《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題四 曲線運(yùn)動課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題四 曲線運(yùn)動課件.ppt（112頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題四 曲線運(yùn)動,【高考幫物理】：專題四 曲線運(yùn)動,考情精解讀,A.考點(diǎn)幫知識全通關(guān),目錄 CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測,考點(diǎn)1 曲線運(yùn)動問題的分析與求解,考點(diǎn)2 拋體運(yùn)動問題的分析與求解,考點(diǎn)3 圓周運(yùn)動問題的分析與求解,,方法1 力和曲線運(yùn)動問題的分析方法,方法2 平拋運(yùn)動問題的分析求解方法,方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,B.方法幫題型全突破,C.考法幫考向全掃描,考向1 運(yùn)動的合成與分解,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,物理 專題四：曲線運(yùn)動,考情精解讀,考綱要求 命題規(guī)律 命題分析預(yù)測,物理 專題四：曲線運(yùn)動,1.運(yùn)動的合成與

2、分解 2.拋體運(yùn)動 3.勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度 4.勻速圓周運(yùn)動的向心力 5.離心現(xiàn)象 說明:斜拋運(yùn)動只作定性要求,,考綱要求,,命題規(guī)律,主要考查運(yùn)動的合成和分解方法的應(yīng)用,平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動的規(guī)律及其應(yīng)用.常常涉及臨界、極值、數(shù)形結(jié)合等問題.題型有選擇題和計(jì)算題.近幾年特別注重聯(lián)系生產(chǎn)、生活及科技實(shí)際的命題,,命題分析預(yù)測,A.考點(diǎn)幫知識全通關(guān),考點(diǎn)1 曲線運(yùn)動問題的分析與求解 考點(diǎn)2 拋體運(yùn)動問題的分析與求解 考點(diǎn)3 圓周運(yùn)動問題的分析與求解,物理 專題四：曲線運(yùn)動,1.曲線運(yùn)動的條件和特點(diǎn),,,考點(diǎn)1曲線運(yùn)動問題的分析與求解,2.運(yùn)動的合成和分解 (1)遵循法則:描述

3、運(yùn)動的物理量(如位移x、速度v、加速度a)都是矢量,故它們 的合成與分解都遵循矢量運(yùn)算法則平行四邊形定則(或三角形定則). (2)合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系 注意: 運(yùn)動的合成與分解是處理曲線運(yùn)動的一種重要思想方法,可使復(fù)雜過程簡單化,要深刻領(lǐng)會,靈活應(yīng)用.,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,1.平拋運(yùn)動的基本規(guī)律,,,考點(diǎn)2拋體運(yùn)動問題的分析與求解,2.平拋運(yùn)動的特點(diǎn) (1)水平方向分速度保持vx=v0;豎直方向,加速度恒為g,速度vy=gt.從拋出點(diǎn)起,每隔t時(shí)間的速度的矢量關(guān)系如圖所示,這一矢量關(guān)系有兩個(gè)特點(diǎn): 任意

4、時(shí)刻的速度水平分量均等于初速度v0; 任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)的速度改變量均豎直向下,且v=vy=gt. (2)在連續(xù)相等時(shí)間間隔t內(nèi),豎直方向上的位移與水平方向上的位移變化規(guī)律: 在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi),水平方向的位移Ox1=x1x2=x2x3=,即位移不變;豎直方向上的位移Oy1、y1y2、y2y3、,據(jù)y=aT2知,豎直方向上y=g(t)2,即位移差不變.,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,考點(diǎn)3圓周運(yùn)動問題的分析與求解,,,,考點(diǎn)3圓周運(yùn)動問題的分析與求解,3.三種傳動方式及其特點(diǎn),,,考點(diǎn)3圓周運(yùn)動問題的分析與求解,4.常見圓周運(yùn)動模型的特點(diǎn)

