高考物理一輪復(fù)習(xí)曲線運(yùn)動復(fù)習(xí)策略

1、第四章曲線運(yùn)動復(fù)習(xí)策略【命題趨向】大綱對勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度等考點(diǎn)為類要求，對運(yùn)動的合成與分解，拋體運(yùn)動，勻速圓周運(yùn)動的向心力等考點(diǎn)均為類要求。拋體運(yùn)動與圓周運(yùn)動是高中階段學(xué)習(xí)的兩種重要的運(yùn)動形式，是歷年高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容之一。平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律及物體做曲線運(yùn)動的條件是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)，【考點(diǎn)透視】1理解曲線運(yùn)動的條件和特點(diǎn)（1）曲線運(yùn)動的條件：運(yùn)動物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時，物體做曲線運(yùn)動。（2）曲線運(yùn)動的特點(diǎn)：在曲線運(yùn)動中，運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時速度方向，就是通過這個點(diǎn)的曲線的切線方向。曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，這是因?yàn)榍€運(yùn)動的速度方向是持續(xù)

2、變化的。做曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力一定不為零，一定具有加速度。2理解運(yùn)動的合成與分解物體的實(shí)際運(yùn)動往往是由幾個獨(dú)立的分運(yùn)動合成的，由已知的分運(yùn)動求跟它們等效的合運(yùn)動叫做運(yùn)動的合成；由已知的合運(yùn)動求跟它等效的分運(yùn)動叫做運(yùn)動的分解。運(yùn)動的合成與分解基本關(guān)系：分運(yùn)動的獨(dú)立性；運(yùn)動的等效性（合運(yùn)動和分運(yùn)動是等效替代關(guān)系，不能并存）；運(yùn)動的等時性；運(yùn)動的矢量性（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。）3.理解平拋物體的運(yùn)動的規(guī)律（1）物體做平拋運(yùn)動的條件：只受重力作用，初速度不為零且沿水平方向。物體受恒力作用，且初速度與恒力垂直，物體做類平拋運(yùn)動。（2）平拋運(yùn)動的處理方法通常

3、，能夠把平拋運(yùn)動看作為兩個分運(yùn)動的合動動：一個是水平方向（垂直于恒力方向）的勻速直線運(yùn)動，一個是豎直方向（沿著恒力方向）的勻加速直線運(yùn)動。(3)平拋運(yùn)動的規(guī)律以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平初速度v0方向?yàn)檠豿軸正方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸正方向，建立如圖所示的坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下，對任一時刻t.位移分位移, 合位移,.為合位移與x軸夾角.速度分速度, vy=gt, 合速度,.為合速度v與x軸夾角(4)平拋運(yùn)動的性質(zhì)做平拋運(yùn)動的物體僅受重力的作用，故平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動。4.理解圓周運(yùn)動的規(guī)律(1)勻速圓周運(yùn)動：質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動，如果在相等的時間里通過的弧長相等，這種運(yùn)動就叫做勻速周圓運(yùn)動。(2)描

4、述勻速圓周運(yùn)動的物理量線速度，物體在一段時間內(nèi)通過的弧長s與這段時間的比值，叫做物體的線速度，即v=s/t。線速度是矢量，其方向就在圓周該點(diǎn)的切線方向。線速度方向是時刻在變化的，所以勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動。角速度，連接運(yùn)動物體和圓心的半徑在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度與這段時間的比值叫做勻速圓周運(yùn)動的角速度。即=/t。對某一確定的勻速圓周運(yùn)動來說，角速度是恒定不變的，角速度的單位是rad/s。周期t和頻率(3)描述勻速圓周運(yùn)動的各物理量間的關(guān)系：(4)向心力：是按作用效果命名的力，其動力學(xué)效果在于產(chǎn)生向心加速度，即只改變線速度方向，不會改變線速度的大小。對于勻速圓周運(yùn)動物體其向心力應(yīng)由其所受合外力提供

