《精品讲义物理人教版高一必修2曲线运动.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品讲义物理人教版高一必修2曲线运动.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、曲线运动复习讲义一、曲线运动的根本概念中几个关键问题1. 曲线运动的速度方向：曲线切线的方向。 曲线运动的性质：曲线运动确定是变速运动，即曲线运动的加速度a0。 物体做曲线运动的条件：物体所受合外力方向与它的速度方向不在同始终线上。 做曲线运动的物体所受合外力的方向指向曲线弯曲的一侧。2、运动的性质与轨迹物体运动的性质由加速度确定（加速度为零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时物体做匀变速运动；加速度变更时物体做变加速运动）。物体运动的轨迹（直线还是曲线）则由物体的速度与加速度的方向关系确定（速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动；速度与加速度方向成角度时物体做曲线运动）。常见的类型有
2、：（1）a=0：匀速直线运动或静止。（2）a恒定：性质为匀变速运动，分为： v、a同向，匀加速直线运动；v、a反向，匀减速直线运动；v、a成角度，匀变速曲线运动（轨迹在v、a之间，与速度v的方向相切，方向渐渐向a的方向接近，但不行能到达。）（3）a变更：性质为变加速运动。如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变更。二、运动的合成与分解合成与分解的根本概念。(1)合运动与分运动的关系：分运动具有独立性。分运动与合运动具有等时性。分运动与合运动具有等效性。合运动运动通常就是我们所视察到的实际运动。(2)运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解，遵循平行四边形定则。（3）分类两个匀速直线运动
3、的合运动确定是匀速直线运动。一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动照旧是匀变速运动，当两者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动。两个匀变速直线运动的合运动确定是匀变速运动，若合初速度方向与合加速度方向在同一条直线上时，则是直线运动，若合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上时，则是曲线运动。两类模型船过河模型（1）处理方法：轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题，小船在有确定流速的水中过河时，事实上参加了两个方向的分运动，即随水流的运动（水冲船的运动）与船相对水的运动（即在静水中的船的运动），船的实际运动是合运动。V水v船v2v1v水v船v1渡河时间最少：在河宽、船速确定时，在
4、一般状况下，渡河时间，明显，当时，即船头的指向与河岸垂直，渡河时间最小为，合运动沿v的方向进展。2位移最小若v水vABEv船结论船头偏向上游，使得合速度垂直于河岸，位移为河宽，偏离上游的角度为若，则不管船的航向如何，总是被水冲向下游，怎样才能使漂下的间隔 最短呢？如图所示，设船头v船与河岸成角。合速度v与河岸成角。可以看出：角越大，船漂下的间隔 x越短，那么，在什么条件下角最大呢？以v水的矢尖为圆心，v船为半径画圆，当v与圆相切时，角最大，依据船头与河岸的夹角应为，船沿河漂下的最短间隔 为：此时渡河的最短位移：绳端问题如图所示，人用绳子通过定滑轮以不变的速度拉程度面上的物体A，当绳与程度方向成
5、角时，求物体A的速度。本题的关键是正确地确定物体A的两个分运动。物体A的运动（即绳的末端的运动）可看作两个分运动的合成：一是沿绳的方向被牵引，绳长缩短。绳长缩短的速度即等于；二是随着绳以定滑轮为圆心的摇摆，它不变更绳长，只变更角度的值。这样就可以将按图示方向进展分解。所以及事实上就是的两个分速度，如图所示，由此可得【例题】如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车m沿斜面上升问：当滑轮右侧的绳与竖直方向成角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为多少？【例题】一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，如图所示，设汽车与重物的速度的大小分别为，则（ ）A、 B、 C、 D、重物B的速度渐渐增大练习AB
