文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 力与曲线运动

力与曲线运动

力与曲线运动
力与曲线运动

··

学科: 物理年级:高三

版本:冲刺版期数:2331

本周教学内容:第3讲力与曲线运动

考纲要求

1.理解和掌握万有引力定律,理解重力是由于地球吸引而使物体受到的力,掌握重心的概念。

2.熟练应用牛顿运动定律分析圆周运动中的向心力,并对由一直线上力提供向心力的实例能定量计算。

3.应用牛顿运动定律和圆周运动知识分析人造卫星运动规律,并理解第一宇宙速度的运算方法,了解开普勒三定律和天体运动的基本规律。

4.了解物体作一般曲线运动的动力学规律,并能定性分析一般曲线运动问题。

知识结构

热点导析

1. 匀变速曲线运动和非匀变曲线运动的区别:加速度方向与速度方向不共线是曲线运动的共同特点,且加速度矢量恒定,则物体做匀变速曲线运动;加速度矢量变化,则物体做

非匀速曲线运动。平抛、斜抛运动属匀变速曲线运动(恒),一切圆周运动均为变速曲线运动(方向一定变)。

2.皮带轮传动系统中各点v 线、a 向、ω大小关系:在同一个圆盘上各点(或同一个球体上各点)ω等,a 向与r 成正比;在同一圆周上或同一皮带轮上各点v 等,a 向与r 成反比。

3.解答圆周运动动力学问题,首先必须明确研究对象运动的轨道平面和圆心的位置,以便确定向心力的方向和半径的大小。例如地球绕地轴自转,非赤道平面上的点做圆周运动的圆心不是地心,而是圆平面与地轴的交点。再如:带电粒子在匀强磁场中的圆周运动必须据特殊点作出有关半径和圆心,并据几何关系求出半径的大小。其次必须明确向心力是按效果来命名的力,它不是受力分析中的新的力,而是一个力或某几个力的合力。最后对圆周运动过程中的临界问题应加以分析,轻杆、轻绳、光滑轨道等名词属隐含条件。

4.应用万有引力定律和牛顿运动定律分析天体运动规律

万有引力提供向心力是动力学知识在圆周运动中的具体应用。F 引=G 2r

mM 为提供的向心力,F 向=m r

v 2

=m ω2r 为需要的向心力。两者相等即把天体的运动看成是匀速圆周运动。 5.重力、万有引力、向心力间的关系

万有引力是形成地面物体所有客观存在重力的主要原因,因为地球自转对物体影响不大,所以近似可以认为物体重力和地球对物体的万有引力相等,所以有g 0=20

R GM ,但事实地球上物体所受万有引力是地球上物体所受重力和绕地自转向心力的合力,三者本质含义不同。而太空中环绕地球转动的物体所受的万有引力、重力和向心力是完全相同意义的。

6.随地球自转的向心加速度和环绕地球运动的向心加速度的本质区别

物体随地球自转的向心加速度是由地面上物体所受万有引力的一小部分提供的,对应的周期为24小时,环绕地球表面运行的向心加速度是由该物体所受的全部万有引力提供的,对应的近地卫星周期为八十几分钟。

7.卫星的发射速度和运行速度 由公式gr r

GM ==ν运算得到的为运行速度,随轨道变高,υ越小,但发射高空卫星要克服地球引力做功,表面看同质量的高空卫星比低空卫星具有较小的动能,但具有更大的势能,所以发射高空卫星需更大的发射速度。

8.解答天体运动类问题,涉及数值都较大,所以必须先进行字母运算,再进行数值计算。

典型例析

【例1】 宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球。经过时间t ,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点间的距离为L 。若抛出时将初速度增大到2倍,则抛出点与落地之间的距离为3L 。已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R ,万有引力恒量为G 。求该星球的质量M 。

【解析】 本题为1998年全国高考题

设抛出点的高度为h ,第一次平抛的水平射程为x

则有:x 2+h 2=L 2 ①

由平抛运动知识可知,当高度不变,初速增倍,则水平射程也增倍。

即有:(2x)2+h 2=(3L )2

② 由①②解得:h=3

L 由平抛运动规律可得:h=

3L =21g 星t 2 即g 星=232t

L ③ 由万有引力提供重力可知: G 2R

Mm =mg 星 ④ 由③④可得 M=22

332Gt

LR 【说明】 本题为平抛运动和万有引力结合的综合题。

要注意平抛运动水平位移、竖直位移和总位移的关系,并将平抛运动中运动学规律求出的加速度和由万有引力定律、牛顿第二定律算出的加速度结合起来。

【例2】 如图1-3-1所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A 和B ,它们与盘间的摩擦系数相同,当盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两个物体的运动情况是( )

A.两物体均沿切线方向滑动

B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远

C.两物体仍随圆盘一起做圆周运动,不发生滑动

D.物体B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A 发生滑动,离圆盘圆心越来越远

【解析】 当转速很小时 ,B 、A 两物只靠自身的静摩擦力即可提供各自所需的向心力,绳子张力为零;随着转速的不断增加,A 物体需向心力一直大于B 物所需的向心力,当A 物所受的最大静摩擦力越过自身所需向心力时,绳子出现张力;当达到A 、B 整体刚要滑出圆盘时,A 、B 两物均受到最大静摩擦力作用。此时对A 物,静摩擦力与拉力之和提

供向心力,对B 物,静摩擦力与拉力之差提供向心力。

当烧断细线时,B 物所受静摩擦力因为是被动力而变小,仍在原圆周做圆周运动。A 物所受静摩擦力小于它所需要的向心力,故A 作逐步离开圆心的圆周运动。故选(D )。

【说明】 对静摩擦力(包括最大静摩擦力)分析,一直是力学中的难点,静摩擦力随其他外力和物体的运动状态变化而变化,一旦外界的要求(如所需的向心力)超过了最大静摩擦力,物体相对静止状态被破坏,需重新判断物体的受力和运动状态。

