物理高考熱點預(yù)測復(fù)習(xí)拋體運動與圓周運動學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物理高考物理高考(o ko)熱點預(yù)測復(fù)習(xí)拋體運動熱點預(yù)測復(fù)習(xí)拋體運動與圓周運動與圓周運動第一頁，共76頁?！究季V資訊【考綱資訊(z xn)(z xn)】運動的合成和分解運動的合成和分解(fnji) 平拋運動平拋運動 圓周運動線速度角速度向心加速度圓周運動線速度角速度向心加速度 勻速圓周運動勻速圓周運動 向心力向心力 第1頁/共76頁第二頁，共76頁。【考情快報【考情快報(kuibo)(kuibo)】1.單獨考查單獨考查(koch)曲線運動的知識點時，題型一般為選擇題；將曲線運動與功和能、電場與磁場綜合考查曲線運動的知識點時，題型一般為選擇題；將曲線運動與功和能、電場與磁場綜合考查(ko

2、ch)時題型一般為計算題。時題型一般為計算題。2.預(yù)計預(yù)計2013年高考對該講的考查年高考對該講的考查(koch)主要是：主要是：(1)考查考查(koch)運動的合成與分解的問題；運動的合成與分解的問題；(2)考查考查(koch)平拋運動與實際生活的綜合；平拋運動與實際生活的綜合；(3)考查考查(koch)圓周運動與其他知識點綜合的問題。圓周運動與其他知識點綜合的問題。第2頁/共76頁第三頁，共76頁。【體系【體系(tx)(tx)構(gòu)建】構(gòu)建】第3頁/共76頁第四頁，共76頁?！竞诵摹竞诵?hxn)(hxn)自查】自查】一、曲線運動一、曲線運動1.1.合運動與分運動之間的三個關(guān)系合運動與分運動之

3、間的三個關(guān)系關(guān)關(guān) 系系 說說 明明 等時性等時性 分運動與合運動的運動時間分運動與合運動的運動時間_ _ 獨立性獨立性 一個物體同時參與幾個分運動，各運動一個物體同時參與幾個分運動，各運動_ _ 等效性等效性 各個分運動的疊加效果與合運動的各個分運動的疊加效果與合運動的_相等相等(xingdng)(xingdng)獨立獨立(dl)(dl)進行進行效果相同效果相同第4頁/共76頁第五頁，共76頁。2.2.物體做曲線運動的條件物體做曲線運動的條件合外力與速度合外力與速度(sd)(sd)方向不在同一條直線上，物體將做曲線運動，有方向不在同一條直線上，物體將做曲線運動，有以下兩種情況：以下兩種情況：(

4、1)(1)若合外力為恒力，物體將做若合外力為恒力，物體將做_；(2)(2)若合外力為變力，物體將做若合外力為變力，物體將做_。 勻變速勻變速(bin s)(bin s)曲線運動曲線運動變加速變加速(ji s)(ji s)曲線運動曲線運動第5頁/共76頁第六頁，共76頁。二、平拋運動二、平拋運動(yndng)(yndng)1.1.平拋運動平拋運動(yndng)(yndng)的兩個關(guān)系的兩個關(guān)系(1)(1)位移關(guān)系位移關(guān)系 (2)(2)速度關(guān)系速度關(guān)系 x 0v ty 21gt2xv 0vyv gt第6頁/共76頁第七頁，共76頁。2.2.平拋平拋( (類平拋類平拋) )運動的兩個運動的兩個(li

5、n )(lin )推論推論(1)(1)做平拋做平拋( (類平拋類平拋) )運動的物體任意時刻速度的反向延長線一運動的物體任意時刻速度的反向延長線一定通過此時水平位移的定通過此時水平位移的_，即，即 如圖甲所示。如圖甲所示。中點中點xx2， 第7頁/共76頁第八頁，共76頁。(2)(2)如圖乙，設(shè)做平拋如圖乙，設(shè)做平拋( (類平拋類平拋) )運動的物體在任意時刻、任意運動的物體在任意時刻、任意位置位置(wi zhi)(wi zhi)處瞬時速度與水平方向的夾角為處瞬時速度與水平方向的夾角為，位移與水平方向的，位移與水平方向的夾夾角為角為， 則有則有tan=_tan=_。2tan2tan第8頁/共7

6、6頁第九頁，共76頁。三、豎直三、豎直(sh zh)(sh zh)平面圓周運動兩種問題的比較平面圓周運動兩種問題的比較 最高點無支撐最高點無支撐(zh chng)最高點有支撐最高點有支撐(zh chng)實實 例例水流星、翻滾過山車水流星、翻滾過山車車過拱橋、球過管道車過拱橋、球過管道 圖圖 示示第9頁/共76頁第十頁，共76頁。重力重力G G和向下的彈力和向下的彈力F F彈彈 重力重力G G和彈力和彈力F F彈彈( (向上或向上或向下向下) ) 最高點無支撐最高點無支撐(zh chng)最高點有支撐最高點有支撐(zh chng)最高點最高點受力受力表達式表達式2vmRmg+F彈彈=2vmRm

7、gF彈彈=恰好恰好(qiho)過過最高點最高點gRv=v=_0 0第10頁/共76頁第十一頁，共76頁?！緹狳c考向【熱點考向1 1】 運動運動(yndng)(yndng)的合成與分解的合成與分解【典題訓(xùn)練【典題訓(xùn)練1 1】(2012(2012濰坊二模濰坊二模)()(多選多選) )如圖所示，圖甲表示某物如圖所示，圖甲表示某物體在水平方向上分速度的體在水平方向上分速度的vx-tvx-t圖象，圖乙表示該物體在豎直方向圖象，圖乙表示該物體在豎直方向上分速度的上分速度的vy-tvy-t圖象圖象( (規(guī)定向上為正方向規(guī)定向上為正方向) )。則。則( )( )第11頁/共76頁第十二頁，共76頁。A.A.物