5、及規(guī)律,物理 專題四：曲線運(yùn)動,B.方法幫題型全突破,方法1 力和曲線運(yùn)動問題的分析方法 方法2 平拋運(yùn)動問題的分析求解方法 方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,方法1 力和曲線運(yùn)動問題的分析方法,方法解讀： 1.合力、速度、軌跡之間的關(guān)系 做曲線運(yùn)動的物體,其速度方向與運(yùn)動軌跡相切,所受的合力方向與速度方向不在一條直線上,合力改變物體的運(yùn)動狀態(tài),據(jù)此可以判斷: (1)已知運(yùn)動軌跡,可以判斷合力的大致方向在軌跡的包圍區(qū)間(凹側(cè)),在電場中,經(jīng)常根據(jù)這一規(guī)律確定帶電粒子所受的電場力方向,進(jìn)而分析粒子的電性或場強(qiáng)方向. (2)運(yùn)動軌跡在速度與合力所夾的區(qū)間,根據(jù)受力方

6、向和速度方向可以判斷軌跡的大致彎曲方向.,,,方法1 力和曲線運(yùn)動問題的分析方法,(3)根據(jù)合力方向與速度方向的夾角,判斷物體的速率變化情況:夾角為銳角時(shí),速率變大;夾角為鈍角時(shí),速率變小;合力與速度方向垂直時(shí),速率不變,這是勻速圓周運(yùn)動的受力條件. 2.運(yùn)動性質(zhì)和軌跡的判斷 如果合力的大小和方向恒定不變,那么物體一定做勻變速運(yùn)動.如果合力方向與速度方向不在一條直線上,那么物體一定做曲線運(yùn)動.常見問題中需要根據(jù)合加速度方向與合初速度方向的關(guān)系,判斷合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線 運(yùn)動,具體分為以下幾種情況.,,,方法1 力和曲線運(yùn)動問題的分析方法,,,方法1 力和曲線運(yùn)動問題的分析方法,3.對實(shí)際運(yùn)

7、動的分解方法 (1)分析對實(shí)際運(yùn)動產(chǎn)生影響的因素有哪些,從而明確實(shí)際運(yùn)動同時(shí)參與了哪幾個(gè)運(yùn)動. (2)要明確各個(gè)分運(yùn)動各自獨(dú)立,互不影響,其位移、速度、加速度遵循各自的規(guī)律. (3)要明確各個(gè)分運(yùn)動和合運(yùn)動是同時(shí)進(jìn)行的.合運(yùn)動的位移、速度、加速度與各個(gè)分運(yùn)動的位移、速度、加速度在同一時(shí)間(同一時(shí)刻)滿足平行四邊形定則,已知其中幾個(gè)量可求另外幾個(gè)量. (4)運(yùn)動分解的一般原則是按實(shí)際效果來進(jìn)行分解.常用的思維方法有兩種:一種是先虛擬合運(yùn)動的一個(gè)位移,看看這個(gè)位移產(chǎn)生了什么效果,從中找到運(yùn)動分解的方向;另一種是先確定合運(yùn)動的速度方向(物體實(shí)際的運(yùn)動方向就是合速度的方向),然后確定由這個(gè)合速度所產(chǎn)生

8、的實(shí)際效果,再以合速度的實(shí)際效果確定兩個(gè)分速度的方向.,題型 1曲線運(yùn)動的條件及特點(diǎn) 考法示例1如圖所示,一質(zhì)點(diǎn)在一恒力作用下做曲線運(yùn)動,從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)的速度方向恰好改變了90.在此過程中,質(zhì)點(diǎn)的動能 A.不斷增大B.不斷減小 C.先減小后增大 D.先增大后減小 解析質(zhì)點(diǎn)受恒力作用,M點(diǎn)的速度方向豎直向上,N點(diǎn)速度方向水平向右,所以恒力的方向斜向右下,與初速度方向的夾角為鈍角,因此恒力先做負(fù)功.恒力與速度方向夾角不斷減小,當(dāng)夾角為銳角時(shí),恒力做正功.因此動能先減小后增大,C正確. 答案 C 特別提醒 速度變化是因?yàn)榱Φ淖饔?本題豎直速度減小,水平速度增加,說明恒力有豎直向下的分力

9、和水平向右的分力.,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,解析將人的運(yùn)動(速度v)分解為沿繩方向的分運(yùn)動(分速度v1)和與繩垂直方向的分運(yùn)動(分速度v2),如圖所示.船的速率等于沿繩方向的分速度v1=vcos 的大小,C正確. 答案 C,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,易錯警示 (1)力有力的作用效果,運(yùn)動有運(yùn)動的效果,二者不要混淆. (2)合成或分解運(yùn)動時(shí)都要分清合運(yùn)動和分運(yùn)動.物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動是合運(yùn)動. (3)區(qū)別力和運(yùn)動的合成與分解時(shí),切忌按力的合成與分解思維處理運(yùn)動合成與分解問題.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲

10、線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,特別提醒 求解此類問題的關(guān)鍵是正確認(rèn)識合速度和分速度.與桿或繩相連的物體,相對地面實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動是合運(yùn)動.如題中小球的實(shí)際運(yùn)動是以棒為半徑的圓周運(yùn)動,故合速度方向與棒垂直,其兩個(gè)分運(yùn)動是合運(yùn)動產(chǎn)生的兩個(gè)效果,即上升的同時(shí)沿平臺向左運(yùn)動.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,方法2 平拋運(yùn)動問題的分析求解方法,方法解讀： 1.平拋運(yùn)動與斜面結(jié)合問題的求解方法 (1)斜面上的平拋運(yùn)動常見的有兩種模型,,,方法1 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用方法,(2)兩種特殊狀態(tài) 分解位移

11、模型最重要的狀態(tài)是物體落回斜面和速度與斜面平行兩個(gè)時(shí)刻的狀態(tài),這兩個(gè)狀態(tài)典型的運(yùn)動特征如表所示.,方法2 平拋運(yùn)動問題的分析求解方法,,,方法1 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用方法,2.平拋運(yùn)動的臨界與極值問題的求解方法 平拋運(yùn)動與日常生活聯(lián)系緊密,如排球(或網(wǎng)球)運(yùn)動模型、飛鏢、射擊、飛機(jī)投彈模型等,這些模型經(jīng)常受到邊界條件的制約,如排(網(wǎng))球是否觸網(wǎng)或越界、飛鏢是否能擊中靶心、飛機(jī)投彈是否能命中目標(biāo)等,解決此類問題的重點(diǎn)在于結(jié)合實(shí)際模型,對題意進(jìn)行分析,提煉出關(guān)于臨界條件的關(guān)鍵信息,通常問題的臨界條件為位置關(guān)系的限制或速度關(guān)系的限制,列出豎直方向與水平方向的運(yùn)動方程,將臨界條件代入求解. 體育運(yùn)

12、動中許多運(yùn)動都可簡化為平拋運(yùn)動的模型,在分析此類問題時(shí)一定要注意從實(shí)際出發(fā)尋找一些臨界點(diǎn),畫出物體運(yùn)動的草圖,找出臨界條件,并由此分析出臨界條件所對應(yīng)的運(yùn)動特征,進(jìn)而列出符合臨界條件的物理方程,并恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識求解臨界與極值問題.,方法2 平拋運(yùn)動問題的分析求解方法,題型 4平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用 考法示例4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(jì)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),則可行的方法是 A.增大拋射速度v0,同時(shí)減小拋射角 B.減小拋射速度v0,同時(shí)減小拋射角 C.增大拋射角,同時(shí)減小拋出速度v0 D.增大拋

13、射角,同時(shí)增大拋出速度v0,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,題型 5平拋運(yùn)動的綜合應(yīng)用 考法示例5多選如圖所示,轟炸機(jī)沿水平方向勻速飛行,到達(dá)山坡底端正上方時(shí)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,由此可算出 A.轟炸機(jī)的飛行高度B.轟炸機(jī)的飛行速度 C.炸彈的飛行時(shí)間 D.炸彈投出時(shí)的動能,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,特別提醒 從整體的求解思路看,本題從“速度關(guān)系”入手逐步確定了“位移關(guān)系”,聯(lián)系兩種關(guān)系的“

14、橋梁”仍是各分運(yùn)動的等時(shí)性.本題為平拋運(yùn)動與斜面相結(jié)合的問題,解決此類問題的關(guān)鍵是找出平拋運(yùn)動的速度方向與斜面傾角的關(guān)系.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,題型 6平拋運(yùn)動的臨界問題 考法示例62015全國卷,18,6分一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺如圖所示.水平臺面的長和寬分別為L1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(jì)空氣的作用,重力加速度大小為g,若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi),通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上,則v的最大取值范圍是,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理