5、。.【例題解析】類型一：運(yùn)動的合成與分解的應(yīng)用例1一條寬度為l的河流，水流速度為vs,已知船在靜水中的速度為vc，那么：（1）怎樣渡河時間最短？（2）若vc>vs,怎樣渡河位移最??？（3）若vc<vs,怎樣注河船漂下的距離最短？解：（1）如圖甲所示，設(shè)船上頭斜向上游與河岸成任意角，這時船速在垂直于河岸方向的速度分量v1=vcsin,渡河所需時間為：.vsvcv2圖甲v1vsvc圖乙vvsvc圖丙vabe能夠看出：l、vc一定時，t隨sin增大而減小；當(dāng)=900時，sin=1,所以，當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，.(2)如圖乙所示，渡河的最小位移即河的寬度。為了使渡河位移等于l，

6、必須使船的合速度v的方向與河岸垂直。這是船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度。根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有：vccosvs=0.所以=arccosvs/vc,因?yàn)?cos1,所以只有在vc>vs時，船才有可能垂直于河岸橫渡。（3）如果水流速度大于船上在靜水中的航行速度，則不論船的航向如何，總是被水沖向下游。怎樣才能使漂下的距離最短呢？如圖丙所示，設(shè)船頭vc與河岸成角，合速度v與河岸成角。能夠看出：角越大，船漂下的距離x越短，那么，在什么條件下角最大呢？以vs的矢尖為圓心，以vc為半徑畫圓，當(dāng)v與圓相切時，角最大，根據(jù)cos=vc/vs,船頭與河岸的夾角應(yīng)為：=arccosvc/vs.船漂的最短

7、距離為：.此時渡河的最短位移為：.bmcaro針對訓(xùn)練1：如圖所示，桿oa長為r，可繞過o點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，其端點(diǎn)a系著一跨過定滑輪b、c的不可伸長的輕繩，繩的另一端系一物塊m?；喌陌霃娇珊雎?，b在o的正上方，ob之間的距離為h。某一時刻，當(dāng)繩的ba段與ob之間的夾角為時，桿的角速度為，求此時物塊m的速率vm。類型二：平拋運(yùn)動的相關(guān)問題例2如圖所示，一足夠長的固定光滑斜面與水平面的夾角為53°，物體a以初速度v1從斜面頂端水平拋出，物體b在斜面上距頂端l=20m處同時以速度v2沿斜面向下勻加速運(yùn)動，經(jīng)歷時間t物體a和物體b在斜面上相遇，則下列各組速度和時間中滿足條件的是（

8、cos53°=0.6，sin53°=0.8，g=10 m/s2） av1=15m/s，v2=4 m/s，t=4sbv1=15 m/s，v2=6 m/s，t=3scv1=18 m/s，v2=4 m/s，t=4sdv1=18m/s，v2=6 m/s，t=3s解析：由平拋運(yùn)動知識得，得4v115t，把各選項(xiàng)中的時間t和速度v1代入上式，只有a項(xiàng)能使關(guān)系式有解。故正確答案為a。答案：a。點(diǎn)評：本題考查考點(diǎn)“平拋運(yùn)動”，涉及到運(yùn)動的合成與分解、勻變速直線運(yùn)動等知識。本題重在考查考生對“物體a和物體b在斜面上相遇”這一條件的理解應(yīng)用能力。本題不僅考查對平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用，同時考查考生應(yīng)

9、用多種方法解決問題的能力。如果不采用代入法而自接推導(dǎo)會復(fù)雜得多。平拋運(yùn)動還可結(jié)合牛頓運(yùn)動定律、天體運(yùn)行、電場等知識進(jìn)行綜合命題。bav0v0vy1針對訓(xùn)練2：如圖在傾角為的斜面頂端a處以速度v0水平拋出一小球，落在斜面上的某一點(diǎn)b處，設(shè)空氣阻力不計，求（1）小球從a運(yùn)動到b處所需的時間；（2）從拋出開始計時，經(jīng)過多長時間小球離斜面的距離達(dá)到最大？類型三：勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)分析求解皮帶傳動和摩擦傳動問題abcd例3如圖所示裝置中，三個輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比、加速度之比。解析：因va= vc，而vbvcvd =124，所

