2014届高三物理二轮复习名师点拨专题课件-抛体运动与圆周运动.ppt

2014届高三物理二届高三物理二轮复复习名名师点点拨专题课件件 抛体运抛体运动与与圆周运周运动1.1.合运动与分运动间的三个关系合运动与分运动间的三个关系:(1)(1)等时性等时性:分运动与合运动的运动时间分运动与合运动的运动时间_;_;(2)(2)独立性独立性:一个物体同时参与几个分运动一个物体同时参与几个分运动,各运动各运动_,_,不受其他分运动的不受其他分运动的_;_;(3)(3)等效性等效性:各个分运动的叠加效果与合运动的各个分运动的叠加效果与合运动的_。相等相等独立进行独立进行影响影响效果相同效果相同22.2.平抛运平抛运动动的两个关系的两个关系:(1)(1)位移关系位移关系:x=_;x=_;y=_y=_。(2)(2)速度关系速度关系:vvx x=_;=_;vvy y=_=_。v v0 0t tv v0 0gtgt33.3.竖竖直面内直面内圆圆周运周运动动的的“两个模型两个模型”:”:(1)“(1)“轻绳轻绳模型模型”:”:恰恰过过最高点的条件最高点的条件:_:_。(2)“(2)“轻轻杆模型杆模型”:”:恰恰过过最高点的条件最高点的条件:_:_。v=0v=041.(20131.(2013上海高考上海高考)秋千的吊秋千的吊绳绳有些磨有些磨损损。在。在摆动过摆动过程中程中,吊吊绳绳最容易断裂的最容易断裂的时时候是秋千候是秋千()A.A.在下在下摆过摆过程中程中B.B.在上在上摆过摆过程中程中C.C.摆摆到最高点到最高点时时 D.D.摆摆到最低点到最低点时时【解析】【解析】选选D D。当秋千摆到最低点时速度最大。当秋千摆到最低点时速度最大,由由F-mg=F-mg=知知,吊绳中拉力吊绳中拉力F F最大最大,吊绳最容易断裂吊绳最容易断裂,选项选项D D正确。正确。52.(2.(多多选选)(2013)(2013新新课标课标全国卷全国卷)公路急公路急转转弯弯处处通常是交通事故多通常是交通事故多发发地地带带。如。如图图,某公路急某公路急转转弯弯处处是一是一圆圆弧弧,当汽当汽车车行行驶驶的速率的速率为为v v0 0时时,汽汽车车恰好恰好没有向公路内外两没有向公路内外两侧侧滑滑动动的的趋势趋势。则则在在该该弯道弯道处处,()A.A.路面外路面外侧侧高内高内侧侧低低B.B.车车速只要低于速只要低于v v0 0,车辆车辆便会向内便会向内侧侧滑滑动动C.C.车车速速虽虽然高于然高于v v0 0,但只要不超出某一最高限度但只要不超出某一最高限度,车辆车辆便不会向便不会向外外侧侧滑滑动动D.D.当路面当路面结结冰冰时时,与未与未结结冰冰时时相比相比,v,v0 0的的值变值变小小6【解析】【解析】选选A A、C C。当汽车行驶的速率为。当汽车行驶的速率为v v0 0时时,汽车恰好没有向汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势公路内外两侧滑动的趋势,即不受静摩擦力即不受静摩擦力,此时由重力和支持此时由重力和支持力的合力提供向心力力的合力提供向心力,所以路面外侧高内侧低所以路面外侧高内侧低,选项选项A A正确正确;当车当车速低于速低于v v0 0时时,需要的向心力小于重力和支持力的合力需要的向心力小于重力和支持力的合力,汽车有向汽车有向内侧运动的趋势内侧运动的趋势,但并不会向内侧滑动但并不会向内侧滑动,静摩擦力向外侧静摩擦力向外侧,选项选项B B错误错误;当车速高于当车速高于v v0 0时时,需要的向心力大于重力和支持力的合力需要的向心力大于重力和支持力的合力,汽车有向外侧运动的趋势汽车有向外侧运动的趋势,静摩擦力向内侧静摩擦力向内侧,速度越大速度越大,静摩擦静摩擦力越大力越大,只有静摩擦力达到最大以后只有静摩擦力达到最大以后,车辆才会向外侧滑动车辆才会向外侧滑动,选选项项C C正确正确;由由mgtan=m mgtan=m 可知可知,v,v0 0的值只与斜面倾角和圆弧轨的值只与斜面倾角和圆弧轨道的半径有关道的半径有关,与路面的粗糙程度无关与路面的粗糙程度无关,选项选项D D错误。错误。73.(20123.