2019年高考物理 高頻考點(diǎn)解密 專題04 曲線運(yùn)動(dòng)教學(xué)案.doc
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專題04 曲線運(yùn)動(dòng) 核心考點(diǎn) 考綱要求 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 拋體運(yùn)動(dòng) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 離心現(xiàn)象 Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 考點(diǎn)1 “關(guān)聯(lián)”速度問(wèn)題 1．“關(guān)聯(lián)”速度 繩、桿等有長(zhǎng)度的物體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果兩端點(diǎn)的速度方向不在繩、桿所在直線上，兩端的速度通常是不一樣的，但兩端點(diǎn)的速度是有聯(lián)系的，稱之為“關(guān)聯(lián)”速度。由于高中研究的繩都是不可伸長(zhǎng)的，桿都是不可伸長(zhǎng)和壓縮的，即繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變，所以解題的原則是把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿）和平行于繩（桿）兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩（桿）方向的分速度大小相同求解。 2．分析“關(guān)聯(lián)”速度的基本步驟 → ↓ → ↓ → ↓ → （2018江西吉安三校聯(lián)考）如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，繞過(guò)光滑定滑輪C，與質(zhì)量為m的物體A連接，A放在傾角為θ的光滑斜面上，繩的另一端和套在固定豎直桿上的物體B連接?，F(xiàn)BC連線恰沿水平方向，從當(dāng)前位置開(kāi)始B以速度v0勻速下滑。設(shè)繩子的張力為T，在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A．物體A做變速運(yùn)動(dòng) B．物體A的速度小于物體B的速度 C．T小于mgsin θ D．T大于mgsin θ 【參考答案】C 【試題解析】由題意可知，將B的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，分解成兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則， 1．如圖所示，套在豎直細(xì)桿上的環(huán)A由跨過(guò)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕繩與重物B相連。由于B的質(zhì)量較大，故在釋放B后，A將沿桿上升，當(dāng)A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時(shí)，其上升速度v1≠0，若這時(shí)B的速度為v2，則 A．v2=v1 B．v2>v1 C．v2≠0 D．v2=0 【答案】D 【解析】把A上升的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向的速度，而沿繩子方向的速度與B的速度相等。如圖所示，A的速度為v，可看成是合速度其分速度分別是va、vb，其中va就是B的速度v（同一根繩子，大小相同），當(dāng)A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時(shí)，va=0，所以B的速度v2=0。 考點(diǎn)2 小船渡河模型 1．模型條件 （1）物體同時(shí)參與兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)。 （2）一個(gè)分運(yùn)動(dòng)速度大小和方向保持不變，另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)速度大小不變，方向可在一定范圍內(nèi)變化。 2．模型特點(diǎn) （1）船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。 （2）三種速度：船在靜水中的速度v1、水的流速v2、船的實(shí)際速度v。 A．兩船不會(huì)相遇 B．兩船在C點(diǎn)相遇 C．兩船在AC的中點(diǎn)相遇 D．兩船在BC的中點(diǎn)相遇 【參考答案】D 【試題解析】將兩船的運(yùn)動(dòng)分解為垂直于河岸方向和沿河岸方向，在垂直于河岸方向上，兩船的分速 1．小船橫渡一條兩岸平行的河流，船本身提供的速度（即靜水速度）大小不變、船身方向垂直于河岸，水流速度與河岸平行，已知小船的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則 A．越接近河岸水流速度越小 B．越接近河岸水流速度越大 C．無(wú)論水流速度是否變化，這種渡河方式耗時(shí)最短 D．該船渡河的時(shí)間會(huì)受水流速度變化的影響 【答案】AC 考點(diǎn)3 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的應(yīng)用 “平拋+斜面”類問(wèn)題 方法 示意圖 時(shí)間 總結(jié) 分解 速度 對(duì)著斜面拋 如圖所示，vy=gt，， 故 分解速度，構(gòu)建 速度三角形 分解 位移 順著斜面拋 如圖所示，x=v0t，，而，聯(lián)立得 分解位移，構(gòu)建 位移三角形 （2018湖北鄂州）如圖所示，甲、乙兩個(gè)小球從同一固定斜面的頂端O點(diǎn)水平拋出，分別落到斜面上的A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)為OB的中點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。以下說(shuō)法正確的是 A．甲、乙兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小之比為1:2 B．甲、乙兩球接觸斜面的瞬間，速度的方向相同 C．甲、乙兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:3 D．甲、乙兩球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度變化量的方向不相同 【參考答案】B 【試題解析】因?yàn)閮汕蛳侣涞母叨戎葹?:2，據(jù)得，可知甲乙兩球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比 1．如圖所示，從傾角為θ的斜面上的A點(diǎn)，以水平速度v0拋出一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，它落到斜面上B點(diǎn)所用的時(shí)間為 A． B． C． D． 【答案】B ，豎直方向，聯(lián)立解得：，B正確。 考點(diǎn)4 類平拋運(yùn)動(dòng)與斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 一、類平拋運(yùn)動(dòng) 1．模型特點(diǎn)：a．受力特點(diǎn)：物體所受合力為恒力，且與初速度的方向垂直；b．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：在初速度v0方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在合外力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度。 2．處理方法 （1）常規(guī)分解：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向（即沿合力的方向）的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性； （2）特殊分解：對(duì)于有些問(wèn)題，可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向列方程求解。 （2）“輕繩模型”在軌道最高點(diǎn)無(wú)支撐，“輕桿模型”在軌道最高點(diǎn)有支撐。 2．兩種模型比較： 輕繩模型 輕桿模型 常見(jiàn) 類型 均是沒(méi)有支撐的小球 均是有支撐的小球 過(guò)最高 點(diǎn)的臨界條件 由得 v臨=0 討論分析 1．過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，v≥，F(xiàn)N+，繩、軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力FN。 2．當(dāng)v＜時(shí)，不能過(guò)最高點(diǎn)，在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道 1．當(dāng)v=0時(shí)，F(xiàn)N=mg，F(xiàn)N為支持力，沿半徑背離圓心。 2．當(dāng)0＜v＜時(shí)，，F(xiàn)N背離圓心，隨v的增大而減小。 3．當(dāng)v=時(shí)，F(xiàn)N=0。 4．當(dāng)v>時(shí)，，F(xiàn)N指向圓心并隨v的增大而增大 二、生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 1．鐵路轉(zhuǎn)彎 （1）火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)做的是圓周運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，需要向心力。 （2）向心力的來(lái)源 轉(zhuǎn)彎處外軌道略高于內(nèi)軌道，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，可使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由支持力與重力的合力來(lái)提供。 設(shè)內(nèi)外軌間的距離為L(zhǎng)，內(nèi)外軌的高度差為h，火車轉(zhuǎn)彎的半徑為R，火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度為v0，如圖所示F合=mgtan θ≈mgsin θ=mg（θ較小時(shí)，sin θ≈tan θ）， 由牛頓第二定律得：， 所以， 即火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度。 由于鐵軌建成后，h、L、R各量是確定的，故火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)是一個(gè)定值。 注意：a．當(dāng)火車行駛速率v=v0時(shí)，火車對(duì)內(nèi)外軌均無(wú)側(cè)向壓力； b．當(dāng)火車行駛速率v>v0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)向壓力； c．當(dāng)火車行駛速率v下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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