新教材2024年高中物理第1章抛体运动章末综合提升教师用书粤教版必修第二册

第1章抛体运动主题1曲线运动及其探讨方法1．曲线运动的特点(1)做曲线运动的物体，在某点的瞬时速度的方向，就是曲线在该点的切线方向，物体在曲线运动中的速度方向时刻在变更，所以曲线运动肯定是变速运动。(2)在曲线运动中，由于速度在时刻变更，所以物体的运动状态时刻变更，故做曲线运动的物体所受合外力肯定不为零。2．物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度来理解：物体所受合外力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上，详细有如图所示的几种形式。(2)从运动学角度来理解：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上。3．曲线运动的探讨方法——运动的合成与分解利用运动的合成与分解探讨曲线运动的思维流程：(欲知)曲线运动规律eq\o(→,\s\up10(等效分解))(只需探讨)两直线运动规律eq\o(→,\s\up10(等效合成))(得知)曲线运动规律。【典例1】路灯修理车如图所示，车上带有竖直自动升降梯。若一段时间内车匀加速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升，则关于这段时间内站在梯子上的工人的描述正确的是()A．工人相对地面的运动轨迹肯定是曲线B．工人相对地面的运动轨迹肯定是直线C．工人相对地面的运动轨迹可能是直线，也可能是曲线D．工人受到的合力可能是恒力，也可能是变力思路点拨：工人参加了沿梯子方向的匀加速直线运动和水平方向上的匀加速直线运动，通过合速度与合加速度是否在同一条直线上推断工人做直线运动还是曲线运动。C[设工人在水平方向的初速度为v0x，加速度为ax，在竖直方向的初速度为v0y，加速度为ay，则工人运动的合初速度为v0＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0x))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0y)))，合加速度为a＝eq\r(aeq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(x))＋aeq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))。若合初速度方向与合加速度方向在一条直线上，则工人做直线运动，若合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上，则工人做曲线运动，由于车和梯子的初速度未知，加速度也未知，因此合初速度与合加速度可能在一条直线上，也可能不在一条直线上，故工人相对地面的运动轨迹可能是曲线，也可能是直线，A、B错误，C正确；由于ax、ay均恒定，则合加速度恒定，由牛顿其次定律可知工人受到的合力恒定，D错误。](1)运动的合成与分解互为逆过程，都遵循矢量的平行四边形法则。(2)在将实际运动分解为两个直线运动时，其分解原则是按运动的实际效果分解或正交分解，同时应明的确际物体的运动就是合运动。(3)运动的合成与分解，实际是有关运动学物理量(速度、位移、加速度)的合成与分解。主题2小船渡河和关联速度1．小船渡河物理观念情境模型建构分析方法或特点小船渡河问题渡河时间最短平行四边形法则渡河位移最短2．关联速度物理观念情境模型建构分析方法或特点关联速度问题人用轻绳匀速拉物体沿绳方向上两物体的速度相等用轻绳连接的A、B两物体的速度靠在墙壁上的轻杆两端物体的速度沿杆方向上两物体的速度相等【典例2】质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图所示)，下列推断正确的是()A．P的速率为vB．P的速率为vsinθ2C．P处于超重状态D．P处于失重状态C[将小车的速度v进行分解，如图所示，则有vP＝vcosθ2，选项A、B错误；小车向右运动，θ2减小，v不变，则vP渐渐增大，说明物体P沿斜面对上做加速运动，处于超重状态，选项C正确，D错误。]对于绳物模型中(绳子连接着物体相互作用的问题)绳端速度通常的分解原则是：①分析实际速度(合运动的速度)；②两个分速度(一个沿绳方向，一个垂直绳方向)；③若被拉紧的绳子的两端有两个物体做不同的运动，在绳不伸缩的状况下，两物体沿绳方向的速度大小相等。【典例3】某小船在河宽为d，水速恒定为v的河中渡河，第一次用最短时间从渡口向对岸开去，此时小船在静水中航行的速度为v1，所用时间为t1；其次次用最短航程渡河从同一渡口向对岸开去，此时小船在静水中航行的速度为v2，所用时间为t2，结果两次恰好抵达对岸的同一地点，则()A．第一次所用时间t1＝eq\f(d,v)B．其次次所用时间t2＝eq\f(d,v2)C．两次渡河的位移大小为eq\f(vd,v1)D．两次渡河所用时间之比eq\f(t1,t2)＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))D[第一次所用时间t1＝eq\f(d,v1)，选项A错误；其次次渡河时船头方向与合速度方向垂直，即船速方向不是指向河对岸，则渡河的时间不等于eq\f(d,v2)，选项B错误；两船抵达的地点相同，位移相同，由第一次渡河可知，位移为s＝eq\f(d,v1)eq\r(v2＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))，选项C错误；两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速度垂直于河岸，乙船的静水速度与合速度垂直，如图所示，两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比，则eq\f(t1,t2)＝eq\f(v2合,v1合)＝eq\f(v2,tanθ)∶eq\f(v1,sinθ)＝eq\f(v2cosθ,v1)＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))，D正确。](1)区分小船渡河中的三个速度①船在静水中的速度(分速度)。②随水漂流的速度(分速度)。③船在河水中的实际速度(合速度)。(2)船头指向是分运动方向船的实际运动方向是合运动方向，一般状况下与船头指向不一样。主题3平抛运动的解题方法1．常见解题方法平抛运动是典型的匀变速曲线运动，它的动力学特征：水平方向有初速度而不受外力，竖直方向只受重力而无初速度。抓住了平抛运动的这个初始条件，也就抓住了解题的关键。常见的解题方法有两种：(1)利用平抛运动的时间特点解题平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，只要运动的时间相同，下落的高度和竖直分速度就相同。(2)利用平抛运动的轨迹解题平抛运动的轨迹是一条抛物线，已知抛物线上的随意一段，就可求出初速度和抛出点，进而求出其他物理量。2．与斜面有关的平抛运动平抛运动与斜面相结合的模型，其特点是做平抛运动的物体落在斜面上，包括两种状况：(1)物体从空中抛出落在斜面上；(2)物体从斜面上抛出落在斜面上。该类问题的解题步骤①定性地画出物体的平抛运动轨迹。②推断斜面倾角与平抛位移或速度的关系。③利用斜面倾角表示出平抛运动的位移关系或速度关系。④依据平抛运动的规律进行求解。在解答该类问题时，除要运用平抛运动的位移和速度规律外，还要充分利用斜面倾角，找出斜面倾角与位移和速度的关系。【典例4】如图所示，钢球从斜槽轨道末端以v0的水平速度飞出，经过时间t落在斜靠的挡板AB中点。若钢球以2v0的速度水平飞出，则()A．下落时间仍为tB．下落时间为2tC．下落时间为eq\r(2)tD．落在挡板底端B点C[假设钢球以水平速度v飞出时仍落在挡板AB上，则钢球的位移与水平方向的夹角等于挡板的倾角θ，由平抛运动的规律可知tanθ＝eq\f(y,x)，又y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，整理得t＝eq\f(2v0tanθ,g)，则钢球的运动时间与初速度成正比。由于钢球的水平速度为v0时落在挡板AB的中点，钢球的水平速度为2v0时若仍落在挡板上，则竖直位移应变为原来的4倍，明显当钢球的水平速度为2v0时，钢球应落在水