高考物理一轮基础总复习：曲线运动

曲线运动

[规律要点]1.曲线运动(1)运动条件：合外力与v不共线。(a、v不共线，Δv、v不共线)(2)运动判断高考物理一轮基础总复习2.运动的合成与分解(1)分解原则：根据运动的实际效果分解。位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。(2)合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性。(3)速率变化情况判断：当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大；当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小；当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。3.小船渡河模型渡河船速最小

在水流速度v水和船的航行方向(即v合的方向)一定的前提下，当船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直时，有满足条件的最小船速，即v船min＝v水sinθ4.关联体速度的分解方法(1)合速度方向是物体实际运动方向；(2)分速度方向是沿绳(或杆)方向。根据轻绳(或轻杆)各点速度沿绳(或杆)方向的分量大小相等，即可得到关联体之间的速度关系式。5.平抛运动(1)性质：平抛运动是加速度为g的匀加速曲线运动，其运动轨迹是抛物线。(2)研究方法：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(3)基本规律：如图1所示，物体从O处以水平初速度v0抛出，经时间t到达P点。④与斜面结合的平抛运动，分解速度，如图3甲所示，分解位移，如图3乙所示。圆周运动[规律要点]1.描述圆周运动的物理量及关系(2)传动装置的两种典型模型①同轴传动：绕同一转轴转动的物体上的各点角速度ω相同。②皮带传动：当皮带不打滑时，用皮带连接的两轮边缘上各点的线速度大小相等。3.变速圆周运动第1讲曲线运动·

运动的合成与分解-17-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升物体做曲线运动的条件及轨迹分析1.曲线运动速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的

。

2.曲线运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是

运动。

3.曲线运动的条件:物体所受

的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的

方向与速度方向不在同一条直线上。

切线方向

变速

合外力

加速度

-18-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.下列关于对曲线运动的认识,正确的是(

)A.做曲线运动的物体,速度大小一定发生变化B.做曲线运动的物体,加速度大小一定发生变化C.曲线运动的速度方向一定不断变化,但加速度的大小和方向可能不变D.曲线运动的速度方向一定不断变化,加速度的大小可能不变,但加速度的方向一定不断变化C解析:做曲线运动的物体,速度方向一定不断变化,速度大小不一定发生变化,加速度大小和方向都不一定发生变化。-19-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.如图所示,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮随圆盘一起转动(俯视为逆时针转动)。某段时间圆盘转速不断增大,但橡皮仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是(

)C解析:因为做曲线运动的物体所受的合力要指向轨迹凹侧,圆盘转速不断增大,且橡皮仍相对圆盘静止,故橡皮所受的合力其分力一是指向圆心充当向心力,二是与运动的方向相同改变橡皮的运动速度大小,故C正确。-20-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.无论物体运动的速度大小是否变化,只要物体做曲线运动,那么物体一定是做变速运动。2.无力不弯曲,弯曲必有力。曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧。3.合力方向与速率变化的关系(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大。(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小。(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。-21-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升运动的合成及运动性质分析1.遵循的法则位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循

。

2.合运动与分运动的关系(1)等时性:合运动和分运动经历的

相等,即同时开始、同时进行、同时停止。

(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动

,不受其他运动的影响。

(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的

。

平行四边形定则

时间

独立进行

效果

-22-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.下列说法正确的是(

)A.两个匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线B.两个匀变速直线运动的合运动的轨迹必是直线C.两个匀变速直线运动的合运动的轨迹必是曲线D.一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线A解析:合运动的轨迹是直线还是曲线要看合加速度方向与合初速度方向是否在一条直线上,两个匀变速直线运动的合运动的轨迹可能是直线,也可能是曲线;一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹必是曲线;两个匀速直线运动的合运动由于合加速度为零,所以它的轨迹必是直线。综上所述,选项A正确。-23-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图所示的实线位置,然后滑轮水平向右匀速移动,运动中始终保持悬挂重物的细线竖直,则重物运动的速度(

)

