2020届全国卷高考物理一轮复习名师课件:专题四-曲线运动-.pptx
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- 2020 全国卷 高考 物理 一轮 复习 名师 课件 专题 曲线运动
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1、专题四 曲线运动考情精解读A.考点帮知识全通关目录CONTENTS考纲要求命题规律命题分析预测考点1 曲线运动问题的分析与求解考点2 抛体运动问题的分析与求解考点3 圆周运动问题的分析与求解方法1 力和曲线运动问题的分析方法方法2 平抛运动问题的分析求解方法方法3 圆周运动问题的分析求解方法B.B.方法帮方法帮题型全突破题型全突破C.C.考法帮考法帮考向全扫描考向全扫描考向1 运动的合成与分解考向2 平抛运动与约束条件问题考向3 圆周运动与约束条件问题物理 专题四:曲线运动考情精解读考纲要求命题规律命题分析预测物理 专题四:曲线运动1.运动的合成与分解2.抛体运动3.匀速圆周运动、角速度、线速
2、度、向心加速度 4.匀速圆周运动的向心力5.离心现象说明:斜抛运动只作定性要求考纲要求核心考点考题取样考向必究1.曲线运动问题的分析与求解2016全国,T182015全国,T162013全国,T24考查曲线运动、运动的合成与分解(考向1)考查运动的合成与分解(考向1)考查运动的合成和分解(考向1)2.抛体运动问题的分析与求解2017全国,T152017江苏,T22015全国,T18考查平抛运动规律及其相关知识点(考向2)考查平抛运动的相遇问题(考向2)考查平抛运动及其相关知识点(考向2)3.圆周运动问题的分析与求解2017江苏,T52016浙江,T202016上海,T162015全国,T22考
3、查圆周运动及机械能守恒定律(考向3)考查圆周运动的分析与求解(考向3)主要考查圆周运动中线速度、周期、转速之间的关系(考向3)考查圆周运动模型的综合应用(考向3)命题规律主要考查运动的合成和分解方法的应用,平抛运动和圆周运动的规律及其应用.常常涉及临界、极值、数形结合等问题.题型有选择题和计算题.近几年特别注重联系生产、生活及科技实际的命题命题分析预测A.考点帮知识全通关考点1 曲线运动问题的分析与求解考点2 抛体运动问题的分析与求解考点3 圆周运动问题的分析与求解物理 专题四:曲线运动1.曲线运动的条件和特点考点1曲线运动问题的分析与求解 涉及内容特别提醒曲线运动的条件质点所受合外力的方向跟
4、它的速度方向不在同一直线上加速度的方向跟速度的方向不在同一直线上曲线运动的特点某点瞬时速度的方向沿这一点的切线方向;速度方向时刻在改变,所以是变速运动,必具有加速度,合力一定不为零,可能是恒力,也可能是变力加速度可以是不变的匀变速曲线运动,如平抛运动;加速度可以是变化的变加速曲线运动,如圆周运动2.运动的合成和分解(1)遵循法则:描述运动的物理量(如位移x、速度v、加速度a)都是矢量,故它们的合成与分解都遵循矢量运算法则平行四边形定则(或三角形定则).(2)合运动与分运动的关系 注意:运动的合成与分解是处理曲线运动的一种重要思想方法,可使复杂过程简单化,要深刻领会,灵活应用.物理 专题四:曲线
5、运动独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动的规律相互独立,作用效果互不干扰等时性一个物体同时参与几个分运动,合运动与各分运动同时发生、同时进行、同时停止,即经历的时间相同等效性合运动是由各分运动共同产生的总运动效果,合运动与各分运动的总运动效果可以相互替代物理 专题四:曲线运动物理 专题四:曲线运动情况图示说明渡河时间最短渡河位移最短渡河船速最小物理 专题四:曲线运动1.平抛运动的基本规律考点2抛体运动问题的分析与求解运动图示 v0:初速度x:水平位移y:竖直位移s:合位移vx:水平速度vy:竖直速度:速度偏向角:位移偏向角水平方向vx=v0,x=v0t竖直方向合速度大小方向合位移大小方向
6、轨迹方程2.平抛运动的特点(1)水平方向分速度保持vx=v0;竖直方向,加速度恒为g,速度vy=gt.从抛出点起,每隔t时间的速度的矢量关系如图所示,这一矢量关系有两个特点:任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0;任意相等时间间隔t内的速度改变量均竖直向下,且v=vy=gt.(2)在连续相等时间间隔t内,竖直方向上的位移与水平方向上的位移变化规律:在连续相等的时间间隔内,水平方向的位移Ox1=x1x2=x2x3=,即位移不变;竖直方向上的位移Oy1、y1y2、y2y3、,据y=aT2知,竖直方向上y=g(t)2,即位移差不变.物理 专题四:曲线运动物理 专题四:曲线运动物理 专题四:曲线运动考
7、点3圆周运动问题的分析与求解考点3圆周运动问题的分析与求解3.三种传动方式及其特点传动类型图示结论共轴传动运动特点:转动方向相同;定量关系:A点和B点转动的周期相同、角速度相同,A点和B点的线速度与其半径成正比皮带(链条)传动运动特点:两轮的转动方向与皮带的绕行方式有关,可同向转动,也可反向转动;定量关系:线速度大小必然相同,二者角速度与其半径成反比,周期与其半径成正比齿轮传动考点3圆周运动问题的分析与求解4.常见圆周运动模型的特点及规律水平转盘模型概述规律物体离中心越远,就越容易被“甩出去”,如在水平面上拐弯的汽车圆锥筒模型概述规律圆锥摆模型概述规律物理 专题四:曲线运动单摆模型概述摆球做部
