2014广西物理《高考专题》（二轮）复习课件：专题二 第4讲抛体运动与圆周运动.ppt

1、专题二 曲 线 运 动第4讲 抛体运动与圆周运动1.合运动与分运动间的三个关系:(1)等时性:分运动与合运动的运动时间_;(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各运动_,不受其他分运动的_;(3)等效性:各个分运动的叠加效果与合运动的_。相等独立进行影响效果相同2.平抛运动的两个关系:(1)位移关系:x=_;y=_。(2)速度关系:vx=_;vy=_。v0tv0gt3.竖直面内圆周运动的“两个模型”:(1)“轻绳模型”。在最高点受力:_;恰过最高点的条件:_。(2)“轻杆模型”。在最高点受力:_;恰过最高点的条件:_。重力和向下的弹力重力和向上或向下的弹力v=01.(2013北京高考)在实

2、验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为E1、E2、E3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是()A.x2-x1=x3-x2,E1=E2=E3B.x2-x1x3-x2,E1=E2=E3C.x2-x1x3-x2,E1E2E3D.x2-x1x3-x2,E1

3、E2x3-x2,故B正确。2.(2012海南高考)如图,在竖直平面内有一固定光滑轨道,其中AB是长为R的水平直轨道,BCD是圆心为O、半径为R的圆弧轨道,两轨道相切于B点。在外力作用下,一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时撤除外力。已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C,重力加速度大小为g。求:(1)小球在AB段运动的加速度的大小;(2)小球从D点运动到A点所用的时间。【解析】(1)小球在BCD段运动时，受到重力mg、轨道的压力FN的作用，如图所示，根据题意，FN0，且小球在最高点C所受压力为零，则FNC=0 设小球在C点的速度为vC，根据牛顿第二定律得：设在B点的速度为vB,小球从

4、B点运动到C点，由机械能守恒定律得：小球在AB段做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a，则：=2aR 由式得：a=(2)设小球在D点速度为vD，下落到A点速度为v，由机械能守恒定律得：设由D点运动到A点的时间为t，由运动学公式得：v=vD+gt 由式得：t=答案:(1)(2)热点考向1 运动的合成与分解【典例1】(2013南宁一模)下列图中实线为河岸，河水的流动方向如图v的箭头所示，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。则其中可能正确的是()【解题探究】(1)请写出小船渡河同时参与的两个分运动。沿河岸方向:_。沿船头方向:_。水流的运动小船的运动(2)请画出选项中小船同时参与的两个分运动

5、的矢量图。提示:【解析】选A、B。小船渡河的运动可看作水流的运动和小船运动的合运动。虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,即合速度的方向,小船合运动的速度的方向就是其真实运动的方向,根据题意画出选项中小船同时参与的两个分运动的矢量图如图所示,由图可知,实际航线可能正确的是A、B。【总结提升】运动合成与分解的一般思路(1)明确合运动或分运动的运动性质。(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解。【变式训练】(2013桂林一模)如图所示,斜面的倾角为,人以速度v跨过定滑轮匀速拉动绳子,当拉小

6、车的绳子与斜面斜边的夹角为时,小车沿斜面上升的速度为()【解析】选B。将小车的速度v车沿绳的方向和垂直于绳的方向分解，则有v=v车cos，故v车=，B正确。热点考向2 平抛(类平抛)运动的规律【典例2】(15分)(2013巢湖一模)如图所示，小球A从倾角为37足够长的斜面上的顶点处开始沿斜面匀速下滑，速度大小v1=6 m/s，经过时间t后，从斜面顶点处以速度v2=4 m/s水平抛出一个飞镖，结果飞镖恰好在斜面上某处击中小球A。不计飞镖运动过程中的空气阻力，可将飞镖和小球视为质点。已知重力加速度为g=10 m/s2，sin37=0.6,cos37=0.8。试求：(1)飞镖是以多大的速度击中小球的

