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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题三 力与物体的曲线运动,第,1,课时 平抛运动和圆周运动,基 础 回 扣,1.,物体做曲线运动的条件,当物体所受合力的方向跟它的速度方向,时,物体做曲线运动,.,合运动与分运动具有,、,和,.,2.,物体,(,或带电粒子,),做平抛运动或类平抛运动的条件,是,:,有初速度,;,初速度与加速度的方向,.,不共线,等时性,立性,等效性,垂直,独,3.,物体做匀速圆周运动的条件是,:,合外力的方向与物,体运动的方向,;,绳固定物体通过最高点的条件,是,;,杆固定物体通过最高点的条,件是,.,物体做匀速圆周运动的向心力,即为物,体所受,.,4.,描述圆周运动的几个物理量为,:,角速度、线速度,和,、周期和频率,.,其关系为,a,=,=,=,5.,平抛,(,类平抛,),运动是,运动,物体所受合,力为,力,;,而圆周运动是变速运动,物体所受合力,为变力,.,垂直,v,(,L,为绳长,),v,0,合力,向心加速度,2,r,匀变速曲线,恒,思 路 方 法,1.,处理曲线运动的基本思路是“化曲为直”,;,平抛运动,可以分解为水平的匀速和竖直方向的,运动,.,2.,定则仍是运动的合成与分解的基本方法,.,3.,竖直面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通,常利用,定理来建立联系,然后结合牛顿第二定,律进行动力学分析,.,4.,对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应,用合成与分解思想分析两种运动转折点的,是,解题的关键,.,自由落体,平行四边形,动能,速度,【,例,1,】,2008,年,5,月,12,日,14,时,28,分,四川省汶川县发生,8.0,级大,地震,.,地震震惊了世界,灾区人民的命运也,同样牵动着,13,亿中国人的心,地震发生后,中国地震局立即启动一级预案,中国空军,派出二十二架军用运输机和部分直升机,来抢救伤员,.,图,3-1-1,题型,1,运动的合成与分解,如图,3-1-1,所示,一架直升机,A,用长,H,=60,m,的悬索,(,重力可忽略不计,),系住一质量,m,=50,kg,的受伤学生,B,直升机,A,和受伤学生,B,以,v,0,=10,m/s,的速度一起沿水平方向做匀速飞行,某时刻开始收悬索将学生上拉,在,t=5,s,的时间内,A,、,B,之间的距离关系为,L,=60-0.5,t,2,m,(,g,=10,m/s,2,).,(1),说明该学生在这,5,s,时间内的运动性质,.,(2),求在这,5,s,的时间内悬索对人的拉力大小,.,(3),求在,5,s,末时学生的速度大小及该,5,s,内学生的位移,大小,.,解析,(1),该学生在这,5,s,时间内的运动性质为匀变速曲线运动,.,(2),学生水平方向做匀速运动,在竖直方向上学生位移,y,=,H,-,L,=60-60+0.5,t,2,=0.5,t,2,学生在竖直方向上做初速度为零、加速度,a,=1.0,m/s,2,的匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得,F,-,mg,=,ma,解得悬索的拉力,F,=,m,(,g,+,a,)=550,N,(3),被困人员,5 s,末在竖直方向上的速度为,v,y,=,at,=5,m/s,合速度,竖直方向的位移,水平方向的位移,合位移,1.,由,AB,之间的距离关系,L,=60-0.5,t,2,可知竖直方向运动的位移,y,=,H,-,L,=0.5,t,2,竖直方向做,v,0,=0,加速度,a,=1 m/s,2,的匀加速直线运动,同时水平方向做匀速运动,合运动为匀变速曲线运动,.,2.,运动的合成与分解的依据仍然是平行四边形定则,.,3.,通常采用“划曲为直”的思路来研究曲线运动,通过分析分运动的特点来研究合运动的性质,.,答案,(1),匀变速曲线运动,(2)550 N (3),预测演练,1,一物体静止 在光滑水平面上,在时刻,t,1,=0,至,t,2,=2 s,的时间内受到水平向东的恒力,F,1,作用,在时刻,t,2,=2 s,至,t,3,=4 s,的时间内受到水平向南的恒力,F,2,作用,则物体在第,2 s,至第,4 s,内所做的运动一定是,()A.,匀变速直线运动,B.,匀加速直线运动,C.,匀变速曲线运动,D.,变加速曲线运动,解析,物体在,2 s4 s,内,所受恒力与运动速度方向不在一条直线上,故做匀变速曲线运动,C,项正确,.,C,题型,2,平抛,(,类平抛,),运动问题,例,2(19,分,),高山滑雪是一项很多人喜爱的户外活动,.,如图,3-1-2,所示,滑雪道由一段曲面斜坡和一段水平台面组成,台面离水平地面高为,h,1,与台面末端点,B,的水平距离为,x,的,C,处有一个高为,h,2,的竖直障碍物,CD,.,某质量为,m,的运动员,从斜坡上的,A,点由静止开始沿滑雪道自由下滑,经,B,点飞出后恰好能从障碍物上端点,D,越过,.,图,3-1-2,若以地面为零重力势能面,运动员在滑雪道滑行过程中损失的机械能为其在,A,处重力势能的,k,倍,(,k,2,R,的任何高度均可,解析,小球到达轨道最高点的最小速度,A,轨道,B,轨道,v,=0,由机械能守恒,得,分析,A,错,D,正确,.,小球上升到最大高度速度不为零,由机械能守恒,知上升高度小于,R,故,B,项正确,.,从最高点平,抛,到右端,速度,而,A,轨道在最高点最小速,度为,故,C,项错,.,答案,BD,6.,如图,3-1-13,所示为游乐场内一水上娱乐设施的模型,.,AB,为与水平方向成夹角,=53,的倾斜滑道,滑道,斜面与滑水者间的动摩擦因数,滑道底端,B,处与一小段末端水平的光滑圆弧,(,长度可忽略,),连,接,CD,为水面,B,端与水面高度差,h,=1.8 m,水池宽度,L,=4.8 m,为使人能安全落入水中,求倾斜滑道的高度,H,不能超过多少,?(,g,=10 m/s,2,sin53=0.8,cos53=0.6),图,3-1-13,解析,设滑水者质量为,m,AB,间的最大高度差为,H,从,A,运动到,B,的加速度为,a,到,B,点的速度为,v,.,滑水者从,A,运动,到,B,的过程中,根据牛顿第二定律得,mg,sin,-,mg,cos,=,ma,据运动学公式得,v,2,=2,as,据几何关系得,H,=,s,sin,滑水者从滑道末端到水池边缘,D,的过程中做平抛运,动,L,=,v,t,联立以上各式得,H,=4 m,答案,4 m,7.