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文檔簡介
必修2
第五章曲線運(yùn)動
第13講運(yùn)動的合成與分解
考情剖析?指明方向
(注:①考綱要求中I代表了解和認(rèn)識,I[代表理解和應(yīng)用;②
命題難度中的力代表容易,5代表中等,。代表難)
考查考綱考查考查詳能力命題
內(nèi)容要求年份情要求難度
運(yùn)動的
合成與II
分解
77一選
擇,以兩個
小球做拋
13年分析、推理B
體運(yùn)動為
背景,考查
運(yùn)動
715一計分析綜合、
14年算,以傳送應(yīng)用數(shù)學(xué)C
帶模型處
理物理問
題
77一選
擇,以帶電
小球在電
場中做拋
15年理解、推理B
體運(yùn)動為
場景考查
運(yùn)動的合
成和分解
720—計
算題,以斜
面與滑塊
相對滑動
16年分析、推理C
為背景,考
查運(yùn)動的
合成與分
解
1.小
結(jié):運(yùn)動的
總結(jié)
合成和分
解年年考
查,但一般
不獨(dú)立命
題,一般以
拋體運(yùn)動
和恒力作
用下的運(yùn)
動形式出
現(xiàn).
2?復(fù)習(xí)指
導(dǎo):復(fù)習(xí)時
注重理解
速度的合
成與分解、
加速度的
合成與分
解.
知識整合?翻新學(xué)習(xí)
知識網(wǎng)絡(luò)
基礎(chǔ)自測
曲線運(yùn)動
二、曲線運(yùn)動的性質(zhì)
1?曲線運(yùn)動中運(yùn)動的方向時刻(選填“改變”或“不
變”),質(zhì)點(diǎn)在某一時刻(某一點(diǎn))的速度方向是沿
,并指向運(yùn)動的一側(cè).
2?曲線運(yùn)動一定是運(yùn)動,一定具有*,合力一
定不.
3?常見的曲線運(yùn)動有:和.
三、曲線運(yùn)動的條件
1?直線運(yùn)動的條件是:,或者
2.曲線運(yùn)動的條件是:且
3?注意:曲線運(yùn)動的物體其合力可以為變力,如圓周運(yùn)動;曲
線運(yùn)動的合力也可以為恒力,如
四、運(yùn)動的合成與分解的法則
1?運(yùn)算法則:運(yùn)動的合成與分解是(選填“矢量”或
“標(biāo)量”)的合成與分解,遵從定則.
2?運(yùn)動分解原則:運(yùn)動的分解要根據(jù)運(yùn)動的來進(jìn)行
分解.
■針對訓(xùn)練.如圖所示,我國第一艘航母”遼寧號”上的艦載
機(jī)殲-15在起飛過程中,某時刻的速度為250而〃〃.已知飛機(jī)豎直上
升的分速度是150km/h,試求其水平方向的分速度和飛機(jī)與水平方向
的夾角(已經(jīng)s加37°=0.6,cos370=0.8).
方法技巧考點(diǎn)突破
知識精講
實(shí)例指導(dǎo)
知識精講
考點(diǎn)1物體做曲線運(yùn)動的條件及軌跡分析
1,條件
(1)因?yàn)樗俣葧r刻在變,一定是變速運(yùn)動,所以一定存在加速度,
合力不等于零;
(2)物體受到的合外力與初速度不共線.
2?合外力方向與軌跡的關(guān)系
物體做曲線運(yùn)動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,合外力方向指向曲線的“凹”側(cè).
3?速率變化情況判斷
(1)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體的速率增大;
(2)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體的速率減小;
(3)當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時,物體的速率不變.
考點(diǎn)2運(yùn)動的合成及性質(zhì)
1.運(yùn)動的合成與分解的運(yùn)算法則
運(yùn)動的合成與分解是指描述運(yùn)動的各物理量即位移、速度、加速
度的合成與分解,由于它們均是矢量,故合成與分解都遵循平行四邊
形定則.
2?合運(yùn)動的性質(zhì)判斷
錯誤!
考點(diǎn)3小船渡河問題
船在過河時,同時參與了兩個運(yùn)動,一是船隨水沿岸方向的運(yùn)動,
二是船本身的運(yùn)動,假如我們將船的運(yùn)動沿平行于河岸方向(稱平行
方向)和垂直于河岸方向(稱垂直方向)進(jìn)行分解,于是船的航速V1可
分解為平行分量V〃和垂直方向的分量口,如圖所示,而水的速度V2
則總是沿平行于河岸的正方向.根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性原理,平行于河岸
的運(yùn)動對小船過河沒有貢獻(xiàn),只有垂直于河岸的運(yùn)動才能使小船渡過
對岸.建立坐標(biāo)系如圖所示:
Vx=V2-V1C0SQ,Vy=ViSi〃Q
船相對岸在x和y方向上的位移分別為
{x=vxt—V2t-V1C05Qy=Vyt=ViS〃7at
1-垂直過河的條件
要使小船垂直于河岸過河,這就意味著小船只有垂直于河岸方向
的運(yùn)動而沒有平行于河岸方向的運(yùn)動,即匕>0且V〃=—V2,也就是
COSa=:V1>V2時',才有可能垂直過河.
