2019-2020年高中物理 第五章《曲线运动》复习提纲 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第五章曲线运动复习提纲 新人教版必修2一、曲线运动的基本概念中几个关键问题(1)曲线运动的速度方向：曲线切线的方向。(2) 曲线运动的性质：曲线运动一定是变速运动，即曲线运动的加速度a0。(3)物体做曲线运动的条件：物体所受合外力方向与它的速度方向不在同一直线上。(4) 做曲线运动的物体所受合外力的方向指向曲线弯曲的一侧。二、运动的合成与分解1.合成和分解的基本概念。(1)合运动与分运动的关系：分运动具有独立性。分运动与合运动具有等时性。分运动与合运动具有等效性。合运动运动通常就是我们所观察到的实际运动。(2)运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解，遵循平行四边形定则。(3)几个结论：两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动。两个直线运动的合运动，不一定是直线运动(如平抛运动)。两个匀变速直线运动的合运动，一定是匀变速运动，但不一定是直线运动。2.船过河模型(1)处理方法：小船在有一定流速的水中过河时，实际上参与了两个方向的分运动，即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动，即在静水中的船的运动（就是船头指向的方向），船的实际运动是合运动。(2)若小船要垂直于河岸过河，过河路径最短，应将船头偏向上游，如图甲所示，此时过河时间： (3)若使小船过河的时间最短，应使船头正对河岸行驶，如图乙所示，此时过河时间(d为河宽)。因为在垂直于河岸方向上，位移是一定的，船头按这样的方向，在垂直于河岸方向上的速度最大。3.绳端问题绳子末端运动速度的分解，按运动的实际效果进行可以方便我们的研究。 例如在右图中，用绳子通过定滑轮拉物体船，当以速度v匀速拉绳子时，求船的速度。 船的运动(即绳的末端的运动)可看作两个分运动的合成： (1)沿绳的方向被牵引，绳长缩短，绳长缩短的速度等于左端绳子伸长的速度。即为v； (2)垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动，它不改变绳长。这样就可以求得船的速度为, 当船向左移动，将逐渐变大，船速逐渐变大。虽然匀速拉绳子，但物体A却在做变速运动。4.平抛运动(1)运动性质 a)水平方向：以初速度v0做匀速直线运动 b)竖直方向：以加速度a=g做初速度为零的匀变速直线运动，即自由落体运动 c)在水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在，互不影响，具有独立性 d)合运动是匀变速曲线运动(2)平抛运动的规律 以抛出点为坐标原点，以初速度v0方向为x正方向，竖直向下为y 正方向，如右图所示，则有：分速度 合速度分位移合位移 注意：合位移方向与合速度方向不一致。(3)平抛运动的特点 a)平抛运动是匀变速曲线运动，故相等的时间内速度的变化量相等由v=gt，速度的变化必沿竖直方向，如下图所示 任意两时刻的速度，画到一点上时，其末端连线必沿竖直方向，且都与v构成直角三角形 b)物体由一定高度做平抛运动，其运动时间由下落高度决定，与初速度无关由公式。可得 ,落地点距抛出点的水平距离由水平速度和下落时间共同决定。(4)平抛运动中几个有用的结论平抛运动中以抛出点0为坐标原点的坐标系中任一点P(x、y )的速度方向与竖直方向的夹角为，则；其速度的反向延长线交于x轴的处。斜面上的平抛问题：从斜面水平抛出，又落回斜面经历的时间为： 三、圆周运动1基本公式及概念(1)向心力： 定义：做圆周运动的物体所受的指向圆心的力，是效果力。方向：向心力总是沿半径指向圆心，大小保持不变，是变力。匀速圆周运动的向心力，就是物体所受的合外力。向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，这是物体做匀速圆周运动的条件。变速圆周运动：在变速圆周运动中，合外力不仅大小随时间改变，其方向也不沿半径指向圆心合外力沿半径方向的分力(或所有外力沿半径方向的分力的矢量和)提供向心力，使物体产生向心加速度，改变速度的方向合外力沿轨道切线方向的分力，使物体产生切向加速度，改变速度的大小。(2)运动参量：线速度：角速度：周期(T) 频率(f) 向心加速度：向心力： 2竖直平面内的圆周运动问题的分析方法竖直平面内的圆周运动，是典型的变速圆周运动，对于物体在竖直平面内做变速圆周运动的问题，中学物理中只研究物体通过最高点和最低点的情况。在最高点和最低点，合外力就是向心力。（1）如右图所示为没有物体支撑的小球，在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况： 临界条件：小球达最高点时绳子的拉力(或轨道的弹力)刚好等于零，小球的重力提供其做圆周运动的向心力。 即 式中的v0小球通过最高点的最小速度，通常叫临界速度 能过最高点的条件：vv0，此时绳对球产生拉力F 不能过最高点的条件：vv0，实际上球还没有到最高点就脱离了轨道。 （2）有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动的情况： 临界条件：由于硬杆和管壁的支撑作用，小球恰能达到最高点的临界速度v00 右图中(a)所示的小球过最高点时，轻杆对小球的弹力的情况： 当0v时，杆对小球有指向圆心的拉力，其大小随速度的增大而增大 右图(b)所示的小球过最高点时，光滑硬管对小球的弹力情况与硬杆对小球的弹力类似。 3对火车转弯问题的分析方法 在火车转弯处，如果内、外轨一样高，外侧轨道作用在外侧轮缘上的弹力F指向圆心，使火车产生向心加速度，由于火车的质量和速度都相当大，所需向心力也非常大，则外轨很容易损坏，所以应使外轨高于内轨如右图所示，这时支持力N不再与重力G平衡，它们的合力指向圆心如果外轨超出内轨高度适当，可以使重力G 与支持力的合力，刚好等于火车所需的向心力另外，锥摆的向心力情况与火车相似。