（山东专用）2020版高考物理一轮复习 第4章 曲线运动课件

1、第4章 曲线运动 l 考点10 平抛运动 l 考点11 圆周运动与实例分析 l 专题6 离心运动 圆周运动的综合问题与临界问题 l 考点9 运动的合成与分解 考点9 运动的合成与分解 必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 方法1两直线运动的合运动问题 方法2小船渡河问题的分析与求解方法 方法3连结运动的合成与分解方法 考法例析 成就能力 考法1速度的合成与分解 考法2运用运动的合成与分解知识解决实际问题 必备知识 全面把握 u1曲线运动 (1)做曲线运动的条件： 不为零； 不为 零； 不在同一条直线上 (2)曲线运动的速度方向：质点在某一点(或某一时刻)的速 度方向是曲线在这一点的 ，并 质

2、点的运动 方向 初速度合外力 合外力的方向与速度的方向 切线方向指向 u2运动的合成与分解 (1)运动的合成与分解：已知分运动求合运动，叫运动的 已知合运动求 分运动，叫运动的 进行运动的合成和分解的目的是把一些复杂的运动 简化为比较简单的运动，比如把曲线运动简化成直线运动 (2)运动的合成与分解遵循的原则 运动的合成和分解均遵循 ，运动的分解遵循 的 原则 运动的合成与分解实质是 的合成与分解，包括位移、速度、 加速度等矢量. 合成 分解 平行四边形定则正交分解 运动的物理量 划重点划重点 运动合成与分解的特性 (1)等时性：各分运动经历的时间与合运动的时间相等； (2)独立性：一个物体同时

3、参与几个分运动时，各分运动独立进行，不受其他分 运动的影响； (3)等效性：各分运动的叠加与合运动有完全相同的效果 核心方法 重点突破 u方法1两直线运动的合运动问题 上海闸北2018调研(多选)质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x 方向的速度时间图像和y方向的位移时间图像如图所示，下列说法正确的 是() A质点的初速度为5 m/s B质点所受的合外力为3 N，做匀加速曲线运动 C2 s末质点速度大小为6 m/s D2 s内质点的位移大小约为12 m 例例1 例例1 例例2 例例2 突破点突破点 求解小船渡河问题必须明确以下四点： (1)正确区分分运动和合运动，船的航行方向也就是

4、船头指向，是分运动方向， 船的运动方向也就是船的实际运动方向，是合运动方向，一般情况下与船头指向 不一致 (2)运动分解的基本方法，按实际效果分解，一般用平行四边形定则按水流方向 和船头指向分解 (3)渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关，与水流速度无关 (4)求最短渡河位移时，根据船速v船与水流速度v水的大小情况用三角形法则与求 极限的方法处理 例例3 例例3 u考法2运用运动的合成与分解知识解决实际问题 质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保 持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不 含重力)今测得当飞机在水平方向的位移为l

5、时，它的上升高度为h，如图所 示求： (1)飞机受到的升力大小； (2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能 例例2 例例2 考点10平抛运动 必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 方法4平抛运动性质的理解 方法5类平抛运动的处理方法 考法例析 成就能力 考法3平抛运动规律的理解 考法4平抛运动与斜面 考法5平抛运动与圆周 考法6生活中的平抛运动问题 考法7斜抛运动的特点及应用 必备知识全面把握 u1平抛物体的运动 (1)定义：将物体以一定的初速度沿 方向抛出，不考虑空气 阻力，物体只在 作用下所做的运动，叫平抛运动 (2)运动性质：在平抛运动中，物体受到与速度方向

6、成某角度的 重力作用，所以做曲线运动，其轨迹为抛物线因加速度恒 为 ，所以平抛运动是加速度为g的 (3)运动特征：平抛运动是 方向上速度为v0 的和 方向上的加速度为 的自由落体运动的合运动 水平 重力 g匀变速曲线运动 水平匀速直线运动 竖直 g 下落高度h u2平抛运动的规律 (5)速度改变量 因为平抛运动的加速度为重力加速度g，所以做平抛运动的物体在任意相等时间 间隔t内的速度改变量vgt相同，方向恒为竖直向下，如图所示 (6)位移变化规律 任意相等时间间隔t内，水平位移不变，即xv0t. 连续相等时间间隔t内，竖直方向上的位移差不变，即yg(t)2. u3两个重要推论 (1)做平抛(或