10、以va vbvcvd =2124；ab=21，而b=c=d ，所以abcd =2111；再利用a=v，可得aaabacad=4124。針對訓(xùn)練3：如圖所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而為發(fā)電機(jī)提供動力。自行車車輪的半徑r1=35cm，小齒輪的半徑r2=4.0cm，大齒輪的半徑r3=10.0cm。求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比。（假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動）大齒輪小齒輪車輪小發(fā)電機(jī)摩擦小輪鏈條類型四：水平面內(nèi)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動問題例4如圖所示，兩繩系一質(zhì)量為m=

11、0.1kg的小球，兩繩的另一端分別固定于軸的ab兩處，上面繩長l=2m，兩繩拉直時與軸的夾角分別為30°和45°，問球的角速度在什么范圍內(nèi)兩繩始終有張力?解析：設(shè)兩細(xì)線都拉直時，a、b繩的拉力分別為、，小球的質(zhì)量為m，a線與豎直方向的夾角為，b線與豎直方向的夾角為，受力分析，由牛頓第二定律得：bam當(dāng)b線中恰無拉力時， 由、解得rad/s 當(dāng)a線中恰無拉力時， （3分）由、解得rad/s所以，兩繩始終有張力，角速度的范圍是rad/s rad/s點(diǎn)評：本題以圓周運(yùn)動為情境，要求考生熟練掌握并靈活應(yīng)用勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律，不僅考查考生對牛頓第二定律的應(yīng)用，同時考查考生應(yīng)用多種方法

12、解決問題的能力。比如正交分解法、臨界分析法等。綜合性強(qiáng)，能考查考生多方面的能力，能真正考查考生對知識的掌握程度。體現(xiàn)了對考生分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題能力的考查。解決本題的關(guān)鍵，一是利用幾何關(guān)系確定小球圓周運(yùn)動的半徑；二是對小球進(jìn)行受力分析時，先假定其中一條繩上恰無拉力，通過受力分析由牛頓第二定律求出角速度的一個取值，再假定另一條繩上恰無拉力，求出角速度的另一個取值，則角速度的范圍介于這兩個值之間時兩繩始終有張力。ddlombca針對訓(xùn)練4：小球a用不可伸長的細(xì)繩懸于o點(diǎn)，在o點(diǎn)的正下方有一固定的釘子b，ob=d，初始時小球a與o同水平面無初速度釋放，繩長為l，為使小球能繞b點(diǎn)做完

13、整的圓周運(yùn)動，如圖所示。試求d的取值范圍?！緦ｎ}訓(xùn)練與高考預(yù)測】1如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動。當(dāng)圓筒的角速度增大以后，下列說法正確的是（ ）a物體所受彈力增大，摩擦力也增大了b物體所受彈力增大，摩擦力減小了c物體所受彈力和摩擦力都減小了d物體所受彈力增大，摩擦力不變2如圖所示，一物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上。物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角滿足（ ）atan=sinbtan=cosctan=tandtan=2tan3某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球，假定球在墻面上以25m/s的速度沿水平方向反彈，落地點(diǎn)到墻面的距離在10m至15m之間，

14、忽略空氣阻力，取g=10m/s2，球在墻面上反彈點(diǎn)的高度范圍是（ ）a0.8m至1.8mb0.8m至1.6mc1.0m至1.6md1.0m至1.8m4圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m，滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點(diǎn)o由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為l1開始時，輕繩處于水平拉直狀態(tài)，小球和滑塊均靜止現(xiàn)將小球由靜止釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時，滑塊剛好被一表面涂有粘住物質(zhì)的固定擋板粘住，在極短的時間內(nèi)速度減為零，小球繼續(xù)向左擺動，當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角60°時小球達(dá)到最高點(diǎn)求：從滑塊與擋板接觸到速度剛好變?yōu)榱愕倪^程中，擋板阻力對滑塊的沖量；小球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，繩的拉力對小球做功的大小滑塊o5為了響應(yīng)國家的“節(jié)能減排”號召，某同學(xué)采用了一個家用汽車的節(jié)能方法在符合安全行駛要求的情況下，通過減少汽車后備箱中放置的