离心现象也分两类,一是无力提供向心力,物体沿切线方向飞出,二是提供向心力的不足,物体做逐渐远离圆心的运动。本题的A 物属第二种情况。

【例3】 2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内,若把甘肃省嘉峪关处的经线和纬度近似取为东经98°和北纬40°,已知地球半径R 、地球自转周期T 、地球表面重力加速度g (视为常量)和光速c 。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示)。

【解析】 据题意,要求传播时间,应先通过相对位置求出距离关系,具体思考过程见下图表所示,

依上述分析,先确定相对位置,所有同步卫星的轨道均与赤道平面重合,且该同步卫星和嘉峪关都在东经98°的经线所在的平面内,所以同步卫星、嘉峪关和地球球心在同一平面内,如图1-3-2所示。设地球质量、同步卫星质量分别为M 、m ,同步卫星到地心的距离为r ,而同步卫星的周期即为地球的自转周期T ,根据万有引力提供向心力有

G 3122

222)4(4π

πGMT r r T m r mM =?= 又因为mg=G 2R

mM ,所以GM=gR 2,则 r=312

2

2)4(πT gR 设嘉峪关到同步卫星的距离为l ,在图所示的三角形中由余弦定理得 l=αcos 22

2rR R r -+

所以,该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间为

t=c

T gR R R T gR c l αππcos )4(2)4(31

22223222

2-+= 【说明】 本题是一道涉及文、理科知识的综合题,将地球知识与物理知识结合起来考查,对学生的能力要求比较高,采用的方法是,先确定卫星、嘉峪关、地心三个位置之间的相对位置关系图,再运用几何知识求距离l ,最后求时间t 。

在今后的全国性选拔考试中可能会出现更多的理、化、生三门知识结合的“理科综合题”,甚至融合文科、理科的大综合题。我们不仅要有思想和心理准备,更要从知识、能力等方面做好充分准备。 【例4】 地球同步卫星到地心的距离r 可由r 3=2224πc b a 求出。已知式中a 的单位m,b 的单位是s,c 的单位是m/s 2,则

A.a 是地球半径,b 是地球自转周期,c 是地球表面处的重力加速度

B.a 是地球半径,b 是同步卫星绕地心运动的周期,c 是同步卫星的加速度

C.a 是赤道周长,b 是地球自转周期,c 是同步卫星的加速度

D.a 是地球半径,b 是同步卫星绕地心运动的周期,c 是地球表面处的重力加速度

【解析】 本题为1999年全国高考题

由万有引力提供同步卫星的向心力可得 :

r T m r Mm G 22

24π= ∴r 3=2

24πGMT ① 其中M 为地球质量,T 为同步卫星绕地心运动周期亦即地球自转周期。 对地球附近的卫星由:

2R GMm =mg ∴GM=gR 2 ②

式中g 为地球表面附近重力加速度,R 为地球半径

由②代入①得:r 3=22

4πGMT 所以选(A 、D )

【说明】 本题为天体运动综合题,通过代数式反问有关表达式的各项意义,有一定新意。

综合万有引力中的动力学知识,万有引力视为向心力可写成: G 2R

Mm =ma 向=m R v 2=m ω2R=m ·224T πR ① 从其中一定能找到解题思路。有时还要用到G 2R

Mm =mg 和球体积公式V=34πR 3 ② 如果取2224T m R GmM π=R ,即得开普勒第三定律:2

234πGM T R = ③ ①③式中R 含义为天体或卫星作圆周运动的半径。

②式中为R 为地球半径,一般比轨道半径小,只有当是地近地卫星时,两者才相等。

【例5】 利用下列哪组数据,可以计算出地球质量( )

A.已知地球半径R 地和地面的重力加速度g

B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T

C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r 和线速度v

D.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v 和周期T

【解析】 由G 2地R Mm =mg 得M=G G R 2

地 (A )为正确 由G r T m r Mm 2224π= 得M=23

24GT

r π (B )为正确 由G r v m r

Mm 2

2= 得M=G rv 2 (C )为正确 由G r v m r

GMm T mv r Mm 2

222==及π 代掉r 得M=G

T v π23 (D )为正确 【说明】 本题为典型的多解选择题,造成地球质量表达式多种形式的原因是万有引力表达式在一定条件下理解成重力;另一角度可理解成提供绕地作圆周运动的向心力,而需要的向心力有多种表达表式。

【例6】 如图1-3-3所示,半径为r=0.2m 的两圆柱体A 和B ,靠电动机带动按相同方向运动,均以8rads -1角速度匀角速转动,两圆柱体的转动轴互相平行且在同一平面内,转动方向已在图中标出,质量均匀的木棒水放置其上,重心起始恰在B 的上方,棒与圆柱体

间的动摩擦因数μ=0.16,图中s=1.6m ,L >2s ,重力加速度取10ms -2,从棒由静止开始运动

到重心恰在A 上方需要时间为多少?

【解析】 设木棒质量为m ,开始时木棒的速度小于圆柱体边缘的线速度,它们间有相对运动,故木棒受滑动摩擦力f=μN=μmg

木棒获得的向左加速度a=μμ=m mg

g=1.6ms -2

圆柱体边缘点线速度v=ωr=8×0.2=1.6ms -1 木棒追上圆柱体边缘点线速度所用时间 t 1=

a v =1s

此1秒内木棒发生位移s 1=21at 21=2

1×1.6×12=0.8m 1秒后木棒与圆柱边缘无相对滑动,它们间无摩擦力,木棒继续向左作匀速直线运动

第二阶段运动时间t 2=6

.18.06.11-=-v s s =0.5s 故木棒由静止开始运动到重心到达A 轴上方需要的时间为t=t 1+t 2=1.5s

【说明】 本题将圆柱体的匀速圆周运动和棒的平动通过相切点联系起来,既有相对滑动阶段,又有只滚不滑阶段,将棒作为本题的主要研究对象,小圆柱体作为辅助研究对象。正确分析出两阶段摩擦力的性质是解答本题的关键。