4离心运动(1)做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只足由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出 ，而被限制着沿圆周运动，如下图所示(2)当产生向心力的合外力消失，F=0，物体便沿所在位置的切线方向飞II去，如右图A所示(3)当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力，即合外力不足提供所需的向心力的情况下，物体沿切线与圆周之间的一条曲线运动如右图B所示单元检测题一、选择题：1关于曲线运动，下列说法不正确的是（ ）A 曲线运动一定是变速运动B 曲线运动也可能是匀变速运动C 做曲线运动的物体所受合力一定不为零D 如果物体所受的合外力是变力，该物体一定做曲线运动2、飞机驾驶员最多可承受9倍的重力加速度带来的影响，当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲时速度为，则圆弧的最小半径为：（ ）A、 B、 C、 D、3有a、b为两个运动，它们的合运动为c，则下列说法正确的是 （ ）A若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线B若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动C若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动D若a、b均为初速为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动4、火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是 （ ）当以v通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力当以v通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力当速度大于v时，轮缘挤压外轨 当速度小于v时，轮缘挤压外轨A. B. C. D. 5、如图所示，用同样材料做成的A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动已知三物体质量间的关系mA=2mB=3mC，转动半径之间的关系是rC=2rA=2rB，那么以下说法中错误的是：( )A物体A受到的摩擦力最大 B物体B受到的摩擦力最小C物体C的向心加速度最大 D转台转速加快时，物体B最先开始滑动r O 6题5题6、如图所示，在电机距轴O为r的处固定一质量为m的铁块，电机启动后，铁块以角速度绕O轴匀速转动，则电机对地面最大压力和最小压力之差为：( )A、2m2 r B、m2 r C、mg+2m2 r D、2mg+2m2r7、如图所示。a、b两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向被抛出, A在竖直平面内运动,落地点为P1,B沿光滑斜面运动,落地点为P2。P1和P2在同一水平面上,不计空气阻力。则下面说法中正确的是：( )Aa、b的运动时间相同Ba、b沿x轴方向的位移相同Ca、b落地时的速度方向不同Da、b落地时的速度相同 8、在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d，如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为 （ ）A. B. 0 C. D. 9如图所示，小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，则小球通过最高点的最小速度为v小球通过最高点的最小速度为零小球通过最高点时一定受到向上的支持力小球通过最低点时一定受到外管壁的向上的弹力以上说法正确的是 ( )ABCD10小球质量为m，用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方L/2处有一钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，设线没有断裂，则下列说法错误的是( )A小球的角速度突然增大B小球的瞬时速度突然增大C小球的向心加速度突然增大D小球对悬线的拉力突然增大二、填空题（4分5）11如图所示，在河岸上用细绳拉船，使小船靠岸，拉绳的速度为v，当拉船头的细绳与水平面的夹角为时，船的速度大小为_。11题12题13题12如图所示，质量为1kg的小球用一根轻细绳子系着做圆锥摆运动，已知绳长为0.5m，夹角=37o，则小球转动的角速为_rad/s。 (g=10m/s2,sin37o=0.6, cos37o=0.8)13如图所示，皮带传动装置,在运行中皮带不打滑， 两轮半径分别为R和r，且rR=23，M、N分别为两轮边缘上的点，则在皮带运行过程中，M、N两点的角速度之比为MN= ；向心加速度之比为aMaN= 。 15题14题14如图所示，在倾角为37的斜面底端的正上方高H处，平抛一个物体，该物体落到斜面上时速度方向正好与斜面垂直，则物体抛出时的初速度为_15图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。由于某种原因，只拍到了部分方格背景及小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度大小是 m/s，小球在b点的速率是m/s。（取g=9.8m/s2）三、计算题（共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16一辆质量为M的超重车，行驶上半径为R的圆弧形拱桥顶点，已知此处桥面能承受的最大压力只是车重的倍，要使车能安全沿桥面行驶，求在此处车的速度应在什么范围内？17一个木块从高h=0.8m的水平桌子的左边A以初速度v0=2m/s向右滑行，离开桌面后落到C点，距桌子右边B的水平距离s=0.32m处，已知木块与桌面间的摩擦因数=0.2，求：（取g=10m/s2，木块视为质点）（1）木块离开桌面时的速度大小为多少？（2）桌面长为多少？ 18（14分）绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m= 0.5kg,绳长L=80cm,求：(g=10m/s2)O最高点水不流出的最小速率？水在最高点速率V=4m/s时 ，桶底对水的压力？ 答 案一、选择题1、D 2、B 3、CD 4、A 5、D 6、A 7、C 8、C 9、C 10、B 二、填空11、v/cos 12、5 13、2：3 ，2：3 14、 15、2 ，2.5 三、计算题16解：对车受力分析可知：受竖直向上桥面的支持力N和竖直向下重力Mg由向心力公式（3分）又因为（2分）由以上两式得（3分）17、（1）、0.8m/s (2)、0.84m18、(1)、2 m/s (2)、5N