7、?(2)两个物体开始运动的时间间隔t应为多少?【解题探究】(1)请写出飞镖做平抛运动的分位移方程以及二者之间与斜面倾角的关系。水平方向：_。竖直方向：_。二者关系：_。(2)飞镖击中小球A时二者位移存在何种关系？提示：飞镖与小球A二者位移大小相等。x=v2t2【解析】(1)飞镖做平抛运动，则：水平方向：x=v2t2 (2分)竖直方向：y=(2分)飞镖落在斜面上，则有：tan=(1分)解得：(1分)vy=gt2=6 m/s (2分)(1分)(2)飞镖落在斜面上的竖直分位移为y=1.8 m (1分)合位移为s=3 m (2分)小球的运动时间：t1=0.5 s (2分)t=t2-t1=0.1 s (

8、1分)答案：(1)2 m/s (2)0.1 s【拓展延伸】上题中：(1)若改变飞镖的抛出速度v2，飞镖击中小球A的位置改变吗？提示：若改变飞镖的抛出速度，由可知，飞镖击中小球A的时间不同，则击中的位置将改变。(2)若小球A匀速下滑的同时抛出飞镖，飞镖总能在斜面上击中小球，则v1和v2应满足什么关系？提示：飞镖击中小球的时间t2=飞镖的位移等于小球的位移，即s=解得v2=v1cos。【总结提升】平抛(类平抛)运动的求解方法(1)基本求解方法：把平抛(类平抛)运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的初速度为零的匀加速直线运动，通过研究分运动达到研究合运动的目的。(2)特殊求解方法：

9、对于有些问题，可以过抛出点建立适当的直角坐标系，将加速度、初速度沿坐标轴分解，然后分别在x、y轴方向上列方程求解。(3)斜面上平抛运动的求解方法：建立平抛运动的两个分速度和分位移以及斜面倾角之间的关系，这往往是解决问题的突破口。【变式训练】如图所示,边长为L的正方形ABCD中有竖直向上的匀强电场,一个不计重力的带电粒子,质量为m,电荷量为q,以初速度v0从A点沿AD方向射入,正好从CD的中点射出,而且射出时速度方向与CD成=30的夹角。(1)该带电粒子带什么电?(2)该电场的电场强度E为多少?【解析】(1)根据做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线凹的一侧,故带电粒子受到的电场力竖直向下,带电粒

10、子所受电场力方向与电场强度方向相反,所以粒子应带负电。(2)带电粒子在电场中做类平抛运动，则：水平方向：Lv0t竖直方向：vyat由牛顿第二定律得：Eq=ma由带电粒子离开电场时的速度方向可得：tan(90-)解得：E答案：(1)负电(2)【变式备选】(2013东莞二模)如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A、B两处。不计空气阻力，则落到B处的石块()A.初速度大，运动时间长B.初速度大，运动时间短C.初速度小，运动时间长D.初速度小，运动时间短【解析】选B。石块做平抛运动，由h=gt2得t=由于hAhB，所以tAtB；由x=v0t得v0=由于xAtB，所以v0A2

11、 m/s (1分)故物块在传送带上先做减速运动，设减速至与传送带共速时的位移为s，则：s=(1分)解得：s=4 m6 m (1分)所以后2 m物块匀速运动，以v0=2 m/s由传送带右端做平抛运动，在P处由速度分解得：tan60=(1分)又：=2gR (1分)解得：R=0.6 m (1分)(2)在P处由速度分解得：vP=4 m/s (1分)从P到N由动能定理得：mgR(1-cos60)=(2分)在N点由牛顿第二定律得：FNmg=(1分)解得:FN=28 N (1分)由牛顿第三定律得，物块对轨道的压力为28 N，方向竖直向下(1分)(3)物块恰好通过M点时，由牛顿第二定律得：mg=(1分)解得：

12、vm=m/s (1分)从P到M由动能定理得：-mgR(1+cos60)=(1分)解得：0不成立(1分)故物块不能通过最高点M (1分)【点题】突破瓶颈，稳拿满分(1)常见的思维障碍。在判断物块在传送带上的运动过程时，没有判断物块与传送带能否一起做匀速运动，也没有判断物块在传送带上做减速运动，直接利用速度位移关系式求出物块做平抛运动的初速度而导致错误。在求解圆弧轨道的半径R时，错误地选取物块在圆弧轨道上运动的过程，导致条件不足，无法求出结果。(2)因解答不规范导致的失分。在求解物块在传送带上减速运动的位移时将速度位移关系式错误地表达为s=而导致失分。若按匀减速运动列方程，正确的方程式为s=在求解物块对圆弧轨道的压力时，漏掉压力的方向而导致错误。