15、專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,特別提醒 本題要確定發(fā)射機(jī)發(fā)射乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上v的取值范圍,即對應(yīng)兩個(gè)臨界狀態(tài).分析和確定臨界條件為求解問題的關(guān)鍵所在.當(dāng)發(fā)射速度較小時(shí),對應(yīng)恰好過網(wǎng)的臨界狀態(tài);當(dāng)發(fā)射速度較大時(shí),對應(yīng)平拋水平位移最遠(yuǎn)的臨界狀態(tài),即到達(dá)右側(cè)臺面的某個(gè)角上.解決此類問題時(shí)要注意畫出示意圖,這樣既可以使抽象的物理情境變得直觀,也可以使隱藏于問題深處的條件顯露無遺.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角

16、函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,特別提醒 本題綜合性較強(qiáng),涉及知識內(nèi)容也較多,特別是第(3)問求L的極值問題,要求運(yùn)用數(shù)學(xué)知識求二次函數(shù)的極值.學(xué)生必須熟練掌握此類問題求極值的方法.由于學(xué)過導(dǎo)數(shù)知識,也可以運(yùn)用導(dǎo)數(shù)方法求極值.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,題型 8平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)問題 考法示例8如圖所示,在光滑水平桌面上,一小球以速度v向右勻速運(yùn)動,當(dāng)它經(jīng)過靠近桌邊的豎直木板ad邊前方時(shí),木板開始做自由落體運(yùn)動,若木板開始運(yùn)動時(shí),cd邊與桌面相齊,則小球在木板abcd面上的投影軌跡是,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：

17、曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,方法解讀： 1.向心力來源的分析方法 (1)向心力的來源 向心力是根據(jù)力的作用效果命名的,凡是產(chǎn)生向心加速度的力,不管屬于哪種性質(zhì),都是向心力.它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力,也可以是幾個(gè)力的合力,還可以是某個(gè)力的分力. 若物體做勻速圓周運(yùn)動,其向心力必然是物體所受的合力,它始終沿著半徑方向指向圓心,并且大小恒定. 若物體做非勻速圓周運(yùn)動,其向心力則為物體所受的合力在半徑方向上的分力,而合力在切線方向的分力則用于改變線速度的大小. (2)幾種常見勻速圓周運(yùn)動的向心力分析,,,方法3

18、圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,,,方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,續(xù)表,,,方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,2.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動問題的分析方法 (1)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的物體,按運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類:一是無支撐(如球與繩連接、沿內(nèi)軌道運(yùn)動的過山車等),稱為“繩(環(huán))約束模型”;二是有支撐(如球與桿連接、在彎管內(nèi)的運(yùn)動等),稱為“桿(管道)約束模型”. (2)繩、桿模型問題的分析比較,,,方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,,,方法3 圓周運(yùn)動問題的分析求解方法,3.圓周運(yùn)動的臨界問題分析 圓周運(yùn)動的臨界問題,一般有兩類:一類是做圓周運(yùn)動的物體,在某些特殊位置上,存

19、在著某一速度值,小于(或大于)這個(gè)速度,物體就不能再繼續(xù)做圓周運(yùn)動了,此速度為臨界速度,此時(shí)物體的受力必滿足特定的條件,就是臨界條件,此類問題常出現(xiàn)在豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動中;另一類是因?yàn)槟撤N原因?qū)е挛矬w的受力發(fā)生變化,其運(yùn)動狀態(tài)隨之變化,對應(yīng)物體即出現(xiàn)相應(yīng)的臨界狀態(tài),如繩子突然斷裂、支持物的作用力突然變化、靜摩擦力達(dá)到最大值、彈簧彈力大小或方向發(fā)生變化等.分析求解圓周運(yùn)動的臨界問題,應(yīng)先判定屬于哪一類情況,再通過受力分析來確定臨界狀態(tài)和臨界條件,列出動力學(xué)方程,靈活運(yùn)用圓周運(yùn)動規(guī)律求解.,題型 9實(shí)驗(yàn)探究向心力及其應(yīng)用 考法示例9衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)處于完全失重狀態(tài),衛(wèi)星內(nèi)的物體對支

20、持面幾乎無壓力,所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量.假設(shè)某同學(xué)在該環(huán)境中設(shè)置了如圖所示裝置來間接測量物體的質(zhì)量,給待測物體一個(gè)初速度,使之在桌面上做勻速圓周運(yùn)動.設(shè)該衛(wèi)星中有基本的測量工具. (1)實(shí)驗(yàn)中,需要測量的物理量是. (2)質(zhì)量的表達(dá)式為m=(用測量物理量來表達(dá)).,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,特別提醒 本題將圓周運(yùn)動的動力學(xué)問題與平拋運(yùn)動結(jié)合到一起,具有較強(qiáng)的綜合性.而在第(3)問求解最大

