終與速度垂直,大小處處相等,不變,大小,不變,不變,圓心,二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng),(5)兩個(gè)特例 同一轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(或物體)上各點(diǎn)的 相同 皮帶連接的兩輪不打滑時(shí)，輪緣上各點(diǎn)的 大小 相等,角速度,線速度,2非勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義：線速度的 、 均不斷變化的圓周運(yùn)動(dòng) (2)合力的作用 合力沿速度方向的分量Ft產(chǎn)生切向加速度，F(xiàn)tmat， 它只改變速度的 合力沿半徑方向的分量Fn產(chǎn)生向心加速度，F(xiàn)nman， 它只改變速度的 ,大小,方向,大小,方向,三、離心運(yùn)動(dòng) 1.定義：做圓

18、周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失或不足以 提供做圓周運(yùn)動(dòng)所需 的情況下，所做的 圓心的 運(yùn)動(dòng) 2.本質(zhì) (1)離心現(xiàn)象是物體慣性的表現(xiàn) (2)離心運(yùn)動(dòng)并非沿半徑方向飛出的運(yùn)動(dòng)，而是運(yùn)動(dòng)半徑越 來越大的運(yùn)動(dòng)或沿 方向飛出的運(yùn)動(dòng) (3)離心運(yùn)動(dòng)并不是受到什么離心力,向心力,遠(yuǎn)離,切線,3.條件：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)它受到的沿著半徑指向圓 心的合力突然變?yōu)榱慊虿蛔阋蕴峁┳鰣A周運(yùn)動(dòng)所需的向 心力時(shí)，質(zhì)點(diǎn)就做離心運(yùn)動(dòng),4.設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，角速度為，向 心力為F，如圖431所示 (1)當(dāng)F 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)； (2)當(dāng)F 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)； (3)當(dāng)F0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)沿切線做直線運(yùn)

19、動(dòng),m2r,m2r,圖431,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由力決定的，物體做離心運(yùn)動(dòng)還是近心運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是看提供的向心力和所需向心力的關(guān)系,1向心力的來源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、 摩擦力、磁場力或電場力等各種力，也可以是幾個(gè)力的 合力或某一個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另 外添加一個(gè)“向心力” 2向心力的確定 首先確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面；其次找出軌道圓 心的位置；然后分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力，并作 出受力圖；最后找出這些力指向圓心的合力就是向心力,當(dāng)利用正交分解法確定向心力時(shí)，一般以做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿半徑方向和切線方向分解各力,1如圖432所示，一小球用

20、細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將 其拉離豎直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn) 為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中小球所需的向心力是 (),A繩的拉力 B重力和繩的拉力的合力 C重力和繩的拉力的合力沿繩方向的分力 D繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力,圖432,解析：分析向心力來源時(shí)就沿著半徑方向求合力即可，注意作出正確的受力分析圖如圖所示，對小球進(jìn)行受力分析，它受到重力和繩子的拉力作用，向心力是指向圓心方向的合力因此，它可以是小球所受合力沿繩方向的分力，也可以是各力沿繩方向的分力的合力,答案：CD,臨界問題總是出現(xiàn)在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，而豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是典型的變速圓周運(yùn)動(dòng)，其常見模型有輕繩模型和輕桿模型現(xiàn)比較如下：,

21、1. 繩模型和桿模型過最高點(diǎn)的臨界條件不同，其原因是繩 不能有支撐力，而桿可有支撐力 2對于桿模型，在最高點(diǎn)時(shí)，如果不知是支撐力還是拉 力，此時(shí)可假設(shè)，然后根據(jù)其方向再確定,2長度為L0.50 m的輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端有一質(zhì)量為m 3.0 kg的小球，如圖433所示，小球以O(shè)點(diǎn)為圓 心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速 率是2.0 m/s，g取10 m/s2，則此時(shí)細(xì)桿OA受到() A6.0 N的拉力 B6.0 N的壓力 C24 N的拉力 D24 N的壓力,圖433,解析：法一：設(shè)小球以速率v0通過最高點(diǎn)時(shí)，球?qū)U的作用力恰好為零，即mgm 得v0 由于v2.0 m/s m/s，可知過

