江口中学高三物理第二轮专题复习动力学之曲线运动(课件)

动力学之曲线运动1．平抛运动(1)当物体

且仅

的运动，被称为平抛运动．其轨迹为抛物线，性质为

运动．(2)平抛运动可分解为水平方向的

和竖直方向的

运动．(3)广义地说，当物体所受的合外力

且与初速度方向

时，做类平抛运动．初速度水平受重力作用时匀变速曲线匀速运动自由落体恒定垂直专题一知识方法聚焦主干提炼2．匀速圆周运动(1)匀速圆周运动的特点匀速圆周运动是变速运动(

时刻在变)，而且是变加速运动(

时刻在变)．(2)描述匀速圆周运动的物理量描述匀速圆周运动的物理量有线速度v、角速度ω、周期T、频率f、转速n、向心加速度a等．它们的表达式分别为：

；它们之间的关系是:.速度方向加速度方向

知识方法聚焦专题一3．向心力和向心加速度(牛顿第二定律在圆周运动中的应用)(1)做匀速圆周运动的物体所受的合力为向心力．“向心力”是一种效果力．任何一个力，或者几个力的合力，或者某一个力的某个分力，只要其效果是使物体做匀速圆周运动的，都可以作为向心力．(2)一般地说，当做圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，其沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小；其沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的大小，不改变速度的方向．知识方法聚焦专题一

知识方法聚焦专题一

知识方法聚焦专题一(2)将中心星球看做均匀球体，有M＝

，可得中心星球的平均密度ρ＝

；如果环绕星球离中心星球表面很近，即满足r≈R，那么中心星球的平均密度ρ＝

.

知识方法聚焦专题一1．物体做曲线运动的条件、特点及研究方法有哪些？提示：(1)物体做曲线运动的条件：物体所受合外力(或加速度)的方向与物体的速度方向不在同一条直线上。(2)曲线运动的特点：①运动质点在某一点的瞬时速度方向，就是通过这一点的曲线的切线方向．②曲线运动是变速运动，这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的．③做曲线运动的质点，其所受的合外力一定不为零，一定具

有加速度．要点探究专题一(3)曲线运动的研究方法——运动的合成与分解①分运动的独立性(不因为另一个分运动的存在与否而改变运动的规律)②运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系，不能并存)；③运动的等时性(各分运动与合运动具有等时性)；④运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定则)．要点探究专题一2．我们在高中阶段遇到的圆周运动主要有哪几种类型？提示：(1)天体(包括人造天体)在万有引力作用下的运动．(2)核外电子在库仑力作用下绕原子核的运动．(3)带电粒子在垂直于匀强磁场的平面里在洛伦兹力作用下的运动．(4)在合外力作用下质点的圆运动．3．研究圆周运动的基本方法是什么？提示：研究匀速圆周运动的基本方法是利用牛顿定律，而研究非匀速圆周运动的问题一般是牛顿定律与功能关系、能量守恒的综合．要点探究专题一易错点1.误认为“船渡河过程中水流速度突然变大了，会影响渡河时间”．分析：(1)由合运动和分运动的等时性可知渡河时间取决于河宽与垂直河岸的分速度，与水流速度无关．(2)水流的速度变大，不影响船渡河的时间，但影响船到达对岸的地点，使船渡河过程位移变大．易错易混专题一易错点2.误将“绳牵引船的速度”当做合速度进行分解分析：例如图1所示的问题，一人站在岸上，利用绳和定滑轮，拉船靠岸，在某一时刻绳的速度为v，绳AO段与水平面夹角为θ，不计摩擦和滑轮的质量，则此时小船的水平速度多大？有些同学错误地将绳的速度按如图2所示的方法分解，得vA即为船的水平速度，vA＝v·cosθ.实际上船是在做平动，每一时刻船上各点都有相同的水平速度．而AO绳上各点运动比较复杂，既有平动又有转动．以连接船上的A点来说，它有沿绳的平动分速度v，也有与v垂直的法向速度vn，即转动分速度，如图3所示，A点的合速度vA即为两个分速度的合速度，也就是船的平动速度，vA＝v/cosθ.易错易混专题一

易错易混专题一

易错易混专题一易错点5.混淆速度变化引起变轨与变轨引起速度变化的区别．分析：(1)速度变化引起变轨与变轨引起速度变化的问题，两种分析方法截然不同．(2)在轨运行的卫星由于速度变化，使得所需的向心力大于或小于外界提供的向心力，发生变轨，若速度变大，卫星所需的向心力大于外界提供的向心力，卫星将做离心运动．(3)卫星变轨时引力要做功引起势能变化，从而引起速度变化，如卫星做离心运动时，引力做负功势能增加，卫星速度减小．易错易混专题一典型例题分析专题一力与运动轨迹做曲线运动的物体特点：1.其受合外力与速度不在同一直线上2.合外力指向轨迹的内侧，即轨迹向力的方向弯曲专题一【例1】一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）A．

