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文檔簡(jiǎn)介
第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力、宇宙航行
學(xué)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度
科
與責(zé)任
三種運(yùn)動(dòng):曲科學(xué)推理:運(yùn)動(dòng)的合成探究平拋通過(guò)萬(wàn)有
運(yùn)動(dòng)的特引力定律
線運(yùn)動(dòng)、平拋與分解、向心力來(lái)源分
點(diǎn),采取的學(xué)習(xí),
運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)析運(yùn)動(dòng)合成立志投身
與分解思航天事
動(dòng)模型建構(gòu):輕繩輕桿模
想和數(shù)形業(yè),為國(guó)
型、衛(wèi)星環(huán)繞模型、雙
物理量:線速結(jié)合思想家航天事
星多星模型
度、角速度、分析實(shí)驗(yàn)業(yè)的發(fā)展
周期、向心加數(shù)據(jù)做出自己
速度和向心力的貢獻(xiàn)
考情分析近幾年高考中平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)仍為考?導(dǎo)重點(diǎn),命題頻繁;天體
運(yùn)動(dòng)基本為必考內(nèi)容。著重考查的知識(shí)有:曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、平拋
運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、萬(wàn)有引力與天體?自動(dòng)的規(guī)律、宇宙速度與
衛(wèi)星變軌問(wèn)題等。
備考指導(dǎo)1.加深對(duì)運(yùn)動(dòng)合成與分解思想方法的理解。
2.復(fù)習(xí)拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)注意結(jié)合一些體育比賽項(xiàng)目,如乒乓球、排球
等。
3.復(fù)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)要注意臨界問(wèn)題,強(qiáng)化多種運(yùn)動(dòng)形式的綜合訓(xùn)
練。
4.強(qiáng)化幾種常見(jiàn)的題型:天體質(zhì)量和密度的估算、星球表面重力加
速度的計(jì)算、人造衛(wèi)星發(fā)射和運(yùn)行規(guī)律、雙星問(wèn)題、同步衛(wèi)星問(wèn)
題。
4.1曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解
必備知識(shí)清單
一、曲線運(yùn)動(dòng)
1.速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的
2.運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是—運(yùn)
動(dòng).
3.運(yùn)動(dòng)的條件:物體所受—的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的—方向與
速度方向不在同一條直線上.
4.合外力方向與軌跡的關(guān)系
物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在方向與方向之間,速度方向與軌跡相切,合外力
方向指向軌跡的“凹”側(cè).
二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解
1.遵循的法則
位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循
2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
(1)等時(shí)性:合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的酎泗相等,即同時(shí)開(kāi)始、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止.
(2)獨(dú)立性:一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng),不受其他運(yùn)動(dòng)的影響.
(3)等效性:各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來(lái)與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的-
3.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷
Error!
4.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷
標(biāo)準(zhǔn):看合初速度方向與合加速度方向是否共線.
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)__________運(yùn)動(dòng)
兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)___________運(yùn)動(dòng)
如果。合與a合共線,為_(kāi)________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。合與a合不共線,為_(kāi)______運(yùn)動(dòng)
命題點(diǎn)精析(一)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析
1.曲線運(yùn)動(dòng)的條件:物體所受合外力(或加速度)方向與運(yùn)動(dòng)方向不共線。
2.曲線運(yùn)動(dòng)的類型
(1)勻變速曲線運(yùn)動(dòng):合力(加速度)恒定不變。
(2)變加速曲線運(yùn)動(dòng):合力(加速度)變化。
3.合外力方向與軌跡的關(guān)系:物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合外力方向
與速度方向之間,速度方向與軌跡相切,合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè)。
典型例題
【例I】春節(jié)期間人們放飛孔明燈表達(dá)對(duì)新年的祝福,如圖甲所示,孔明燈在豎直牲方
向做勻加速運(yùn)動(dòng),在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng),孔明燈的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為圖乙中的()
A.直線0/B.曲線08
C.曲線0cD.曲線
【練1】下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的敘述中,正確的是()
A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其加速度方向一定是變化的
B.物體做圓周運(yùn)動(dòng),所受的合力一定是向心力
C.物體所受合力恒定,該物體速率隨時(shí)間一定均勻變化
D.物體運(yùn)動(dòng)的速率在增加,所受合力一定做正功
【練2】(多選)一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)起初以速度為做勻速直線運(yùn)動(dòng),在,=0時(shí)開(kāi)始受到恒
力尸作用,速度大小先減小后增大,其最小值為0=0.5%,由此可判斷()
A.質(zhì)點(diǎn)受到恒力廠作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
B.質(zhì)點(diǎn)受到恒力F作用后可能做圓周運(yùn)動(dòng)
C.f=0時(shí)恒力/方向與速度內(nèi)方向間的夾角為60°
D.恒力F作用時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)速度最小
2F
命題點(diǎn)精析(二)運(yùn)動(dòng)的合成與分解
1.基本思路:
分析運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題時(shí),一般情況下按運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)行分解.
2.解題關(guān)鍵:
兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,這常是處理運(yùn)動(dòng)分解問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn).