8、體物體(wt)(wt)的運動軌跡是拋物線的運動軌跡是拋物線B.B.物體物體(wt)(wt)做勻變速運動做勻變速運動C.t=8 sC.t=8 s時物體時物體(wt)(wt)的速度大小是的速度大小是5 m/s5 m/sD.D.物體物體(wt)(wt)處于失重狀態(tài)處于失重狀態(tài)【解題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：【解題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)(1)明確物體明確物體(wt)(wt)在水平方向和豎直方向上的運動性質(zhì)。在水平方向和豎直方向上的運動性質(zhì)。(2)(2)根據(jù)分運動的性質(zhì)確定合運動的性質(zhì)。根據(jù)分運動的性質(zhì)確定合運動的性質(zhì)。 第12頁/共76頁第十三頁，共76頁?！窘馕觥窘馕?ji x

9、)(ji x)】選】選A A、B B、C C。由圖象可知物體在水平方向上做勻。由圖象可知物體在水平方向上做勻速直速直線運動，豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動，故物體線運動，豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動，故物體做勻變速曲線運動，其運動軌跡是拋物線，選項做勻變速曲線運動，其運動軌跡是拋物線，選項A A、B B正確；正確；t=8 st=8 s時，時，vx=3 m/svx=3 m/s，vy=4 m/svy=4 m/s， 選項選項C C正確；由于物體的加速度豎直向上，故物體處于超重狀正確；由于物體的加速度豎直向上，故物體處于超重狀態(tài)，選項態(tài)，選項D D錯誤。錯誤。2222xyvvv34m

10、/s5 m/s ，第13頁/共76頁第十四頁，共76頁?！镜漕}訓(xùn)練【典題訓(xùn)練2 2】(2012(2012江蘇高考江蘇高考(o ko)(o ko)(多選多選) )如圖所示，相如圖所示，相距距l(xiāng) l的兩小球的兩小球A A、B B位于同一高度位于同一高度h(lh(l、h h均為定值均為定值) )。將。將A A向向B B水平拋水平拋出的同時，出的同時，B B自由下落。自由下落。A A、B B與地面碰撞前后，水平分速度不變，與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反。不計空氣阻力及小球與地面碰豎直分速度大小不變、方向相反。不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間，則撞的時間，則( ) ( )

11、 第14頁/共76頁第十五頁，共76頁。A.AA.A、B B在第一次落地前能否相碰在第一次落地前能否相碰(xin pn)(xin pn)，取決于，取決于A A的初的初速度速度B.AB.A、B B在第一次落地前若不碰，此后就不會相碰在第一次落地前若不碰，此后就不會相碰(xin pn)(xin pn)C.AC.A、B B不可能運動到最高處相碰不可能運動到最高處相碰(xin pn)(xin pn)D.AD.A、B B一定能相碰一定能相碰(xin pn)(xin pn)【解題指導(dǎo)】解答本題時可按以下思路分析：【解題指導(dǎo)】解答本題時可按以下思路分析：第15頁/共76頁第十六頁，共76頁?！窘馕觥窟x【解析

12、】選A A、D D。A A、B B兩個小球在豎直方向上均做自由落體兩個小球在豎直方向上均做自由落體運動，兩球落地運動，兩球落地(lu d)(lu d)之后在豎直方向上均做豎直上拋之后在豎直方向上均做豎直上拋運動，在同一時刻始終處于同一高度上，運動，在同一時刻始終處于同一高度上，A A球在水平方向上始球在水平方向上始終做勻速直線運動，所以終做勻速直線運動，所以A A、B B兩個小球一定能夠相碰，兩個小球一定能夠相碰，D D正確，正確，B B和和C C錯誤，只要錯誤，只要A A球的初速度足夠大就可以在第一次落地球的初速度足夠大就可以在第一次落地(lu d)(lu d)之前相碰，之前相碰，A A正確

13、，答案選正確，答案選A A、D D。 第16頁/共76頁第十七頁，共76頁?！就卣固嵘俊就卣固嵘俊究碱}透視】運動的合成和分解類問題【考題透視】運動的合成和分解類問題(wnt)(wnt)是近幾年高考的熱是近幾年高考的熱點問題點問題(wnt)(wnt)，分析近幾年高考題，命題規(guī)律主要有以下幾點：，分析近幾年高考題，命題規(guī)律主要有以下幾點：(1)(1)以選擇題的形式考查，一般考查對合運動和分運動的定性判斷。以選擇題的形式考查，一般考查對合運動和分運動的定性判斷。(2)(2)偶爾考查對速度、位移和加速度的簡單計算。偶爾考查對速度、位移和加速度的簡單計算。第17頁/共76頁第十八頁，共76頁?！窘桀}

14、發(fā)揮【借題發(fā)揮(ji t f hu)(ji t f hu)】解決運動合成和分解的一】解決運動合成和分解的一般思路般思路(1)(1)明確合運動或分運動的運動性質(zhì)。明確合運動或分運動的運動性質(zhì)。(2)(2)明確是在哪兩個方向上的合成或分解。明確是在哪兩個方向上的合成或分解。(3)(3)找出各個方向上已知的物理量找出各個方向上已知的物理量( (速度、位移、加速度速度、位移、加速度) )。(4)(4)運用力與速度的關(guān)系或矢量的運算法則進行分析求解。運用力與速度的關(guān)系或矢量的運算法則進行分析求解。 第18頁/共76頁第十九頁，共76頁?！緞?chuàng)新預(yù)測】【創(chuàng)新預(yù)測】1.1.在無風(fēng)的情況下，跳傘運動員從水平飛行