V]
2-過河的時間
由運(yùn)動的獨(dú)立性原理可知過河時間t=—^―,可見當(dāng)a=90°
N\sinQ
時,過河的時間最短,最短時間為
V1
3?過河的路程
平行于河岸方向的運(yùn)動,雖然對小船過河時間沒有影響,但它卻
決定著小船平行于河岸方向的位置變化情況.根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性原理,
垂直河岸方向的運(yùn)動使小船能垂直到達(dá)對岸,其位移為y=d;而平
行運(yùn)動則使小船沿河岸方向發(fā)生一段位移x,因此小船過河的實(shí)際位
2222
移為s=^/X+y=^/x+d,可見過河路程的多少取決于平行方向位
移x的多少.
要過河的位移最小,有兩種情況:一是V|>V2時,合速度垂直于
河岸,對應(yīng)的過河時間可以自己求解;二是V1<v2,為了過河的位移
最小,其合速度與船在靜水中的速度V1垂直.兩種情況下的速度矢
量圖形如圖所示.
考點(diǎn)4連接體的速度關(guān)系
細(xì)線或輕桿連接兩個物體作為系統(tǒng),在運(yùn)動的過程中,其相互間
的速度關(guān)系滿足:沿線(桿)方向速度相等的關(guān)系.
如圖,A、B兩物體通過細(xì)線繞過定滑輪運(yùn)動,A的實(shí)際速度向
右是合速度,具有兩個運(yùn)動的效果,一是使左側(cè)的線縮短,對應(yīng)分速
度VA1,二是使A繞滑輪轉(zhuǎn)動,對應(yīng)分速度V2如圖,將A的速度進(jìn)
行分解,根據(jù)上述觀點(diǎn)則VB=VAI.
實(shí)例指導(dǎo)
?典型例題1-如圖所示,長度1=1.0加的玻璃管豎直放置,紅
蠟塊能在玻璃管的水中以v始=0.2m/s的速度勻速上升.若紅蠟塊在
A點(diǎn)勻速上升的同時,使玻璃管從靜止開始水平向右做加速度a=
0.1〃次2的勻加速直線運(yùn)動,在紅蠟塊從A運(yùn)動到B的過程中,求:
(1)玻璃管水平運(yùn)動的距離x.
(2)在圖中大致畫出蠟塊運(yùn)動的軌跡.
Bn
第5題圖
【測量目標(biāo)】本題考查運(yùn)動的合成與分解,測量考生的分析綜
合的能力.
溫馨提示
解此題時,要首先運(yùn)用分運(yùn)動的獨(dú)立性求出時間,再運(yùn)用勻變速
直線運(yùn)動的規(guī)律求出水平運(yùn)動的距離;第二問要明確合運(yùn)動的軌跡是
直線還是曲線取決于合加速度與合初速度的方向關(guān)系,然后根據(jù)物體
的運(yùn)動狀態(tài)及上述講解的內(nèi)容大致畫出蠟塊運(yùn)動的軌跡.
【練練手】................................................
?舉一反三在xOy平面內(nèi),一質(zhì)點(diǎn)僅在恒力F作用下由原
點(diǎn)0運(yùn)動到A點(diǎn),其軌跡及在0點(diǎn)、A點(diǎn)的速度方向如圖所示,
則F的方向可能沿()
A.y軸正方向
B.y軸負(fù)方向
C.x軸正方向
D.x軸負(fù)方向
【測量目標(biāo)】本題考查運(yùn)動的合成與分解,測量考生的推理能
力.
?典型例題2-(多選)物體受到幾個力的作用處于平衡狀態(tài),若再
對物體施加一個恒力,則物體可能做()
A.勻速直線運(yùn)動或靜止B.勻變速直線運(yùn)動
C.非勻變速曲線運(yùn)動D.勻變速曲線運(yùn)動
【測量目標(biāo)】本題考查運(yùn)動的合成與分解,測量考生的推理能
力、空間想象能力.
【練練手】.............................................
?舉一反三2?(多選)質(zhì)量為0.2熾的物體在水平面上運(yùn)動,它
的兩個正交分速度圖線分別如圖甲、乙所示,由圖可知()
A.最初4s內(nèi)物體的位移為8&m
B.從開始至6s末物體都做曲線運(yùn)動
C.最初4s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動,接下來的2s內(nèi)物體做直線運(yùn)
動
D.最初4s內(nèi)物體做直線運(yùn)動,接下來的2s內(nèi)物體做曲線運(yùn)
動
【測量目標(biāo)】本題考查運(yùn)動的合成與分解,測量考生的分析綜
合能力.
■典型例題3-(多選)某河寬為600/77,河中某點(diǎn)的水流速度v
與該點(diǎn)到較近河岸的距離C的關(guān)系圖象如圖所示.船在靜水中的速
度為4m/s,要使船渡河的時間最短,則下列說法中正確的是()
4船在行駛過程中,船頭始終與河岸垂直
B.船的航行軌跡是一條直線
C.渡河最短時間為240s
D.船離開河岸400加時的速度大小為2小加/s
【測量目標(biāo)】本題考查小船渡河問題,測量考生的分析綜合的
能力.
溫馨提示
根據(jù)最短時間過河特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)分析計算.
【練練手】.............................................
■舉一反三3-(多選)某河寬為600/77,河中水流速度V2=5/H/5,
船在靜水中的速度為3m/s,要使船渡河的時間最短,則下列說法中正
確的是()
4小船不可能從某點(diǎn)過河到達(dá)正對岸
反小船過河的最短時間為150s
C小船過河的最短位移為1000加
D.用最短位移過河所用時間為250s
【測量目標(biāo)】本題考查學(xué)生對小船過河問題的理解層次,測量
考生的分析綜合的能力、作圖能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決問題的能力.
