2019版人教物理必修二同步配套課件第五章 曲線運(yùn)動(dòng)習(xí)題課51 共31張

1、習(xí)題課習(xí)題課:曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo) 核心素養(yǎng)形成脈絡(luò) 1 .已知兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)性質(zhì),會(huì)判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。 2 .會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析小船渡河類問(wèn)題。 3 .會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析繩桿連接物體類速度問(wèn)題。 探究一探究二探究三合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷情景導(dǎo)引如圖所示,旋臂式起重機(jī)的旋臂保持不動(dòng) ,可沿旋臂“行走”的天車有兩個(gè)功能 ,一是吊著貨物沿豎直方向運(yùn)動(dòng) ,二是吊著貨物沿旋臂水平方向運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛,同時(shí)又使貨物沿豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)。貨物做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)?在地面上觀察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡是怎樣的 ? 探究一探究二探究三

2、要點(diǎn)提示貨物做曲線運(yùn)動(dòng)。軌跡如圖所示。 探究一探究二探究三知識(shí)歸納物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷方法 探究一探究二探究三典例剖析【例1】 (多選)下列說(shuō)法正確的是 ()A.互成角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.互成角度的一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與另一個(gè)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.互成角度的兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)D.互成角度的兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng),也可能是曲線運(yùn)動(dòng)探究一探究二探究三解析:選項(xiàng)A中,分運(yùn)動(dòng)的加速度都為零 ,則合加速度一定為零 ,因而正確;選項(xiàng)B正確,合加速度等于分加速度 ,合初速度等

3、于勻速運(yùn)動(dòng)的速度,二者一定不共線 ,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,如圖甲、乙所示。答案:ABD 探究一探究二探究三規(guī)律方法規(guī)律方法 不在一條直線上的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的幾種可能情況兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng) 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng) 一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng) 一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng) 勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 勻加速直線運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如果v合與a合共線,為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 探究一探究二探究三變式訓(xùn)練1(多選)兩個(gè)互相垂直的勻變速直線運(yùn)動(dòng) ,初速度分別為v1和v2,加速度分別為a1和a2,它們的合運(yùn)動(dòng)軌跡有 ()A

4、.如果v1=v2=0,那么軌跡一定是直線B.如果v10,v20,那么軌跡一定是曲線C.如果a1=a2,那么軌跡一定是直線D.如果?1?2=?1?2,那么軌跡一定是直線 探究一探究二探究三解析:選項(xiàng)A,合初速度為零,合加速度不為零且不變 ,則合運(yùn)動(dòng)的軌跡一定為直線 ,選項(xiàng)A正確;選項(xiàng)B,如圖甲所示,由于分加速度的關(guān)系不確定,若合加速度的方向與合速度的方向不共線 ,則合運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線,若合加速度方向與合速度方向共線 ,則合運(yùn)動(dòng)的軌跡為直線;選項(xiàng)C,如圖乙所示,合加速度的方向可能與合速度的方向不共線,則合運(yùn)動(dòng)的軌跡可能為曲線 ;選項(xiàng)D,如圖丙所示,合加速度的方向一定與合速度的方向共線 ,則合運(yùn)動(dòng)的

5、軌跡一定為直線 ,選項(xiàng)D正確。 答案:AD 探究一探究二探究三小船渡河的模型小船渡河的模型情景導(dǎo)引如圖所示,一條小船過(guò)河,河寬為d,河水流速為v1,船在靜水中速度為v2,且v1v2。(1)若要使小船在最短時(shí)間內(nèi)過(guò)河 ,小船的船頭指向哪航行?過(guò)河時(shí)間為多少 ?(2)若要使小船過(guò)河時(shí)位移最小 ,小船的船頭指向哪航行?過(guò)河時(shí)間為多少? 要點(diǎn)提示(1)船頭指向?qū)Π逗叫小＿^(guò)河時(shí)間t=?2。(2)船頭斜向上游與河岸方向夾角為,應(yīng)滿足 cos =?1?2,過(guò)河時(shí)間為t=?2sin?。 探究一探究二探究三知識(shí)歸納小船相對(duì)于河岸的運(yùn)動(dòng)是小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng) ,也是合運(yùn)動(dòng),可分解為小船相對(duì)靜水和隨水下漂兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。此類