本题还可进一步设问从棒由静止开始运动到重心恰在A 上方过程中接触处产生的焦耳热(Q=μmg Δs=1.28m ),若再已知L 的数值,还可设问到木棒翻下所需的时间。

由本题可得启示,在高三第二阶段的复习过程中,解答综合性较强的问题,要善于综合,更善于拓展,使自己的分析、思维能力上一个新的台阶。

【例7】 如图1-3-4所示,半径为R 、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内,两个质量均为m 的小球A 、B ,以不同的速度进入管内,A 通过最高点C 时,对管壁上部的压力为3mg ,B 通过最高点C 时,对管壁的下部压力为0.75mg ,求A 、B 两球落地点间的距离。

【解析】 本题是圆周运动动力学问题与平抛运动学问题及机械能守恒定律的综合。

A 通过最高点,所受合力为3mg+mg=m R

v A 2 ∴gR A 2=ν ①

B 通过最高点所受合力为mg-0.75mg=m R

m B 2 ∴gR B 5.0=ν ②

A 、

B 两球落地间的距离为两球从2R 高处作平抛运动水平射程之差

即x AB =(v A -v B )g

R 22?=3R 【说明】 本题还可拓展到求A 、B 两球在半圆型管道最低点的速度;并可求出小球在C 处对管壁上部、下部有无压力的临界条件。是一个有一定综合性的曲线运动问题。

【例8】 如图1-3-5所示,一条不可伸长的轻绳长为L ,一端用手握住,另一端系一质量为m 的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R 、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径R 的圆相切,小球也在同一平面内做半径更大的匀速圆周运动。若人手做功的功率为P ,求

(1)小球运动的线速度大小

(2)小球在运动过程中所受的摩擦阻力大小

【解析】 对小球m 进行受力分析,小球受T 和f μ作用,并设轻绳与Om 夹角为α,因为m 做大半径的匀速圆周运动,所以有Tsin α=f ①

再对B (手)进行分析可得P=T ·v=T ·ωR ②

并由几何关系得:sin α=22L R R

+ ③

由①②③组成方程组,消去T 和α得:f=22L R P

【说明】 本题是圆周运动动力学问题和能量问题的综合,正确地选取图中B 和m 为力学的研究对象,分别应用即时功率的含义和匀速圆周运动切线方向动力学特征来解答本题。

因轻绳在传输能量过程中无截流,所以本题还可用能量来解答。

设转一圈所用时间为T 0

则:在转一周过程中从B 输到装置中能量为W 1=P ·T 0 ④

小球转一周产生的焦耳热为W 2=f ·2π22L R + ⑤

据能量转化和守恒得:W 1=W 2 ⑥

由④⑤⑥得:f=22L R P

一题多解,对提升复习档次,训练、发散思维能力,融会贯通各部分知识均大有好处。

本周强化练习:

能力测试

一、选择题(至少有一个选项符合题意)

1.如图1-3-6所示,在质量为M 的物体内,有光滑的圆形轨道,有一质量为m 的小球在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动,A 、C 两点分别是轨道的最高点和最低点,B 、D 两点与圆心O 在同一水平面上,在小球运动过程中,M 静止于地面,那么关于M 对地面的压力N 和地面对M 的磨擦力的方向,下面说法正确的是( )

A.小球运动到A 点时,N >Mg ,摩擦力方向向左

B.小球运动到B 点时,N=Mg ,摩擦力方向向右

C.小球运动到C 点时,N >(m+M )g ,地面与M 无摩擦

D.小球运动到D 点时,N=(m+M)g ,摩擦力方向向左

2.下列关于人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的说法正确的是( )

A.卫星的线速度与轨道半径的二次方根成反比

B.卫星角速度与轨道半径的

2

3次方根成反比 C.卫星的绕行的周期与轨道半径的23次方根成反比 D.卫星中的物体处于失重状态,不受地球引力作用

3.启动卫星的发动机使其速度加大,待它运动到距离地面的高度比原来大的位置,再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星,该卫星在后一轨道与在前一轨道相比( )

A.速度增大

B.周期增大

C.机械能增大

D.加速度增大

4.如图1-3-7所示为某物体做平抛运动的轨迹,物体自O 点沿x 方向抛出,在运动过程中经过某点P 的坐标为(a ,b),则过P 点的切线与它受力方向之间的夹角为( )

A.tan -1b a 2

B.tan -1b a

C.sin -1b a

D.tan -1222b a a

5.可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道( )

A.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆

B.与地球表面某一经度线所决定的圆是共面同心圆

C.与地球表面的赤道线是共面同心圆,且卫星相对于地面高度是不变的

D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对于地球表面是运动的

6.月球的半径为地球半径的1/3.8,质量约为地球质量的1/81,取g=10m/s2,一位举重运动员在地球上最多能举起120kg的杠铃,则他在月球上最多能举起()

A.质量为120kg的杠铃

B.质量为720kg的杠铃

C.在月球上重1200N的杠铃

D.在月球上重7200N的杠铃

7.如图1-3-8所示,在竖直的转轴上,a、b两点的间距40cm,细线ac长50cm,bc长30cm,在c点系一质量为m的小球,在转轴带着小球转动过程中,下列说法正确的是()

A.转速小时ac受拉力,bc松驰

B.bc刚位直时ac中拉力为1.25mg

C.bc拉直后转速增大,ac拉力不变

D.bc拉直后转速增大,ac拉力增大

二、填空题

8.已知地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,一个与地球密度相同的行星半径为R,则该行星的卫星第一宇宙速度为。

9.如图1-3-9所示,圆桶底面半径为R,在上部有个入口A,在A的正下方h处有个出口B,在A处沿切线方向有一斜槽,一个小球恰能沿水平方向进入入口A后,沿光滑桶壁运动,要使小球由出口B飞出桶外,那么小球进入A时速度v必须满足。