6、ab【例题】如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时，突然使它所受力反向，大小不变，即由变为。在此力的作用下，物体以后的运动状况，下列说法正确的是（）A物体不行能沿曲线a运动 B物体不行能沿直线b运动C物体不行能沿曲线c运动 D物体不行能沿原曲线由返回A【例题】质量为m的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力F1时，物体可能做( )A匀加速直线运动； B匀减速直线运动；C匀变速曲线运动； D变加速曲线运动【例题】质点仅在恒力F的作用下，由O点运动到A点的轨迹如图所示，在A点时速度的方向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿（ ）Ax轴正方向 Bx轴负方向 Cy轴正方向 D
7、y轴负方向【例题】关于运动的性质，下列说法中正确的是（）A曲线运动确定是变速运动B曲线运动确定是变加速运动C圆周运动确定是匀变速运动D变力作用下的物体确定做曲线运动【例题】物体做曲线运动时，其加速度（ ）A确定不等于零 B确定不变 C确定变更 D可能不变【例题】如图所示，A、B为两游泳运发动隔着水流湍急的河流站在两岸边，A在较下游的位置，且A的游泳成果比B好，现让两人同时下水游泳，要求两人尽快在河中相遇，试问应承受下列哪种方法才能实现？（ ）AA、B均向对方游（即沿虚线方向）而不考虑水流作用BB沿虚线向A游且A沿虚线偏向上游方向游CA沿虚线向B游且B沿虚线偏向上游方向游D都应沿虚线偏向下游方向
8、，且B比A更偏向下游XYO【例题】一质点在xOy平面内从O点开场运动的轨迹如图所示，则质点的速度（ ）A若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速【例题】关于运动的合成，下列说法中正确的是（）A 合运动的速度确定比每一个分运动的速度大B两个匀速直线运动的合运动不愿定是匀速直线运动C两个匀变速直线运动的合运动不愿定是匀变速直线运动D合运动的两个分运动的时间不愿定相等平抛运动1运动性质 a)程度方向：以初速度v0做匀速直线运动 b)竖直方向：以加速度a=g做初速度为零的匀变速直线运动
9、，即自由落体运动 c)在程度方向与竖直方向的两个分运动同时存在，互不影响，具有独立性 d)合运动是匀变速曲线运动2平抛运动的规律 以抛出点为坐标原点，以初速度v0方向为x正方向，竖直向下为y 正方向，如右图所示，则有：分速度 合速度分位移合位移 留意：合位移方向与合速度方向不一样。3平抛运动的特点 a)平抛运动是匀变速曲线运动，故相等的时间内速度的变更量相等由v=gt，速度的变更必沿竖直方向，如下图所示 随意两时刻的速度，画到一点上时，其末端连线必沿竖直方向，且都与v构成直角三角形 b)物体由确定高度做平抛运动，其运动时间由下落高度确定，与初速度无关由公式。可得 ,落地点距抛出点的程度间隔 由
10、程度速度与下落时间共同确定。4平抛运动中几个有用的结论平抛运动中以抛出点0为坐标原点的坐标系中任一点P(x、y )的速度方向与竖直方向的夹角为，则；其速度的反向延长线交于x轴的处。证明：斜面上的平抛问题：5、类平抛运动（1）有时物体的运动与平抛运动很相像，也是在某方向物体做匀速直线运动，另一垂直方向做初速度为零的匀加速直线运动。对这种运动，像平抛又不是平抛，通常称作类平抛运动。2、类平抛运动的受力特点：物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直。3、类平抛运动的处理方法：在初速度方向做匀速直线运动，在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度。处理时与平抛运动类似，但要分析清晰其加速度的大小
11、与方向如何，分别运用两个分运动的直线规律来处理。【例题】如图所示，某滑板爱好者在离地h= 1.8 m高的平台上滑行，程度分开A点后落在程度地面的B点，其程度位移= 3 m。着地时由于存在能量损失，着地后速度变为v=4 m/s，并以此为初速沿程度地面滑行=8 m后停顿，已知人与滑板的总质量m=60 kg。求：（1）人与滑板分开平台时的程度初速度。（2）人与滑板在程度地面滑行时受到的平均阻力大小。（空气阻力无视不计，g取10)【例题】如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运发动站在网前3m处正对球网跳起将球程度击出。(1)若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求程度击球的速度范围
12、；(2)当击球点的高度为何值时，无论程度击球的速度多大，球不是触网就是越界？【例题】在倾角为的斜面顶端A处以速度程度抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，求(1)小球从A运动到B处所需的时间与位移。(2) 从抛出开场计时，经过多长时间小球离斜面的间隔 到达最大？【例题】如图所示，有一个很深的竖直井，井的横截面为一个圆，半径为，且井壁光滑，有一个小球从井口的一侧以程度速度抛出与井壁发生碰撞，撞后以原速率被反弹，求小球与井壁发生第次碰撞处的深度。【随堂练习】一选择题1关于平抛运动，下面的几种说法中正确的是（ ）A平抛运动是一种不受任何外力作用的运动B平抛运动是曲线运动，它的速度方向不