6、問(wèn)題常常討論以下兩種情況。1.渡河時(shí)間最短 甲 若要渡河時(shí)間最短 ,由于水流速度始終沿河道方向 ,不可能提供指向河對(duì)岸的分速度。因此只要使船頭垂直于河岸航行即可。由圖甲可知,此時(shí)t短=?船,船渡河的位移x=?sin?,位移方向滿足 tan =?船?水。 探究一探究二探究三2 .渡河位移最短 乙 (1)若v水v船,這時(shí)無(wú)論船頭指向什么方向 ,都無(wú)法使船垂直河岸渡河,即最短位移不可能等于河寬d,尋找最短位移的方法 :如圖丙所示,按水流速度和船相對(duì)靜水速度大小的比例 ,先從出發(fā)點(diǎn)A開始作矢量v水,再以v水末端為圓心,v船為半徑畫圓弧,自出發(fā)點(diǎn)A向圓弧作切線為船位移最小時(shí)的合運(yùn)動(dòng)的方向。這時(shí)船頭指向上

7、游與河岸夾角滿足 cos =?船?水,最短位移x短=?cos?,即v船v合時(shí)位移最短,過(guò)河時(shí)間t=?船sin?。 丙 探究一探究二探究三典例剖析【例2】 (多選)在寬度為d的河中,水流速度為v2,船在靜水中速度為v1(且v1v2),方向可以選擇,現(xiàn)讓該船開始渡河 ,則該船()A.可能的最短渡河時(shí)間為B.可能的最短渡河位移為dC.只有當(dāng)船頭垂直河岸渡河時(shí) ,渡河時(shí)間才和水速無(wú)關(guān)D.不管船頭與河岸夾角是多少 ,渡河時(shí)間和水速均無(wú)關(guān)?2 解析:當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí),渡河時(shí)間最短,為?1,故 A 錯(cuò)誤;當(dāng)合速度與河岸垂直時(shí),渡河位移最小為d,故 B 正確;將船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)沿船頭方向和水流方向分解,由于各個(gè)

8、分運(yùn)動(dòng)互不影響,因而渡河時(shí)間等于沿船頭方向的分運(yùn)動(dòng)時(shí)間,為t=?1?1(x1為沿船頭指向的分位移),顯然與水流速度無(wú)關(guān),故 C 錯(cuò)誤,D 正確。 答案:BD 探究一探究二探究三規(guī)律方法規(guī)律方法 如何正確求解渡河問(wèn)題(1)小船同時(shí)參與隨水漂流和在靜水中的運(yùn)動(dòng) ,兩個(gè)運(yùn)動(dòng)互不干擾 ,且這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。(2)渡河時(shí)間由垂直河岸方向船的分速度決定 ,與河水速度無(wú)關(guān)。探究一探究二探究三變式訓(xùn)練2(多選)河水的流速與某河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示,船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。若要使船以最短時(shí)間渡河,下列說(shuō)法正確的是 () A.船渡河的最短時(shí)間為 100 sB.船在行駛過(guò)程中 ,船頭始終

9、與河岸垂直C.船在河中航行的軌跡是一條直線D.船在河水中的最大速度為 7 m/s探究一探究二探究三解析:由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知 ,垂直河岸方向速度越大渡河時(shí)間越短,即船頭始終與河岸垂直航行時(shí)時(shí)間最短 ,tmin= = 100 s,選項(xiàng)A、B均對(duì);由題圖甲可知水流速度在變化 ,船的合速度大小及方向均會(huì)隨位置發(fā)生變化 ,因此軌跡并不是直線 ,選項(xiàng)C錯(cuò);船在靜水中的速度與水流速度方向垂直 ,水流速度最大值為 4 m/s,則船在河水中的最大速度為5 m/s,選項(xiàng)D錯(cuò)。答案:AB?船 探究一探究二探究三要點(diǎn)提示將船的速度分解為沿繩的速度和垂直繩的速度 ,沿繩的速度為v0,故船速度為。向左運(yùn)動(dòng)時(shí),角變大,co

10、s 減小,故船速增大。 ?0? 關(guān)聯(lián)物體速度的分解關(guān)聯(lián)物體速度的分解情景導(dǎo)引如圖所示,人在岸上拉船,已知人向左勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v0,當(dāng)輕繩與水面的夾角為時(shí),船的速度為v0嗎?船做勻速運(yùn)動(dòng)嗎 ?探究一探究二探究三知識(shí)歸納知識(shí)歸納關(guān)聯(lián)物體運(yùn)動(dòng)的分解1.常見(jiàn)問(wèn)題:物體斜拉繩或繩斜拉物體 ,如圖甲、乙所示。2.規(guī)律:由于繩不可伸長(zhǎng) ,繩兩端所連物體的速度沿著繩方向的分速度大小相同。 甲 乙 探究一探究二探究三3 .速度分解方法:圖甲中小車向右運(yùn)動(dòng) ,拉繩的結(jié)果一方面使滑輪右側(cè)繩變長(zhǎng),另一方面使繩繞滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可確定車的速度應(yīng)分解為沿繩和垂直于繩的兩個(gè)分速度。甲、乙兩圖的速度分解分別如圖丙、丁所示。