10.为了消除人造卫星中人体失重状态,可以采用人造卫星自转的方法来产生“重力”。为了使产生的“重力”和人在地球表现上的重力一样,卫星转动的角速度应为(设人离转轴的垂直距离为r,地面上重力加速度为g)。

11.已知地球半径约为6.4×106m,又知月球绕地球的运动可近似看作圆周运动,则可估算出月球到地心距离约为 m(结果只保留一位有效数字)。

三、计算题

12.如图1-3-10所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度

2

g 竖直向上做匀加速直线运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的1817,已知地球半径为R ,求此时火箭离地面的高度(g 为地面附近的重力加速度)。

13.在质量为M 的电动机上,装有一个质量为m 的不均匀飞轮,飞轮转动的角速度恒为ω0,且飞轮的重心在转轴正上方时,电动机对地面刚好没有压力,试求:(1)飞轮重心离转轴的距离;(2)转动过程中,电动机对地面的最大压力。

14.如图1-3-11所示,在离地面高h 的A 处有一光源S ,有一小球从A 处水平抛出,在小球落地点处置一直立的屏,则小球在屏上的影子做何运动?屏上影子对B 点位置随时间t 变化的规律怎样?

15.若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内,且均为正圆,又知这两种转动同向,如图1-3-12所示,月球变化的周期为29.5天(图是相继两次满月时,月、地、日相对位置的示意图)。求月球绕地球转一周所用的时间T (因月球总是一面朝向地球,故T 恰是月球自转周期)。(提示:可借鉴恒星日、太阳日的解释方法)

参考答案

1.B 、C

2.A 、B

3.B 、C

4.A

5.C 、D

6.B 、C

7.A 、B 、C

8.8Rg/v

9.n h g R 2π(n=1,2,3…) 10.r

g 11.4×108 12.[解析] 设火箭离地面的高度为h

据万有引力定律可知:此处重力加速度g′=g H R R H R GM 2

2

2)()(+=+ ① 对测试仪器在高空中平台上应用动力学方程

1817mg-m(H R R +)2g=m 2

g ② 由②得H=2

R [说明] 本题为牛顿运动定律和万有引力定律的综合,表面看起来仪器示重比在地面上的重力小,但该处重力加速度已小于g ,所以还属动力学中的“超重”题型。

13.[解析] 因为飞轮m 做匀角速转动,而M 处于静止状态,所以对m 和M 进行隔离法分析

对m 在最高点时 T 1+mg=m ω20r ①

此时M 对地压力为零,即T 1=Mg ②

由①②消去T 1得:r=20

)(ωm g m M + 当m 转到最低点时,m 对M 作用力方向竖直向下,M 对地压力最大,

对m 而言,T 2-mg=m ω20r ③

对M 而言,N=Mg+T 2 ④

由①②③④得:N=2(M+m )g

[说明] 本题为竖直平面内匀速圆周运动和M 的静力学的综合,因为M 、m 的运动情况不同,所以必须用隔离法,用隔离法时,对M 、m 列方程时,各式中的重力只能是自身重力。不能再出现(M+m)g 总重力的字样。M 是在电动机的带动下做匀角速转动,m 在本题中所做的竖直平面匀速圆周运动不属机械能守恒范畴。

14.[解析] 如图所示,设小球抛出t 秒后运动到P 点,此时∠BAP=θ,平抛运动初速

度为v 0,则tan θ=0

02221v gt t v gt = ① P 的投影点Q 与B 距离y=AB ·tan θ=AB ·0

2v gt ②

而AB =v 0g

h 2 ③ ③代入②得y=gh 22

1·t 即影子做匀速直线运动

[说明] 要判定某质点的运动规律,可从求找解析式的角度着手。本题为平抛运动与光直线传播的综合。

15.[解析] 高中地理教材讲了恒星日、太阳日,但未讲其物理原理和数学计算方法;高中物理教材未涉及该现象,但相关的内容如周期、角速度原因、数学计算方法都有。学生可用不同方法解答,从不同的角度进行发散思维。

用地理原理解答,根据恒星日、太阳日进行知识迁移。

月球在M 1位置时是满月,下一次满月在M 2位置,相隔29.5天,这过程中,地球转过θ角,月球转过(2π+θ)角,花了29.5天。月球真正自转一周(2π)相对地球是M ′方向上,如下图所示,花了多少天 ?

用正比的方法计算: 月球公转时:)

(360)(5.29360天天T ?=+?θ 地球公转时:)

(365360)(5.29天天?=θ

联两式消去θ解得:T=27.3(天)

曲线运动经典例题

《曲线运动》经典例题 1、关于曲线运动,下列说法中正确的是(AC) A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动 C. 曲线运动可能是匀变速运动 D. 变加速运动一定是曲线运动 【解析】曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,一定是变化的,所以曲线运动一定是变速运动。变速运动可能是速度的方向不变而大小变化,则可能是直线运动。当物体受到的合力是大小、方向不变的恒力时,物体做匀变速运动,但力的方向可能与速度方向不在一条直线上,这时物体做匀变速曲线运动。做变加速运动的物体受到的合力可能大小不变,但方向始终与速度方向在一条直线上,这时物体做变速直线运动。 2、质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,而保持F2、F3不变,则质点(A) A.一定做匀变速运动B.一定做直线运动 C.一定做非匀变速运动D.一定做曲线运动 【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知,当突然撤去F1而保持F2、F3不变时,质点受到的合力大小为F1,方向与F1相反,故一定做匀变速运动。在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1后,它一定做匀变速直线运动;其二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上)。 3、关于运动的合成,下列说法中正确的是(C) A. 合运动的速度一定比分运动的速度大 B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动 D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等 【解析】根据速度合成的平行四边形定则可知,合速度的大小是在两分速度的和与两分速度的差之间,故合速度不一定比分速度大。两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。两个匀变速直线运动的合运动是否是匀变速直线运动,决定于两初速度的合速度方向是否与合加速度方向在一直线上。如果在一直线上,合运动是匀变速直线运动;反之,是匀变速曲线运动。根据运动的同时性,合运动的两个分运动是同时的。 4、质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度v x和v y随时间变化的图线如图所示,求: (1)物体所受的合力。 (2)物体的初速度。 (3)判断物体运动的性质。 (4)4s末物体的速度和位移。 【解析】根据分速度v x和v y随时间变化的图线可知,物体在x 轴上的分运动是匀加速直线运动,在y轴上的分运动是匀速直线 运动。从两图线中求出物体的加速度与速度的分量,然后再合成。 (1) 由图象可知,物体在x轴上分运动的加速度大小a x=1m/s2,在y轴上分运动的加速度为0,故物体的合加速度大小为a=1m/s2,方向沿x轴的正方向。则物体所受的合力 F=ma=0.2×1N=0.2N,方向沿x轴的正方向。 (2) 由图象知,可得两分运动的初速度大小为 v x0=0,v y0=4m/s,故物体的初速度