?典型例題4-如圖所示,光滑水平面上有A、B兩物體,且A、
B兩物體系在跨過光滑定滑輪的一根輕繩的兩端,當(dāng)A以速度v向左
運(yùn)動時,系A(chǔ)、B的繩分別與水平方向成a角、[3隹,此時,B物體
的速度大小為多少?方向向哪里?
【測量目標(biāo)】本題考查繩端速度分解模型,測量考生的分析綜
合能力.
溫馨提示
解決此類問題時應(yīng)把握以下兩點(diǎn):(1)確定合速度,它應(yīng)是A、B
兩物體的實(shí)際速度;(2)A、B兩物體沿繩子方向的分速度大小相等的.
【練練手】................................................
?舉一反三4?一探照燈照射在云層底面上,這底面是與地面平
行的平面,如圖所示.云層底面高h(yuǎn),探照燈以勻角速度3在豎直平
面內(nèi)轉(zhuǎn)動.當(dāng)光束轉(zhuǎn)過與豎直線夾角為。時,此刻云層底面上光點(diǎn)的
移動速度等于多少?
【測量目標(biāo)】本題考查運(yùn)用運(yùn)動的合成與分解處理實(shí)際問題,
測量考生的分析綜合能力.
當(dāng)堂檢測?小試牛刀
1.如圖所示,水平桌面上一小鐵球沿直線運(yùn)動.若在鐵球運(yùn)動的
正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵,下列關(guān)于小球運(yùn)動的說法正確
的是()
第1題圖
A.磁鐵放在A處時,小鐵球做勻速直線運(yùn)動
B.磁鐵放在A處時,小鐵球做勻加速直線運(yùn)動
C.磁鐵放在B處時,小鐵球做勻速圓周運(yùn)動
D.磁鐵放在B處時,小鐵球做變加速曲線運(yùn)動
2?如圖所示為一個做勻變速曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)從A到E的運(yùn)動軌
跡示意圖,
第2題圖
已知在B點(diǎn)的速度與加速度相互垂直,則下列說法中正確的是
()
4D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大
B.A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90°
C.A點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大
從A到C加速度與速度的夾角先增大后減小
3?如圖所示,某登陸艦船頭垂直海岸從A點(diǎn)出發(fā),分別沿路徑
AB、AC在演練島嶼的BC兩點(diǎn)登陸.已知登陸艦在靜水中速度恒定
且大于水速,則下列說法正確的是()
第3題圖
A.沿AC航行所用時間較長
B.沿AC航行時水速較大
C.實(shí)際航速兩次大小相等
無論船頭方向如何,登陸艦都無法在A點(diǎn)正對岸登陸
4?(多選)在一個光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,質(zhì)量為
1館的物體原來靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)0(0,0),從t=0時刻起受到如圖所
示隨時間變化的外力作用,F(xiàn)y表示沿y軸方向的外力,F(xiàn)x表示沿x
軸方向的外力,下列說法中正確的是()
2/N
2------1
I
I
024t/s
F/N
024"s
第4題圖
4前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動
B.后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動,但加速度沿y軸方向
C.4s末物體坐標(biāo)為(4〃?,4m)
D.4s末物體坐標(biāo)為(12加,4m)
第14講拋體運(yùn)動
考情剖析?指明方向
(注:①考綱要求中I代表了解和認(rèn)識,II代表理解和應(yīng)用;②
命題難度中的4代表容易,B代表中等,。代表難)
考查考綱考查考查詳能力命題
內(nèi)容要求年份情要求難度
電場強(qiáng)度
點(diǎn)電荷的II
場強(qiáng)
77一選擇,
以斜拋運(yùn)
動為背景,
13年考查和運(yùn)分析綜合B
動合成與
分解的規(guī)
律
T6—選擇,
14年分析綜合B
以驗(yàn)證平
拋運(yùn)動的
小球在豎
直方向上
做自由落
體運(yùn)動
72一選擇,
斜拋運(yùn)動
16年為背景,考分析綜合A
查運(yùn)動的
軌跡
1.小
結(jié):平拋運(yùn)
動、斜拋運(yùn)
動是江蘇
高考中的
熱門載體,
總結(jié)
一般難度
中等.
2?復(fù)習(xí)指
導(dǎo):重點(diǎn)是
復(fù)習(xí)好平
拋和斜拋
運(yùn)動的處
理方法
知識整合翻新學(xué)習(xí)
知識網(wǎng)絡(luò)
基礎(chǔ)自測
知識網(wǎng)絡(luò)
第1課
時拋體運(yùn)動(一)一平拋運(yùn)動
基礎(chǔ)自測
一、平拋運(yùn)動的特點(diǎn)和性質(zhì)
1?定義:初速度且只受作用下的運(yùn)動.
2?性質(zhì):平拋運(yùn)動是加速度為g的曲線運(yùn)動,其運(yùn)
動軌跡是
3?研究方法:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的運(yùn)
動和豎直方向的運(yùn)動.
二、平拋運(yùn)動的基本規(guī)律
以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),水平方向(初速度V0方向)為X軸,豎直向下方
向?yàn)閥軸,建立平面直角坐標(biāo)系,(如圖)則:
1.水平方向:做運(yùn)動,速度Vx=,位移
2-豎直方向:做運(yùn)動,速度vy=,位移
y=?