15、的飛機上跳傘，在無風(fēng)的情況下，跳傘運動員從水平飛行的飛機上跳傘，下落過程中受到空氣阻力，下列下落過程中受到空氣阻力，下列(xili)(xili)描繪下落速度的水描繪下落速度的水平分量大小平分量大小vxvx、豎直分量大小、豎直分量大小vyvy與時間與時間t t的圖象，可能正確的的圖象，可能正確的是是( )( )第19頁/共76頁第二十頁，共76頁?！窘馕觥窟x【解析】選B B。跳傘。跳傘(tio sn)(tio sn)運動員下落過程中受到的空氣阻力運動員下落過程中受到的空氣阻力并非為恒力，與速度有關(guān)，且速度越大受到的阻力越大，知道速度與并非為恒力，與速度有關(guān)，且速度越大受到的阻力越大，知道速度與所

16、受阻力的規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵。豎直方向運動員受重力和空氣阻所受阻力的規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵。豎直方向運動員受重力和空氣阻力，速度逐漸增大，阻力逐漸增大，合力逐漸減小，加速度逐漸減小，力，速度逐漸增大，阻力逐漸增大，合力逐漸減小，加速度逐漸減小，水平方向只受阻力，速度逐漸減小，阻力逐漸減小，加速度逐漸減小。水平方向只受阻力，速度逐漸減小，阻力逐漸減小，加速度逐漸減小。在在v -tv -t圖象中圖線的斜率表示加速度，故圖象中圖線的斜率表示加速度，故A A、C C、D D錯誤，錯誤，B B正確。正確。第20頁/共76頁第二十一頁，共76頁。2.(20122.(2012蘇錫常鎮(zhèn)二模蘇錫常鎮(zhèn)二模) )如圖

17、所示，兩次渡河時船對水的速如圖所示，兩次渡河時船對水的速度大小和方向都不變，已知第一次實際航程為度大小和方向都不變，已知第一次實際航程為A A至至B B，位移為，位移為s1,s1,實際航速為實際航速為v1,v1,所用時間為所用時間為t1t1。由于。由于(yuy)(yuy)水速增大，第水速增大，第二次實際航程為二次實際航程為A A至至C C，位移為，位移為s2s2，實際航速為，實際航速為v2v2，所用時間，所用時間為為t2t2，則，則( ) ( ) A.t2A.t2t1 t1 B.t2B.t2t1 t1 C.t2=t1 C.t2=t1 D.t2=t1 D.t2=t1 2121s vvs1122s

18、 vvs1122s vvs2121s vvs第21頁/共76頁第二十二頁，共76頁?！窘馕觥窟x【解析】選D D。因為。因為(yn wi)(yn wi)兩次渡河船垂直于河岸方向兩次渡河船垂直于河岸方向的分速度不的分速度不變，所以水速增大時，渡河的時間不變，變，所以水速增大時，渡河的時間不變，A A、B B項錯誤；因為項錯誤；因為(yn wi)(yn wi)時間不變，所以時間不變，所以 故故D D項正確。項正確。1212ssvv，第22頁/共76頁第二十三頁，共76頁?！緹狳c考向【熱點考向2 2】 平拋平拋( (類平拋類平拋) )運動的基本規(guī)律運動的基本規(guī)律 【典題訓(xùn)練【典題訓(xùn)練3 3】(2012

19、(2012衡水二模衡水二模) )如圖如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲所示為一真空示波管，電子從燈絲K K發(fā)發(fā)出出( (初速度不計初速度不計) )，經(jīng)燈絲與，經(jīng)燈絲與A A板間的加板間的加速電壓速電壓U1U1加速，從加速，從A A板中心孔沿中心線板中心孔沿中心線KOKO射出，然后進入兩塊平行金屬板射出，然后進入兩塊平行金屬板M M、N N形成的偏轉(zhuǎn)電場中形成的偏轉(zhuǎn)電場中( (偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場電場可視為勻強電場) )，電子進入，電子進入M M、N N間電場時的速度與電場方間電場時的速度與電場方向向(fngxing)(fngxing)垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的垂直，電子經(jīng)過電場后

20、打在熒光屏上的P P點。已點。已知知M M、N N兩板間的電壓為兩板間的電壓為U2U2，兩板間的距離為，兩板間的距離為d d，板長為，板長為L1L1，板右，板右端到熒光屏的距離為端到熒光屏的距離為L2L2，電子的質(zhì)量為，電子的質(zhì)量為m m，電荷量為，電荷量為e e。求：。求：第23頁/共76頁第二十四頁，共76頁。(1)(1)電子穿過電子穿過A A板時的速度板時的速度(sd)(sd)大??；大??；(2)(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量；電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量；(3)P(3)P點到點到O O點的距離。點的距離。第24頁/共76頁第二十五頁，共76頁?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)設(shè)電子經(jīng)電壓

21、設(shè)電子經(jīng)電壓U1U1加速后的速度為加速后的速度為v0v0，由動能定理得，由動能定理得eU1=eU1=解得解得 (2)(2)電子以速度電子以速度v0v0進入偏轉(zhuǎn)電場進入偏轉(zhuǎn)電場(din chng)(din chng)后，垂直于電場后，垂直于電場(din (din chng)chng)方向做勻速直方向做勻速直線運動，沿電場線運動，沿電場(din chng)(din chng)方向做初速度為零的勻加速直線運動。方向做初速度為零的勻加速直線運動。設(shè)電子設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場在偏轉(zhuǎn)電場(din chng)(din chng)運動的時間為運動的時間為t1t1，電子的加速度為，電子的加速度為a a，離開偏，離開偏

