2018届二轮复习专题三力与物体的曲线运动课件（28张）（全国通用） 28页

- 1 - 知识脉络梳理 规律方法导引 - 2 - 知识脉络梳理 规律方法导引 1 . 知识规律 (1)解决运动合成问题的四关键。 ① 明性质:明确合运动或分运动的运动性质。 ② 定方向:确定运动是在哪两个方向上的合成或分解。 ③ 找已知:找出各方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。 ④ 求结果:运用平行四边形定则进行求解。 (2)竖直平面内圆周运动的两模型和两点一过程。 ① 两模型:绳模型和杆模型。 ② 两点一过程:“两点”指最高点和最低点,可列牛顿第二定律方程 ; “ 一过程”指从最高点到最低点,用动能定理求解。 2 . 思想方法 (1)物理思想:分解思想、临界值思想。 (2)物理方法:假设法、合成法、正交分解法。 - 3 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 运动的合成与分解 常以选择题的形式考查矢量的合成与分解。 例 1 ( 不定项 )如 图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其 v - t 图象如图乙所示,人顶杆沿水平地面运动的 x - t 图象如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是( 　　 )   A.猴子的运动轨迹为直线 B.猴子在2 s内做匀变速曲线运动 C. t= 0时猴子的速度大小为8 m/s D. t= 2 s时猴子的加速度大小为4 m/s 2 BD - 4 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 - 5 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 - 6 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法分析运动合成与分解的一般思路 - 7 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练 1 如图所示,帆板在海面上以速度 v 朝正西方向运动,帆船以速度 v 朝正北方向航行,以帆板为参照物 ( 　　 )   A.帆船朝正东方向航行,速度大小为 v B.帆船朝正西方向航行,速度大小为 v C.帆船朝南偏东45 ° 方向航行,速度大小 为 D.帆船朝北偏东45 ° 方向航行,速度大小 为 D - 8 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 平抛 ( 类平抛 ) 运动的规律 常考查平抛运动的速度和位移的合成与分解。 例 2 如图所示, AB 为半圆环 ACB 的水平直径, C 为环上的最低点,环半径为 R 。一个小球从 A 点以速度 v 0 水平抛出,不计空气阻力,则下列判断正确的是( 　　 )   A. v 0 越大,小球落在圆环上所经历的时间越长 B.即使 v 0 取值不同,小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同 C.若 v 0 取值适当,可以使小球垂直撞击半圆环 D.无论 v 0 取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环 D - 9 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 小球落在环上的最低点 C 时所经历的时间最长 , 所以选项 A 错误。 v 0 取值不同 , 小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同 , 选项 B 错误。要使小球垂直撞击半圆环 , 设小球落点与圆心的连线与水平方向夹角为 θ , 根据平抛运动规律 , v 0 t=R (1 + cos θ ), , 联立解得 cos θ= 1, 即垂直撞击到 B 点 , 这是不可能的 , 所以选项 D 正确 ,C 错误。 - 10 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 - 11 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练 2 (2017· 全国 Ⅰ 卷 ) 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 , 其原因是 ( 　　 ) 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 - 12 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 圆周运动问题 常考查向心力的来源 , 匀速圆周运动的公式及其运动的对称性和周期性。 - 13 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例 3 如图所示, AOB 是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是 R 的 圆周 连接而成,它们的圆心 O 1 、 O 2 与两圆弧的连接点 O 在同一竖直线上。 O 2 B 沿水池的水面, O 2 和 B 两点位于同一水平面上。一个质量为 m 的小滑块可由弧 AO 的任意位置从静止开始滑下,不计一切摩擦 。 (1)假设小滑块由 A 点静止下滑,求小滑块滑到 O 点时对 O 点的压力。 (2)若小滑块能在 O 点脱离滑道,其落水点到 O 2 的距离如何? (3)若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中,在两个圆弧上滑过的弧长相等,则小滑块开始下滑时应在圆弧 AO 上的何处(用该处到 O 1 点的连线与竖直线的夹角的三角函数值表示)? - 14 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 - 15 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 - 16 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 - 17 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法 1 . 解决圆周运动的一般步骤 (1) 首先明确研究对象。 (2) 确定轨道所在的平面、圆心的位置、半径。 (3) 在特定位置对其受力分析 , 明确向心力的来源。 (4) 结合牛顿第二定律和向心力表达式列方程。 (5) 根据题意写出其他辅助方程。 (6) 联立方程求解。 - 18 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 2 . 竖直平面内的圆周运动在高考中常有轻绳、轻杆两种基本模型 , 这两种模型最高点的具体处理方法如下表所示 - 19 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练 3 (2017· 全国 Ⅱ 卷 ) 如图所示 , 一光滑大圆环固定在桌面上 , 环面位于竖直平面内 , 在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑 , 在小环下滑的过程中 , 大圆环对它的作用力 ( 　　 ) A. 一直不做功 B. 一直做正功 C. 始终指向大圆环圆心 D. 始终背离大圆环圆心 A - 20 - 1 2 3 4 5 1 . 一只小船渡河 , 运动轨迹如图所示。水流速度各处相同且恒定不变 , 方向平行于岸边 ; 小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动 , 船相对于静水的初速度大小均相同 , 方向垂直于岸边 , 且船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可以确定船 ( 　　 )   A. 沿 AD 轨迹运动时 , 船相对于静水做匀减速直线运动 B. 沿三条不同路径渡河的时间相同 C. 沿 AB 轨迹渡河所用的时间最短 D. 沿 AC 轨迹船到达对岸的速度最小 A - 21 - 1 2 3 4 5 2 . (2017· 吉林模拟 ) 如图所示 , 一位网球运动员在距地面高度为 h 的 O 点以拍击球 , 使网球沿水平方向飞出 : 第一只球落在自己一方场地上后 , 弹跳起来两次 , 刚好擦网而过 , 落在对方场地的 A 点处 ; 第二只球直接擦网而过 , 也刚好落在 A 点处。设球与地面的碰撞前后其竖直方向速度大小不变 , 而水平方向速度不变 , 且不计空气阻力 , 则球场中拦网高度为 ( 　　 ) C - 22 - 1 2 3 4 5 3 . ( 不定项 )(2016· 浙江理综 ) 下图为赛车场的一个水平梨形赛道 , 两个弯道分别为半径 R= 90 m 的大圆弧和 r= 40 m 的小圆弧 , 直道与弯道相切。大、小圆弧圆心 O 、 O' 距离 l= 100 m 。赛车沿弯道路线行驶时 , 路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2 . 25 倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动 , 在弯道上做匀速圆周运动。要使赛车不打滑 , 绕赛道一圈时间最短 ( 发动机功率足够大 , 重力加速度 g 取 10 m/s 2 ,π = 3 . 14), 则赛车 ( 　　 )   A. 在绕过小圆弧弯道后加速 B. 在大圆弧弯道上的速率为 45 m/s C. 在直道上的加速度大小为 5.63 m/s 2 D. 通过小圆弧弯道的时间为 5.58 s AB - 23 - 1 2 3 4 5 4 . 如图所示 , 位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧 ab 和抛物线 bc 组成 , 圆弧半径 Oa 水平 , b 点为抛物线顶点。已知 h= 2 m, x= m 。重力加速度 g 大小取 10 m/s 2 。 (1) 一小环套在轨道上从 a 点由静止滑下 , 当其在 bc 段轨道运动时 , 与轨道之间无相互作用力 , 求圆弧轨道的半径。 (2) 若环从 b 点由静止因微小扰动而开始滑下 , 求环到达 c 点时速度的水平分量的大小。 - 24 - 1 2 3 4 5 - 25 - 1 2 3 4 5 - 26 - 1 2 3 4 5 5 . 如图所示 , 水平传送带顺时针转动 , 转速 v 0 = 2 m/s, 左右两端长 l= 6 m 。传送带左端有一顶端高为 h= 1 . 8 m 的光滑斜面轨道 , 斜面底端有一小段圆弧与传送带平滑连接。传送带右端有一竖直放置的光滑圆弧轨道 MNP , 半径为 R , M 、 O 、 N 在同一竖直线上 , P 点到传送带顶端的竖直距离也为 R 。一质量为 m= 0 . 6 kg 的物块自斜面的顶端由静止释放 , 之后从传送带右端水平抛出 , 并恰好由 P 点沿切线落入圆轨道 , 已知物块与传送带之间的动摩擦因数 μ= 0 . 4, OP 连线与竖直方向夹角 θ= 60 ° 。 ( g 取 10 m/s 2 ) 求 : (1) 竖直圆弧轨道的半径 R ; (2) 物块运动到 N 点时对轨道的压力 ; (3) 试判断物块能否到达最高点 M , 若不能 , 请说明理由 ; 若能 , 求出物块在 M 点时对轨道的压力。 答案 (1)0 . 6 m 　 (2)28 N, 方向竖直向下 　 (3) 见解析 - 27 - 1 2 3 4 5 - 28 - 1 2 3 4 5