11、探究一探究二探究三典例剖析典例剖析【例3】如圖所示,以速度v沿豎直桿勻速下滑的物體A用輕繩通過(guò)定滑輪拉物體B,當(dāng)繩與水平面夾角為時(shí),物體B的速度為() A.v B.?sin? C.vcos D.vsin 探究一探究二探究三解析:將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向 ,如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則得 ,vB=vsin ,故D正確。答案:D 探究一探究二探究三規(guī)律方法規(guī)律方法 解決關(guān)聯(lián)物體速度的分解問(wèn)題的一般步驟第一步:先確定合運(yùn)動(dòng) ,物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng) ;第二步:確定合運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)實(shí)際作用效果 ,一是沿牽引方向的平動(dòng)效果,改變速度的大小 ;二是沿垂直于牽引方向的轉(zhuǎn)動(dòng)效果 ,改變速度的方

12、向;第三步:按平行四邊形定則進(jìn)行分解 ,作好運(yùn)動(dòng)矢量圖 ;第四步:根據(jù)沿繩(或桿)牽引方向的速度相等列方程。探究一探究二探究三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3(多選)如圖所示,做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車A通過(guò)一根繞過(guò)定滑輪的長(zhǎng)繩吊起一重物B,設(shè)重物和汽車的速度的大小分別為vB、vA,則()A.vA=vBB.vAvBD.重物B的速度逐漸增大探究一探究二探究三解析:如圖所示,汽車的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水平向左的運(yùn)動(dòng) ,它的速度vA可以產(chǎn)生兩個(gè)運(yùn)動(dòng)效果 :一是使滑輪左側(cè)繩子伸長(zhǎng) ;二是使繩子與豎直方向的夾角增大 ,所以車的速度vA應(yīng)有沿繩方向的分速度v0和垂直繩的分速度v1,由運(yùn)動(dòng)的分解可得v0=vAcos ;又由于vB=v0,

13、所以vAvB,故C正確。因?yàn)殡S著汽車向左行駛 ,繩子與水平方向的夾角逐漸減小,所以vB逐漸增大,故D正確。 答案:CD 1231.一物體由靜止開始自由下落 ,下落的同時(shí)受一恒定水平向右的風(fēng)力影響,但著地前一段時(shí)間風(fēng)突然停止 ,則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的()解析:開始時(shí),物體在風(fēng)力和重力的合力的作用下斜向右下方做直線運(yùn)動(dòng),風(fēng)停后,物體在重力作用下做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) ,且運(yùn)動(dòng)軌跡向重力方向彎曲 ,B正確。答案:B 1232.(多選)在一條寬200 m的河中,水的流速v1=1 m/s,一只小船要渡過(guò)河至少需要100 s的時(shí)間。則下列判斷正確的是 ()A.小船相對(duì)于靜水的速度為 2 m/sB.無(wú)論小船怎

14、樣渡河都無(wú)法到達(dá)正對(duì)岸C.若小船以最短時(shí)間渡河 ,到達(dá)對(duì)岸時(shí),距正對(duì)岸100 mD.若小船航向(船頭指向)與上游河岸成60,則小船渡河位移最短123解析:當(dāng)小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸時(shí),渡河時(shí)間最短t=?船,因此v船=?=200100 m/s=2 m/s;小船以最短時(shí)間渡河,到達(dá)對(duì)岸時(shí),河岸方向運(yùn) 動(dòng)的位移x=v水t=1100 m=100 m,即在正對(duì)岸下游 100 m處靠岸,故A、C正確;當(dāng)合速度與河岸垂直 ,小船到達(dá)正對(duì)岸 ,設(shè)靜水速度的方向與上游河岸的夾角為,cos =?水?船=12,解得=60,故 B 錯(cuò)誤,D正確。 答案:ACD 1233.(多選)如圖,一人以恒定速度v0通過(guò)定滑輪豎直向下拉小車 ,使其在水平面上運(yùn)動(dòng) ,當(dāng)運(yùn)動(dòng)到如圖位置時(shí) ,細(xì)繩與水平方向成 6