(1),为了清理堵塞河道的冰凌,空军,实施投弹爆破,飞机在河道上空高,H,处以速度,v,0,水,平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标,求炸弹脱离飞,机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速,度大小,.(,不计空气阻力,),(2),如图,3-1-14,所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴,OO,转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为,R,和,H,筒内壁,A,点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为,m,的小物块,求,:,当筒不转动时,物块静止在筒壁,A,点受到的摩擦力和支持力的大小,.,当物块在,A,点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度,.,图,3-1-14,解析,(1),炸弹做平抛运动,设炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为,s,.,s,=,v,0,t,联立以上各式解得,设击中目标时的竖直速度大小为,v,y,击中目标时的速度大小为,v,联立以上各式解得,(2),当筒不转动时,物块静止在筒壁,A,点时受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡,由平衡条件得,摩擦力的大小,支持力的大小,当物块在,A,点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,物块在筒壁,A,点时受到重力和支持力作用,它们的合力提供向心力,设筒转动的角速度为,有,由几何关系得,联立以上各式解得,答案,(1),(2),8.,如图,3-1-15,所,示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面,的匀强磁场,第三象限有沿,y,轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场,.,质量为,m,、带电量为,q,的,粒子从,M,点以速度,v,0,沿,x,轴负方向进入电场,不计,粒子的重力,粒子经,x,轴上的,N,和,P,点最后又回到,M,点,.,已知,OM,=,OP,=,l,ON,=2,l,求,:,图,3-1-15,(1),带电粒子的电性,电场强度,E,的大小,.,(2),匀强磁场的磁感应强度,B,的大小和方向,.,(3),粒子从,M,点进入电场,经,N,、,P,点最后又回到,M,点所,用的时间,?,解析,(1),负电,.,粒子在第三象限内做匀变速曲线运动,由运动学知识,沿,-,x,方向有,沿,y,方向有,解得,(2),在电场中粒子的竖直分速度,离开电场的合速度,速度方向与,x,轴的夹角为,45,由几何关系可得粒子运动半径为,由,解得,粒子从,N,P,说明,B,的方向垂直纸面向里,.,(3),粒子在磁场中运动的时间,答案,(1),负电,(2),方向垂直纸面向里,(3),粒子在第四象限中运动的时间,所以,粒子运动的总时间为,9,、静夜四无邻，荒居旧业贫。,2024/11/17,2024/11/17,Sunday,November 17,2024,10,、雨中黄叶树，灯下白头人。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024 6:02:08 PM,11,、以我独沈久，愧君相见频。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,Nov-24,17-Nov-24,12,、故人江海别，几度隔山川。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,Sunday,November 17,2024,13,、乍见翻疑梦，相悲各问年。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024,14,、他乡生白发，旧国见青山。,17 十一月 2024,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,15,、比不了得就不比，得不到的就不要。,十一月 24,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024,16,、行动出成果，工作出财富。,2024/11/17,2024/11/17,17 November 2024,17,、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,9,、没有失败，只有暂时停止成功！。,2024/11/17,2024/11/17,Sunday,November 17,2024,10,、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024 6:02:08 PM,11,、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,Nov-24,17-Nov-24,12,、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,Sunday,November 17,2024,13,、不知香积寺，数里入云峰。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024,14,、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。,17 十一月 2024,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,15,、楚塞三湘接，荆门九派通。,十一月 24,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024,16,、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。,2024/11/17,2024/11/17,17 November 2024,17,、空山新雨后，天气晚来秋。,2024/11/17,2024/11/17,202
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