21、水平距離時(shí),根據(jù)x=v3t1,有些同學(xué)只片面地想水平位移與速度有關(guān),繩子長時(shí),在最低點(diǎn)斷掉時(shí)球的速度較大,從而水平位移大,但又片面地想水平位移與時(shí)間有關(guān),繩子長時(shí),球做平拋運(yùn)動的時(shí)間短,從而水平位移小、這樣陷入矛盾之中而感到無法求解.思維敏捷的同學(xué)能結(jié)合圓周運(yùn)動的動力學(xué)方程與平拋運(yùn)動規(guī)律得出水平位移與繩長的關(guān)系式,從而轉(zhuǎn)化為函數(shù)極值問題.,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,易錯警示 本題聯(lián)系生活實(shí)際,涉及的限制和臨界條件很多,具有一定的綜合性,要求在認(rèn)真分析題意的基礎(chǔ)上,正確運(yùn)用相關(guān)物理規(guī)律,要特別注意車在彎道上運(yùn)動時(shí)向心力的確定,常常有不少同學(xué)

22、誤認(rèn)為向心力沿斜面向下,另外就是對反應(yīng)時(shí)間、可見視野等條件應(yīng)用錯誤.,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,考法示例12多選如圖所示,水平圓盤繞過圓心O的豎直軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動,A、B、C三個(gè)木塊放置在圓盤上面的同一條直徑上,已知A的質(zhì)量為2m,A與圓盤間的動摩擦因數(shù)為2,B和C的質(zhì)量均為m,B和C與圓盤間的動摩擦因數(shù)均為,OA、OB、BC之間的距離均為L,開始時(shí),圓盤勻速轉(zhuǎn)動時(shí)的角速度比較小,A、B、C均和圓盤保持相對靜止,重力加速度為g,則下列說法中正確的是,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,考法示例13過山車是游樂場中常見的

23、設(shè)施.如圖是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個(gè)圓形軌道組成,B、C、D分別是三個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn),B、C間距與C、D間距相等,半徑R1=2.0 m、R2=1.4 m.一個(gè)質(zhì)量m=1.0 kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0=12.0 m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動,A、B間距L1=6.0 m.小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)=0.2,圓形軌道是光滑的.假設(shè)水平軌道足夠長,圓形軌道間不相互重疊.重力加速度取g=10 m/s2,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字.試求: (1)小球在經(jīng)過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí),軌道對小球作用力的大小; (2)如果小球恰能通過第二個(gè)圓形軌道,B

24、、C間距L應(yīng)是多少; (3)在滿足(2)的條件下,如果要使小球不脫離軌道,在第三個(gè)圓形軌道的設(shè)計(jì)中,半徑R3應(yīng)滿足的條件;小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)A的距離.,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,解析：隨著角速度的增大,小物體最先相對于圓盤發(fā)生滑動的位置為轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí),此時(shí)對小物體有mgcos -mgsin =m2r,解得=1.0 rad/s,此為小物體在最低位置與圓盤發(fā)生相對滑動的臨界角速度,故C正確. 答案 C 特別提醒 物體做勻速圓周運(yùn)動,合外力提供向心力,重點(diǎn)是找

25、到向心力的來源,分析出發(fā)生相對滑動的臨界狀態(tài).當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤最低點(diǎn)時(shí),重力沿圓盤面向下的分力和最大靜摩擦力的合力提供向心力,角速度最大,由牛頓第二定律可求出最大角速度.,,物理 專題四：曲線運(yùn)動,C.考法幫考向全掃描,考向1 運(yùn)動的合成與分解 考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題 考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,物理 專題四：曲線運(yùn)動,本專題在高考考綱中的主要考點(diǎn)有運(yùn)動的合成與分解、拋體運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度、勻速圓周運(yùn)動的向心力及離心現(xiàn)象.其中拋體運(yùn)動與圓周運(yùn)動是高考的必考考點(diǎn),拋體運(yùn)動規(guī)律在每年高考中的考查頻率非常高,有時(shí)出現(xiàn)在單一知識點(diǎn)的考查中,有時(shí)出現(xiàn)在勻強(qiáng)電場的偏轉(zhuǎn)