B．

C．

D．D外力指向轨迹的内侧轨迹向外力的方向弯曲专题一专题一【变式1】（双选）一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，下面判断正确的是(

)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方向先加速后减速速度的合成与分解1.速度的合成与分解满足平行四边形定则。2.两个分运动具有独立性专题一专题一【例2】如图所示,一玻璃筒中注满清水,水中放一软木做成的小圆柱体R（圆柱体的直径略小于玻璃管的直径,轻重大小适宜,使它在水中能匀速上浮）.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧（图甲）.现将玻璃筒倒置（图乙）,在软木塞上升的同时,将玻璃管水平向右加速移动,观察木塞的运动.将会看到它斜向右上方运动.经过一段时间,玻璃管移至图丙中虚线所示位置,软木塞恰好运动到玻璃管的顶端.在下面四个图中,能正确反映软木塞运动轨迹的是

（

）C【变式2-1】如图，人沿平直的河岸以速度

行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为

，船的速率为(

)(A)(B)(C)

(D)专题一C

HLv专题一平抛运动专题一【变式3-1】农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如上图所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是()A．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些B．谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动C．谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同D．M处是谷种，N处为瘪谷【变式3-2】（2012新课标,双选）如图．x轴在水平地面内．y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（）A．a的飞行时间比b的长

B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小

D．b的初速度比c的大专题一平抛运动计算题

速度分解图与位移分解图V0V0VyVθyxα专题一已知任意两个物理量可求另外两个物理【例4】如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从Ｏ点水平飞出，经过3.0ｓ落到斜坡上的Ａ点。已知Ｏ点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角

＝37°，运动员的质量m=50kg.不计空气阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2）求：（1）求A点与O点的距离L；（2）运动员离开0点时的速度大小；（3）运动员落到A点时的动能。xy

专题一

专题一

专题一

专题一

fmg

专题一圆周运动【例5】一长l＝0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m＝0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H＝1.00m．开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图8所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g＝10m/s2.求:(1)当小球运动到B点时的速度大小；(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点,求C点与B点之间的水平距离；(3)若OP＝0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．专题一

x

r＝l－OP

【变式5-1】（2009年广东物理）（1）为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施了投弹爆破，飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。（不计空气阻力）（2）如图17所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求①当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；②当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。

mgNf

HR

[变4-4]为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图示。一个小物块以初速度v0=4.0m/s，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50（g取10m/s2，sin37°=0.60,cos37°=0.80）求：（1）小物块的抛出点和A点的高度差；（2）要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件；（3）为

了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道

的半径应该满足什么条件。

mgmgNf

h

从抛出到滑到圆周最高点的过程，由动能定理得：

小物块不离开轨道，能够滑回倾斜轨道AB.

从抛出到最高点

B【综合应用】(15分)如图7所示，一粗糙斜面AB与圆心角为37°的光滑圆弧BC相切，经过C点的切线方向水平．已知圆弧的半径为R＝1.25m，斜面AB的长度为L＝1m．质量为m＝1kg的小物块(可视为质点)在水平外力F＝1N作用下，从斜面顶端A点处由静止开始，沿斜面向下运动，当到达B点时撤去外力，物块沿圆弧滑至C点抛出，若落地点E与C点间的水平距离为x＝1.2m，C点距离地面高度为h＝0.8m．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)求：(1)物块经C点时对圆弧面的压力；(2)物块滑至B点时的速度；(3)物块与斜面间的动摩擦因数．

vCmgFNR

mgFNfxyFBAL

万有引力与航天线速度

角速度

加速度

周期

【变式6-1】（2013届广东省六校高三第三次联考16）a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星。其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上。某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图示。下列说法中正确的是（

）A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c存在在P点相撞危险【变式6-2】（2013全国新课标理综1第20题）2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，下面说法正确的是()A.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C.如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用

飞船

登陆舱

[变6-4]2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有()A、在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B、在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C、在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期D、在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度A→B机械能守恒重力势能减小动能增大

卫星变轨在I减速进入II（近心运动）

I、II轨道经A点时引力相同

[变6-5].图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是（）A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力A错误小于第一宇宙速度B错误

C正确

D错误嫦娥一号被月球捕获，月球的引力大【变式6-6】