(2012海南高考海南高考)如如图图,在在竖竖直平面内有一固定直平面内有一固定光滑光滑轨轨道道,其中其中ABAB是是长为长为R R的水平直的水平直轨轨道道,BCD,BCD是是圆圆心心为为O O、半径、半径为为R R的的 圆圆弧弧轨轨道道,两两轨轨道相切于道相切于B B点。点。在外力作用下在外力作用下,一小球从一小球从A A点由静止开始做匀加速直点由静止开始做匀加速直线线运运动动,到到达达B B点点时时撤除外力。已知小球撤除外力。已知小球刚刚好能沿好能沿圆轨圆轨道道经过经过最高点最高点C,C,重重力加速度大小力加速度大小为为g g。求。求:(1)(1)小球在小球在ABAB段运段运动动的加速度的大小的加速度的大小;(2)(2)小球从小球从D D点运点运动动到到A A点所用的点所用的时间时间。8【解析】【解析】(1)(1)小球在小球在BCDBCD段运动时段运动时,受到重力受到重力mgmg、轨道的压力轨道的压力N N的作用的作用,如图所示如图所示,根据题意根据题意,N0,N0,且小球在最高点且小球在最高点C C所受压力为零所受压力为零,则则N NC C=0=0 设小球在设小球在C C点的速度为点的速度为v vC C,根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得:mg=mmg=m 设在设在B B点的速度为点的速度为v vB B,小球从小球从B B点运动到点运动到C C点点,由机械能守恒定由机械能守恒定律得律得:9小球在小球在ABAB段做初速度为零的匀加速直线运动段做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为设加速度为a,a,则则:=2aR:=2aR 由由式得式得:a=g:a=g 10(2)(2)设小球在设小球在D D点速度为点速度为v vD D,下落到下落到A A点速度为点速度为v,v,由机械能守恒由机械能守恒定律得定律得:设由设由D D点运动到点运动到A A点的时间为点的时间为t,t,由运动学公式得由运动学公式得:v=vv=vD D+gt+gt 由由式得式得:t=:t=答案答案:(1)g(1)g(2)(2)11热点考向热点考向1 1 运动的合成与分解运动的合成与分解【典例【典例1 1】(2011(2011四川高考改四川高考改编编)某研究性学某研究性学习习小小组进组进行了如下行了如下实验实验:如如图图所示所示,在一端封在一端封闭闭的光滑的光滑细细玻璃管中注玻璃管中注满满清水清水,水中放一个水中放一个红红蜡做成的小蜡做成的小圆圆柱体柱体R R。将玻璃管的开口端用胶塞塞。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧紧后后竖竖直倒置且与直倒置且与y y轴轴重重合合,在在R R从坐从坐标标原点上浮的同原点上浮的同时时,玻璃管沿玻璃管沿x x轴轴正方向做直正方向做直线线运运动动。已知。已知R R在上浮方向的运在上浮方向的运动动如如图图甲所示甲所示,玻璃管在玻璃管在x x方向的方向的运运动动如如图图乙所示乙所示,t,t0 0时时刻同学刻同学们测们测出出R R的坐的坐标为标为(4,6),(4,6),此此时时R R的速度大小的速度大小为为()12A.3 m/sA.3 m/sB.4 m/sB.4 m/sC.5 m/sC.5 m/sD.7 m/sD.7 m/s13【解【解题题探究】探究】(1)(1)请请写出小写出小圆圆柱体柱体R R同同时时参与的两个方向上的分运参与的两个方向上的分运动动:沿沿x x轴轴方向方向:_:_。沿沿y y轴轴方向方向:_:_。(2)(2)请请根据根据图图像判断小像判断小圆圆柱体柱体R R在在y y轴轴方向的运方向的运动动速度和速度和x x轴轴方方向的加速度。向的加速度。yy轴轴方向的分速度方向的分速度v vy y=_=_。xx轴轴方向的加速度方向的加速度a ax x=_=_。初速度初速度为为零的匀加速运零的匀加速运动动匀速直匀速直线线运运动动3m/s3m/s2m/s2m/s2 214【解析】【解析】选选C C。小圆柱体。