《运动和力》全章复习与巩固--运动和力的关系(基础)知识讲解

运动和力》全章复习与巩固—运动和力的关系(基础) 【学习目标】 1、认识力的作用效果,能用示意图描述力; 2、知道重力产生的原因、重力的概念;理解重力的三要素,大小、方向、作用点(即重心); 3、知道什么是弹力及弹力产生的条件;了解弹簧测力计的原理,会使用弹簧测力计; 4、知道摩擦力是如何产生的,知道摩擦力的大小和什么因素有关;知道增大和减小摩擦的方法; 5、理解物体的惯性、牛顿第一定律; 6、知道二力平衡,理解力和运动的关系。 知识网络】 【要点梳理】知识点一、力 力是物体对物体的作用。 要点诠释: 1、力的作用效果包括两方面:改变物体的运动状态、改变物体的形状。 2、力的大小、方向、作用点,都能影响力的作用效果,因此把它们叫做力的三要素。 3、力的示意图 4、力的相互性:任何物体之间力的作用都是相互的。一个物体施力的同时也受力。因此,同一物体既是施力物体也是受力物体。施力物体和受力物体是相对的。 知识点二、重力 1、重力的概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受到的力叫做重力。符号:G 。要点诠释:地面附近的一切物体,不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重力的作用。如在上升过程中的氢气球仍受重力。一切物体所受重力的施力物体都是地球。 2、重力的三要素 (1)重力的大小:物体所受的重力跟它的质量成正比。 公式:G=mg 或g=G/m ,其中g=9.8N/ ㎏,粗略计算可以取g=10N/kg 。注意:利用公式G=mg 进行计算时,质量m 的单位必须是㎏,不能用g,否则计算得出的数据就会有错误。 (2)重力的方向:重力的方向是竖直向下的。据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直,也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。 注意:竖直向下与垂直向下不同,所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直,其方向是固定不变的。 (3)重心:重力的作用点叫做物体的重心。有些力(如摩擦力)作用在物体上的作用点不好确定,我们在作力的示意图时,也常把这些力的作用点画在物体的重心处。 质地均匀,外形规则物体的重心在它的几何中心上。如球的重心是它的球心。 知识点三、弹力 1、弹力的概念:物体由于弹性形变而产生的力叫弹力。要点诠释: (1)物体受力发生形变,不受力时又能自动恢复原来形状的特性叫做弹性。能自动恢复原来形状的形变叫弹性形变;物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。物体的弹性形变程度越大,产生的弹力越大。 (2)日常所称的拉力、压力、支持力等,其实质都是弹力。例如,桌面对茶杯的支持力,其实质就是桌面发生了微小的形变后对茶杯向上的弹力。 注意:弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度就不能完全复原。

力与曲线运动 专题卷(全国通用)

物理二轮力与曲线运动专题卷(全国通用) 1.(多选)如图1所示,照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动.已知图中双向四车道的总宽度为15 m,内车道内边缘间最远的距离为150 m.假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍.g取10 m/s2,则汽车的运动( ) 图1 A.所受的合力可能为零 B.只受重力和地面支持力的作用 C.所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供 D.最大速度不能超过370m/s 2.(多选)2018年1月12日7时18分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航组网卫星,两颗卫星属于中轨道卫星,运行于半径为10 354 km的圆形轨道上.卫星轨道平面与赤道平面成55°倾角.关于该卫星,以下说法正确的是( ) A.两颗卫星的周期相等、运行速率相等 B.两颗卫星均为通讯使用,故均为地球同步卫星 C.两颗卫星从地球上看是移动的,但每天经过特定的地区上空 D.两颗卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度 3.利用手机可以玩一种叫“扔纸团”的小游戏.如图2所示,游戏时,游戏者滑动屏幕将纸团从P点以速度v水平抛向固定在水平地面上的圆柱形废纸篓,纸团恰好沿纸篓的上边沿入篓并直接打在纸篓的底角.若要让纸团进入纸篓中并直接击中篓底正中间,下列做法可行的是( ) 图2 A.在P点将纸团以小于v的速度水平抛出

B .在P 点将纸团以大于v 的速度水平抛出 C .在P 点正上方某位置将纸团以小于v 的速度水平抛出 D .在P 点正下方某位置将纸团以大于v 的速度水平抛出 4.演习时,在某一高度匀速飞行的战机在离目标水平距离s 时投弹,可以准确命中目标,现战机飞行高度减半,速度大小减为原来的2 3,要仍能命中目标,则战机投弹时离目标 的水平距离应为(不考虑空气阻力)( ) A.13s B.23s C.23s D.223 s 5.如图3所示,将小球从空中的A 点以速度v 0水平向右抛出,不计空气阻力,小球刚好擦过竖直挡板落在地面上的B 点.若使小球仍刚好擦过竖直挡板且落在地面上的B 点右侧,下列方法可行的是( ) 图3 A .在A 点正上方某位置将小球以小于v 0的速度水平抛出 B .在A 点正下方某位置将小球以大于v 0的速度水平抛出 C .在A 点将小球以大于v 0的速度水平抛出 D .在A 点将小球以小于v 0的速度水平抛出 6.如图4所示,一细线系一小球绕O 点在竖直面做圆周运动,a 、b 分别是轨迹的最高点和最低点,c 、d 两点与圆心等高,小球在a 点时细线的拉力恰好为0,不计空气阻力,则下列说法正确的是( ) 图4 A .小球从a 点运动到b 点的过程中,先失重后超重 B .小球从a 点运动到b 点的过程中,机械能先增大后减小 C .小球从a 点运动到b 点的过程中,细线对小球的拉力先做正功后做负功 D .小球运动到c 、d 两点时,受到的合力指向圆心 7.如图5甲,小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O 在竖直面内做圆周运动,小球