3,合速度:v=[v廿學(xué),方向與水平方向的夾角為0,則。
=右=
4?合位移:s=^/x2+3y2,方向與水平方向的夾角為a,勿〃a=(
三、類平拋運(yùn)動
1?受力特點(diǎn):物體所受合力為恒力,且與初速度的方向
2?運(yùn)動特點(diǎn):在初速度V。方向做勻速直線運(yùn)動,在合力方向做
初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,加速度a=.
3?研究方法:
方法技巧?考點(diǎn)突破
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知識精講
考點(diǎn)1平拋運(yùn)動基本規(guī)律的理解
1.飛行時間:由1=、樗知,時間取決于下落高度h,與初速度
Vo無關(guān).
2?水平射程:x=vot=v。即水平射程由初速度vo和下落
高度h共同決定,與其他因素?zé)o關(guān).
3?落地速度:vt=^/v^+vy=^/v0+2gh,以。表示落地速度與x
軸正方向的夾角,有柩〃。=乎="料,所以落地速度也只與初速度
VxVo
Vo和下落高度h有關(guān).
4?速度改變量:因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的加速度為恒定的重力加速度g,
所以做平拋運(yùn)動的物體在任意相等時間間隔內(nèi)的速度改變量/v
=g/t相同,方向恒為豎直向下,如圖所示.
5?兩個重要推論
(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體任一時刻的瞬時速度的反向延
長線一定通過此時水平位移的中點(diǎn),如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示.
(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體在任意時刻任一位置處,設(shè)其末
速度方向與水平方向的夾角為a,位移與水平方向的夾角為①則〃〃
a=2lan。.
考點(diǎn)2涉及平拋運(yùn)動的其他綜合問題
涉及平拋運(yùn)動的綜合問題主要是以下幾種類型:
1?平拋運(yùn)動與其他運(yùn)動形式(如勻速直線運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、
自由落體運(yùn)動、圓周運(yùn)動等)的綜合題目,在這類問題的分析中要注
意平拋運(yùn)動與其他運(yùn)動物體在時間上、位移上、速度上的相關(guān)分析.
2?多體平拋問題的分析要注意以下幾點(diǎn):(1)若兩物體同時從同
一高度(或同一點(diǎn))拋出,則兩物體始終在同一高度,兩者間距只決定
于兩物體水平分運(yùn)動;(2)若兩物體同時從不同高度拋出,則兩物體
高度差始終與拋出點(diǎn)高度差相同,兩者間距由兩物體水平分運(yùn)動和豎
直高度差決定;(3)若兩物體從同一點(diǎn)先后拋出,兩物體豎直高度差
隨時間均勻增大,兩者間距決定于兩物體水平分運(yùn)動和豎直分運(yùn)動.
3?平拋運(yùn)動與豎直上拋運(yùn)動中的相遇問題:同一般追及相遇問
題一樣,關(guān)鍵分析兩種運(yùn)動的位移關(guān)系、速度關(guān)系、時間關(guān)系等,但
不同的是由于平拋運(yùn)動是二維的運(yùn)動,故在分析豎直方向運(yùn)動的同時,
一定要注意分析水平方向的運(yùn)動.
實(shí)例指導(dǎo)
,典型例題1,從20洲高處以20加/s的水平速度拋出一小球,不
計空氣阻力,重力加速g取10〃加2,求:
(1)物體著地的時間;
(2)物體著地的速度大小及其速度與水平方向夾角的正切值;
(3)物體整個運(yùn)動過程中的位移及其位移與水平方向夾角的正切
值.
【測量目標(biāo)】考查了平拋運(yùn)動的基本知識和基本方法的掌握情
況.
按照平拋運(yùn)動解題的基本方法進(jìn)行處理,通過豎直高度求時間,
求豎直速度,求合速度及其方向的有關(guān)角度.
【練練手】................................................
?典型例題2?(多選)以速度V。水平拋出一小球后,不計空氣阻
力,某時刻小球的豎直分位移與水平分位移大小相等,以下判斷正確
的是()
A.此時小球的豎直分速度大小大于水平分速度大小
B.此時小球速度的方向與位移的方向相同
C.此時小球速度的方向與水平方向成45度角
D.從拋出到此時,小球運(yùn)動的時間為粵
to
【測量目標(biāo)】本題考查了平拋運(yùn)動相關(guān)綜合知識,測量了考生
的推理能力和分析綜合能力.
溫馨提示
解此題時,要明確小球做平拋運(yùn)動的位移與速度之間的聯(lián)系和區(qū)
別.
【練練手】
?舉一反三2?水平拋出的小球,t秒末的速度方向與水平方向
的夾角為01,t+to秒末速度方向與水平方向的夾角為。2,忽略空氣
阻力,重力加速度為g,則小球初速度的大小為()
A.gto(cos8LCQS02)B.
COS0\—COSn92
gtn
C.gto(加〃eI—3702)D.A
tanutanui
【測量目標(biāo)】本題考查了平拋運(yùn)動相關(guān)綜合知識,測量了考生
的推理能力和分析綜合能力.
?觸類旁通2?如圖所示,射擊槍水平放置,射擊槍與目標(biāo)靶中
心位于離地面足夠高的同一水平線上,槍口與目標(biāo)靶之間的距離s=
100〃7,子彈射出的水平速度v=200m/s,子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)
靶由靜止開始釋放,不計空氣阻力,取重力加速度g為10〃加2,求:
(1)從子彈由槍口射出開始計時,經(jīng)多長時間子彈擊中目標(biāo)靶?