A.大小和方向均不变

B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变

D.大小和方向均改变A解析:滑轮向右运动,使水平部分的细线延长,重物上升,所以重物同时参与了两个分运动,随滑轮向右匀速运动和向上的匀速运动。因此两个方向上的匀速运动合成为重物的运动,也是匀速的,故A正确,B、C、D错误。-24-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.两个分方向上的运动具有等时性,这是处理运动分解问题的切入点。2.判断两个直线运动的合运动轨迹的依据是合初速度方向与合加速度方向是否共线。-25-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升小船过河与速度关联问题1.船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。2.三种速度:船在静水中的速度v1、水流速度v2、船的实际速度v。3.最短时间问题:船头正对河岸时,渡河时间最短,t短=(d为河宽)。-26-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升-27-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.在漂流探险中,探险者驾驶摩托艇想上岸休息。假设江岸是平直的,江水沿江向下游流去,水流速度为v1,摩托艇在静水中的航速为v2,原来地点A离岸边最近处O点的距离为d。若探险者想在最短时间内靠岸,则摩托艇登陆的地点离O点的距离为(

)C-28-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.已知河水的流速为v1,小船在静水中的速度为v2,且v2>v1,下面用小箭头表示小船及船头的指向,则能正确反映小船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景如图所示,依次是(

)

A.①②

B.①⑤

C.④⑤

D.②③C-29-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升解析:船的实际速度是v1和v2的合速度,v1与河岸平行,对渡河时间没有影响,所以v2与河岸垂直即船头指向对岸时,渡河时间最短为tmin=,式中d为河宽,此时合速度与河岸成一定夹角,船的实际路线应为④所示;最短位移即为d,应使合速度垂直河岸,则v2应指向河岸上游,实际路线为⑤所示,综合可得选项C正确。-30-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升3.如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4m/s,则船从A点开出的最小速度为(

)

A.2m/s

B.2.4m/sC.3m/s

D.3.5m/sB解析:如图,当v船⊥v合时,v船最小,v船=v水sin

37°=2.4

m/s。-31-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为FT,则此时(

)A解析:船的速度产生了两个效果,一是滑轮与船间的绳缩短,二是绳绕滑轮顺时针转动,因此将船的速度按照效果方向进行分解,人拉绳行走的速度v人=vcos

θ,A对,B、C错;绳对船的拉力等于人拉绳的力,即绳的拉力大小为FT,与水平方向成θ角,因此FTcos

θ-Ff=ma,解得

,D错误。-32-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.如图所示,一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动,当AB杆和墙的夹角为θ时,杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1,B端沿地面的速度大小为v2。则v1、v2的关系是(

)A.v1=v2B.v1=v2cos

θC.v1=v2tan

θD.v1=v2sin

θC解析:如图所示,轻杆A端下滑速度v1可分解为沿杆方向的速度v1'和垂直于杆方向的速度v1″,B端水平速度v2可分解为沿杆方向的速度v2'和垂直于杆方向的速度v2″,由于沿杆方向的速度相等v1'=v2',由数学知识可知,v1'=v1cos

θ,v2'=v2sin

θ,v1=v2tan

θ。故C项正确。-33-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.“关联速度”特点用绳、杆相牵连的物体,在运动过程中,其两物体的速度通常不同,但物体沿绳或杆方向的速度分量大小相等。2.“关联速度”常用的解题思路和方法先确定合运动的方向(物体实际运动的方向),然后分析这个合运动所产生的实际效果(一方面使绳或杆伸缩的效果;另一方面使绳或杆转动的效果),以确定两个分速度的方向(沿绳或杆方向的分速度和垂直绳或杆方向的分速度,而沿绳或杆方向的分速度大小相同)。3.注意速度分解与力的分解的区别。第2讲平抛运动-35-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升平抛运动的基本规律1.性质加速度为重力加速度g的

运动,运动轨迹是抛物线。

2.基本规律以抛出点为原点,水平方向(初速度v0方向)为x轴,竖直向下方向为y轴,建立平面直角坐标系。(1)水平方向:做

运动,速度vx=

,位移x=

。

(2)竖直方向:做

运动,速度vy=

,位移y=

。

匀变速曲线

匀速直线

v0v0t自由落体

gt-36-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升-37-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升初速度v0初速度v0下落高度h初速度v0下落高度h-38-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升(4)两个重要推论①做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的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)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为α,位移方向与水平方向的夹角为θ,则tan

α=2tan

θ。-39-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.如图所示,将一小铁球从一定高度以垂直于竖直墙面的初速度水平抛出,房间内有水平平行光垂直照射墙面,小铁球运动中在墙面上形成一个竖直向下运动的阴影,则关于此阴影,下列说法正确的是(

)A.做自由落体运动B.做匀速直线运动C.做加速度增大的加速直线运动D.做加速度减小的加速直线运动A解析:平抛运动在竖直方向做自由落体运动,所以在平行水平光照射下,在竖直墙面上的投影也做自由落体运动,A选项正确。-40-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.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。下列说法正确的是(