7、类平抛)运动的物体，任一时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点， 如图中A点和B点所示 (2)做平抛(或类平抛)运动的物体，在任一时刻任一位置，设其速度方向与水平方向间的夹角为， 位移与水平方向间的夹角为，则tan=2tan u4平抛运动常见模型分析 运动情景物理量分析 u4平抛运动常见模型分析 运动情景物理量分析 u5斜抛运动的求解方法 斜抛运动的处理方法与平抛运动的处理方法相似，不同的是，斜抛物体在竖 直方向上的初速度不为零如图所示，物体被抛出后在水平方向上以水平分速度 v0 x做匀速直线运动；在竖直方向上做初速度为v0y的竖直上抛运动 核心方法重点突破 u方法4平抛运动性质的

8、理解 课标全国201715发球机从同一高度向正前方依次水平射出两 个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)速度较大的球越过球网，速度 较小的球没有越过球网，其原因是() A速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 例例1 例例1 u方法5平抛运动的临界问题 浙江理综201623，16分在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所 示P是一个微粒源， 能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒高度为h的探测屏AB竖直放置，离P 点的水平距离为L，上端

9、A与P点的高度差也为h，重力加速度为g. (1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间； (2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围； (3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系 例例2 例例2 u方法6类平抛运动的处理方法 光滑斜面倾角为，一小球在斜面上沿水平方向以速度v0抛出，抛出点到斜面底端的距 离为L，如图所示，求小球滑到底端时，水平方向的位移s的大小 例例3 例例3 考法例析成就能力 例例1 例例1 例例2 例例2 u考法5平抛运动与圆周 (多选)如图所示，从半径为R1 m的半圆AB上的A点水平抛出一个可视为质点 的小球，经t0.4 s小球落到半圆上，已知当

10、地的重力加速度g10 m/s2，则 小球的初速度v0的大小可能是() A1 m/s B2 m/s C3 m/s D4 m/s 例例2 例例2 例例4 例例4 u考法7斜抛运动的特点及应用 江苏物理20162，3分有A、B两小球，B的质量为A的两倍现将它们以相同 速率沿同一方向抛出，不计空气阻力图中为A的运动轨迹，则B的运动轨迹 是() A B C D 例例5 【解析】 因为A、B两球只在重力作用下做抛体运动，并且初速度相同，故 两球的运动轨迹相同，选项A正确 【答案】A 例例5 考点11圆周运动与实例分析 必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 方法6解圆周运动动力学问题的基本方法 方法7水平

11、(竖直)面内的圆周运动问题 考法例析 成就能力 考法7匀速圆周运动的性质 考法8向心力来源分析 考法9匀速圆周运动实例分析 必备知识全面把握 u1描述圆周运动的物理量 (1)线速度： (2)角速度： 做圆周运动的物体， 的比值叫线速度的大小，即 线速率 .线速度的方向就是圆周上该点的 . 通过的弧长与所用时间 切线方向 轨迹半径经过的角度跟所用时间t rad/s (3)周期T和频率f： (4)转速： 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫转速通常 用n表示，单位是r/min或r/s. 频率和转速对匀速圆周运动来说在意义上是相同的，但频率具有更广泛 的意义，两者的单位也不相同 运动

12、一周所用的时间 转过的圈数 (5)向心加速度： (6)向心力： 线速度方向变化快慢 圆心 正比 反比 沿半径方向 法线方向上 常见的圆锥摆类模型还有：火车转弯、杂技节目“飞车走壁”、飞机在水平面 内盘旋等 (2)水平转台上物体在静摩擦力作用下的匀速圆周运动 水平转台上的物体随转台一起做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，如图乙 所示 特征方程：Ff0mr2mg. 此类模型问题还有以下运动情况 总之，只要达到维持物体做圆周运动效果的力就是向心力 甲 乙 丙 u3匀速圆周运动 (1)定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间内 相等，这 种运动叫匀速圆周运动 (2)做匀速圆周运动的条件：物体做匀速圆周运