22、轉(zhuǎn)電轉(zhuǎn)電場時相對于原運動方向的側(cè)移量為場時相對于原運動方向的側(cè)移量為y1y1，由牛頓第二定律和運動，由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得學(xué)公式得201mv2102eUvm2Uemad第25頁/共76頁第二十六頁，共76頁。解得解得水平方向：水平方向：豎直方向：豎直方向：解得解得(3)(3)設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)(pinzhun)(pinzhun)電場時沿電場方向的速度為電場時沿電場方向的速度為vyvy，根據(jù)運動，根據(jù)運動學(xué)公式得學(xué)公式得2eUamd10 1Lv t2111yat222111U Ly4U d21y10eU Lvatdmv第26頁/共76頁第二十七頁，共76頁。電子離開偏轉(zhuǎn)電場電子離

23、開偏轉(zhuǎn)電場(din chng)(din chng)后做勻速直線運動，設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電后做勻速直線運動，設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場場(din chng)(din chng)后打在熒光屏上所用的時間為后打在熒光屏上所用的時間為t2t2，電子打到熒光屏上的，電子打到熒光屏上的側(cè)移量為側(cè)移量為y2y2，如圖所示，如圖所示第27頁/共76頁第二十八頁，共76頁。水平方向：水平方向：豎直方向：豎直方向：解得解得P P到到O O點的距離點的距離(jl)(jl)為為答案：答案：(1) (2) (3)(1) (2) (3)20 2Lv t2y 2yv t21221U L Ly2dU21211212LLU Lyyy4U

24、d12eUm2211U L4U d212112LLU L4U d第28頁/共76頁第二十九頁，共76頁?！就卣固嵘俊就卣固嵘俊究碱}透視】該知識為每年高考的重點，分析近幾年考題，【考題透視】該知識為每年高考的重點，分析近幾年考題，命題規(guī)律有以下幾點：命題規(guī)律有以下幾點：(1)(1)平拋平拋( (類平拋類平拋) )運動常結(jié)合圓周運動的知識進行考查。運動常結(jié)合圓周運動的知識進行考查。(2)(2)類平拋運動常以帶電粒子在電場中運動的形式考查。類平拋運動常以帶電粒子在電場中運動的形式考查。(3)(3)在綜合題目在綜合題目(tm)(tm)中常結(jié)合功能關(guān)系進行考查。中常結(jié)合功能關(guān)系進行考查。第29頁/共

25、76頁第三十頁，共76頁?！窘桀}發(fā)揮】類平拋運動的求解方法【借題發(fā)揮】類平拋運動的求解方法1.1.常規(guī)求解方法常規(guī)求解方法將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向的初速度為零的勻加速直線運動，運用直線運動初速度方向的初速度為零的勻加速直線運動，運用直線運動規(guī)律規(guī)律(gul)(gul)進行求解。進行求解。2.2.特殊分解方法特殊分解方法對于有些問題，可以過拋出點建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺讼?，將加對于有些問題，可以過拋出點建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺讼?，將加速度、初速度沿坐標軸分解，然后分別在速度、初速度沿坐標軸分解，然后分別在x x、y y

26、軸方向上列方軸方向上列方程求解。程求解。 第30頁/共76頁第三十一頁，共76頁?！緞?chuàng)新預(yù)測】【創(chuàng)新預(yù)測】1.1.如圖所示，從傾角為如圖所示，從傾角為的足夠長的斜的足夠長的斜面頂端，先后以不同的初速度水平向右面頂端，先后以不同的初速度水平向右拋出相同的兩只小球，下列說法正確拋出相同的兩只小球，下列說法正確(zhngqu)(zhngqu)的的是是( )( )A A兩小球落到斜面上歷時相同兩小球落到斜面上歷時相同B B兩小球落到斜面上的位置相同兩小球落到斜面上的位置相同C C兩小球落到斜面上時速度大小相同兩小球落到斜面上時速度大小相同D D兩小球落到斜面上時速度方向相同兩小球落到斜面上時速度方向相

27、同第31頁/共76頁第三十二頁，共76頁?！窘馕觥窟x【解析】選D D。小球。小球(xio qi)(xio qi)做平拋運動，由兩分運動的特點做平拋運動，由兩分運動的特點知知 得得 因因v0v0不同，則不同，則t t不同，不同，由由vy=gtvy=gt、 可知，可知，vyvy、v v及及h h不同，故不同，故A A、B B、C C均錯誤，而速度與水平方向的夾角均錯誤，而速度與水平方向的夾角的正切的正切 知知為定值，故為定值，故D D正確。正確。201gty2tanxv t， 02v tantg，2220y1vvvhgt2及y00vgttan2tanvv ，第32頁/共76頁第三十三頁，共76頁。

28、2.2.真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A A、B B之間有加之間有加速速(ji s)(ji s)電場，電場，C C、D D之間有偏轉(zhuǎn)電場，之間有偏轉(zhuǎn)電場，M M為熒光屏。今有質(zhì)為熒光屏。今有質(zhì)子、氘核和子、氘核和粒子均由粒子均由A A板從靜止開始被加速板從靜止開始被加速(ji s)(ji s)電場加電場加速速(ji s)(ji s)后垂直于電場方向進入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光后垂直于電場方向進入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和屏上。已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為粒子的質(zhì)量之比為124124，電荷，電荷量之比為量之比為112112，則下列