)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C解析:由题意知,速度大的球先过球网,即同样的时间速度大的球水平位移大,或者同样的水平距离速度大的球用时少,故C正确,A、B、D错误。-41-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.解答平抛运动问题时,最一般的方法是分解,将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解,这样分解的优点是不用分解初速度也不用分解加速度。2.分解后把对曲线运动的求解变成了对直线运动的求解。直线运动的所有规律,对平抛运动的每一分运动一样成立。-42-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升与斜面有关的平抛运动问题1.从斜面上平抛如图甲所示,已知位移方向,分析方法是分解

。

位移

-43-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.对着斜面平抛如图乙所示,已知速度的大小或方向,分析方法是分解

。速度

-44-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.饲养员在池塘边堤坝边缘A处以水平速度v0往鱼池中抛掷鱼饵颗粒。如图所示,堤坝截面倾角为53°,坝顶离水面的高度为5m,g取10m/s2,不计空气阻力(sin53°=0.8,cos53°=0.6),下列说法正确的是(

)

A.若平抛初速度v0=5m/s,则鱼饵颗粒会落在斜面上B.若鱼饵颗粒能落入水中,平抛初速度v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小C.若鱼饵颗粒能落入水中,平抛初速度v0越大,从抛出到落水所用的时间越长D.若鱼饵颗粒不能落入水中,平抛初速度v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小B-45-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升-46-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.如图所示,一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出,经过3s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θ=37°,运动员的质量m=50kg,不计空气阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8;g取10m/s2)。求:(1)A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度大小;(3)运动员从O点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。答案

(1)75m

(2)20m/s

(3)1.5s-47-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升-48-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升分解时应根据试题的已知条件和求解要求,确定是位移分解还是速度分解。当涉及角度时,一定要区分清楚位移角与速度角。理论上任何运动只要运用位移的两个分量方程与速度的两个分量方程,加上速度角与位移角的公式就能求解一切问题。所以平抛运动解题还是很有规律可循的。-49-题组突破强化提升核心剖析归纳提升平抛运动中的临界问题1.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气对乒乓球的作用力,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是(

)D-50-题组突破强化提升核心剖析归纳提升-51-2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,g取10m/s2,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是(

)题组突破强化提升核心剖析归纳提升A-52-题组突破强化提升核心剖析归纳提升分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法,即把要求的物理量设定为极大或极小,让临界问题突现出来,找到产生临界的条件。-53-基础夯实精准归纳题组突破强化提升研究平抛运动1.实验原理图

2.实验目的(1)描出平抛物体的运动轨迹,并验证轨迹是一条抛物线。(2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。-54-基础夯实精准归纳题组突破强化提升-55-基础夯实精准归纳题组突破强化提升5.实验步骤(1)将带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架固定在实验桌上,轨道末端切线水平。(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平方向的x轴。(3)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。(不同的器材方法有所不同)-56-基础夯实精准归纳题组突破强化提升(4)取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹。(5)从曲线上选取六个不同点,测出它们的坐标值。(6)根据坐标,结合公式x=v0t和

求出小球平抛运动的初速度,并计算其平均值。-57-基础夯实精准归纳题组突破强化提升6.数据处理(1)判断曲线是否是抛物线①计算法:将所测量的各个点的x、y坐标分别代入y=ax2中求出常数a,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。②图象法:建立y-x2坐标系,根据所测量各点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,拟合各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a值。(2)求平抛运动的初速度①在平抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个点,测出它们的x、y坐标值。-58-基础夯实精准归纳题组突破强化提升7.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止)。(2)方木板必须处于竖直平面内,要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。(4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。(5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。(6)在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。-59-基础夯实精准归纳题组突破强化提升1.(实验操作与原理)(1)(多选)在做研究平抛运动实验时,下列操作正确的是(

)A.安装有斜槽的木板时,一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直B.斜槽必须光滑C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动水平和竖直分运动的规律(2)在做探究平抛运动在水平方向的运动规律实验时,每次须将小球从轨道同一位置无初速释放,其目的是使小球(

)A.抛出后只受重力

B.抛出后机械能守恒C.抛出后轨迹重合

D.抛出时的速度方向水平答案解析解析关闭(1)做本实验必须使斜槽末端切线水平,使钉有坐标纸的木板竖直,以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴。斜槽没必要光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可。小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下,可保证小球每次飞出的初速度相同。(2)为了让小球所做的平抛运动轨迹重合。答案解析关闭(1)ACD

