老高考统考物理二轮复习课件:专题一 第3讲 抛体运动 圆周运动.ppt
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1、专题一 力与运动 第3讲 抛体运动 圆周运动 建体系论要点_知识串联_熟记核心要点 思维导图思维导图 考情分析考情分析 1.物体做曲线运动的条件:当物体所受物体做曲线运动的条件:当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不合外力的方向跟它的速度方向不 在同一条直线上在同一条直线上时,物体做曲线运动。时,物体做曲线运动。 2.平抛平抛(或类平抛或类平抛)运动的推论运动的推论 (1)任意时刻速度的反向延长线一定通过此时任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点水平位移的中点。 (2)设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹,位移与水平方向的
2、夹 角为角为,则有,则有tan 2tan 。 3.水平面内圆周运动的临界问题水平面内圆周运动的临界问题 (1)水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供,水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供, 常涉及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态。常涉及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态。 (2)常见临界条件:常见临界条件:绳子松弛的临界条件是绳的张力绳子松弛的临界条件是绳的张力FT0;接触面滑动;接触面滑动 的临界条件是拉力的临界条件是拉力FFfmax;接触面分离的临界条件是接触面间的弹力;接触面分离的临界条件是接触面间的弹力 FN0。 4.竖直平面内圆周运动的
3、两种临界问题竖直平面内圆周运动的两种临界问题 (1)绳模型:半径为绳模型:半径为R的圆形轨道,物体能的圆形轨道,物体能通过最高点的条件是通过最高点的条件是v gR。 (2)杆模型:物体能通过杆模型:物体能通过最高点的条件是最高点的条件是v0。 考向一 运动的合成与分解 1运动性质和轨迹的判断 若加速度与初速度的方向在同一直线上,则为直线运动,否则为曲线运动,加速度恒定则为匀变速运动,加速 度不恒定则为非匀变速运动。 研考向提能力_考向研析_掌握应试技能 2三种过河情景三种过河情景 时间最短时间最短 位移最短位移最短 渡河渡河 情景情景 渡河渡河 条件条件 船头垂直于河岸船头垂直于河岸 船头斜向
4、上游且船头斜向上游且v船 船 v水 水 船头斜向上游,与合速船头斜向上游,与合速 度方向垂直,且度方向垂直,且v水 水v船船 渡河渡河 结果结果 最短时间最短时间tmin d v船 船 最短位移为河宽 最短位移为河宽d 最短位移为最短位移为v 水水 v船 船d 3.“端速问题”解题原则 把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解,常见 的模型如图所示。 典例1 (多选)(2020山东师范大学附属中学高三模拟)质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动,它在x方向的 速度图像和y方向的位移图像 如图所示。下列说法正确的是( ) A质点的
5、初速度为5 m/s B2 s末质点的速度大小为6 m/s C质点初速度的方向与合外力方 向垂直 D质点所受的合外力为3 N AD 解析解析 质点在质点在x方向的初速度为方向的初速度为vx3 m/s,y方向的初速度为方向的初速度为vy 4 m/s,故质点的,故质点的初速度为初速度为v0 v2 x v2 y 5 m/s,A正确;正确;2 s末质点的末质点的 速度大小为速度大小为v 6242 m/s2 13 m/s,B错误;合外力沿错误;合外力沿x方向,而初方向,而初 速度方向既不沿速度方向既不沿x方向,也不沿方向,也不沿y方向,故质点初速度的方向与合外力方方向,故质点初速度的方向与合外力方 向不垂
6、直,向不垂直,C错误;质点的加速度错误;质点的加速度a1.5 m/s2,所受的合外力,所受的合外力F合 合ma 3 N,D正确。正确。 易错警示 运动的合成与分解问题的三点注意 (1)物体的实际运动是合运动,明确分运动的特点,如典例中物体在x方向和y方向的运动特点。 (2)根据物体运动过程的受力分析判断合运动的性质,如典例中的合外力沿x方向,合运动是匀变速曲线运动。 (3)运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解,遵循平行四边形定则,同时还要注意合运动与 分运动的等时性。 1如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岸均 成角,甲船船
7、头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点。如果划船速度大小相 等,且两船相遇时不影响各自的航行,下列判断正确的是( ) A甲船也能到达正对岸 B甲船渡河时间一定短 C两船相遇在NP直线上的某点(非P点) D渡河过程中两船不会相遇 C 解析:解析:甲船航行方向与河岸成甲船航行方向与河岸成角,水角,水流速度水平向右,故合速度一定流速度水平向右,故合速度一定 不会垂直河岸,即甲船不能垂直到达对岸,不会垂直河岸,即甲船不能垂直到达对岸,A错误;在垂直河岸方向上错误;在垂直河岸方向上 v甲 甲vsin ,v乙乙vsin ,故渡河时间,故渡河时间t甲甲 d v甲 甲 d vsin 、 、t
8、乙 乙 d v乙 乙 d vsin , , 所以渡河时间相等,因为在垂直河岸方向上分速度相等,又是同时出发所以渡河时间相等,因为在垂直河岸方向上分速度相等,又是同时出发 的,故两船相遇在的,故两船相遇在NP直线上的某点直线上的某点(非非P点点),B、D错误,错误,C正确。正确。 2如图所示,物体A套在竖直杆上,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动,开始时A、B间的细绳呈水平状 态。现由计算机控制物体A的 运动,使其恰好以速度v沿杆匀速下滑(B始终未与滑轮相碰),则( ) A绳与杆的夹角为时,B的速率为vsin B绳与杆的夹角为时,B的速率为vcos C物体B也做匀速直线运动 D物体B做匀加