13、断变更，不行能是匀变速运动C平抛运动可以分解为程度方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动D平抛运动物体在空中运动的时间与初速度大小无关，而落地时的程度位移与抛出点的高度有关2以速度程度抛出一物体，当其竖直分位移与程度分位移大小相等时，此物体的（）A竖直分速度等于程度分速度B瞬时速度为C运动时间为D运动的位移大小是3枪管AB对准小球C，ABC在同一程度线上，已知当子弹射出枪口B时，C球自由落下若C落下时被击中，则子弹分开枪口时的速度为（取）A B C D4一架飞机以的速度在高空某一程度面上做匀速直线飞行相隔先后从飞机上落下MN两物体不计空气阻力，在运动过程中它们的位置关系是（ ）AM在N前
14、BM在N后CM在N正下方，保持的间隔 DM在N正下方，间隔 随时间增大5确定平抛运动物体飞行时间的因素是（ ）A初速度B抛出时的高度C抛出时的高度与初速度D以上均不对6物体在平抛运动过程中，在相等的时间内下列哪个量是相等的（ ）A位移 B加速度 C平均速度 D速度的增量7如图所示，在向右匀速行驶的火车中，向后程度抛出一物体，站在地面上的人看来，该物体的运动轨迹可能是图中的（ ）8如图所示，相对的两个斜面，倾角分别为与，在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左向右程度抛出，小球都落在斜面上若不计空气阻力，则AB两个小球运动时间之比为（ ）A B C D二填空题1如图所示是一小环做平抛运动的闪光
15、照片的一局部，其中A、B、C是小球在不同时刻在照片上的位置图中背景方格的边长均为，假设取，则小球的初速度_.2如图所示，A、B两块竖直放置的薄纸片，子弹以程度初速度穿过A后再穿过B，在两块纸片上穿的两个洞高度差为，A、B间间隔 为L，则子弹的初速度是_3如图倾角为的斜面长为L，在顶端A点程度抛出一石子，它刚好落在这个斜面底端B点，则抛出石子的初速度_三计算题1以的速度程度射出一粒子弹，分别计算射击程度间隔 为与的目的时，弹着点与瞄准点的高度差（）2如图所示，小球从离地高离竖直墙程度间隔 处，以的初速度向墙程度抛出不计空气阻力，则小球碰墙点离地面高度是多少m？若要使小球不遇到墙，则它的初速度应满
16、意什么条件？（） 圆周运动1根本公式及概念1）向心力： 定义：做圆周运动的物体所受的指向圆心的力，是效果力。方向：向心力总是沿半径指向圆心，大小保持不变，是变力。匀速圆周运动的向心力，就是物体所受的合外力。向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，这是物体做匀速圆周运动的条件。变速圆周运动：在变速圆周运动中，合外力不仅大小随时间变更，其方向也不沿半径指向圆心合外力沿半径方向的分力(或全部外力沿半径方向的分力的矢量与)供应向心力，使物体产生向心加速度，变更速
17、度的方向合外力沿轨道切线方向的分力，使物体产生切向加速度，变更速度的大小。2）运动参量：线速度： 角速度：周期(T) 频率(f) 向心加速度：向心力：2竖直平面内的圆周运动问题的分析方法竖直平面内的圆周运动，是典型的变速圆周运动，对于物体在竖直平面内做变速圆周运动的问题，中学物理中只探讨物体通过最高点与最低点的状况。在最高点与最低点，合外力就是向心力。（1）如右图所示为没有物体支撑的小球，在竖直平面内做圆周运动过最高点的状况： 临界条件：小球达最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好等于零，小球的重力供应其做圆周运动的向心力。即 式中的v0小球通过最高点的最小速度，通常叫临界速度 能过最高点的条
18、件：vv0，此时绳对球产生拉力F 不能过最高点的条件：vv0，事实上球还没有到最高点就脱离了轨道。（2）有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动的状况： 临界条件：由于硬杆与管壁的支撑作用，小球恰能到达最高点的临界速度v00 右图中(a)所示的小球过最高点时，轻杆对小球的弹力的状况： 当0v时，杆对小球有指向圆心的拉力，其大小随速度的增大而增大 右图(b)所示的小球过最高点时，光滑硬管对小球的弹力状况与硬杆对小球的弹力类似。练习程度面上的匀速圆周运动【例题】如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）A、物体所受弹力增大，摩擦力
