(完整word)高中物理必修2第五章曲線運(yùn)動(dòng)總復(fù)習(xí)

1、第五章曲線運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)匯總】曲線運(yùn)動(dòng)1.曲線運(yùn)動(dòng)的位移x方向的分位移：xA = l cos 0'y方向的分位移：yA = l sin 0合位移為l= 7ML + yA2, tan。二竺(。為合位移l與x軸正方向的夾角) xa合速度為v = vVx2 + Vy2, tan。=巴(。為合速度v與x方向分速度的夾角) yVx3 .物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件初速度不為零，即v0 W0;合力不為零，即F合W0;初速度方向與合力方向不在同一直線上。4 .曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，一定是變速運(yùn)動(dòng)；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力一定不為零，加速度一定不為零；曲線運(yùn)動(dòng)是否是勻變速運(yùn)動(dòng)取決于物體所

2、受的合力情況。合外力為恒力，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。5 .運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的分解。求解時(shí)遵循矢量運(yùn)算的平行四邊形定則。(2)合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：等效性、獨(dú)立性、等時(shí)性、同體性。(3)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分解的步驟：確定合運(yùn)動(dòng)方向(實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向)；分析合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)效果；依據(jù)合運(yùn)動(dòng)效果確定兩分運(yùn)動(dòng)方向；依據(jù)平行四邊形定則作出分解矢量圖。二平拋運(yùn)動(dòng)1 .平拋運(yùn)動(dòng)的條件：物體具有水平方向的初速度；運(yùn)動(dòng)過程中只受重力作用。2 .平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力，其加速度恒為g；平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，3 .解決平拋運(yùn)動(dòng)問題的方法：將其分解為

3、水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)；豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)。4 .平拋運(yùn)動(dòng)的速度水平分速度：Vx=V0豎直分速度：vy = gtt時(shí)刻平拋物體的速度大小和方向：vt = vvx2 + vy設(shè)vt與x軸正方向的夾角為a,則tan a= vy=色vx vo任意時(shí)刻速度的水平分量均等于初速度V0 ；任意相等時(shí)間間隔 t內(nèi)的速度改變量均豎直向下,5 .平拋運(yùn)動(dòng)的位移水平分位移：x = v0 t豎直分位移：y = 2gt2t時(shí)間內(nèi)合位移的大?。簊 = Vx2 + y2設(shè)合位移s與x軸正方向的夾角為 仇則tan 0 =1 . 22gt _ 里vot2vo由* = v0t = v0AA 知平拋物體的水平位移由初速度

4、 gv0和下落的高度平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線。6.平拋運(yùn)動(dòng)的五結(jié)論?V= Vy=g2 =42 + (gt)Toy共同決定。（1）運(yùn)動(dòng)時(shí)間t =子，即做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在空中飛行時(shí)間僅取決于下落的高度,與初速度V0無關(guān)。落地的水平距離x= v0V在，即水平距離與初速度 v0和下落高度h有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。 g落地速度v = VV02 + 2gh,即落地速度只與初速度 V0和下落高度h有關(guān)。(4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，速度矢量的反向延長線過水平位移如圖所示，因?yàn)?tane =巴=史, vx v0由幾何關(guān)系知tan 0PA y gt2一 =O A O A 2O A'聯(lián)立以上兩式得OA = 2v

5、0t= 2x的中點(diǎn)O。v做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在 t時(shí)刻的速度與水平方向的夾角。（速度偏向角）和位移與水平方向的夾角a （位移偏向角）的關(guān)系為 tan 0 = 2 tan a。因?yàn)?tan a = y，而 tan 0 = y = "y，故 tan 0 = 2 tan a。xO A 2三圓周運(yùn)動(dòng)1 .描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量(1)線速度V：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)通過的弧長？s和所用時(shí)間？t的比值，v = :(單位：m/s);描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢；線速度方向沿圓周上該點(diǎn)的切線方向與半徑垂直。(2)角速度3：質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在的半徑轉(zhuǎn)過的角度？。跟所用時(shí)間?t的? A . .比值，w