高中物理曲线运动经典题型总结-(1)word版本

专题 曲线运动 一、运动的合成和分解 【题型总结】 1.合力与轨迹的关系 如图所示为一个做匀变速曲线运动质点的轨迹示意图,已知在B 点的速度与加速度相互垂直,且质点的运动方向是从A 到E ,则下列说法中正确的是( ) A .D 点的速率比C 点的速率大 B .A 点的加速度与速度的夹角小于90° C .A 点的加速度比D 点的加速度大 D .从A 到D 加速度与速度的夹角先增大后减小 2.运动的合成和分解 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为4m /s 时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到7m /s 时。他感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为( ) A. 7m/s B. 6m /s C. 5m /s D. 4 m /s 3.绳(杆)拉物类问题 例:如图所示,重物M 沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m 沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角,且重物下滑的速率为v 时,小车的速度为多少? 练习1:一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B ,如图所示,设汽车和重物的速度的大小分别为B A v v ,,则( ) A 、 B A v v = B 、B A v v ? C 、B A v v ? D 、重物B 的速度逐渐增大 4.渡河问题 例1: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v 1,摩托艇在静水中的航速为v 2,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( ) 例2:某人横渡一河流,船划行速度和水流动速度一定,此人过河最短时间为了T 1;若此船用最短的位移过河,则需时间为T 2,若船速大于水速,则船速与水速之比为( ) (A) (B) (C) (D) 【巩固练习】 1、 一个劈形物体M ,各面都光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个 光滑小球m ,劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) m

摩擦力 力与运动的关系

学大教育辅导讲义 年 级 九 辅导科目 物理 学科教师 姚老师 课次数 课 题 摩擦力 力与运动的关系 知识点及例题精讲 一、摩擦力 [中考考点]:(1)影响滑动摩擦的因素(2)摩擦力的有无(3)摩擦力方向的判断 [中考题型]:填空题,选择题,作图题,计算题。 [知识网络]: 产生条件:接触、挤压、相对滑动 大小:F=μF 滑动摩擦力 方向:与相对运动方向相反 作用点:接触面上 产生条件:接触、挤压、有相对运动趋势 摩擦力 静摩擦力 大小:0<F ≤Fmax 方向:与相对运动趋势方向相反 作用点:接触面上 滚动摩擦:做一般了解。 [知识要点]: 思考:质量为m 的木刷放在水平桌面上,木刷受几个力?大小、 方向如何?画出木刷受力示意图 一、摩擦力 1.产生摩擦力的条件:相互接触的粗糙物体间存在压力且具有相对运动或相对运动趋势。 ⑴ 两物体接触并挤压;两物体间存在压力是产生摩擦力的必要前提。 ⑵ 物体之间有相对运动或相对运动的趋势; ⑶ 接触面不光滑。“光滑”是指不存在摩擦。 2.摩擦力的分类:摩擦力可分为滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。 二、滑动摩擦力 1.滑动摩擦力:两个相互挤压的物体,当接触面存在相对运动时,接触面上产生障碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。 2.产生条件:⑴两物体接触并挤压;⑵物体之间有相对运动;⑶接触面不光滑。 3.方向:与物体相对运动方向相反。⑴ 总是跟接触面相切,与相应的弹力垂直。⑵ 总是障碍两物体间相对运动的进行,“相对”是指接触的物体,它可能与物体的运动方向相同,也可能相反 例:试判断下列两种情况下物体所受摩擦力方向: ⑴ 沿水平地面向右滑动的木箱 ⑵ 放在匀速运动的水平传送带上的物体。 4.滑动摩擦力大小 ⑴ 滑动摩擦力f 跟压力N 成正比,公式N f μ=。 ⑵ 动摩擦因数μ,μ的数值与相互接触面的材料、粗糙程度有关,μ没有单位。 ⑶ N 为两物体接触面正压力。 三、静摩擦力 1. 定义:两个互相接触的物体,当接触面存在相对运动趋势但没有发生相对运动时,接 mg mg mg

(江苏专用)2020高考物理二轮复习第一部分专题一力与运动第三讲力与曲线运动——课前自测诊断卷

第三讲力与曲线运动 ——课前自测诊断卷 考点一运动的合成与分解 1.[考查运动的合成与运动轨迹分析] (2019·苏北三市一模)如图所示,一块可升降白板沿墙壁竖直向上做 匀速运动,某同学用画笔在白板上画线,画笔相对于墙壁从静止开始水平 向右先匀加速,后匀减速直到停止。取水平向右为x轴正方向,竖直向下 为y轴正方向,则画笔在白板上画出的轨迹可能为( ) 解析:选D 由题意可知,画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动,水平方向先向右做匀加速运动,根据运动的合成和分解可知此时画笔做曲线运动,由于合力向右,则曲线向右弯曲,然后水平方向向右做减速运动,同理可知轨迹仍为曲线,由于合力向左,则曲线向左弯曲,故选项D正确,A、B、C错误。 2.[考查速度的分解] 如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动, 物体A恰匀速上升,那么以下说法正确的是( ) A.物体B正向右做匀减速运动 B.物体B正向右做加速运动 C.地面对B的摩擦力减小 D.斜绳与水平方向成30°时,v A∶v B=3∶2 解析:选D 将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿 绳子方向上的分速度等于A的速度,如图所示,根据平行四边形定则有 v B cos α=v A,所以v B=v A cos α ,当α减小时,物体B的速度减小,但 B不是匀减速运动,选项A、B错误;在竖直方向上,对B有mg=F N+F T sin α,F T=m A g,α减小,则支持力F N增大,根据F f=μF N可知摩擦力F f增大,选项C错误;根据v B cos α=v A,斜绳与水平方向成30°时,v A∶v B=3∶2,选项D正确。 3.[考查小船渡河问题] [多选]小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相 对于水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图 虚线所示。则小船在此过程中( ) A.做匀变速运动