29、判斷中正確的是，則下列判斷中正確的是( )( )第33頁/共76頁第三十四頁，共76頁。A A三種粒子三種粒子(lz)(lz)從從B B板運動到熒光屏經(jīng)歷的時間相同板運動到熒光屏經(jīng)歷的時間相同B B三種粒子三種粒子(lz)(lz)打到熒光屏上的位置相同打到熒光屏上的位置相同C C偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子(lz)(lz)做功之比為做功之比為122122D D偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子(lz)(lz)做功之比為做功之比為124124第34頁/共76頁第三十五頁，共76頁?！窘馕觥窟x【解析】選B B。粒子加速。粒子加速(ji s)(ji s)過程

30、過程 從從B B至至M M用用時時 得得 所以所以 選項選項A A錯錯誤。偏轉(zhuǎn)位移誤。偏轉(zhuǎn)位移 ，所以三種粒子打到熒光，所以三種粒子打到熒光屏上的位置相同，選項屏上的位置相同，選項B B正確。因正確。因W WqEyqEy，得，得W1W2W3W1W2W3q1q2q3q1q2q3112112，選項，選項C C 、D D錯誤。錯誤。 211qUmv2，12LLtv，mtq，123ttt122 ，2221211qULU L1y()2mdv4dU第35頁/共76頁第三十六頁，共76頁?！緹狳c考向【熱點考向3 3】圓周運動的綜合運用】圓周運動的綜合運用 【典題訓(xùn)練【典題訓(xùn)練4 4】(2012(2012海南

31、高考海南高考) )如圖，在豎直如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中ABAB是長為是長為R R的水的水平直軌道，平直軌道，BCDBCD是圓心為是圓心為O O、半徑為、半徑為R R的的 圓弧軌圓弧軌道，兩軌道相切于道，兩軌道相切于B B點。在外力作用下，一小球點。在外力作用下，一小球從從A A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B B點時撤除外力。點時撤除外力。已知小球剛好已知小球剛好(gngho)(gngho)能沿圓軌道經(jīng)過最高點能沿圓軌道經(jīng)過最高點C C，重力加速度大小為，重力加速度大小為g g。求：求：(1)(1)小球在小球在A

32、BAB段運動的加速度的大小；段運動的加速度的大小；(2)(2)小球從小球從D D點運動到點運動到A A點所用的時間。點所用的時間。34第36頁/共76頁第三十七頁，共76頁。【解題指導(dǎo)【解題指導(dǎo)(zhdo)(zhdo)】“剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點”的物理的物理含義是到最高點含義是到最高點C C時軌道對小球的壓力為零。結(jié)合牛頓運動定律和時軌道對小球的壓力為零。結(jié)合牛頓運動定律和機械能守恒定律可迎刃而解。機械能守恒定律可迎刃而解?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)小球在小球在BCDBCD段運動時，受到重力段運動時，受到重力mgmg、軌道的壓力、軌道的壓力FNFN的的作用，如圖所示

33、，根據(jù)題意，作用，如圖所示，根據(jù)題意，F(xiàn)N0FN0，且小球在最高點，且小球在最高點C C所受壓力所受壓力為零，則為零，則FNC=0 FNC=0 第37頁/共76頁第三十八頁，共76頁。設(shè)小球在設(shè)小球在C C點的速度為點的速度為vCvC，根據(jù)，根據(jù)(gnj)(gnj)牛頓第二定律得：牛頓第二定律得：mg= mg= 設(shè)在設(shè)在B B點的速度為點的速度為vB,vB,小球從小球從B B點運動到點運動到C C點，由機械能守恒定律點，由機械能守恒定律得：得： 小球在小球在ABAB段做初速度為零的勻加速直線運動，設(shè)加速度為段做初速度為零的勻加速直線運動，設(shè)加速度為a a，則：則： 由式得：由式得： 2CvmR

34、22BC11mvmv2mgR222Bv2aR5ag2第38頁/共76頁第三十九頁，共76頁。(2)(2)設(shè)小球在設(shè)小球在D D點速度為點速度為vDvD，下落，下落(xilu)(xilu)到到A A點速度為點速度為v v，由機，由機械能守恒械能守恒定律得：定律得： 設(shè)由設(shè)由D D點運動到點運動到A A點的時間為點的時間為t t，由運動學(xué)公式得：，由運動學(xué)公式得：v=vD+gt v=vD+gt 由式得：由式得：答案：答案：(1) (2)(1) (2)22BD11mvmvmgR2222B11mvmv22Rt53g5g2R53g第39頁/共76頁第四十頁，共76頁。【拓展提升【拓展提升(tshng)(

35、tshng)】【考題透視】該知識為每年高考的重點和熱點，近幾年的高考命題規(guī)【考題透視】該知識為每年高考的重點和熱點，近幾年的高考命題規(guī)律主要有以下幾點：律主要有以下幾點：(1)(1)常結(jié)合平拋運動知識和功能關(guān)系進行綜合考查。常結(jié)合平拋運動知識和功能關(guān)系進行綜合考查。(2)(2)常結(jié)合電磁場知識以帶電粒子在磁場中運動的形式進行考查，此常結(jié)合電磁場知識以帶電粒子在磁場中運動的形式進行考查，此類問題綜合性較強。類問題綜合性較強。第40頁/共76頁第四十一頁，共76頁。【借題發(fā)揮】解決圓周運動力學(xué)問題的一般步驟【借題發(fā)揮】解決圓周運動力學(xué)問題的一般步驟(1)(1)首先要明確研究對象首先要明確研究對象(