6、 = _ (單位：rad/s )；描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過圓心角的快慢；在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中角速度是個(gè)恒量。(3)周期T:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間。(3 =半、T =弓)(3)頻率f :做圓周運(yùn)動(dòng)物體，在 1s內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫頻率(單位：Hz)。(4)轉(zhuǎn)速n：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)， 常用單位：轉(zhuǎn)每秒(r/s )、轉(zhuǎn)每分(r/min )。2 .圓周運(yùn)動(dòng)中各物理量之間的關(guān)系(1) v、T、r的關(guān)系：物體在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,通過的弧長As = 2兀r,用時(shí)為T,則丫 =寸=彳。=2兀，用時(shí)為T,則=三=一。2兀，則1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度?0 = 2 Tin,(2)、T的關(guān)系：物體在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過

7、程中，轉(zhuǎn)過的角度A。(3)、n的關(guān)系：物體在1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過n圈，1圈轉(zhuǎn)過的角度為w = 2 兀 n。(4) V、 3、r 的關(guān)系：v= cor。3.常見的傳動(dòng)裝置及其特點(diǎn)(1)共軸傳動(dòng)A點(diǎn)和B點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤上，如圖所示。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們的線速度、角速度、周期存在以下定量關(guān)系，并且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。3A = 3B2=三Ta = Tb田 R2 .皮帶傳動(dòng)A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是兩個(gè)輪子邊緣的點(diǎn)，兩個(gè)輪子用皮帶連接起來，并且皮帶不打滑。如圖所示，輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們的線速度、角速度、周期存在以下定量關(guān)系，并且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。3A rTA R次-比3B= RTb= r3 .齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)，兩

8、個(gè)齒輪輪齒嚙合。如圖所示，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們的線速度、角速度、周期存在以下定量關(guān)系，并且兩點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。隊(duì)= 舊 =r1 = n1 =r =n2-,其中 n1、n2分另表小兩齒輪的齒數(shù)。Tb2 n2«brini四 向心加速度和向心力1 .任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度都指向圓心，這個(gè)加速度被稱為向心加速度，描述線速度方向 改變的快慢；方向總是沿著圓周運(yùn)動(dòng)的半徑指向圓心，即方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直。2 .向心加速度的公式：an = ,22= r co2,不論加速度an的大小是否變化，an的方向是時(shí)刻改變的，所以 圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)。3 .不同形式的各種表達(dá)式24 2對應(yīng)線速度：a

9、n =對應(yīng)角速度：an = rco2;對應(yīng)周期：an = 2- r對應(yīng)轉(zhuǎn)速：an = 4 7t2n2r; 推導(dǎo)公式：an = w v4 .做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度，是由于它受到了指向圓心的力，這個(gè)合力叫做向心力；向 心力的方向總是指向圓心，故方向時(shí)刻在變化，所以向心力是變力；向心力的作用效果只是改變物 體速度的方向，而不改變速度的大小。5 .向心力的大小v2Fn = m 32r = m - = m wv rFn = m(朗)2r = m(2 f)2r= m(2 兀n)2r6 .向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力的各種力，也可以是幾個(gè)力的合力或 某個(gè)力的分力。7 .

10、解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵：從“供”、“需”兩方面來進(jìn)行研究(1)供：分析物體受力，求沿半徑方向指向圓心的合外力。(2)需：確定物體圓周軌道平面，定圓心、找半徑，用公式求出所需向心力。(3)算：根據(jù)“供”“需”平衡列方程F供=F需五生活中的圓周運(yùn)動(dòng)1.火車轉(zhuǎn)彎模型F = mg tan 0hsin 0 =-L當(dāng)0很小時(shí)，sin 0 = tan 0故可推得：V0 =蹲些(1)當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速率 v等于v0,F= F0,內(nèi)外軌道對輪緣都沒有側(cè)壓力。(2)當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速率 v大于v0,F<F0,外軌對輪緣有側(cè)壓力。(3)當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速率 v小于vo, F>Fq,內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。2.拱形橋模型內(nèi)容項(xiàng)