(2)C-60-基础夯实精准归纳题组突破强化提升2.(实验原理与计算)一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重垂线y方向,未在纸上记下斜槽末端位置,并只描出如图所示的一段平抛轨迹曲线,在曲线上取A,B两点,用刻度尺分别量出到y的距离,AA'=x1,BB'=x2,以及AB的竖直距离h,从而可求出小球抛出的初速度v0为(

)A-61-基础夯实精准归纳题组突破强化提升-62-基础夯实精准归纳题组突破强化提升3.(实验装置与操作)在研究平抛运动实验中,

(1)图甲是横挡条卡住平拋小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的

(选填“球心”“球的上端”或“球的下端”)。在此实验中,下列说法正确的是(

)(多选)

A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定-63-基础夯实精准归纳题组突破强化提升(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是(

)A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平-64-基础夯实精准归纳题组突破强化提升(3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是(

)答案

(1)球的上端

BD

(2)C

(3)B-65-基础夯实精准归纳题组突破强化提升解析

(1)在平抛运动实验中,用铅笔标注了小球最高点,为得到更为准确的实验数据,需要将坐标原点选择在小球的上端才能保证一致。在实际的实验中,斜槽轨道很难做到光滑,而且即便斜槽粗糙,只要保证小球从同一高度下落,那么小球做平抛运动的初速度就相同,对实验的测量并无影响,故A项错误;记录的点更多些可以得到更为精确的平抛运动曲线,故B项正确;最终画出的光滑曲线并不是将所有点连接起来而得到的,而是根据点的分布拟合出一条曲线,使分布在曲线两侧的点的数量大致相等,故C项错误;y轴必须是竖直方向,故其方向需要使用重垂线来确定,故D项正确。-66-基础夯实精准归纳题组突破强化提升(2)仅根据一次实验中小球的运动轨迹无法判断小球在释放时是否具有初速度,因其无论是否具有初速度,在离开斜槽后都会做一个具有类似轨迹的运动,故A项错误。仅根据一次实验中小球的运动轨迹也无法判断释放小球的初始位置是否不同,在不同位置释放均可以做有类似轨迹的运动,故B项错误。根据小球的运动轨迹可以看出,它做的不是平抛运动而是斜上抛运动,这说明小球离开斜槽时的速度并非沿水平方向,而是斜向上的,因此可以得出斜槽末端切线不水平的结论,故C项正确。-67-基础夯实精准归纳题组突破强化提升(3)欲用稳定的细水柱显示平抛运动的轨迹,则出水管必须具有恒定的出水速度。随着水不断流出,出水管上端口的压强会减小,水流速度会变慢,这无法满足要求,故A项错误。当竖直管连接外界空气与水,这使得竖直管在水面下的出口处有恒定的大气压强,那么出水管上端口的压强就会与竖直管上端口产生一个恒定的压强差,可以保证水流速度恒定,故B项正确。瓶中上部空气压强与大气压强相等,但当液面下降时,出水管上端口压强仍然会下降,导致水流速度变慢,故C项错误。第3讲圆周运动-69-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升圆周运动中的基本概念

-70-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升向心加速度

ωr2πrfmω2r-71-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4m/s,转动周期为2s,则下列计算错误的是(

)A.角速度为0.5rad/sB.转速为0.5r/sC.轨迹半径为D.加速度大小为4π

m/s2A-72-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.如图所示,自行车后架上装有车头灯供电的小发电机,小发电机的上端有一个摩擦小轮。行驶过程中,当需要小发电机向车头灯供电时,摩擦小轮压紧车轮,如图所示,此时摩擦小轮在自行车车轮摩擦力的作用下转动,发电机发电,已知此时摩擦小轮与自行车车轮之间不打滑,则(

)