36、duxing)(duxing)；(2)(2)對其受力分析明確向心力的來源；對其受力分析明確向心力的來源；(3)(3)確定其運動軌道所在的平面、圓心的位置以及半徑；確定其運動軌道所在的平面、圓心的位置以及半徑；(4)(4)將牛頓第二定律應(yīng)用于圓周運動，得到圓周運動中的動力將牛頓第二定律應(yīng)用于圓周運動，得到圓周運動中的動力學(xué)方程，有以下各種情況，學(xué)方程，有以下各種情況，解題時應(yīng)根據(jù)已知條件進行選擇。解題時應(yīng)根據(jù)已知條件進行選擇。 222222v4Fmmrmvmr4mrfrT。 第41頁/共76頁第四十二頁，共76頁?！緞?chuàng)新預(yù)測】【創(chuàng)新預(yù)測】如圖所示，如圖所示，ABAB段為一半徑段為一半徑(bnjn

37、g)R=0.2 m(bnjng)R=0.2 m的光滑的光滑 圓形軌道，圓形軌道，EFEF為一傾角為為一傾角為=30=30的光滑斜面的光滑斜面, ,斜面上有一質(zhì)斜面上有一質(zhì)量為量為0.1 kg0.1 kg的薄木板的薄木板CD, CD, 木板的下木板的下端端D D離斜面底端的距離為離斜面底端的距離為15 m,15 m,開始開始時木板被鎖定。一質(zhì)量也為時木板被鎖定。一質(zhì)量也為0.1 kg0.1 kg的物塊從的物塊從A A點由靜止開始下滑點由靜止開始下滑, ,通過通過B B點后被水平拋出點后被水平拋出, ,經(jīng)過一段經(jīng)過一段時間后恰好以平行于薄木板的方向滑上木板時間后恰好以平行于薄木板的方向滑上木板,

38、,在物塊滑上木板的在物塊滑上木板的同時木板解除鎖定。已知物塊與薄木板間的動摩擦因數(shù)為同時木板解除鎖定。已知物塊與薄木板間的動摩擦因數(shù)為 取取 求：求：1436。 2g10 m/s ，第42頁/共76頁第四十三頁，共76頁。(1)(1)物塊到達物塊到達B B點時對圓形軌道的壓力大小；點時對圓形軌道的壓力大小；(2)(2)物塊做平拋運動的時間；物塊做平拋運動的時間；(3)(3)若下滑過程中某時刻物塊和木板達到共同速度若下滑過程中某時刻物塊和木板達到共同速度(sd),(sd),則這個速度則這個速度(sd)(sd)為多大為多大? ?第43頁/共76頁第四十四頁，共76頁。【解析】【解析】(1)(1)物

39、塊由物塊由A A到到B B 由動能定理得：由動能定理得：解得：解得：在在B B點由牛頓第二定律得：點由牛頓第二定律得： 解得：解得：由牛頓第三定律可知物塊對軌道的壓力為由牛頓第三定律可知物塊對軌道的壓力為3 N3 N。(2)(2)設(shè)物塊到達斜面的豎直設(shè)物塊到達斜面的豎直(sh zh)(sh zh)速度為速度為vyvy，則：，則：vy=gtvy=gt解得：解得：201mgRmv20v2Rg2 m/s 20NvFmgmR20NvFmgm3 NR y0vtanv， 0v tan3tsg15第44頁/共76頁第四十五頁，共76頁。(3)(3)物塊在物塊在E E點的速度點的速度(sd)(sd)：對物塊：

40、對物塊：v=v+a1tv=v+a1t對木板：對木板：v=a2tv=a2ta2=g(sin+cos)=7.5 m/s2a2=g(sin+cos)=7.5 m/s2解得：解得：答案：答案：(1)3 N(1)3 N(2) (2) (3) (3) 220y4 3vvvm/s3 21ag sincos2.5 m/s v2 3 m/s 3s15 2 3 m/s 第45頁/共76頁第四十六頁，共76頁。曲線運動綜合問題的規(guī)范求解曲線運動綜合問題的規(guī)范求解曲線運動的綜合題往往涉及圓周運動、平拋運動等多個運動過曲線運動的綜合題往往涉及圓周運動、平拋運動等多個運動過程，常結(jié)合功能關(guān)系進行求解，解答時可從以下兩點進

41、行突破：程，常結(jié)合功能關(guān)系進行求解，解答時可從以下兩點進行突破：1.1.分析臨界點分析臨界點對于物體對于物體(wt)(wt)在臨界點相關(guān)的多個物理量，需要區(qū)分哪些物在臨界點相關(guān)的多個物理量，需要區(qū)分哪些物理量能夠突變，哪些物理量不能突變，而不能突變的物理量理量能夠突變，哪些物理量不能突變，而不能突變的物理量( (一般指線速度一般指線速度) )往往是解決問題的突破口。往往是解決問題的突破口。第46頁/共76頁第四十七頁，共76頁。2.2.分析每個運動過程的運動性質(zhì)分析每個運動過程的運動性質(zhì)對于物體參與的多個運動過程，要仔細分析每個運動過程做對于物體參與的多個運動過程，要仔細分析每個運動過程做何種

42、運動：何種運動：(1)(1)若為圓周運動，應(yīng)明確是水平面的勻速圓周運動，還是豎若為圓周運動，應(yīng)明確是水平面的勻速圓周運動，還是豎直平面的變速圓周運動，機械能是否守恒。直平面的變速圓周運動，機械能是否守恒。(2)(2)若為拋體運動，應(yīng)明確是平拋運動，還是類平拋運動，垂若為拋體運動，應(yīng)明確是平拋運動，還是類平拋運動，垂直于初速度方向的力是由哪個直于初速度方向的力是由哪個(n ge)(n ge)力、哪個力、哪個(n ge)(n ge)力的力的分力或哪幾個力提供的。分力或哪幾個力提供的。 第47頁/共76頁第四十八頁，共76頁。【典題例證】【典題例證】【典例】【典例】(2012(2012無錫二模無錫二