26、問題中,而圓周運(yùn)動往往出現(xiàn)在帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動情境中.高考幾乎每年都會考查平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動的知識點(diǎn),考查的題型以選擇題和計(jì)算題為主.在今后的高考命題中,考查的重點(diǎn)及題型不會有太大的變化.,,,考情揭秘,命題透視:運(yùn)動的合成與分解在考試大綱中是較高的級要求,是高考中每年必考的內(nèi)容,既是重點(diǎn),也是難點(diǎn),可以單獨(dú)命題,也可以與曲線運(yùn)動的速度方向、物體做曲線運(yùn)動的條件等知識點(diǎn)結(jié)合考查,一般命題點(diǎn)是用運(yùn)動的合成與分解的方法解決曲線運(yùn)動問題,當(dāng)然也會與其他知識相結(jié)合進(jìn)行命題.運(yùn)動的合成與分解是曲線運(yùn)動的基礎(chǔ)性知識,是進(jìn)一步學(xué)習(xí)力與運(yùn)動的基礎(chǔ),要求必須掌握有關(guān)的思想方法.,,,考向1 運(yùn)動的合成與

27、分解,示例15物體做曲線運(yùn)動的條件分析2016全國卷,18,6分多選一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動,現(xiàn)對其施加一恒力,且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變,則 A.質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同 B.質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直 C.質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同 D.質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變的,,,考向1 運(yùn)動的合成與分解,,,,考向1 運(yùn)動的合成與分解,示例16運(yùn)動的合成和分解問題2013全國卷,24,13分水平桌面上有兩個(gè)玩具車A和B,兩者用一輕質(zhì)細(xì)橡皮筋相連,在橡皮筋上有一紅色標(biāo)記R.在初始時(shí)橡皮筋處于拉直狀態(tài),A、B和R分別位于直角坐標(biāo)系中的(0,2l)、(0

28、,-l)和(0,0)點(diǎn).已知A從靜止開始沿y軸正向做加速度大小為a的勻加速運(yùn)動;B平行于x軸朝x軸正向勻速運(yùn)動.在兩車此后運(yùn)動的過程中,標(biāo)記R在某時(shí)刻通過點(diǎn)(l,l).假定橡皮筋的伸長是均勻的,求B運(yùn)動速度的大小. 命題立意本題重點(diǎn)考查運(yùn)動的合成和分解,要求學(xué)生能通過建立坐標(biāo)系確定A、B和R間的位置關(guān)系.特別是明確橡皮筋的伸長均勻,使A、B和R間的距離之比不變.,,,考向1 運(yùn)動的合成與分解,,,,考向1 運(yùn)動的合成與分解,,,,考向1 運(yùn)動的合成與分解,命題透視:平拋運(yùn)動既是學(xué)習(xí)的重點(diǎn),又是歷年高考的熱點(diǎn),在考試大綱中為級要求.近幾年的高考,平拋運(yùn)動幾乎每年必考,因?yàn)樗w現(xiàn)了解決曲線運(yùn)動問題

29、的基本方法,也是能力考查的重要途徑.高考中對平拋運(yùn)動命題,有時(shí)結(jié)合牛頓運(yùn)動定律或能量規(guī)律命題,有時(shí)單獨(dú)命題,但單獨(dú)命題時(shí)常常結(jié)合一些約束條件,如斜面、豎直墻壁等,對學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的應(yīng)變能力要求較高.,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,示例17 考查實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動問題2013上海高考,28,8分如圖所示, 研究平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上,利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時(shí)間,底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移.保持水平槽口距底板高度h=0.420 m不變.改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置,測出小球做平拋運(yùn)動的初速度v0、飛行時(shí)間t和水平位移d,記錄在下

30、表中.,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,示例20應(yīng)用平拋運(yùn)動規(guī)律求解實(shí)際問題2014浙江高考,23,16分如圖所示,裝甲車在水平地面上以速度v0=20 m/s沿直線前進(jìn),車上機(jī)槍的槍管水平,距地面高為h=1.8 m.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(shí),機(jī)槍手正對靶射出第一發(fā)子彈,子彈相對于槍口的初速度為v=800 m/s.在