高中物理曲线运动经典题型总结(可编辑修改word版)

42+ 32 【题型总结】 专题五曲线运动 一、运动的合成和分解 1.速度的合成:(1)运动的合成和分解(2)相对运动的规律v甲地=v甲乙+v乙地 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为 4m/s 时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到 7m/s 时。他感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为() A. 7m/s B. 6m/s C. 5m/s D. 4 m/s 解析:“他感到风从正南方向(东南方向)吹来” ,即风相对车的方向是正南方向(东南方向)。而风相 对地的速度方向不变,由此可联立求解。 解:∵θ=45°∴V 风对车=7—4=3 m/s ∵V 风对车 +V 车对地 =V 风对地 V 风对 ∴V 风对地= =5 答案:C 2.绳(杆)拉物类问题 m/s V 风对 V 车对 ① 绳(杆)上各点在绳(杆)方向上的速度相等 ②合速度方向:物体实际运动方向 分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩) 垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动 例:如图所示,重物M 沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m 沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ 角,且重物下滑的速率为v 时,小车的速度为多少? 解:方法一:虚拟重物M 在Δt 时间内从A 移过Δh 到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两 个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O 点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C. 1 若Δt 很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,∠OBA=β=2 (180°- Δφ)→90°.亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ ?s 2 因为?t = ?h ?t ·cosθ,所以v′=v·cosθ 方法二:重物M 的速度v 的方向是合运动的速度方向,这个v 产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ. (1)(2) V 风对 θ

第3讲 力与曲线运动

学科: 物理年级:高三 本周教学内容:第3讲力与曲线运动 考纲要求 1.理解和掌握万有引力定律,理解重力是由于地球吸引而使物体受到的力,掌握重心的概念。 2.熟练应用牛顿运动定律分析圆周运动中的向心力,并对由一直线上力提供向心力的实例能定量计算。 3.应用牛顿运动定律和圆周运动知识分析人造卫星运动规律,并理解第一宇宙速度的运算方法,了解开普勒三定律和天体运动的基本规律。 4.了解物体作一般曲线运动的动力学规律,并能定性分析一般曲线运动问题。 知识结构 热点导析 1. 匀变速曲线运动和非匀变曲线运动的区别:加速度方向与速度方向不共线是曲线运动的共同特点,且加速度矢量恒定,则物体做匀变速曲线运动;加速度矢量变化,则物体做 非匀速曲线运动。平抛、斜抛运动属匀变速曲线运动(恒),一切圆周运动均为变速曲线

运动(方向一定变)。 2.皮带轮传动系统中各点v 线、a 向、ω大小关系:在同一个圆盘上各点(或同一个球体上各点)ω等,a 向与r 成正比;在同一圆周上或同一皮带轮上各点v 等,a 向与r 成反比。 3.解答圆周运动动力学问题,首先必须明确研究对象运动的轨道平面和圆心的位置,以便确定向心力的方向和半径的大小。例如地球绕地轴自转,非赤道平面上的点做圆周运动的圆心不是地心,而是圆平面与地轴的交点。再如:带电粒子在匀强磁场中的圆周运动必须据特殊点作出有关半径和圆心,并据几何关系求出半径的大小。其次必须明确向心力是按效果来命名的力,它不是受力分析中的新的力,而是一个力或某几个力的合力。最后对圆周运动过程中的临界问题应加以分析,轻杆、轻绳、光滑轨道等名词属隐含条件。 4.应用万有引力定律和牛顿运动定律分析天体运动规律 万有引力提供向心力是动力学知识在圆周运动中的具体应用。F 引=G 2 r mM 为提供的向心力,F 向=m r v 2 =m ω2r 为需要的向心力。两者相等即把天体的运动看成是匀速圆周运动。 5.重力、万有引力、向心力间的关系 万有引力是形成地面物体所有客观存在重力的主要原因,因为地球自转对物体影响不大,所以近似可以认为物体重力和地球对物体的万有引力相等,所以有g 0=2 0R GM ,但事实地球上物体所受万有引力是地球上物体所受重力和绕地自转向心力的合力,三者本质含义不同。而太空中环绕地球转动的物体所受的万有引力、重力和向心力是完全相同意义的。 6.随地球自转的向心加速度和环绕地球运动的向心加速度的本质区别 物体随地球自转的向心加速度是由地面上物体所受万有引力的一小部分提供的,对应的周期为24小时,环绕地球表面运行的向心加速度是由该物体所受的全部万有引力提供的,对应的近地卫星周期为八十几分钟。 7.卫星的发射速度和运行速度 由公式gr r GM ==ν运算得到的为运行速度,随轨道变高,υ越小,但发射高空卫星要克服地球引力做功,表面看同质量的高空卫星比低空卫星具有较小的动能,但具有更大的势能,所以发射高空卫星需更大的发射速度。 8.解答天体运动类问题,涉及数值都较大,所以必须先进行字母运算,再进行数值计算。 典型例析 【例1】 宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球。经过时间t ,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点间的距离为L 。若抛出时将初速度增大到2倍,则抛出点与落地之间的距离为3L 。已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R ,万