小圆柱体R R的运动可看作水平方向的运动和竖直的运动可看作水平方向的运动和竖直方向的运动的合运动方向的运动的合运动,由图可知由图可知,在在y y轴方向小圆柱体做匀速直轴方向小圆柱体做匀速直线运动线运动,速度大小为速度大小为v vy y=3m/s,=3m/s,纵坐标为纵坐标为6 6时时,用的时间用的时间t t0 0=2 s,x=2 s,x轴方向做初速度为零的匀加速运动轴方向做初速度为零的匀加速运动,加速度为加速度为a ax x=2m/s=2m/s2 2,t t0 0时刻瞬时速度时刻瞬时速度v vx x=at=at0 0=22m/s=4 m/s,=22m/s=4 m/s,由平行四边形定则可由平行四边形定则可知知,其合速度的大小为其合速度的大小为v=5m/s,v=5m/s,故选项故选项C C正确。正确。15【变变式式训练训练】(多多选选)(2013)(2013上海高考上海高考)如如图为图为在平静在平静海面上海面上,两艘拖船两艘拖船A A、B B拖着拖着驳驳船船C C运运动动的示意的示意图图。A A、B B的速度分的速度分别别沿着沿着缆绳缆绳CACA、CBCB方向方向,A,A、B B、C C不在一条不在一条直直线线上。由于上。由于缆绳缆绳不可伸不可伸长长,因此因此C C的速度在的速度在CACA、CBCB方向的投影方向的投影分分别别与与A A、B B的速度相等的速度相等,由此可知由此可知C C的的()A.A.速度大小可以介于速度大小可以介于A A、B B的速度大小之的速度大小之间间B.B.速度大小一定不小于速度大小一定不小于A A、B B的速度大小的速度大小C.C.速度方向可能在速度方向可能在CACA和和CBCB的的夹夹角范角范围围外外D.D.速度方向一定在速度方向一定在CACA和和CBCB的的夹夹角范角范围围内内16【解析】【解析】选选B B、D D。C C的速度在的速度在CACA、CBCB方向的投影分别与方向的投影分别与A A、B B的的速度相等速度相等,C,C的速度的速度v vC C应等于应等于v vA A和和v vB B的矢量和的矢量和,即以即以v vA A和和v vB B为邻边为邻边作平行四边形作平行四边形,其对角线即为其对角线即为v vC C,由于由于v vA A和和v vB B成锐角成锐角,所以所以v vC C大于大于v vA A及及v vB B,故故A A错误错误,B,B正确。正确。v vC C的方向为平行四边形对角线的方向的方向为平行四边形对角线的方向,所以一定在所以一定在CACA和和CBCB的夹角范围内的夹角范围内,故故C C错误错误,D,D正确。正确。17热点考向热点考向2 2 平抛平抛(类平抛类平抛)运动的规律运动的规律【典例【典例2 2】(15(15分分)(2013)(2013巢湖一模巢湖一模)如如图图所示所示,小球小球A A从从倾倾角角为为3737足足够长够长的斜面上的的斜面上的顶顶点点处处开始沿斜面匀速下滑开始沿斜面匀速下滑,速度大小速度大小v v1 1=6m/s,=6m/s,经过时间经过时间tt后后,从斜面从斜面顶顶点点处处以速度以速度v v2 2=4m/s=4m/s水平抛出水平抛出一个一个飞镖飞镖,结结果果飞镖飞镖恰好在斜面上某恰好在斜面上某处击处击中小球中小球A A。不。不计飞镖计飞镖运运动过动过程中的空气阻力程中的空气阻力,可将可将飞镖飞镖和小球和小球视为质视为质点。已知重力加点。已知重力加速度速度为为g=10m/sg=10m/s2 2,sin37=0.6,cos37=0.8,sin37=0.6,cos37=0.8。试试求求:18(1)(1)飞镖是以多大的速度击中小球的飞镖是以多大的速度击中小球的(2)(2)两个物体开始运动的时间间隔两个物体开始运动的时间间隔tt应为多少应为多少19【解【解题题探究】探究】(1)(1)请请写出写出飞镖飞镖做平抛运做平抛运动动的分位移方程以及二者之的分位移方程以及二者之间间与斜面与斜面倾倾角的关系。角的关系。水平方向水平方向:_:_。竖竖直方向直方向:_:_。二者关系二者关系:_:_。x=vx=v2 2t t2 220(2)(2)飞镖击飞镖击中小球中小球A A时时二者位移存在何种关系二者位移存在何种关系提示提示:飞镖飞镖与小球与小球A A二者位移大小相等。二者位移大小相等。