(2)目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中,下落的距離h為多少?
【測量目標(biāo)】本題考查了平拋運(yùn)動相關(guān)綜合知識,測量了考生
應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力.
易錯診所
平拋運(yùn)動中臨界問題的分析
■典型例題3?一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺如圖所示.水平
臺面的長和寬分別為L和L2,中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機(jī)安裝于臺面
左側(cè)邊緣的中點(diǎn),能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)
射點(diǎn)距臺面高度為3h.不計空氣的作用,兵乒球的質(zhì)量為m,重力
加速度大小為g.若某次乒乓球發(fā)出后,恰能落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上的左
邊角處,則()
A.乒乓球位移的大小為屈可
B.乒乓球初速度的大小為信
C.落到臺面邊角時兵乒球的速度方向和位移方向相同
D發(fā)射機(jī)對這個兵乒球所做的功mg(縈~凌)
【測量目標(biāo)】本題考查了平拋運(yùn)動中關(guān)于臨界問題的知識,測
量了考生的推理能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力.
溫馨提示
恰好落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上的左邊角處,解題的關(guān)鍵是能準(zhǔn)確理解
這個“恰好”的信息,確定平拋運(yùn)動的水平位移.
【練練手】................................................
?舉一反三3?(多選)2013年WTA年終總決賽,李娜小組賽三站
全勝,世界排名首次躋身前三.如圖所示為李娜將球在邊界A處正
上方B點(diǎn)水平向右擊出,球恰好過網(wǎng)C落在D處(不計空氣阻力)的
Y
示意圖,已知AB=hi,AC=x,CD=],網(wǎng)高為h2,下列說法中正
確的是()
A.擊球點(diǎn)高度hi與球網(wǎng)的高度h2之間的關(guān)系為hi=1.8h2
B.若保持擊球高度不變,球的初速度V。只要不大于畔我,
一定落在對方界內(nèi)
C任意降低擊球高度(仍高于hz),只要擊球初速度合適(球仍
水平擊出),球一定能落在對方界內(nèi)
。?任意增加擊球高度,只要擊球初速度合適(球仍水平擊出),
球一定能落在對方界內(nèi)
【測量目標(biāo)】本題考查了平拋運(yùn)動中關(guān)于臨界問題的知識,測
量了考生的分析綜合能力.
學(xué)科素養(yǎng).培優(yōu)專練
物理模型
物理模型
“斜面上的平拋”模型
模型概述:
1?平拋運(yùn)動與斜面相結(jié)合的模型,其特點(diǎn)是做平拋運(yùn)動的物體
落在斜面上,包括兩種情況:
(1)物體從空中拋出落在斜面上;
(2)從斜面上拋出落在斜面上.
在解答該類問題時,除要運(yùn)用平拋運(yùn)動的位移和速度規(guī)律外,還
要充分利用斜面傾角,找出斜面傾角同位移和速度的關(guān)系,從而使問
題得到順利解決.
2?模型特點(diǎn):
方法內(nèi)容
實(shí)例
求小球平拋
斜面總結(jié)
時間
如圖,Vy=
水平Vx=V。'
gt,分解速度,
豎直Vy=gt,原直打次4
分解速度.AVo構(gòu)建速度三
tan9=_=
合速度v=vy
角形
4%+學(xué)vo
gf
,/Vo
故t—n
gtan。
如圖,x=
水平x=vot,Vot,
豎直y=1gt2,而
分解位移,
y=;gt,
分解位移構(gòu)建位移三
tan。=巳聯(lián)
角形
合位移X介
立得t=
=^/x2+y2
2Vo碗0
g
?典型例題4-如圖所示,跳臺滑雪運(yùn)動中,運(yùn)動員經(jīng)過一段加
速滑行后從0點(diǎn)水平飛出,經(jīng)過t=3.0s落到斜坡上的A點(diǎn),已知0
點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn),斜坡與水平面的夾角為0=37。,運(yùn)動員的質(zhì)量為
m=50Ag,不計空氣阻力,取s加37°=0.6,cos3T=0.8,g=10^/?,
求:
(2)運(yùn)動員離開O點(diǎn)時的速率vo;
(3)運(yùn)動員落到A點(diǎn)時的速度v;
(4)運(yùn)動員何時離斜面最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)有多遠(yuǎn);
(5)初速度大小不確定時,求證運(yùn)動員落在斜面上的速度方向是
確定的.
【測量目標(biāo)】本題考查了對平拋運(yùn)動的理解,測量了考生理解
能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力.
【練練手】................................................
當(dāng)堂檢測?小試牛刀
1?(16年瓊山區(qū)校級月考)(多選)如圖所示,小球從傾角為6的斜
面頂端A點(diǎn)以速率V。做平拋運(yùn)動,則下列說法正確的是()
第1題圖
A.若小球落到斜面上,則V。越大,小球飛行時間越長
B.若小球落到水平面上,則V。越大,小球飛行時間越長
C.若小球落到斜面上,則V。越大,小球末速度與豎直方向的
夾角不變
D.若小球落到水平面上,則V。越大,小球末速度與豎直方向
的夾角越大
2?(14年新課標(biāo)高考II)取水平地面為重力勢能零點(diǎn).一物塊從
某一高度水平拋出,在拋出點(diǎn)其動能與重力勢能恰好相等.不計空氣
阻力,該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為()
JlJI
JIJI
C于P.~2~
ab
第3題圖
3.如圖所示,兩小球a、b分別從直角三角形斜面的頂端以相同
大小的水平速度V。向左、向右水平拋出,分別落在兩個斜面上,三
角形的兩底角分別為30°和60°,則兩小球a、b運(yùn)動的時間之比為
()
41:55.1:3C.A/3:1Q.3:1
4?如圖所示,水平放置的半圓槽,半徑為R,一個小球從球心
處以速度v水平拋出,不計空氣阻力.求:
(1)小球有沒有可能速度垂直于槽面撞擊槽面,為什么?
