2021年高中物理（新教材）鲁科版必修第二册课件：第2章　本章整合.pptx

1、本章整合 本章知识可分为四部分。第一部分为曲线运动的基础知识;第二部 分为曲线运动的研究方法;第三部分为曲 线运动的实例平抛、斜上抛运动;第四部分为实验(平抛运动 的特点)。 一、曲线运动的基础知识 二、曲线运动的研究方法 三、曲线运动的实例 四、实验:平抛运动的特点 一、互成角度的两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断 解决思路:1.确定两个分运动方向上的初速度大小和方向,以及在这 两个方向上的物体所受力的大小和方向(即分运动方向上的加速度 大小和方向)。 2.应用平行四边形定则,将两个分运动的速度和分运动方向的力进 行矢量合成,求出合速度和合力(或合加速度)的大小和方向; 条 件 合运动

2、合速度方向 与合力(或 合加速度) 方向 共线 直线运动 同向 加速直线运动 反向 减速直线运动 共线且合力为恒力 匀变速直线运动 不共线 曲线运动 成锐角 加速曲线运动 成钝角 减速曲线运动 成直角 匀速率曲线运动 不共线且合力为恒力 匀变速曲线运动 3.根据下列规律做出判断: 例1摩托艇在某段时间内沿水平方向和竖直方向的位移分别为 x=-2t2-6t,y=0.05t2+4t(t的单位是s,x、y的单位是m),则关于摩托艇在 该段时间内的运动,下列说法正确的是( ) A.摩托艇在水平方向的分运动是匀减速直线运动 B.t=0时摩托艇的速度为0 C.摩托艇的运动是匀变速曲线运动 D.摩托艇运动的

3、加速度大小为3.9 m/s2 解析:由题意知,在水平方向,初速度为-6 m/s,加速度为-4 m/s2,加速度 方向与初速度方向相同,因此,在水平方向的分运动是匀加速直线运 动,A 错误;在竖直方向,初速度为 4 m/s,加速度为 0.1 m/s2,t=0 时摩托 艇的速度大小为 2 13 m/s,与水平方向夹角的正切值为2 3,B 错误;摩 托艇的加速度大小为 16.01 m/s2,与水平方向夹角的正切值为 1 40,D 错误;由于初速度方向与加速度方向不在同一条直线上,因此摩托艇 做匀变速曲线运动,C 正确。 答案:C 二、运动的合成与分解的两种典型模型 1.小船渡河模型 小船渡河时,相对

4、于地面(河岸)的运动即实际运动(或合运动),同时 参与了两个运动,一是相对于水的运动,二是随水的运动。 当船头垂直于河岸航行时,渡河时间最短为t= ,只与河宽d和船 在静水中的速度v船有关,与水速无关; 当船速大于水速时,船头与上游河岸的夹角满足v船cos =v水,此时 v合v水,船渡河的最短位移为河宽。 船 例2有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾 着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与 河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大 小相同,则小船在静水中的速度大小为( ) A. 2-1 B. 1-2 C. 1-2 D. 2-1 解析:去程

5、时如图甲,所用时间 t1= 船,回程时如图乙,所用时间 t2= 船2-2,又 1 2=k,联立解得 v 船= 1-2,则选项 B 正确。 答案:B 2.绳(或杆)端的速度分解模型 当绳连接的两个物体的运动方向与绳不共线时,如图所示,绳末端 的运动可以看成两个分运动的合成,一是沿绳方向被带动,绳长变 化,使绳长变化的速度为v0;二是垂直于绳、以定滑轮为圆心的摆动, 它不改变绳长,即合速度vA分解为沿绳的速度v0与垂直绳的速度v1。 不可伸长的绳或杆,沿绳或杆轴线上的速度大小是相同的,这是解 决问题的关键。 例3如图所示,一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动,当 AB杆和墙的夹角为时,杆的

6、A端沿墙下滑 的速度大小为v1,B端沿地面滑动的速度大 小为v2,则v1、v2的关系是( ) A.v1=v2 B.v1=v2cos C.v1=v2tan D.v1=v2sin 解析:A、B两点速度分解如图,由沿杆方向的速度相等得: v1cos =v2sin ,所以v1=v2tan ,故C对。 答案:C 三、平抛运动的特征和解题方法 平抛运动是典型的匀变速曲线运动,它的动力学特征是水平方向有 初速度而不受外力,竖直方向只受重力而无初速度,抓住了平抛运 动这个初始条件,也就抓住了解题关键。现将常见的几种解题方法 介绍如下。 1.利用平抛运动的时间特点解题 平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖

7、直方向的自由落 体运动,只要抛出的时间相同,下落的高度和竖直分速度就相同。 2.利用平抛运动的偏转角解题 设平抛运动的物体下落高度为h,水平位移为x,速度vA与初速度v0的 夹角为。如图所示。 tan = = 0 = 2 0 = 2 将 vA反向延长与 x 相交于 O 点,OA=d, 则有 tan = ,所以 d= 2,tan =2 =2tan 。 由以上结论可知:(1)速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移 方向与水平方向夹角的正切值的两倍;(2)速度的反方向延长线与 水平位移x的交点在 处。 2 3.利用平抛运动的轨迹解题 平抛运动的轨迹是一条抛物线,已知抛物线上的任一段,就可以求 出水平

8、初速度和抛出点,其他物理量也就迎刃而解了。如图为小球 做平抛运动的某段轨迹,在轨迹上任取两点A和B,分别过A作竖直线, 过B作水平线相交于C,然后过BC的中点作垂线交抛物线于E点,再 过E点作水平线交AC于F点,小球经过AE段和EB段的时间相等,设 时间为T。 由匀变速直线运动规律知,T= = - ,v0= 。 例4在离地某一高度的同一位置,有A、B两个小球,A球以vA=3 m/s 的速度水平向左抛出,同时B球以vB=4 m/s的速度水平向右抛出,试 求出两个小球的速度方向垂直时,它们之间的距离为多大?(g取9.8 m/s2) 解析:如图所示,由于两个小球是以同 一高度、同一时刻抛出,它们始终在 同一水平面上,且有vAy=vBy=gt, 设vA、vB的方向和竖直方向的夹角 分别为和,则 vAy= tan,vBy= tan,+=90,vAy 2=vAyvBy= tantan=vAvB。则 vAy= ,t= = =0.353 s,s=(vA+vB)t=2.47 m。 答案:2.47 m