19、也增大了B、物体所受弹力增大，摩擦力减小了abC、物体所受弹力与摩擦力都减小了 D、物体所受弹力增大，摩擦力不变【例题】如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆桶形构造的内壁上奔驰,做匀速圆周运动.图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进展表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是（ ）A在a轨道上运动时角速度较大 B在a轨道上运动时线速度较大C在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大D在a轨道上运动时摩托车与运发动所受的向心力较大【例题】如图所示，两根细线把两个一样的小球悬于同一点，并使两球在同一程度面内做匀速圆周运动，其中小球1的
20、转动半径较大，则两小球转动的角速度大小关系为1_2，两根线中拉力大小关系为T1_T2，（填“”“”或“=”) LO【例题】长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在程度面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角是时，求：（1）线的拉力F；（2）小球运动的线速度的大小；（3）小球运动的角速度及周期。【例题】如图所示，在光滑的圆锥顶端，用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球，圆锥顶角为2=74。求：（1）当小球=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力。（2）当小球以=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细
21、绳上的拉力。AB300450C【例题】如图所示，质量为m=0.1kg的小球与A、B两根细绳相连，两绳固定在细杆的A、B两点，其中A绳长LA=2m，当两绳都拉直时，A、B两绳与细杆的夹角1=30，2=45，g=10m/s2求：（1）当细杆转动的角速度在什么范围内，A、B两绳始终张紧？（2）当=3rad/s时，A、B两绳的拉力分别为多大？AO【例题】如图所示，用细绳一端系着的质量为M=0.6kg的物体A静止在程度转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B，A的重心到O点的间隔 为0.2m若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角
22、速度的取值范围（取g=10m/s2）ABO【例题】如图所示，程度转台上放有质量均为m的两小物块A、B，A离转轴间隔 为L，A、B间用长为L的细线相连，开场时A、B与轴心在同始终线上，线被拉直，A、B与程度转台间最大静摩擦力均为重力的倍，当转台的角速度到达多大时线上出现张力？当转台的角速度到达多大时A物块开场滑动？ABO【例题】如图所示，质量相等的小球A、B分别固定在轻杆OB的中点及端点，当杆在光滑程度面上绕O点匀速转动时，求杆的OA段及AB段对球的拉力之比？竖直平面内的圆周运动【例题】如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C
23、时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg求A、B两球落地点间的间隔 COBADdLOmBCA【例题】小球A用不行伸长的细绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B，OB=d，初始时小球A与O同程度面无初速度释放，绳长为L，为使小球能绕B点做完好的圆周运动，如图所示。试求d的取值范围。【例题】AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与程度直轨相切，如图所示。一小球自A点起由静止开场沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦。求：小球运动到B点时的动能；小球下滑到距程度轨道的高度为R/2时速度的大小与方向；小球经过圆弧轨道的B点与程度轨道
24、的C点时，所受轨道支持力NB、NC各是多大？ABCv0R【例题】如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的程度地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在程度地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最终小球落在C点。求A、C间的间隔 （取重力加速度g=10m/s2）。BA【例题】一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）在圆管中有两个直径与细管内径一样的小球（可视为质点）A球的质量为m1，B球的质量为m2它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应满意的关系式是_第 15 页