3.注意問(wèn)題:
要注意分析物體在兩個(gè)方向上的受力及運(yùn)動(dòng)規(guī)律,分別在兩個(gè)方向上列式求解.
【例2】為了抗擊新冠疫情,保障百姓基本生活,許多快遞公司推出“無(wú)接觸
配送二快遞小哥想到了用無(wú)人機(jī)配送快遞的方法。某次無(wú)人機(jī)在配送快遞的飛
行過(guò)程中,水平方向速度及豎直方向分與飛行時(shí)間,關(guān)系圖像如圖甲、乙所
示。關(guān)于無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()
A.0?八時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)做曲線運(yùn)動(dòng)
B.打時(shí)刻,無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)
C./3?G時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.打時(shí)刻,無(wú)人機(jī)的速度為也十。
【練3】如圖所示是物體在相互垂直的x方向和y方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖象.以下判斷正確的是
()
A.在。?1s內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.在0?1s內(nèi),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.在1?2s內(nèi),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
D.在1?2s內(nèi),物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
【練4】(多選)在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系,一物體從/=0時(shí)刻起,由坐標(biāo)原點(diǎn)
0(0,0)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),其沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象如圖甲、乙所示,下列說(shuō)法中
正確的是()
A.前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),但加速度沿y軸方向
C.4s末物體坐標(biāo)為(4m,4m)
D.4s末物體坐標(biāo)為(6m,2m)
命題點(diǎn)精析(三)小船渡河問(wèn)題
1.小船渡河問(wèn)題的分析思路
2.小船渡河的兩類問(wèn)題、三種情景
,///////////3//
渡河
/LJ當(dāng)船頭方向垂直于河岸時(shí),渡河時(shí)間
rvz
時(shí)間"船c*C1
最短,最短時(shí)間tmin=—
最短“船
,//////////////,乙
1
不如果。船>0水,當(dāng)船頭方向與上游夾
1
“船_丸£角。滿足”船cos。=。水時(shí),合速度垂
渡河直于河岸,渡河位移最短,等于河寬d
位移
////C如果"船<。水,當(dāng)船頭方向(即。船方
最短£,
向)與合速度方向垂直時(shí),渡河位移
[
V合芯,
最短,等于以
T。船
【例3】一只小船渡過(guò)兩岸平行的河流,河中水流速度各處相同且恒定不變,方向平行于河
岸.小船的初速度均相同,且船頭方向始終垂直于河岸,小船相對(duì)于靜水分別做勻加速、
勻減速和勻速直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
A.沿力C和4。軌跡小船都是做勻變速運(yùn)動(dòng)
B./O是勻減速運(yùn)動(dòng)的軌跡
C.沿/C軌跡渡河所用時(shí)間最短
D.小船沿4。軌跡渡河,船靠岸時(shí)速度最大
【練5】小船勻速橫渡一條河流,當(dāng)船頭垂直對(duì)岸方向航行時(shí),在出發(fā)后10min到達(dá)對(duì)
岸下游120m處;若船頭保持與河岸成a角向上游航行,出發(fā)后12.5min到達(dá)正對(duì)
岸.求:
(1)水流的速度;
(2)小船在靜水中的速度、河的寬度以及船頭與河岸間的夾角a.
【練6】如圖所示,某河流中水流速度大小恒為/處的下游。處是個(gè)漩
渦,〃點(diǎn)和漩渦的連線與河岸的最大夾角為凡為使小船從/點(diǎn)出發(fā)以恒定的
速度安全到達(dá)對(duì)岸,小船航行時(shí)在靜水中速度的最小值為()
A.Uisin6
C.U|tan6
sin6
【練7】小船在200m寬的河中橫渡,水流速度為2m/s,船在靜水中的速度為
4m/so
(1)若小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸,它將在何時(shí)、何處到達(dá)對(duì)岸?
(2)要使小船到達(dá)正對(duì)岸,應(yīng)如何航行?歷時(shí)多長(zhǎng)?
(3)小船渡河的最短時(shí)間為多長(zhǎng)?
(4)若水流速度是5m/s,船在靜水中的速度是3m/s,則怎樣渡河才能使船
漂向下游的距離最短?最短距離是多少?
【練8】如圖所示,兩次渡河時(shí)船相對(duì)于靜水的速度大小和方向都不變.已知第一
次實(shí)際航程為/至8,位移為為,實(shí)際航速為。1,所用時(shí)間為小由于水速增
大,第二次實(shí)際航程為〃至C,位移為小,實(shí)際航速為。2,所用時(shí)間為力.則
核心素養(yǎng)大提升
繩(桿)端速度分解模型
1.模型特點(diǎn)
沿繩(桿)方向的速度分量大小相等.
2.思路方法
合速度一繩(桿)拉物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v
分速度f(wàn)Error!
方法:力與。2的合成遵循平行四邊形定則.
3.解題原則
把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速
度大小相等求解.常見(jiàn)的模型如圖所示.
V<—
【例414、8兩物體通過(guò)一根跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕繩相連放在水平面上,現(xiàn)
物體Z以S的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是外£時(shí),如圖所示,
物體B的運(yùn)動(dòng)速度為(繩始終有拉力)()
o
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