43、模)(13)(13分分) )如圖所示，如圖所示，ABCABC和和DEFDEF是兩條在同一豎直是兩條在同一豎直平面內(nèi)的光滑軌道，其中平面內(nèi)的光滑軌道，其中ABCABC的末端水平，的末端水平，DEFDEF是半徑為是半徑為r r0.4 m0.4 m的半圓形的半圓形軌道，其直徑軌道，其直徑(zhjng)DF(zhjng)DF沿豎直方向，沿豎直方向，C C、D D可看做重合，現(xiàn)有一可視為質(zhì)可看做重合，現(xiàn)有一可視為質(zhì)點的小球從軌道點的小球從軌道ABCABC上距上距C C點高為點高為H H的地方由靜止釋放。的地方由靜止釋放。第48頁/共76頁第四十九頁，共76頁。(1)(1)若要使小球經(jīng)若要使小球經(jīng)C C處

44、水平進入軌道處水平進入軌道DEFDEF且能沿軌道運動，且能沿軌道運動，H H至少要至少要有多高？有多高？(2)(2)若小球靜止釋放處離若小球靜止釋放處離C C點的高度點的高度(god)h(god)h小于小于(1)(1)中中H H的最小值，的最小值，小球可擊中與圓心等高的小球可擊中與圓心等高的E E點，求此點，求此h h的值的值( (取取g=10 m/s2)g=10 m/s2)。第49頁/共76頁第五十頁，共76頁?！窘忸}關(guān)鍵】【解題關(guān)鍵】(1)“(1)“豎直豎直”“”“光滑光滑”說明物體在整個過程中機械能守恒。小說明物體在整個過程中機械能守恒。小球沿球沿ABCABC軌道下滑，高度軌道下滑，高度

45、H H決定小球在決定小球在D D點的速度。點的速度。(2)(2)小球在小球在DEFDEF軌道中的運動性質(zhì)與小球在軌道中的運動性質(zhì)與小球在D D點的速度有關(guān)：當(dāng)小球在點的速度有關(guān)：當(dāng)小球在D D點的速點的速度大于臨界值時，小球?qū)⒀剀壍雷鰣A周運動；當(dāng)小球在度大于臨界值時，小球?qū)⒀剀壍雷鰣A周運動；當(dāng)小球在D D點的速度小于臨界點的速度小于臨界值時，小球?qū)⒆銎綊佭\動。值時，小球?qū)⒆銎綊佭\動?！窘忸}思路】【解題思路】(1)(1)在在ABCABC段過程中，由機械能守恒定律列方程，建立段過程中，由機械能守恒定律列方程，建立(jinl)(jinl)小球下落高度小球下落高度H H與到達與到達D D點時的速度點時

46、的速度v v的關(guān)系。的關(guān)系。(2)(2)明確小球能沿軌明確小球能沿軌道道DEFDEF運動的條件，列動力學(xué)方程。運動的條件，列動力學(xué)方程。第50頁/共76頁第五十一頁，共76頁。【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1)設(shè)小球到達設(shè)小球到達C C點時的速度大小為點時的速度大小為v v，根據(jù)機械，根據(jù)機械能守恒定律得：能守恒定律得： (2 (2分分) )小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在圓周最高點必須滿足小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在圓周最高點必須滿足 (2 (2分分) )聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)(shj)(shj)解得：解得：H0.2 m (1H0.2 m (1分分) )即要使小球

47、經(jīng)即要使小球經(jīng)C C處水平進入軌道處水平進入軌道DEFDEF且能沿軌道運動，且能沿軌道運動，H H的最小的最小高度為高度為0.2 m0.2 m。 (1 (1分分) )21mgHmv22vmgmr第51頁/共76頁第五十二頁，共76頁。(2)(2)若若hHh2RH2RD.D.小球能從細管小球能從細管A A端水平端水平(shupng)(shupng)拋出的最小高度拋出的最小高度Hmin=Hmin=22 RH2R22 2RH4R5R2第54頁/共76頁第五十五頁，共76頁?！窘忸}指導(dǎo)】用動能定理【解題指導(dǎo)】用動能定理( (或機械能守恒定律或機械能守恒定律) )求出小球運動求出小球運動到到A A點的速

48、度大小，再根據(jù)平拋運動規(guī)律點的速度大小，再根據(jù)平拋運動規(guī)律(gul)(gul)求解水平求解水平位移值；由于小球在光滑細管內(nèi)運動時可以受管的支持力，位移值；由于小球在光滑細管內(nèi)運動時可以受管的支持力，所以能從所以能從A A端水平拋出的條件是小球到達端水平拋出的條件是小球到達A A點的速率大小必須點的速率大小必須大于零，若等于零小球剛好靜止在管口不能拋出去。大于零，若等于零小球剛好靜止在管口不能拋出去。第55頁/共76頁第五十六頁，共76頁?！窘馕觥窟x【解析】選B B、C C。設(shè)小球運動到。設(shè)小球運動到A A點的速度為點的速度為vAvA，根據(jù)動能，根據(jù)動能(dngnng)(dngnng)定定理，有

49、理，有 =mg(H-2R) =mg(H-2R)，得，得vA= vA= 小球做平拋運小球做平拋運動，有動，有x=vAt, 2R= x=vAt, 2R= 所以水平位移所以水平位移x= x= 選項選項B B正正確、確、A A錯誤；能從錯誤；能從A A端水平拋出的條件是小球到達端水平拋出的條件是小球到達A A點的速率點的速率vA= vA= 0 0，即，即H2RH2R，選項，選項C C正確、正確、D D錯誤。錯誤。2A1mv22g H2R，21gt ,222 2RH4R，2g(H2R)第56頁/共76頁第五十七頁，共76頁。2.2.在豎直平面內(nèi)，由光滑斜面和光滑半圓形軌道分別與粗糙水平面相切連在豎直平面