(2)小球的初速度為多大可以使球撞擊槽面的速度最小,求此初
速度和撞擊的最小速度.
第4題圖
第2課時拋體運(yùn)動(二)
斜拋運(yùn)動、類平拋運(yùn)動
一、斜拋運(yùn)動的定義
將物體以速度VO斜向上方或斜向下方拋出,物體只在
作用下的運(yùn)動.
二、運(yùn)動性質(zhì)
加速度為g的運(yùn)動,軌跡為拋物線.
三、基本規(guī)律(以斜向上拋為例說明,如圖所示)
1.水平方向:Vox=,F(xiàn)合x=0
2-豎直方向:VOy=,F(xiàn)合丫=018.
方法技巧?考點(diǎn)突破
知識精講
實(shí)例指導(dǎo)
知識精講
考點(diǎn)1斜拋運(yùn)動的規(guī)律
1.方法
水平方向X:勻速直線運(yùn)動.
豎直方向y:豎直上拋運(yùn)動.
2?規(guī)律
==
水平方向x:VOx=VoCOS。,Vx=VoxVoCOS0,X=VoxtVoCOSet.
豎直方向y:voy=v()s%0,Vy=V0y-gt=Vo5'/n?!猤t,y=v(>szn0?t
1
一件p
3,射高和射程
小球能達(dá)到的最大高度(y)叫做射高;從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平
距離(x)叫做射程.當(dāng)Vy=O時,小球達(dá)到最高點(diǎn),所用時間1=丫。丫值,
小球飛行時間T=2t=2voy/g=2'":"—,射高y=v恒力2e/2g,射程x
O
=2visin0cos。/g=v於加2。/g.
控制變量Vo不變,。=45。時,射程最大乂=堿2
4.斜拋運(yùn)動的特性
軌跡為拋物線,加速度是重力加速度,斜拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動,
具有對稱性,所以很多斜拋運(yùn)動可以分割為左右兩個平拋運(yùn)動來處理,
如后續(xù)典型例題2.
考點(diǎn)2類平拋問題模型的分析方法
1.類平拋運(yùn)動的受力特點(diǎn)
物體所受的合外力為恒力,且與初速度的方向垂直.
2?類平拋運(yùn)動的運(yùn)動特點(diǎn)
在初速度vo方向上做勻速直線運(yùn)動,在合外力方向上做初速度
為零的勻加速直線運(yùn)動,加速度a=*.
3?類平拋運(yùn)動的求解方法
(1)常規(guī)分解法:將類平拋運(yùn)動分解為沿初速度方向的勻速直線
運(yùn)動和垂直于初速度方向(即沿合外力的方向)的勻加速直線運(yùn)動.兩
分運(yùn)動彼此獨(dú)立,互不影響,且與合運(yùn)動具有等時性.
(2)特殊分解法:對于有些問題,可以過拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯?/p>
坐標(biāo)系,將加速度a分解為a、、ay,初速度vo分解為v*、vy,然后分
別在x、y方向列方程求解.
實(shí)例指導(dǎo)
?典型例題1-(多選)如圖所示,從水平地面上同一位置先后拋出
的兩相同小球A、B,分別落在地面上的M、N點(diǎn),兩球運(yùn)動的最大
高度相同.不計空氣阻力.貝女)
A.B的飛行時間比A的短
B.B與A在空中可能相遇
C.A、B在最高點(diǎn)重力的瞬時功率相等
D.B落地時的動能小于A落地時的動能
【測量目標(biāo)】本題考查了斜拋運(yùn)動的理解,測量了考生的理解
能力和分析綜合能力.
拋體運(yùn)動的空中運(yùn)動時間僅由高度決定,拋體運(yùn)動在水平方向的
運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動.
【練練手】................................................
■舉一反三1-(多選)以不同的拋射角拋出三個小球A、B、C(不
計空氣阻力),三球在空中的運(yùn)動軌跡如圖所示,下列說法中正確的
是()
A
A.A、B、C三球在運(yùn)動過程中,加速度都相同
B.A球的射高最大,所以最遲落地
C.B球的射程最遠(yuǎn),所以最遲落地
D,A、C兩球的水平位移相等,所以兩球的水平速度分量相
等
【測量目標(biāo)】本題考查了對斜拋運(yùn)動的理解,測量了考生的
推理能力和分析綜合能力.
典型例題2?(多選)如圖所示,一同學(xué)分別在同一直線上的A、
B、C三個位置投擲籃球,結(jié)果都垂直擊中籃筐,速度分別為V1、V2、
V3,若籃球出手時高度相同,出手速度與水平夾角分別為a、02>03,
下列說法正確的是()
A,V1<V2<V3B,V1>V2>V3
C.01>O2>O3D.01<02<03
【測量目標(biāo)】本題考查了斜拋運(yùn)動與平拋運(yùn)動關(guān)系的理解,測
量了考生的理解能力和分析綜合能力.