11、目汽車過凸形橋汽車過凹形橋受力分析以向心力方向?yàn)檎较騰2 mg - Fn = m - rv2Fn = mg - m rv25壓=Fn = mg - m r ; v增大，F(xiàn)壓減小;牛頓第三定律v2Fn - mg = m rv2Fn = mg + m rv25壓=Fn = mg + m當(dāng)v增大到vrg時(shí)，F(xiàn)壓=0v增大，F(xiàn)壓增大2mg =丁，航天器的速度 R2mg - Fn = mv-，由此可得R3 .航天器中的完全失重現(xiàn)象航天器在近地軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，對航天器，重力充當(dāng)向心力，滿足的關(guān)系為v= vR;對航天員，由重力和座椅的支持力提供向心力，滿足的關(guān)系式為Fn = 0,航天員處于失重狀態(tài)，對座椅無壓

12、力(不是物體不受重力)4 .輕繩模型(1)在最高點(diǎn)時(shí)，小球的受力有兩種情況當(dāng)v = vR時(shí)，小球只受重力 mg的作用，5向=mg。當(dāng)v> vR時(shí)，小球重力 mg和繩子拉力F兩個(gè)力的合力提供向心力，即(2)在最低點(diǎn)，小球的受力只有一種情況mg小球受到向下的重力 mg和向上的拉力F 作用，這二力的合力提供向心力,(3)拓展：小球在豎直放置的光滑圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上就是輕繩模型。如圖所示，小車到達(dá)最高點(diǎn)A時(shí)，軌道內(nèi)側(cè)對小球施壓力 F,由牛頓第二2定律得mg + F= mvR-, F>0即小球過最局點(diǎn)時(shí)的速度為 vA >司k5 .輕桿模型:(1)在最高點(diǎn)，小球的受力有三種情

13、況:當(dāng)v = vgR時(shí)，小球只受重力 mg的作用，5向=mg；當(dāng)v> A/gR時(shí)，小球受到重力 mg和桿向下的拉力F兩個(gè)力的作用，丫"F兩個(gè)力的合力提供向心力，F(xiàn)向=mg+ F。I 0/k”當(dāng)0 Wvv vgR時(shí)，小球受到重力mg和桿向上的支持力 F兩個(gè)力的作用，兩個(gè)力的合力提供向心力，F(xiàn)向=mg - F。(2)在最低點(diǎn)，小球的受力只有一種情況：小球受到向下的重力 G和向上的拉力F的作用，這二力的合力提供向心力，F(xiàn)向=F-mg。(3)拓展：小球在豎直放置的光滑圓管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上就是輕桿模型。當(dāng)小球的速度v= "，小球只受重力的作用，即不受內(nèi)管的壓力也不受外管的支

14、持力；當(dāng)v>A/gR時(shí)，小球?qū)⑹艿酵夤軆?nèi)壁的壓力；當(dāng)0 wwvgR時(shí)小球?qū)⑹艿絻?nèi)管外壁的支持力。6 .離心運(yùn)動(dòng)(1)做圓周運(yùn)動(dòng)物體，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能提供足夠的向心力時(shí)，物體做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)。'(2)合外力與向心力的關(guān)系_2若F合=mr2或F合=；,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即“提供”滿足“需要”。2若F合mr 3 2或F合 > 千，物體做半徑變小的近心運(yùn)動(dòng)，即“提供”大于“需要”。2若F合v mr 3 2或F合v mv-,則外力不足以將物體拉回到原軌道上，而做離心運(yùn)動(dòng)，即“提供不足”，也就是“需要”大于“提供”。若F合=0,則物體做直線運(yùn)動(dòng)。

15、第五章曲線運(yùn)動(dòng)綜合測試一選擇題（16X 3分=48分）1 .下列說法中正確的是（）變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是角速度不變的運(yùn)動(dòng)A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B.C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是速度不變的運(yùn)動(dòng)D.2 .質(zhì)點(diǎn)從同一高度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（A.質(zhì)量越大，水平位移越大B.初速度越大，落地時(shí)豎直方向速度越大C.初速度越大，空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長D.初速度越大，落地時(shí)速度越大3 .做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是A.速度大小一定改變B.加速度大小一定改變C.速度方向一定改變D.加速度方向一定改變4 .一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中，錯(cuò)誤的是（A.任意相等的時(shí)間內(nèi)，