22、最高點(diǎn)時(shí)，球?qū)?xì)桿產(chǎn)生壓力，則桿對球的作用力方向向上小球的受力情況如圖甲所示 由牛頓第二定律mgFNm ，得 FNmgm 即細(xì)桿OA受到6.0 N的壓力,法二：設(shè)桿對小球的作用力為FN(由于方向未知，可以設(shè)為向下)，對小球進(jìn)行受力分析如圖乙所示,由向心力公式得FNmgm ，則 FN 負(fù)號說明FN的方向與假設(shè)方向相反，即向上，即桿對球作用力為6.0 N的支持力 由牛頓第三定律可知細(xì)桿OA受到6.0 N的壓力,答案：B,1火車轉(zhuǎn)彎問題 在平直軌道上勻速行駛的火車，所受合力為零，在火車轉(zhuǎn) 彎時(shí)，什么力提供向心力呢？在火車轉(zhuǎn)彎處，讓外軌高于 內(nèi)軌，如圖434所示，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向 心力由重力和彈力的合力提

23、供若軌道水 平，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力應(yīng)由外軌對車輪的 擠壓力提供，而這樣對車軌會(huì)造成損壞 車速大時(shí)，容易出事故,圖434,設(shè)車軌間距為L，兩軌高度差為h，車轉(zhuǎn)彎半徑為R，質(zhì)量為M的火車運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)有多大的速度？ 根據(jù)三角形邊角關(guān)系知sin 對火車的受力情況分析如圖434所示， 得tan 因?yàn)榻呛苄?，所以sintan，故 所以向心力 F Mg.又因?yàn)镕 ，所以車速v 由于鐵軌建成后h、L、R各量都是確定的，故火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)是一個(gè)定值，否則將對鐵軌有不利影響，如：,靜摩擦力的特點(diǎn)是根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)改變大小，變換方向有人把靜摩擦力的這一特點(diǎn)稱為“適應(yīng)性”由于靜摩擦力這一特點(diǎn)的存在導(dǎo)致在許多問題中出現(xiàn)了臨界

24、問題 處理這類問題的關(guān)鍵是分析出靜摩擦力的變化，從而結(jié)合其他力分析出向心力的變化，以確定圓周運(yùn)動(dòng)的其他物理量的變化,2靜摩擦力作用下的圓周運(yùn)動(dòng),3在用高級瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速 是108 km/h.汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與 地面間的最大靜摩擦力為車重的0.6倍取g10 m/s2，試問：汽車在這種高速公路的水平彎道上安 全拐彎時(shí)，其彎道的最小半徑是多少？,解析：汽車在水平彎道上拐彎時(shí)，向心力由靜摩擦力來提供，但不能超過最大靜摩擦力； 汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰好不滑動(dòng)時(shí)有：0.6mgm ，將v30 m/s代入，得最小彎道半徑r150 m.,答案：1

25、50 m,(2010寧波質(zhì)檢)某種變速自行車，有六個(gè)飛輪和三個(gè)鏈輪，如圖435所示，鏈輪和飛輪的齒數(shù)如下表所示，前、后輪直徑約為660 mm，人騎該種自行車行進(jìn)速度為4 m/s時(shí)，腳踩踏板做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度最小值約為 (),圖435,A1.9 rad/sB3.8 rad/s C6.5 rad/s D7.1 rad/s,思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)把握好以下幾個(gè)關(guān)系： (1)后輪與飛輪的角速度相等； (2)鏈輪與飛輪邊緣線速度相等； (3)當(dāng)飛輪齒數(shù)取最小值、鏈輪齒數(shù)取最大值時(shí)，腳踏板的角速度有最小值,課堂筆記車行駛速度與前、后輪邊緣的線速度相等，故后輪邊緣的線速度為4 m/s，后輪的角速度 rad

26、/s12 rad/s. 飛輪與后輪為同軸裝置，故飛輪的角速度112 rad/s. 飛輪與鏈輪是用鏈條連接的，故鏈輪與飛輪邊緣的線速度相同，所以1r12r2，r1、r2分別為飛輪和鏈輪的半徑，因?yàn)橹荛LLNL2r，N為齒數(shù)，L為兩鄰齒間的弧長，,故rN，所以1N12N2. 又踏板與鏈輪同軸，腳踩踏板的角速度32， 3 ，要使3最小，則N115，N248， 故3 rad/s3.75 rad/s3.8 rad/s.故B項(xiàng)正確,答案B,對于有傳動(dòng)裝置連接的做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，要注意 尋找它們之間的關(guān)系對于用皮帶、鏈條、齒輪連接的 物體，直接連接處的線速度大小相等.,如圖436所示，質(zhì)量為m的小球置于方形的