21【解析】【解析】(1)(1)飞镖做平抛运动飞镖做平抛运动,则则:水平方向水平方向:x=v:x=v2 2t t2 2 (2 (2分分)竖直方向竖直方向:y=:y=(2 (2分分)飞镖落在斜面上飞镖落在斜面上,则有则有:tan=:tan=(1 (1分分)解得解得:t:t2 2=0.6s (1=0.6s (1分分)v vy y=gt=gt2 2=6m/s (2=6m/s (2分分)v=m/s (1v=m/s (1分分)22(2)(2)飞镖落在斜面上的竖直分位移为飞镖落在斜面上的竖直分位移为y=1.8m (1y=1.8m (1分分)合位移为合位移为s=3m (2s=3m (2分分)小球的运动时间小球的运动时间:t:t1 1=0.5s (2=0.5s (2分分)t=tt=t2 2-t-t1 1=0.1s (1=0.1s (1分分)答案答案:(1)2 m/s(1)2 m/s (2)0.1s (2)0.1s23【拓展延伸】典例中【拓展延伸】典例中:(1)(1)若改若改变飞镖变飞镖的抛出速度的抛出速度v2,v2,飞镖击飞镖击中小球中小球A A的位置改的位置改变吗变吗提示提示:若改若改变飞镖变飞镖的抛出速度的抛出速度,由由t2=t2=可知可知,飞镖击飞镖击中中小球小球A A的的时间时间不同不同,则击则击中的位置将改中的位置将改变变。(2)(2)若小球若小球A A匀速下滑的同匀速下滑的同时时抛出抛出飞镖飞镖,飞镖总飞镖总能在斜面上能在斜面上击击中小球中小球,则则v1v1和和v2v2应满应满足什么关系足什么关系提示提示:飞镖击飞镖击中小球的中小球的时间时间t2=,t2=,飞镖飞镖的位移等于小球的位移等于小球的位移的位移,即即s=v1t2,s=v1t2,解得解得v2=v1cosv2=v1cos。24【总结提升】【总结提升】平抛平抛(类平抛类平抛)运动的求解方法运动的求解方法(1)(1)基本求解方法基本求解方法:把平抛把平抛(类平抛类平抛)运动分解为沿初速度方向的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运动,通过研究分运动达到研究合运动的目的。通过研究分运动达到研究合运动的目的。(2)(2)特殊求解方法特殊求解方法:对于有些问题对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直可以过抛出点建立适当的直角坐标系角坐标系,将加速度、初速度沿坐标轴分解将加速度、初速度沿坐标轴分解,然后分别在然后分别在x x、y y轴轴方向上列方程求解。方向上列方程求解。(3)(3)斜面上平抛运动的求解方法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这往往是解决问题的突破口。口。25【变变式式训练训练】如如图图所示所示,边长为边长为L L的正方形的正方形ABCDABCD中有中有竖竖直向上的直向上的匀匀强强电场电场,一个不一个不计计重力的重力的带电带电粒子粒子,质质量量为为m,m,电电荷量荷量为为q,q,以初以初速度速度v v0 0从从A A点沿点沿ADAD方向射入方向射入,正好从正好从CDCD的中点射出的中点射出,而且射出而且射出时时速速度方向与度方向与CDCD成成=30=30的的夹夹角。角。26(1)(1)该带电粒子带什么电该带电粒子带什么电(2)(2)该电场的电场强度该电场的电场强度E E为多少为多少【解析】【解析】(1)(1)根据做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线凹根据做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线凹的一侧的一侧,故带电粒子受到的电场力竖直向下故带电粒子受到的电场力竖直向下,带电粒子所受电场带电粒子所受电场力方向与电场强度方向相反力方向与电场强度方向相反,所以粒子应带负电。所以粒子应带负电。27(2)(2)带电粒子在电场中做类平抛运动带电粒子在电场中做类平抛运动,则则:水平方向水平方向:L=v:L=v0 0t t竖直方向竖直方向:v:vy y=at=at由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得:Eq=ma:Eq=ma由带电粒子离开电场时的速度方向可得由带电粒子离开电场时的速度方向可得:tan(90-)=:tan(90-)=解得解得:E=:E=答案答案:(1)(1)负电负电(2)(2)28【变变式式备选备选】(2013(2013东东莞二模莞二模)如如图图所示所示,某人向某人向对对面的山坡面的山坡上水平抛出两个上水平抛出两个质质量不等的石量不等的石块块,分分别别落到落到A A、B B两两处处。