（浙江版5年高考3年模拟A版）2020年物理总复习专题四曲线运动课件.ppt

专题四曲线运动,高考物理（浙江专用）,考点一曲线运动、运动的合成与分解考向基础一、曲线运动的基本规律物体做曲线运动时在某一点的速度方向为曲线在该点的切线方向,物体做曲线运动的条件是物体所受合外力的方向与物体速度方向不在同一条直线上。,考点清单,二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系,2.运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量,所以合成与分解都遵循平行四边形定则。,考向突破考向一曲线运动1.曲线运动的轨迹分析(1)做曲线运动的物体,所受合外力一定指向曲线的凹侧,曲线运动的轨迹不会出现弯折,只能平滑变化,轨迹总在力与速度的夹角范围内。若已知物体的运动轨迹,可判断出合外力的大致方向;若已知合外力方向和速度方向,可知道物体运动轨迹的大致情况。(2)做曲线运动的物体,其合外力可沿切线方向与垂直切线方向分解,其中沿切线方向的分力只改变速度的大小,而垂直切线方向的分力只改变速度的方向。,2.曲线运动中力的分解方法做曲线运动的物体,其合外力可沿切线方向与垂直切线方向分解,其中沿切线方向的分力只改变速度的大小,而垂直切线方向的分力只改变速度的方向。,例1(2018浙江杭州高一期末,8)如图所示,一辆汽车在公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐增大,下面四幅图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是(),解析做曲线运动的物体,其速度沿轨迹切线方向,合外力指向曲线的凹侧,故A、D错误;由于汽车沿曲线由M向N逆时针加速行驶,故合外力与速度方向的夹角小于90,故B正确,C错误。,答案B,考向二运动的合成与分解合运动的性质和轨迹(1)两个匀速直线运动的合运动为一匀速直线运动,因为a合=0。(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动为一匀变速运动,因为a合=恒量。若二者共线,则为匀变速直线运动,如竖直上抛运动;若二者不共线,则为匀变速曲线运动,如平抛运动。(3)两个匀变速直线运动的合运动为一匀变速运动,因为a合=恒量。若合初速度与合加速度共线,则为匀变速直线运动;若合初速度与合加速度不共线,则为匀变速曲线运动。,例2(2017浙江湖州月考)在河面上方20m的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30,人以恒定的速率v=3m/s拉绳,使小船靠岸,那么()A.5s时绳与水面的夹角为60B.5s内小船前进了15mC.5s时小船的速率为3.75m/sD.5s时小船距离岸边15m,解析由几何关系可知,开始时河面上的绳长为=40m;此时船离岸的距离x1=20m;5s后,绳子向左移动了vt=15m,则河面上绳长为40m-15m=25m;此时,小船离河边的距离x2=m=15m,5s时绳与水面的夹角为,则有:tan=,解得:=53,故A错误,D正确;小船前进的距离x=20m-15m=19.6m,故B错误;船的速度为合速度,由绳收缩的速度及绳摆动的速度合成得出,如图所示:,则由几何关系可知,cos=,则船速v船=v/cos=5m/s,故C错误。故选D。,答案D,考点二平抛运动考向基础一、平抛运动的定义、性质和研究方法1.定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。2.性质:加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。3.研究方法:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。二、平抛运动的基本规律1.水平方向:vx=v0;x=v0t。,2.竖直方向:vy=gt;y=gt2。3.任意时刻的速度:v=,v与v0的夹角为,tan=。4.任意时刻的位移:s=,s与x的夹角为,tan=。,考向突破考向平抛运动1.平抛运动的研究方法(1)如图所示,平抛物体从抛出到任意时刻t,平抛物体速度v与水平方向成v角而位移s与水平方向成s角,速度与位移的方向间的位移关系为:tanv=2tans。,(2)若将任意时刻t的速度反向延长线交于x轴,则交点必在水平位移x的中点。(3)斜面制约下的平抛运动落到斜面上的位移方向已知,与水平方向的夹角总为斜面倾角,则水平方向与竖直方向的关系已知,有tan=;由位移与水平方向的夹角和速度与水平方向的夹角之间的关系tanv=2tans,可知物体落在斜面上时速度方向不变。(4)平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,匀变速直线运动的那些规律性的结论都适用。,2.类平抛运动若一个物体在沿初速度方向上不受力(或受力平衡),而在垂直于初速度的方向上受到非重力的恒力或恒定的重力的分力,那么在初速度方向上就会做匀速直线运动,在垂直于初速度方向上做匀加速直线运动,其运动轨迹仍是抛物线,我们把这类运动称为类平抛运动。,例3(2017浙江桐庐中学月考)如图所示,A、B、C三个相同小球分别从斜面的顶端以不同的速度抛出,其中A、B落到斜面上,C落到水平面上,A、B落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角分别为、,C落到水平面上时速度方向与水平方向的夹角为,则()A.=B.=C.=D.。故选B。,答案B,考点三匀速圆周运动考向基础一、描述圆周运动的物理量1.线速度va.物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。b.方向:质点在圆弧上某点的线速度方向沿该点的切线方向,与过该点的半径方向垂直。c.大小:v=,l是t时间内通过的弧长。2.角速度a.物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢。,b.大小:=,是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度。3.周期T、转速n做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做转速。4.v、T、n的关系T=,=2n,v=r=2nr=r。注意T、n、三个量中任一个确定,其余两个也就确定了。,5.向心加速度a.大小:a=2r=42n2r=r=v。b.方向:总是指向圆心,方向时刻在变化。不论a的大小是否变化,a都是变化的。因此圆周运动一定是变加速运动。6.向心力a.作用效果:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。因此,向心力是变力。b.大小:F=ma=m=m2r=mr=42mn2r=mv。c.方向:总是沿半径指向圆心。向心力是个方向不断变化的力。,二、匀速圆周运动1.在匀速圆周运动中,线速度的大小不变,、T、n都恒定不变,向心加速度的大小不变,向心力就是物体受到的外力的合力。2.质点做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。三、变速圆周运动速度的大小有变化,向心力和向心加速度的大小也随着变化,公式v=r、a=2r、F=ma=m=m2r对变速圆周运动仍然适用,只是利用公式求圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小时,必须用该点的瞬时速度值。,四、圆周运动的实例分析1.水平面内的圆周运动(1)汽车拐弯与转盘上的物体特点:静摩擦力提供向心力,即mgF向=m=m2r。(2)火车拐弯与圆锥摆特点:重力与支持力的合力提供向心力。(火车按设计速度转弯,否则将挤压内轨或外轨)重力与绳拉力的合力提供向心力。(圆锥摆),2.竖直面内的圆周运动(1)汽车过弧形桥特点:重力和桥面的支持力的合力提供向心力。凸形桥:mg-FN=m,FN=mg-m;凹形桥:FN-mg=m,FN=mg+m。(2)水流星、绳球模型、内轨道最高点:当v时,能在竖直面内做圆周运动;当vBC.加速度aA=aBD.周期TA=TB,解析设细线与竖直方向夹角为,悬点到运动平面的距离为h,则细线拉力与小球重力的合力提供向心力,有mgtan=ma=mhtan2=m=mhtan,则a=gtan,=,v=tan,T=2。因为h一定,AvD,所以存在一个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与