27、光滑盒子中，盒子的邊長略大于小球的直徑某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，空 氣阻力不計(jì)，求：,圖436,(1)若要使盒子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與小球之間恰好無作用力，則 該同學(xué)拿著盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為多少？ (2)若該同學(xué)拿著盒子以第(1)問中周期的 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)盒子運(yùn)動(dòng)到如圖436所示(球心與O點(diǎn)位于同一水平面上)時(shí)，小球?qū)凶拥哪男┟嬗凶饔昧Γ饔昧Υ笮》謩e為多 少？,思路點(diǎn)撥,課堂筆記(1)設(shè)盒子的運(yùn)動(dòng)周期為T0.因?yàn)樵谧罡唿c(diǎn)時(shí)盒 子與小球之間剛好無作用力，因此小球僅受重力作用，由 重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得 mgmR(

28、)2 解之得T02,(2)設(shè)此時(shí)盒子的運(yùn)動(dòng)周期為T，則小球的向心加速度為 a0 由第(1)問知T02 且T 由上述三式知a04g 設(shè)小球受盒子右側(cè)面的作用力為F，受上側(cè)面的作用力為FN，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律知 在水平方向上Fma0,即F4mg 在豎直方向上FNmg0 即FNmg 因?yàn)镕為正值、FN為負(fù)值，由牛頓第三定律知小球?qū)凶拥挠覀?cè)面和下側(cè)面有作用力，大小分別為4mg和mg.,答案(1)2 (2)小球?qū)凶拥挠覀?cè)面和下側(cè)面有作用力，大小分別為4mg和mg,在判斷盒子對小球的作用力的大小和方向時(shí)，可以首先 做出假設(shè)，然后應(yīng)用牛頓第二定律列式求解，最后根據(jù)結(jié)果 的符號判斷力的真實(shí)方向.,(10分)

29、如圖437所示，在光滑的圓錐體頂端用長為l的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球圓錐體固定在水平面上不動(dòng)，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為30.小球以速率v繞圓錐體軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)當(dāng)v1 時(shí)，求線對小球的拉力； (2)當(dāng)v2 時(shí)，求線對小球的拉力,思路點(diǎn)撥當(dāng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v足夠大時(shí)，小球有可能脫離圓錐體表面，因此應(yīng)當(dāng)求出臨界速度，然后對(1)、(2)問中的速度下小球的運(yùn)動(dòng)情況做出判斷,解題樣板如圖438甲所示，小球在錐面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支持力FN0時(shí)，小球只受重力mg和線的拉力FT的作用，其合力F應(yīng)沿水平面指向軸線，由幾何關(guān)系知 Fmgtan30 (1分) 又Fm (2分) 由

30、兩式解得v0 (1分),(1)因?yàn)関1v0，所以小球與錐面接觸并產(chǎn)生彈力FN，此時(shí)小球受力如圖438乙所示根據(jù)牛頓第二定律有 FTsinFNcos (1分) FTcosFNsinmg0(1分) 由兩式解得FT 1.03mg(1分),(2)因?yàn)関2v0，所以小球與錐面脫離并不接觸，設(shè)此時(shí)線與豎直方向的夾角為，小球受力如圖438丙所示則 FTsin (1分) FTcosmg0 (1分) 由兩式解得FT2mg. (1分),答案(1)1.03mg(2)2mg,(1)先確定臨界值v0，再對v1、v2所對應(yīng)的情況做出判斷，可 以減少解題的盲目性，少走彎路 (2)當(dāng)小球與圓錐面脫離后，線與豎直方向的夾角發(fā)生

31、了變 化，應(yīng)重新設(shè)角度,1如圖439所示，物塊在水平圓盤上，與圓盤一起繞固 定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中正確的是 () A物塊處于平衡狀態(tài) B物塊受三個(gè)力作用 C在角速度一定時(shí)，物塊到轉(zhuǎn)軸的距 離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤 D在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，物塊運(yùn) 動(dòng)周期越小，越不容易脫離圓盤,圖439,解析：對物塊進(jìn)行受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個(gè)力作用，合力提供向心力，A錯(cuò)，B正確根據(jù)向心力公式Fmr2可知，當(dāng)一定時(shí)，半徑越大，所需的向心力越大，越容易脫離圓盤；根據(jù)向心力公式Fmr 可知，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤，C、D錯(cuò)誤,答案：B,2如圖4310所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用 下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)拉力F發(fā)生變化， 關(guān)于小球以后運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是 () A若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) B若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) C若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng) D若拉力突然變小， 小球?qū)⒀剀壽EPc做近心運(yùn)動(dòng),圖4310,解析：當(dāng)拉力變小時(shí)，小球會(huì)由于拉力不足以提供向心力而做離心運(yùn)動(dòng)