50、內(nèi)，由光滑斜面和光滑半圓形軌道分別與粗糙水平面相切連接而成的軌道如圖所示，半圓形軌道的半徑接而成的軌道如圖所示，半圓形軌道的半徑(bnjng)(bnjng)為為R=0.4 mR=0.4 m，質(zhì)量為，質(zhì)量為m=0.8 kgm=0.8 kg可視為質(zhì)點的小物塊從斜面上距水平面高為可視為質(zhì)點的小物塊從斜面上距水平面高為h h處的處的A A點由靜止開始點由靜止開始下滑，物塊通過軌道連接處的下滑，物塊通過軌道連接處的B B、C C點時，無機械能損失。運動到圓軌道最點時，無機械能損失。運動到圓軌道最低點低點C C處時對軌道的壓力為處時對軌道的壓力為FN=40 NFN=40 N，水平軌道，水平軌道BCBC長長

51、L=0.9 mL=0.9 m，物塊與水平面，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為間的動摩擦因數(shù)為=0.5=0.5，g g取取10 m/s210 m/s2。求。求: :第57頁/共76頁第五十八頁，共76頁。(1)A(1)A點距水平面的高度點距水平面的高度h h；(2)(2)小物塊第一次由小物塊第一次由B B點到點到C C點運動的時間；點運動的時間；(3)(3)小物塊能否小物塊能否(nn fu)(nn fu)通過圓形軌道的最高點通過圓形軌道的最高點D D。第58頁/共76頁第五十九頁，共76頁。【解析【解析(ji x)(ji x)】(1)(1)物塊通過圓形軌道最低點物塊通過圓形軌道最低點C C時，由牛頓

52、第時，由牛頓第二定律得：二定律得：FN-mg=FN-mg=由牛頓第三定律得：由牛頓第三定律得：FN=FN=40 N,FN=FN=40 N,對對A A到到C C過程由動能定理得過程由動能定理得mgh-mgL= mgh-mgL= 解得：解得：h=1.25 mh=1.25 m(2)(2)物塊從物塊從A A點運動到點運動到B B點的過程中，由動能定理得：點的過程中，由動能定理得：mgh= mgh= 物塊從物塊從B B至至C C做勻減速直線運動做勻減速直線運動由速度公式得：由速度公式得：vC=vB-gt,vC=vB-gt,解得：解得：t=0.2 st=0.2 s2CvmR2C1mv ,22B1mv ,2

53、第59頁/共76頁第六十頁，共76頁。(3)(3)若物塊能從若物塊能從C C點運動到點運動到D D點，由動能定理得：點，由動能定理得：-mg2R= -mg2R= 解得：解得：vD=0vD=0物塊通過圓形軌道的最高點的最小速度為物塊通過圓形軌道的最高點的最小速度為vD1vD1，由牛頓第二由牛頓第二(d r)(d r)定律得：定律得：mg= mg= 解得：解得：vD1=2 m/svD1=2 m/s由于由于vDvD1vDyayb=ycya，得，得tb=tctatb=tcta，選項，選項A A錯誤，錯誤，B B正確；又根據(jù)正確；又根據(jù) 因為因為ybyaybya，xbxaxbvbvavb，vbvc,vb

54、vc,選項選項C C錯誤，錯誤，D D正確。正確。21ygt ,22ytg ，0gvx2y，第64頁/共76頁第六十五頁，共76頁。3.(20123.(2012鎮(zhèn)江一模鎮(zhèn)江一模) )從某高度水平拋出一小球，經(jīng)過從某高度水平拋出一小球，經(jīng)過t t時間到達地面時間到達地面時，速度方向與水平方向的夾角為時，速度方向與水平方向的夾角為，不計空氣阻力，重力加速度為，不計空氣阻力，重力加速度為g g，下列結(jié)論中正確的是下列結(jié)論中正確的是( )( )A.A.小球初速度為小球初速度為gttangttanB.B.若小球初速度增大，則平拋運動的時間變長若小球初速度增大，則平拋運動的時間變長C.C.小球著地速度大小

55、小球著地速度大小(dxio)(dxio)為為D.D.小球在小球在t t時間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角也為時間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角也為gtsin第65頁/共76頁第六十六頁，共76頁。【解析】選【解析】選C C。如圖所示，小球初速度為。如圖所示，小球初速度為v0=gtcotv0=gtcot，落地時，落地時速度速度 選項選項C C正確，正確，A A錯誤；平拋運動的時間僅由高度錯誤；平拋運動的時間僅由高度來決定，選項來決定，選項B B錯誤；位移與水平方向錯誤；位移與水平方向(fngxing)(fngxing)的夾角為的夾角為，則，則tan=2tantan=2tan，選項，選項D D錯誤。錯誤。gtvsin，第66頁/共76頁第六十七頁，共76頁。4.(20124.(2012安慶一模安慶一模) )如圖所示，小球沿水平如圖所示，小球沿水平面通過面通過O O點進入半徑為點進入半徑為R R的半圓弧軌道后恰能的半圓弧軌道后恰能通過最高點通過最高點P P，然后落回水平面，不計一切，然后落回水平面，不計一切阻力，下列說法正確的是阻力，下列說法正確的是( )( )A A小球落地點離小球落地點離O O點的水平距離為點的水平距離為R RB B小球落地點離小球落地點離O O點的水平距離為點的水平距