A.车轮转动角速度大于大齿轮转动角速度B.车轮边缘的线速度等于小齿轮边缘的线速度C.摩擦小轮转动角速度小于小齿轮转动角速度D.摩擦小轮边缘的线速度小于大齿轮边缘的线速度答案解析解析关闭大齿轮边缘线速度和小齿轮边缘线速度大小相等,所以大齿轮角速度小于小齿轮的角速度,小齿轮和车轮角速度相等,所以小齿轮边缘的线速度小于车轮边缘的线速度,车轮边缘的线速度和摩擦小轮边缘线速度相等,因此摩擦小轮的角速度大于车轮的角速度,因此A对,B、C、D不对。答案解析关闭A-73-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.高中阶段所接触的传动主要有:(1)皮带传动(线速度大小相等);(2)同轴传动(角速度相等);(3)齿轮传动(线速度大小相等);(4)摩擦传动(线速度大小相等)。2.传动装置的特点(1)同轴传动:固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同;(2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动:皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。3.在讨论v、ω、r之间的关系时,应运用控制变量法。-74-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升圆周运动中的动力学分析1.匀速圆周运动(1)定义:线速度

的圆周运动。

(2)性质:向心加速度大小

,方向总是

的变加速曲线运动。

(3)质点做匀速圆周运动的条件:合力

不变,方向始终与速度方向

且指向圆心。

(4)匀速圆周运动的条件:当物体所受的合外力(大小恒定)始终与速度方向垂直时,物体做

运动,此时向心力

由

提供。

大小不变

不变

指向圆心

大小

垂直

匀速圆周

物体所受合外力

-75-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.向心力(1)向心力的来源:向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。(2)向心力的确定①确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置。②分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力,就是向心力。mω2r4π2mrf2-76-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.如图所示,洗衣机脱水筒在转动时,衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服(

)A.受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用B.所需的向心力由重力提供C.所需的向心力由弹力提供D.转速越快,弹力越大,摩擦力也越大C解析:衣服只受重力、弹力和静摩擦力三个力作用,A错;衣服做圆周运动的向心力为它所受到的合力,由于重力与静摩擦力平衡,故弹力提供向心力,即FN=mrω2,转速越大,FN越大,C对,B、D错。-77-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.如图所示,轮子的半径均为R=0.20m,且均由电动机驱动以角速度ω=8.0rad/s逆时针匀速转动,轮子的转动轴在同一水平面上,轴心相距d=1.6m。现将一块均匀木板轻轻地平放在轮子上,开始时木板的重心恰好在O2轮的正上方,已知木板的长度L>2d,木板与轮子间的动摩擦因数均为μ=0.16,则木板的重心恰好运动到O1轮正上方所需要的时间是(g取10m/s2)(

)A.1s

B.0.5sC.1.5s

D.条件不足,无法判断C-78-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升-79-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意,确定研究对象。明确物体做圆周运动的平面是至关重要的一环;(2)分析物体的线速度是否变化、轨道平面、圆心位置、半径大小等;(3)分析物体的受力情况,画出受力分析图,确定向心力的来源;(4)根据牛顿运动定律及向心力公式列方程。2.常见的三种临界情况(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是弹力为零。(2)两物体相接触相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值。(3)绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是FT=0。-80-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升竖直面内圆周运动的临界问题1.在竖直平面内做圆周运动的物体,按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类:一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等),称为“绳(环)约束模型”,二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等),称为“杆(管)约束模型”。-81-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.绳、杆模型涉及的临界问题

0-82-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升支持

-83-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升1.长度为1m的轻杆OA的A端有一质量为2kg的小球,以O点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为3m/s,g取10m/s2,则此时小球将(

)A.受到18N的拉力B.受到38N的支持力C.受到2N的拉力D.受到2N的支持力D-84-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升2.某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。-85-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为

kg;

(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为

N;小车通过最低点时的速度大小为

m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,计算结果保留2位有效数字)

-86-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升答案

(2)1.40

(4)7.9

1.4-87-基础夯实精准归纳题组突破强化提升核心剖析归纳提升竖直面内圆周运动类问题的解题技巧1.定模型:首先判断是绳模型还是杆模型,两种模型过最高点的临界条件不同。2.确定临界点:抓住绳模型中最高点

及杆模型中v≥0这两个临界条件。3.研究状态:通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况。4.受力分析:对物体在最高点或最低点时进行受力分析,根据牛顿第二定律列出方程。5.过程分析:应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程。

[基础训练]1.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。如图所示，分别画出汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为可能正确的是(

)解析曲线运动中速度沿切线方向，物体所受合力指向运动轨迹的凹侧，速度减小说明合力的切向分力与速度方向相反，综合可得B正确。答案

B2.(多选)一物体在xOy平面内从坐标原点开始运动，沿x轴和y轴方向运动的速度随时间变化的图象分别如图甲、乙所示，则物体在0～t0时间内(

)A.做匀变速运动