8、分非匀速圆周运动,除最低点外,均具有切向加速度,由重力的切向分力提供向心力规律在最低点,若v0,则TG;若v=0,则T=G.F向=T-G凹形桥与拱形桥模型概述规律概述规律火车转弯问题概述规律B.方法帮题型全突破方法1 力和曲线运动问题的分析方法方法2 平抛运动问题的分析求解方法方法3 圆周运动问题的分析求解方法物理 专题四:曲线运动方法1 力和曲线运动问题的分析方法方法解读:1.合力、速度、轨迹之间的关系做曲线运动的物体,其速度方向与运动轨迹相切,所受的合力方向与速度方向不在一条直线上,合力改变物体的运动状态,据此可以判断:(1)已知运动轨迹,可以判断合力的大致方向在轨迹的包围区间(凹侧),在
9、电场中,经常根据这一规律确定带电粒子所受的电场力方向,进而分析粒子的电性或场强方向.(2)运动轨迹在速度与合力所夹的区间,根据受力方向和速度方向可以判断轨迹的大致弯曲方向.方法1 力和曲线运动问题的分析方法(3)根据合力方向与速度方向的夹角,判断物体的速率变化情况:夹角为锐角时,速率变大;夹角为钝角时,速率变小;合力与速度方向垂直时,速率不变,这是匀速圆周运动的受力条件.2.运动性质和轨迹的判断如果合力的大小和方向恒定不变,那么物体一定做匀变速运动.如果合力方向与速度方向不在一条直线上,那么物体一定做曲线运动.常见问题中需要根据合加速度方向与合初速度方向的关系,判断合运动是直线运动还是曲线 运
10、动,具体分为以下几种情况.方法1 力和曲线运动问题的分析方法两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动(如平抛运动)两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动若v0合与a合共线,则合运动为匀变速直线运动若v0合与a合不共线,则合运动为匀变速曲线运动方法1 力和曲线运动问题的分析方法3.对实际运动的分解方法(1)分析对实际运动产生影响的因素有哪些,从而明确实际运动同时参与了哪几个运动.(2)要明确各个分运动各自独立,互不影响,其位移、速度、加速度遵循各自的规律.(3)要明确各个分运动和合运动是同
11、时进行的.合运动的位移、速度、加速度与各个分运动的位移、速度、加速度在同一时间(同一时刻)满足平行四边形定则,已知其中几个量可求另外几个量.(4)运动分解的一般原则是按实际效果来进行分解.常用的思维方法有两种:一种是先虚拟合运动的一个位移,看看这个位移产生了什么效果,从中找到运动分解的方向;另一种是先确定合运动的速度方向(物体实际的运动方向就是合速度的方向),然后确定由这个合速度所产生的实际效果,再以合速度的实际效果确定两个分速度的方向.题型 1曲线运动的条件及特点考法示例1如图所示,一质点在一恒力作用下做曲线运动,从M点运动到N点时,质点的速度方向恰好改变了90.在此过程中,质点的动能A.不
12、断增大B.不断减小C.先减小后增大 D.先增大后减小解析质点受恒力作用,M点的速度方向竖直向上,N点速度方向水平向右,所以恒力的方向斜向右下,与初速度方向的夹角为钝角,因此恒力先做负功.恒力与速度方向夹角不断减小,当夹角为锐角时,恒力做正功.因此动能先减小后增大,C正确.答案 C特别提醒速度变化是因为力的作用,本题竖直速度减小,水平速度增加,说明恒力有竖直向下的分力和水平向右的分力.物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动解析将人的运动(速度v)分解为沿绳方向的分运动(分速度v1)和与绳垂直方向的分运动(分速度v2),如图所示.船的速率等于沿绳方向的分速度v1=vco
13、s 的大小,C正确.答案 C数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动易错警示(1)力有力的作用效果,运动有运动的效果,二者不要混淆.(2)合成或分解运动时都要分清合运动和分运动.物体实际发生的运动是合运动.(3)区别力和运动的合成与分解时,切忌按力的合成与分解思维处理运动合成与分解问题.数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动特别提醒求解此类问题的关键是正确认识合速度和分速度.与杆或绳相连的物体,相对地面实际发生的运动是合运动.如题中小球的实际运动是以棒为半径的圆周运动,故合速度方向与棒垂直,其两个
14、分运动是合运动产生的两个效果,即上升的同时沿平台向左运动.数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动方法2 平抛运动问题的分析求解方法方法解读:1.平抛运动与斜面结合问题的求解方法(1)斜面上的平抛运动常见的有两种模型方法内容斜面总结分解速度分解速度,构建速度三角形分解位移分解位移,构建位移三角形方法1 匀变速直线运动规律的应用方法(2)两种特殊状态分解位移模型最重要的状态是物体落回斜面和速度与斜面平行两个时刻的状态,这两个状态典型的运动特征如表所示.方法2 平抛运动问题的分析求解方法特殊状态运动特征从斜面开始平抛并落回斜面的时刻速度与斜面平行的时刻方法1 匀变速直线运动规律的应用方法2.平
