2022年新教材高中物理習(xí)題課一曲線運(yùn)動的典型問題課件新人教版必修2

習(xí)題課一

曲線運(yùn)動的典型問題

一小船渡河問題1.小船渡河問題的分析思路:2.兩類問題三種情景:渡河時間最短

當(dāng)船頭方向垂直于河岸時,渡河時間最短,最短時間tmin=渡河位移最短

如果v船>v水,當(dāng)船頭方向與上游夾角θ滿足v船cosθ=v水時,合速度垂直于河岸,渡河位移最短,等于河寬d

如果v船<v水,當(dāng)船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直時,渡河位移最短,等于【典例示范】小船在水速較小的河中橫渡,并使船頭始終垂直河岸航行,到達(dá)河中間時突然上游來水使水流速度加快,那么對此小船渡河的說法正確的選項是 ()A.小船要用更長的時間才能到達(dá)對岸B.小船到達(dá)對岸的時間不變,但位移將變大C.因小船船頭始終垂直河岸航行,故所用時間及位移都不會變化D.因船速與水速關(guān)系未知,故無法確定渡河時間及位移的變化【解析】選B。因為小船船頭垂直于河岸,那么渡河時間t=,水流速增大,渡河時間不變,沿河岸方向的位移增大,那么最終渡河的位移變大,故B正確,A、D錯誤;因小船船頭始終垂直河岸航行,渡河時間不會隨著水流速度增大而變化,故C錯誤?！灸割}追問】1.在【典例示范】中小船在靜水中的速度v1=5m/s,水流速度v2=3m/s,河的寬度為60m,請問小船渡河的最短時間是多少?【解析】經(jīng)分析可知,當(dāng)船頭與河岸垂直時,渡河時間最短。最短時間:t1==12s。答案:12s2.在【典例示范】中小船渡河位移最短時,小船的渡河時間是多少?【解析】經(jīng)分析可知,當(dāng)小船的合速度方向與河岸垂直時,小船渡河的位移最短,此時的合速度為v==4m/s,渡河時間t==15s。答案:15s【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.一河寬80m,船在靜水中的速度為4m/s,水流速度為3m/s,那么 ()A.過河的最短時間為20s,此時的位移是100mB.過河的最短時間為25s,此時的位移是80mC.過河的最小位移是80m,所用時間是16sD.過河的最小位移是80m,所用時間是20s【解析】選A。當(dāng)靜水速度與河岸垂直,渡河時間最短,那么有t==20s,此時的位移為x==100m,故A正確,B錯誤。由于靜水速度大于水流速度,根據(jù)平行四邊形定那么知,合速度可以與河岸垂直,當(dāng)合速度與河岸垂直時,渡河的位移最小。所以最小位移等于河寬,等于80m,此時對應(yīng)的渡河時間為t′=,故C、D錯誤。2.一輪船以一定的速度垂直河岸向?qū)Π堕_行,當(dāng)水流速度均勻時,輪船所通過的路程、過河所用的時間與水流速度的正確關(guān)系是 (