31、子彈射出的同時(shí),裝甲車開始勻減速運(yùn)動,行進(jìn)s=90 m后停下.裝甲車停下后,機(jī)槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈.(不計(jì)空氣阻力,子彈看成質(zhì)點(diǎn),重力加速度g=10 m/s2) (1)求裝甲車勻減速運(yùn)動時(shí)的加速度大小; (2)當(dāng)L=410 m時(shí),求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度,并計(jì)算靶上兩個(gè)彈孔之間的距離; (3)若靶上只有一個(gè)彈孔,求L的范圍.,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向2 平拋運(yùn)動與約束條件問題,命題透視:圓周運(yùn)動是高中物理的重要基礎(chǔ)知識,也是高考熱點(diǎn)考點(diǎn),但單獨(dú)對其考查的試題并不多見,往往與其他知識結(jié)合在一起綜合考查.這就要求學(xué)生善于建立圓

32、周運(yùn)動模型,綜合運(yùn)用相關(guān)知識分析與求解問題.,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,示例21圓周運(yùn)動規(guī)律的理解和應(yīng)用2013江蘇高考,2,3分如圖所示,“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上.不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí),下列說法正確的是 A.A的速度比B的大 B.A與B的向心加速度大小相等 C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等 D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,命題立意本題考查圓周運(yùn)動中向心力來源的分析以及向心力大小與v、、r的關(guān)系.解題時(shí)要注意以下兩點(diǎn): (1)A、B兩個(gè)座椅都繞中

33、心軸做勻速圓周運(yùn)動,角速度相等; (2)纜繩對座椅的拉力和座椅的重力的合力提供座椅做勻速圓周運(yùn)動的向心力. 解析(1)由于小車在水平桌面上運(yùn)動時(shí)必然受到阻力作用,做勻減速直線運(yùn)動,相鄰水滴(時(shí)間間隔相同)的位置間的距離逐漸減小,所以由題圖(b)可知,小車在桌面上是從右向左運(yùn)動的. A、B兩個(gè)座椅都繞中心軸做勻速圓周運(yùn)動,角速度相等,由于B的半徑大,由v=r可知,B的線速度大,選項(xiàng)A錯誤;由a=2r可知,B的向心加速度大,選項(xiàng)B錯誤;由F=m2r可知,B受到的向心力大,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,示例22圓周運(yùn)動條件的分析和求解2016浙江高考,2

34、0,6分多選如圖所示為賽車場的一個(gè)水平“梨形”賽道,兩個(gè)彎道分別為半徑R=90 m的大圓弧和r=40 m的小圓弧,直道與彎道相切.大、小圓弧圓心O、O距離L=100 m.賽車沿彎道路線行駛時(shí),路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍.假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動,在彎道上做勻速圓周運(yùn)動.要使賽車不打滑,繞賽道一圈時(shí)間最短(發(fā)動機(jī)功率足夠大,重力加速度g=10 m/s2,=3.14),則賽車 A.在繞過小圓弧彎道后加速 B.在大圓弧彎道上的速率為45 m/s C.在直道上的加速度大小為5.63 m/s2 D.通過小圓弧彎道的時(shí)間為5.58 s,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,,

35、,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,示例24考查圓周運(yùn)動中的臨界問題2013重慶高考,8,16分如圖所示,半徑為R的半球形陶罐固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上,轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO重合.轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn),一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi),經(jīng)過一段時(shí)間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止,它和O點(diǎn)的連線與OO之間的夾角為60.重力加速度大小為g. (1)若=0,小物塊受到的摩擦力恰好為零,求0; (2)若=(1k)0,且0

36、,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,示例25考查圓周運(yùn)動模型的綜合應(yīng)用2015全國卷,22,6分某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn).所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20 m). 圖(a) 圖(b) 完成下列填空: (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖(a)所示,托盤秤的示數(shù)為1.00 kg; (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí),托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為kg;,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè).此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示: (4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對橋的壓力為N;小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 命題立意本題主要考查設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、玩具小車在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動及其相關(guān)的知識點(diǎn),意在考查學(xué)生綜合運(yùn)動學(xué)相關(guān)知識分析解決問題的能力..,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,,,,考向3 圓周運(yùn)動與約束條件問題,