9、速直线运动 B 解析:解析:如图所示,将如图所示,将A物体的速度按图物体的速度按图 示两个方向分解,绳子速率示两个方向分解,绳子速率v绳 绳v vcos ,而绳子速率等于物体,而绳子速率等于物体B的速率,的速率, 则物体则物体B的速率的速率vBv绳 绳vcos ,故,故A错错 误,误,B正确;因物体正确;因物体A向下运动的过程中向下运动的过程中 减小,则减小,则cos 增大,增大,vB增大,增大,B物体做物体做 加速运动,但不是匀加速运动,故加速运动,但不是匀加速运动,故C、D错误。错误。 3(多选)如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其vt图像如图乙所示,同时人顶杆沿水平地面 运
10、动的xt图像如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是( ) A猴子的运动轨迹为直线 B猴子在2 s内做匀变速曲线运动 Ct0时猴子的速度大小为8 m/s Dt2 s时猴子的加速度大小为4 m/s2 解析:解析:由题图乙知,猴子竖直方向上向上做匀减速直线运动,加速度竖由题图乙知,猴子竖直方向上向上做匀减速直线运动,加速度竖 直向下,由题图丙知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速直向下,由题图丙知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速 度竖直向下且加速度的大小、方向均不变,与初速度方向不在同一直线度竖直向下且加速度的大小、方向均不变,与初速度方向不在同一直线 上,故猴子在上,故
11、猴子在2 s内做匀变速曲线运动,内做匀变速曲线运动,A错错误,误,B正确;正确;x- t图像的斜率图像的斜率 等于速度,则知等于速度,则知t0时猴子水平方向的速度大小为时猴子水平方向的速度大小为vx4 m/s,又竖直方,又竖直方 向初速度大小向初速度大小vy8 m/s,则,则t0时猴子的速度大小为时猴子的速度大小为v v2 x v2 y 4 5 m/s,故,故C错误;错误;v- t图像的斜率等于加速度,则知猴子的加速度为图像的斜率等于加速度,则知猴子的加速度为a v t 0 8 2 m/s24 m/s2,即加速度大小为,即加速度大小为4 m/s2,故,故D正确。正确。 答案:BD 考向二 抛体
12、运动 1处理方法 分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向的初速度为零的匀加速直线运动。 2两个推论 (1)做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图中的B是OC的中点。 (2)做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平方向的夹角及位移与水平方向的夹角,则满 足tan 2tan 。 3两个“二级结论” (1)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题,其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。 (2)若平抛的物体垂直打在斜面上,则物体打在斜面上瞬间,其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。 典例典例2 (多选多选)(2020 黑龙江齐齐
13、哈尔市联谊校期末黑龙江齐齐哈尔市联谊校期末)如如图所示,图所示,D点为点为 固定斜面固定斜面AC的中点。在的中点。在A点和点和D点分别以初速度点分别以初速度v01和和v02水平抛出一个小水平抛出一个小 球,结果两球均落在斜面的底端球,结果两球均落在斜面的底端C点。空气阻力不计。设两球在空中运点。空气阻力不计。设两球在空中运 动的时间分别为动的时间分别为t1和和t2,落到,落到C点前瞬间的速度大小分别为点前瞬间的速度大小分别为v1和和v2,落到,落到 C点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角分别为点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角分别为1和和2,则下列关系式,则下列关系式 正确的是正确的是( ) A
14、.t1 t2 2 Bv01 v02 2 C.v1 v2 2 Dtan 1 tan 2 1 2 BC 解析解析 两球都做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,由两球都做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,由h 1 2 gt2,得,得t 2h g 。两球下落。两球下落的高度之比的高度之比h1h221,可得,可得t1 t2 2 1 ,故,故A 错误;小球水平方向做匀速直线运动,则错误;小球水平方向做匀速直线运动,则 v0 x t ,两球水平位移之比,两球水平位移之比 x1x221,结合,结合t1 t2 2 1 ,得,得v01 v02 2,故,故B正确;设斜面的倾角为正确;设斜面的倾角为, 小球落到
15、小球落到C点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为,则则tan 1 2gt 2 v0t gt 2v0, ,tan gt v0 2tan ,是定值,所以,是定值,所以 tan 1 tan 2 1,即,即12,落到,落到C点点 前瞬间的速度大小分别为前瞬间的速度大小分别为v1 v01 cos 1 ,v2 v02 cos 2 ,可得,可得 v1 v2 2,故,故C正正 确,确,D错误。错误。 4.如图所示,在斜面顶端如图所示,在斜面顶端a处以速度处以速度va水平抛出一小球,经过时间水平抛出一小球,经过时间ta恰好恰好 落在斜面底端落在斜面底端P处;今在处;今在P点正上
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