16、通過相等的弧長B.任意相等的時(shí)間內(nèi)，通過的位移相同C.任意相等的時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)過相等的角度D.任意相等的時(shí)間內(nèi)，速度的變化相同5.如圖，在不計(jì)滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下,當(dāng)小車勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體A的受力情況是（）A.繩的拉力等于A的重力B.繩的拉力等于 A的重力C.繩的拉力小于A的重力D.拉力先大于重力，后變?yōu)樾∮谥亓? .在某變速箱中有甲乙丙三個(gè)齒輪，如圖所示,丙輪的角速度為（A.U3B.C.2D.311 ,則3 8111 327 .質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中,塊的速度大小不變，如圖所示，那么（A.因?yàn)樗俾什蛔儯允瘔K的加速度為零B.石塊下滑過程中受的合外

17、力越來越大C.石塊下滑過程中的摩擦力大小不變D.石塊下滑過程中的加速度大小不變，方向始終指向球心8 .雨滴由靜止開始下落，遇到水平方向吹來的風(fēng)，下列說法中正確的是（）A.風(fēng)俗越大，雨滴下落的時(shí)間越長B.風(fēng)俗越大，雨滴著地時(shí)的速度越大C.雨滴下落時(shí)間與風(fēng)速無關(guān)D.雨滴著地時(shí)的速度與風(fēng)速無關(guān)9 .關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）, xA.由1=1可知，物體平拋的初速度越大，飛行時(shí)間越短V0B.由1= V2g可知，物體下落的高度越大，飛行時(shí)間越長C.任意連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，物體下落高度之比為1:3:5D.任意連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)速度的改變量相等10.質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿 P插入桌面上的小孔中，

18、桿的另一端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，如圖所示。現(xiàn)使小球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且角速度為 3,則桿的上端受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮椋ǎ〢.mw 2RB.m/g2- W4R2C. mVg2 + W4R2D.不能確定11 .如圖所示，輕桿的一端有一個(gè)小球，另一端有光滑的固定軸Q現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對小球的作用力，則F（繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力,A. 一定是拉力B. 一定是推力C. 一定為零D.可能是拉力，可能是推力，也可能為零12 .如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物塊以水平初速度v0時(shí)，物塊對球頂恰無壓力，則（）A.物塊立即離開球頂

19、做平拋運(yùn)動(dòng)B.物塊落地時(shí)水平位移為 v2RC.初速度v0 = vRgD.物塊落地速度方向與地面成45°角 13.如圖所示，長度l= 0.50m的輕質(zhì)桿OA A端固定一個(gè)質(zhì)量 m = 3kg的小球，小球以 O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2.0m/s ,f+g取10m/s 2,則此時(shí)細(xì)桿 OA（） Q A.受到6.0N的拉力B. 受到6.0N的壓力C.受到24N的拉力D.受到54N的拉力14.鐵路在彎道處的內(nèi)、外軌道高低是不同的，已知內(nèi)、外軌道水平面傾角為0,如圖所示，彎道處的圓弧半徑為 R,若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于 vRgtanl,則（）A.內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車

20、輪輪緣有擠壓B.外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C.這時(shí)鐵軌對火車的支持力等于與cos 0D.這時(shí)鐵軌對火車的支持力小于旦cos 015.如圖所示，某人用繩通過定滑輪拉小船，設(shè)人勻速拉繩的速度為v0,繩某時(shí)刻與水平方向的夾角為“，則船的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及此時(shí)刻小船的水平速度Vx為（A.船做變加速運(yùn)動(dòng)，Vx='X cos dB.船做變加速運(yùn)動(dòng)， Vx = V0COS aC.船做勻速直線運(yùn)動(dòng)，Vx=Jl cos aD.船做勻速直線運(yùn)動(dòng)，Vx = vo cos a16.如圖所示，有一個(gè)半徑為 R的光滑圓軌道，現(xiàn)給小球一個(gè)初速度， 使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則關(guān)于小球在過最高點(diǎn)的速度v,下列敘述正確的是（）a.v的極小值為vgRB.v由零逐漸增大，軌道對球的彈力逐漸增大C.當(dāng)v由癡R值逐漸增大時(shí)，軌道對小球的彈力也逐漸增大D.當(dāng)v由癡R值逐漸減小時(shí)，軌道對小球的彈力逐漸增大二填空題（4X3分=12分）17.做物體平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，只畫出