溫馨提示
從最高點(diǎn)逆向觀察,則斜拋運(yùn)動就轉(zhuǎn)化為平拋運(yùn)動.
【練練手】
?典型例題3-(選講)從地面上以20mls的初速度沿與水平方向
成37°斜向上拋出一個小球,不計空氣阻力,重力加速度取IOTW/52,
sin370=0.6,求:
(1)小球的水平射程.
(2)何方向拋出水平射程最大,最大為多少?
【測量目標(biāo)】本題考查了對斜上拋運(yùn)動的理解,測量了考生的
對斜拋運(yùn)動的知識和處理方法掌握的情況.
溫馨提示
將斜拋運(yùn)動的初速度分解到水平和豎直兩方向,分方向進(jìn)行處理.
【練練手】
典型例題4?如圖所示,傾角為。的足夠大光滑矩形斜面ABCD,
AB水平且垂直于AD,AD長L=12w,一小球在斜面上從斜面頂端
A點(diǎn)以一定的初速度V。沿AB拋出,小球沿AB方向的位移圖象和沿
AD方向的速度圖象如圖所示.g取10〃2/s2(si〃53°=0.8,cos530=
0.6),求:
(1)斜面的傾角。的大?。?/p>
(2)小球沿斜面滑到DC邊時水平位移s;
(3)小球到達(dá)斜面底邊DC時的速度大小.
【測量目標(biāo)】本題考查了對類平拋運(yùn)動的理解,測量了考生理
解能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力.
溫馨提示
小球是類平拋運(yùn)動,要注意其加速度的分析.
【練練手】
?舉一反三4-(多選)質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度V。飛離跑道后
逐漸上升,若飛機(jī)在此過程中水平速度保持不變,同時受到重力和豎
直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供,不含重力).今測得
當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為L時,它的上升高度為h,則下列說法中
正確的是()
A.從起飛到上升至h高度的時間為t==
B.從起飛到上升至h高度的過程中飛機(jī)受到的升力大小為F
2mhvo
升
C.從起飛到上升至h高度的過程中升力所做的功為W升=
2mh2VL
[2+mghu
L2+4h2
D.在高度h處飛機(jī)的動能為&=2L2”=
【測量目標(biāo)】本題考查了對類平拋運(yùn)動的理解,測量了考生的
應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題能力.
?觸類旁通,a、b兩質(zhì)點(diǎn)從同一點(diǎn)0分
別以相同的水平速度Vo沿X軸正方向拋出,a在豎直平面內(nèi)運(yùn)動,
落地點(diǎn)為口,b沿光滑斜面運(yùn)動,落地點(diǎn)為P2,P1和P2在同一水平面
上,如圖,不計空氣阻力,則下列說法中正確的是()
A.a、b的運(yùn)動時間相同
B.a、b沿x軸方向的位移相同
C.a、b落地時的速度大小相等
D.a、b落地時的速度相同
【測量目標(biāo)】本題考查了對類平拋運(yùn)動的理解,測量了考生的
推理能力.
當(dāng)堂檢測?小試牛刀
1.如圖所示,將一籃球從地面上方B點(diǎn)斜向上拋出,剛好垂直擊
中籃板上A點(diǎn),不計空氣阻力,若拋射點(diǎn)B向籃板方向水平移動一
小段距離,仍使拋出的籃球垂直擊中A點(diǎn),則可行的是()
第1題圖
Z.增大拋射速度vo,同時減小拋射角9
B.減小拋射速度vo,同時減小拋射角e
C.增大拋射角。,同時減小拋射速度Vo
D.增大拋射角仇同時增大拋射速度V。
2-在光滑的水平面上,一質(zhì)量m=l修■的質(zhì)點(diǎn)以速度vo=lO〃"s
沿x軸正方向運(yùn)動,經(jīng)過原點(diǎn)后受一沿y軸正方向向上的水平恒力F
=15N作用,直線OA與x軸成a=37°,如圖所示,曲線為質(zhì)點(diǎn)的
軌跡圖(g取lOm/U,sinV°=0.6,cos31°=0.8)
第2題圖
,求:
(1)如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡與直線OA相交于P點(diǎn),那么質(zhì)點(diǎn)從O
點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時間以及P點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P點(diǎn)的速度大小.
3?在研究平拋物體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有方格的紙記錄運(yùn)
動的軌跡,方格的邊長L=0.4加,a、b、c、d是軌跡中的三點(diǎn),a.
為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖坐標(biāo)系,求g=10加/U.求:
(1)初速度;
(2)拋出點(diǎn)的位置(選做).
第3題圖
高考現(xiàn)場?身臨其境
第1題圖
1.(13年上海高考)(多選)如圖,轟炸機(jī)沿水平方向勻速飛行,到
達(dá)山坡底端正上方時釋放一顆炸彈,并垂直擊中山坡上的目標(biāo)A.已
知A點(diǎn)高度為h,山坡傾角為仇由此可算出()
A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等
B.兩球應(yīng)同時落地
C.應(yīng)改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn)
D.實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動
第2題圖
2.(14年江蘇高考)(多選)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動的小球在豎直方向上
做自由落體運(yùn)動,用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小錘打擊彈性金屬片,
A球水平拋出,同時B球被松開,自由下落.關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說
法中正確的有()
4兩球的質(zhì)量應(yīng)相等
B.兩球應(yīng)同時落地
C.應(yīng)改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動
3?(14年浙江高考)如圖,裝甲車在水平地面上以速度vo=2O〃z/s
沿直線前進(jìn),車上機(jī)槍的槍管水平,距地面的高度為h=1.8九在車正
前方豎直立一塊高為兩米的長方形靶,其底邊與地面接觸.槍口與靶
距離為L時,機(jī)槍手正對靶射出第一發(fā)子彈,子彈相對槍口的初速度
為v=800m/s.在子彈射出的同時:裝甲車開始勻減速運(yùn)動,行進(jìn)s=
90機(jī)后停下.裝甲車停下后,機(jī)槍手以相同方向射出第二發(fā)子彈.