13、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 ， 这是物体做匀速圆周运动的条件 (3)运动学特征：线速度 不变，周期恒定，角速度 ，向心加速 度 不变，但 时刻在改变匀速圆周运动不是匀速运动，也不 是匀变速运动，这是圆周运动与平抛运动的区别 通过的弧长 垂直且指向圆心 大小恒定 大小方向 u5变速圆周运动 在变速圆周运动中，合外力不仅大小随时间改变，其方向也不是 始终沿半径指向圆心合外力沿半径方向的分力(或所有外力沿半径 方向的分力的矢量和)提供向心力，使物体产生向心加速度，改变速 度的方向合外力沿圆周切线方向的分力，使物体产生切向加速度， 改变速度的大小 u7离心运动

14、 (1)定义：做圆周运动的物体，在受到的合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的 向心力的情况下，就会逐渐远离圆心的运动叫离心运动 (2)离心运动的应用和防止 应用：利用离心运动制成的离心机械，如：离心干燥器、洗衣机的脱水筒等 防止：汽车、火车转弯处，为防止离心运动造成的危害，一是限定汽车和火车的转弯 速度；二是把路面筑成外高内低的斜坡 核心方法重点突破 u方法7描述圆周运动的物理量关系 浙江选考物理2018年4月4，3分A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周 运动(如图)，在相同时间内，它们通过的路程之比是43，运动方向 改变的角度之比是32，则它们() A线速度大小之比为43 B角速度大小之比为

15、34 C圆周运动的半径之比为21 D向心加速度大小之比为12 例例1 例例1 u方法8解圆周运动动力学问题的基本方法 课标全国201417，6分如图，一质量为M的光滑大圆环， 用一细轻杆固定在竖直面内；套在大环上质量为m的小环(可视为 质点)，从大环的最高处由静止滑下重力加速度大小为g.当小环 滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为() AMg5mg BMgmg CMg5mg DMg10mg 例例1 例例1 u方法9水平(竖直)面内的圆周运动问题 课标全国201321，6分(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图，某 公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路

16、内外两侧滑动 的趋势则在该弯道处() A路面外侧高内侧低 B车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动 C车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小 例例2 例例2 突破点 (1)火车转弯、飞机在空中水平盘旋、开口向上的光滑圆锥体内小球绕竖直轴 线的圆周运动、骑自行车转弯等，都是水平面内的圆周运动，其受力特点是合 力沿水平方向指向轨迹圆心又可分两种情况讨论： 在路面有摩擦(汽车)或轨道能够提供侧压力(火车)的情况下，一般在弯道处 都提示司机注意弯道的设计速度v0，其意义是车辆通过弯道时路面径向摩擦力 或轨道侧压力恰为零时车辆的行驶速

17、率，此时重力与路面(轨道)支持力的合力 沿水平方向，恰好提供车辆做圆周运动所需的向心力 不存在摩擦力或侧压力的情况，如飞机在空中盘旋、开口向上的光滑圆锥体 内小球绕竖直轴线的圆周运动等，物体只受两个力：重力和斜向上的升力(或 支持力)，这两个力的合力沿水平方向，提供物体做圆周运动的向心力 例例2 突破点 (2)竖直面内的圆周运动问题可分为匀速圆周运动和变速圆周运动两种 匀速圆周运动：利用受力分析，建立沿速度方向的平衡方程和沿半径方向的 平衡方程F合man，解方程组得出结论其中F合F向心是关键 变速圆周运动：常见的情况是物体在轨道弹力(或绳、杆的弹力)与重力共同 作用下运动，多数情况下弹力方向与

18、运动方向垂直，只有重力对物体做功使物 体的动能不断变化，因而物体做变速圆周运动 例例2 考法例析成就能力 u考法8匀速圆周运动的性质 辽宁六校2017联考如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a 为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点 在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边 缘上若传动过程中皮带不打滑，则() Aa点和b点的线速度大小相等 Ba点和b点的角速度大小相等 Ca点和d点的向心加速度大小相等 Da点和c点的周期大小相等 例例1 【解析】 【答案】C 例例1 u考法9向心力来源分析 河南南阳一中2018月考如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转 的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对