15、抛运动的临界与极值问题的求解方法平抛运动与日常生活联系紧密,如排球(或网球)运动模型、飞镖、射击、飞机投弹模型等,这些模型经常受到边界条件的制约,如排(网)球是否触网或越界、飞镖是否能击中靶心、飞机投弹是否能命中目标等,解决此类问题的重点在于结合实际模型,对题意进行分析,提炼出关于临界条件的关键信息,通常问题的临界条件为位置关系的限制或速度关系的限制,列出竖直方向与水平方向的运动方程,将临界条件代入求解.体育运动中许多运动都可简化为平抛运动的模型,在分析此类问题时一定要注意从实际出发寻找一些临界点,画出物体运动的草图,找出临界条件,并由此分析出临界条件所对应的运动特征,进而列出符合临界条件的物
16、理方程,并恰当运用数学知识求解临界与极值问题.方法2 平抛运动问题的分析求解方法题型 4平抛运动规律的应用考法示例4如图所示,将一篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上A点,不计空气阻力,若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则可行的方法是A.增大抛射速度v0,同时减小抛射角B.减小抛射速度v0,同时减小抛射角C.增大抛射角,同时减小抛出速度v0D.增大抛射角,同时增大抛出速度v0物理 专题四:曲线运动物理 专题四:曲线运动题型 5平抛运动的综合应用考法示例5多选如图所示,轰炸机沿水平方向匀速飞行,到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹,并垂直击中山坡上的目标
17、A.已知A点高度为h,山坡倾角为,由此可算出A.轰炸机的飞行高度B.轰炸机的飞行速度C.炸弹的飞行时间 D.炸弹投出时的动能数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动特别提醒从整体的求解思路看,本题从“速度关系”入手逐步确定了“位移关系”,联系两种关系的“桥梁”仍是各分运动的等时性.本题为平抛运动与斜面相结合的问题,解决此类问题的关键是找出平抛运动的速度方向与斜面倾角的关系.数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动题型 6平抛运动的临界问题考法示例62015全国卷,18,6分一带有乒乓球发射机的乒乓球
18、台如图所示.水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h,发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气的作用,重力加速度大小为g,若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动特别提醒本题要确定发射机发射乒乓球落到球网右侧台面上v的取值范围,即对应两个临界状态.分析和确定临界条件为求解问题的关键所在.当发射速度较小时,对应恰好过网的临界状态
19、;当发射速度较大时,对应平抛水平位移最远的临界状态,即到达右侧台面的某个角上.解决此类问题时要注意画出示意图,这样既可以使抽象的物理情境变得直观,也可以使隐藏于问题深处的条件显露无遗.数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动特别提醒本题综合性较强,涉及知识内容也较多,特别是第(3)问求L的极值问题,要求运用数学知识求二次函数的极值.学生必须熟练掌握此类问题求极值的方法.由于学过导数知识,也可以运用导数方法求极值.数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动题型
20、 8平抛运动的实验问题考法示例8如图所示,在光滑水平桌面上,一小球以速度v向右匀速运动,当它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时,木板开始做自由落体运动,若木板开始运动时,cd边与桌面相齐,则小球在木板abcd面上的投影轨迹是数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动数学 第四章:三角函数物理 专题四:曲线运动方法3 圆周运动问题的分析求解方法方法解读:1.向心力来源的分析方法(1)向心力的来源向心力是根据力的作用效果命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力.它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,也可以是几个力的合力,还可以是某个力的分力.若物体做匀速圆周运动,其向心力
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