L—>
—H-?
靶
h
⑥I
第3題圖
(不計空氣阻力,子彈看成質(zhì)點(diǎn),重力加速度g=10加42)
(1)求裝甲車勻減速運(yùn)動時的加速度大小;
(2)當(dāng)L=410加時、求第一發(fā)子彈的彈孔離地面的高度,并計算
靶上兩個彈孔之間的距離;
(3)若靶上只有一個彈孔,求L的范圍.
4.(15年海南高考)如圖,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道由四分之
一圓弧ab和拋物線be組成,圓弧半徑0a水平,b點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn).已
知h=2"?,取重力加速度大小g=lOm/s?.
(1)一小環(huán)套在軌道上從a點(diǎn)由靜止滑下,當(dāng)其在be段軌道運(yùn)動
時,與軌道之間無相互作用力,求圓弧軌道的半徑;
(2)若環(huán)從b點(diǎn)由靜止因微小擾動而開始滑下,求環(huán)到達(dá)c點(diǎn)時速
度的水平分量的大小.
第15講圓周運(yùn)動及其應(yīng)用
考情剖析?指明方向
(注:①考綱要求中I代表了解和認(rèn)識,II代表理解和應(yīng)用;②
命題難度中的力代表容易,5代表中等,。代表難)
考查考綱考查考查詳能力命題
內(nèi)容要求年份情要求難度
勻速圓周
運(yùn)動、向心II
力
72一選
擇,考查圓
13年周運(yùn)動的理解、推理B
規(guī)律及應(yīng)
用
72一選應(yīng)用數(shù)學(xué)
擇,考查圓處
14年B
周運(yùn)動及理物理問
其應(yīng)用題
T14一計分析、推
15年C
算,考查圓理、
周運(yùn)動中應(yīng)用數(shù)學(xué)
力與能的處
綜合應(yīng)用理物理問
題
⑵一計
算,考查洛
16年倫茲力充分析、推理B
當(dāng)向心力
問題
1.小
結(jié):勻速圓
周運(yùn)動向
心力以選
擇、計算形
式考查,側(cè)
總結(jié)重考查線
速度、向心
力及勻速
圓周運(yùn)動
切線合力
的特點(diǎn).
2?復(fù)習(xí)指
導(dǎo):重點(diǎn)是
向心力的
來源,需要
注意的是
近來各地
的高考中
現(xiàn)不是同
一直線上
的力充當(dāng)
向心力和
非勻速圓
周運(yùn)動的
力學(xué)問題.
知識整合?翻新學(xué)習(xí)
知識網(wǎng)絡(luò)
基礎(chǔ)自測
知識網(wǎng)絡(luò)
第1課時圓周運(yùn)動
基礎(chǔ)自測
一、描述圓周運(yùn)動的物理量
1?線速度:描述物體圓周快慢的物理量.
4s2兀r
丫=了=斤"?
2?角速度:描述物體繞圓心快慢的物理量.
3=-4--0=2一Ji
AtT?
3?周期T、頻率f,轉(zhuǎn)速n:勻速圓周運(yùn)動中轉(zhuǎn)一周的時間叫
,頻率的含義是單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的,如果某圓周運(yùn)
動的轉(zhuǎn)速為n=3000”加加,貝ijT=,co=.
一2"
4?V、3、T的相互關(guān)系:v==7^r=.
co===.
T==
5?向心加速度:描述變化快慢的物理量.
2
0V4乃2
an=ro/=;=3v=~j2~r.
效果.
6?向心力:(1)方向.
\,24開2
(2)大小Fn=man===mr丁2=?
(3)來源:方向上的合力充當(dāng)向心力.
二、勻速圓周運(yùn)動和非勻速圓周運(yùn)動
1?勻速圓周運(yùn)動
(1)定義:線速度的圓周運(yùn)動.
(2)性質(zhì):向心加速度大小,方向總是的變加
速曲線運(yùn)動.
(3)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的條件
合力不變,方向始終與速度方向且指向圓心.
2?非勻速圓周運(yùn)動
(1)定義:線速度大小、方向均的圓周運(yùn)動.
(2)合力的作用
①合力沿速度方向的分量R產(chǎn)生切向加速度,F(xiàn)t=mat,它只改
變速度的.
②合力沿半徑方向的分量Fn產(chǎn)生向心加速度,F(xiàn)?=man,它只改
變速度的.
方法技巧?考點(diǎn)突破
知識精講
實(shí)例指導(dǎo)
知識精講
考點(diǎn)1圓周運(yùn)動中的運(yùn)動學(xué)分析
1.對公式v=cor的理解
當(dāng)r一定時,v與3成正比.
當(dāng)co一定時,v與r成正比.
當(dāng)v一定時,3
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