)A.水流速度越大,路程越長,時間越長B.水流速度越大,路程越長,時間越短C.水流速度越大,路程和時間都不變D.水流速度越大,路程越長,時間不變【解析】選D。運(yùn)用運(yùn)動分解的思想,看過河時間只分析垂直河岸的速度,當(dāng)輪船以一定的速度垂直河岸向?qū)Π堕_行,即垂直河岸的速度不變,雖水流速度變大,但過河所用的時間不變;不過由平行四邊形定那么知這時輪船的合速度越大,輪船所通過的路程越長,應(yīng)選項A、B、C錯誤,選項D正確。二關(guān)聯(lián)速度問題1.關(guān)聯(lián)速度問題特點(diǎn):(1)繩(桿)物關(guān)聯(lián)問題:兩物體通過繩(桿)相牽連,當(dāng)兩物體都發(fā)生運(yùn)動時,兩物體的速度往往不相等,但因繩(桿)的長度是不變的,因此兩物體的速度沿繩(桿)方向的分速度大小是相等的。(2)桿點(diǎn)(面)關(guān)聯(lián)問題:桿的一端和一個物體的某點(diǎn)(面)接觸,兩物體通過繩(桿)相牽連,當(dāng)兩物體都發(fā)生運(yùn)動時,兩物體的速度往往不相等,但因二者始終接觸,因此兩物體的速度沿垂直接觸面方向的分速度大小是相等的。2.思路及常見模型:(1)分析思路。(2)常見模型?！舅伎肌び懻摗科囋谒降孛嫔舷蜃髣蛩龠\(yùn)動,利用繞過定滑輪的繩子吊起某物體豎直上升。(1)物體豎直向上做的是勻速直線運(yùn)動嗎? (物理觀念)提示:物體的速度v2=v1cosθ,因為θ減小,所以物體的速度增大,物體做加速運(yùn)動。(2)物體所受的拉力和重力大小的關(guān)系? (科學(xué)思維)提示:由于物體做加速運(yùn)動,所以拉力大于重力?！镜淅痉丁咳鐖D是一種創(chuàng)新設(shè)計的“空氣傘〞,它的原理是從傘柄下方吸入空氣,然后將空氣加速并從頂部呈環(huán)狀噴出形成氣流,從而改變周圍雨水①的運(yùn)動軌跡,形成一個無雨區(qū),起到傳統(tǒng)雨傘遮擋雨水的作用。在無風(fēng)的雨天②,假設(shè)“空氣傘〞噴出的氣流水平③,那么雨水從氣流上方穿過氣流區(qū)至無氣流區(qū)的運(yùn)動軌跡可能與以下四幅圖中哪一幅類似 ()【審題關(guān)鍵】序號信息提取①重力方向豎直向下②雨滴初速度方向豎直向下③氣體對雨滴施加水平方向的外力【解析】選C。氣流對雨滴有排斥力,當(dāng)雨滴接近空氣傘時,受到水平方向的作用力,此時雨滴所受的合力與運(yùn)動的方向不在一條直線上,所以其運(yùn)動軌跡將逐漸發(fā)生彎曲,速度的方向不能發(fā)生突變,故A錯誤,B錯誤;雨滴原來的運(yùn)動方向沿豎直方向向下,當(dāng)受到水平方向的作用力后,水平方向做勻加速直線運(yùn)動,豎直方向做勻加速直線運(yùn)動,從受力點(diǎn)開場,合外力和速度成銳角,雨滴所做的運(yùn)動的軌跡一定是向合外力方向發(fā)生彎曲,故C正確,D錯誤?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.如下圖,用一小車通過輕繩提升一貨物,某一時刻,兩段輕繩恰好垂直,且拴在小車一端的輕繩與水平方向的夾角為θ,此時小車的速度為v0,那么此時貨物的速度為 ()A.

0sinθ

0

0cosθ【解析】選C。根據(jù)運(yùn)動的合成與分解可知,設(shè)輕繩的速度為v1,貨物速度為v2,v0cosθ=v1,v2=,聯(lián)立解得:v2=v0,故C正確。2.某人用繩子通過定滑輪拉物體A,A穿在光滑的豎直桿上,人以速度v0勻速向下拉繩,當(dāng)物體A到達(dá)如下圖位置時,繩與豎直桿的夾角為θ,那么物體A實際運(yùn)動的速度是 ()A. B.00sinθ【解析】選A。將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向,如下圖,拉繩子的速度等于A沿繩子方向的分速度,根據(jù)平行四邊形定那么得,實際速度v=,故A正確,B、C、D錯誤。3.如下圖,套在豎直細(xì)桿上的環(huán)A由跨過定滑輪且不可伸長的輕繩與B相連,在外力作用下環(huán)A沿桿以速度vA勻速上升經(jīng)過P、Q,經(jīng)過P點(diǎn)時繩與豎直桿間的角度為α,經(jīng)過Q點(diǎn)時環(huán)A與定滑輪的連線處于水平方向,那么()A.經(jīng)過Q點(diǎn)時,B的速度方向向下B.經(jīng)過P點(diǎn)時,B的速度等于C.當(dāng)環(huán)A從P至Q的過程中,B處于失重狀態(tài)D.當(dāng)環(huán)A從P至Q的過程中,B受到的拉力大于重力【解析】選D。對于環(huán)A,它的速度如圖中標(biāo)出的vA,這個速度看成是環(huán)A的合速度,其分速度分別是va、vb,其中va就是B的速度vB(同一根繩子,大小一樣),剛開始時B的速度為vB=vAcosα;當(dāng)環(huán)A上升至與定滑輪的連線處于水平位置時,va=0,所以B的速度vB=0,故A、B錯誤;因環(huán)A勻速上升時,由公式vB=vAcosα,當(dāng)環(huán)A上升時,夾角α增大,因此B做向下減速運(yùn)動,那么處于超重狀態(tài),由牛頓第二定律,