不。不计计空空气阻力气阻力,则则落到落到B B处处的石的石块块()29A.A.初速度大初速度大,运运动时间长动时间长B.B.初速度大初速度大,运运动时间动时间短短C.C.初速度小初速度小,运运动时间长动时间长D.D.初速度小初速度小,运运动时间动时间短短【解析】【解析】选选B B。石块做平抛运动。石块做平抛运动,由由h=gth=gt2 2得得t=,t=,由于由于h hA A h hB B,所以所以t tA AttB B;由由x=vx=v0 0t t得得v v0 0=,=,由于由于x xA AxttB B,所以所以v v0A0Av2 m/s (1:v=6m/s2 m/s (1分分)故物块在传送带上先做减速运动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设减速至与传送带共速时的位移为的位移为x,x,则则:x=x=(1 (1分分)解得解得:x=4m6 m (1:x=4m6 m (1分分)66所以后所以后2m2m物块匀速运动物块匀速运动,以以v v0 0=2m/s=2m/s由传送带右端做平抛运由传送带右端做平抛运动动,在在P P处由速度分解得处由速度分解得:tan60=tan60=(1(1分分)又又:=2gR:=2gR (1(1分分)解得解得:R=0.6m (1:R=0.6m (1分分)67(2)(2)在在P P处由速度分解得处由速度分解得:v:vP P=4m/s (1=4m/s (1分分)从从P P到到N N由动能定理得由动能定理得:mgR(1-cos60)=mgR(1-cos60)=(2(2分分)在在N N点由牛顿第二定律得点由牛顿第二定律得:N-mg=mN-mg=m (1(1分分)解得解得:N=28N (1:N=28N (1分分)由牛顿第三定律得由牛顿第三定律得,对轨道的压力为对轨道的压力为28N,28N,方向竖直向下方向竖直向下(1(1分分)68(3)(3)物块恰好通过物块恰好通过M M点时点时,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得:mg=mmg=m (1 (1分分)解得解得:v:vm m=m/s (1=m/s (1分分)从从P P到到M M由动能定理得由动能定理得:-mgR(1+cos60)=-mgR(1+cos60)=(1(1分分)解得解得:0:0不成立不成立 (1 (1分分)故物块不能通过最高点故物块不能通过最高点M M (1 (1分分)答案答案:(1)0.6m(1)0.6m(2)28 N,(2)28 N,方向竖直向下方向竖直向下(3)(3)见解析过程见解析过程69【点题】【点题】突破瓶颈突破瓶颈,稳拿满分稳拿满分(1)(1)常见的思维障碍。常见的思维障碍。在判断物块在传送带上的运动过程时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没有判断物块与传送带能否一起做匀速运动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也没有判断物块在传送带上做减速运动动,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。导致错误。在求解圆弧轨道的半径在求解圆弧轨道的半径R R时时,错误地选取物块在圆弧轨道上运错误地选取物块在圆弧轨道上运动的过程动的过程,导致条件不足导致条件不足,无法求出结果。无法求出结果。70(2)(2)因解答不规范导致的失分。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式错误地表达为x=x=而导致失分。若按匀减速运动列方而导致失分。若按匀减速运动列方程程,正确的方程式为正确的方程式为x=x=。在求解物块对圆弧轨道的压力时在求解物块对圆弧轨道的压力时,漏掉压力的方向而导致漏掉压力的方向而导致错误。错误。717273教学资料资料仅供参考