高中物理曲线运动经典题型总结

专题五曲线运动 一、运动的合成和分解【题型总结】 1.速度的合成:(1)运动的合成和分解(2)相对运动的规律 乙地 甲乙 甲地 v v v+ = 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为4m/s时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到7m/s时。他 感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为() A. 7m/s B. 6m/s C. 5m/s D. 4 m/s 解析:“他感到风从正南方向(东南方向)吹来”,即风相对车的方向是正南方向(东南方向)。而风相对地的速度方向不变,由此可联立求解。 解:∵θ=45°∴V风对车=7—4=3 m/s ∵ 风对地 车对地 风对车 V V V= + ∴V风对地=5 3 42 2= + m/s 答案:C 2.绳(杆)拉物类问题 ①绳(杆)上各点在绳(杆)方向 ......上的速度相等 ②合速度方向:物体实际运动方向 分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩) 垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动 例:如图所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角,且重物下滑的速率为v时,小车的速度为多少? 解:方法一:虚拟重物M在Δt时间内从A移过Δh到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C. 若Δt很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,∠OBA=β=2 1 (180°-Δφ)→90°. 亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ 因为t h t s ? ? = ? ? 2 ·cosθ,所以v′=v·cosθ 方法二:重物M的速度v的方向是合运动的速度方向,这个v产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ. (1)(2) V风对车 V风对地 V车对地 V风对车 θ

苏教版八年级物理力和运动的关系教案2

第三节力和运动的关系 一、教学目标 1、知识与技能 通过逻辑推理概括出牛顿第一定律的内容 通过日常生活中的一些事例和观察实验现象,明确什么是非平衡力,什么是物体运动状态的变化,理解力与运动的关系。 2、过程与方法 通过小车实验,在实验的基础之上进行科学推断,从分析归纳中领会物体的惯性和物体运动状态的变化。从实验现象和对生活现象的观察,探究力和运动的关系。 3、情感、态度与价值观 通过教学活动,学习科学家在实验的基础上丰富的想象力和不断进取的精神,经受科学方法的训练,培养自己科学推理、科学探究的能力。 二、引入新课 要求学生仔细阅读对话框中的内容。 从刚才的对话框中,我们获得了这样的经验:物体不推不动,即物体受力时就会运动,不受力时就会静止,也就是说物体的运动需要力来维持。人们从公元前300多年的古希腊亚里士多德时代一直到伽利略诞生的16世纪,二千年来人们一直抱着这样的观点。这样的观点是否正确呢? 要回答这个问题,我们要来学习本学期的最后一节:力与运动的关系。 三、新课部分 1、活动10.5 探究阻力对物体运动的影响 教师:前面我们学习过力的两大作用效果,是什么? 学生:力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。 教师:如果物体不受力的作用,物体将会处于什么样的运动状态呢?让我们通过实验来回答这个重要的问题。 教师:要求阅读活动内容后回答相关问题。(2分钟) 学生:进行相关内容的阅读。 教师:对活动提出如下问题。 ①请推测如果运动的汽车受到的阻力越小,汽车运动的路程将会发生怎样的变化? ②实验中是通过怎样的方法来改变小车受到的阻力的? ③小车所受的阻力的方向指向哪里?和运动的方向间是什么关系? ④为什么要让小车从斜面的同一高度滑下? 学生:对上述问题逐一回答。 ①汽车的运动路程会变长。 ②是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车受到的阻力的。(毛巾、棉布、木板)

专题复习-力与曲线运动

北京四中 审稿:李井军责编:周建勋 专题复习-力与曲线运动 知识点能力点回顾 复习策略: 曲线运动、曲线运动的条件及其应用历来是高考的重点、难点和热点,它不仅涉及力学中的一般的曲线运动、平抛运动、圆周运动,还常常涉及天体运动问题,带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动问题,动力学问题,功能问题,动量和冲量问题。本章知识多以现实生活中的问题(如体育竞技,军事上的射击,交通运输等)和空间技术(如航空航天)等立意命题,体现了应用所学知识对自然现象进行系统的分析和多角度、多层次的描述,突出综合应用知识的能力。本章高考几乎年年有题年年新,那么“新”在什么地方呢?“新”主要表现在:情景新、立意新、知识新、学科渗透新,新题虽然难度往往不大,但面孔生疏。难题和新题都要有丰厚的基础知识、丰富的解题经验和灵活的解题能力。不过万变不离其宗,在每一章节都有典型的习题,在题型的解题方法和规律上下功夫,在复习的过程中有意识注意各题型之间的区别、联系和渗透,就能够做到“任凭风浪起,稳坐钓鱼台”。 知识要求: 一、物体做曲线运动的条件和特点 1.当物体所受合外力(或加速度)的方向与物体的速度方向不在一条直线上时物体将做曲线运动 2. 曲线运动的特点: ①在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向。 ②曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的。 ③做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零,一定具有加速度。 3.物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的,由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成;由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解。 运动的合成与分解基本关系: ①分运动的独立性; ②运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存); ③运动的等时性; ④运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则)。 二、恒力作用下的匀变速曲线运动 1.恒力作用下的曲线运动,物体的加速度大小和方向都恒定不变,是匀变速运动。物体有初速度,而且初速度的方向与物体的加速度方向不在同一条直线上。

专题03 力与曲线运动【练】-2021年高考物理二轮讲练测原卷版

第一部分力与运动 专题03 力与曲线运动【练】 1.(2020·江西上饶市重点中学六校第一次联考)下列关于运动和力的叙述中,正确的是() A.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的 B.物体做圆周运动,所受的合力一定是向心力 C.物体所受合力恒定,该物体速率随时间一定均匀变化 D.物体运动的速率在增加,所受合力一定做正功 2.(2020·江西宜春市第一学期期末)如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v-t图象.以下判断正确的是() A.在0~1 s内,物体做匀速直线运动 B.在0~1 s内,物体做匀变速直线运动 C.在1~2 s内,物体做匀变速直线运动 D.在1~2 s内,物体做匀变速曲线运动 3.(2020·吉林省实验中学模拟)如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升。以下说法正确的是() A.物体B正向右做匀减速运动B.物体B正向右做加速运动

C .地面对B 的摩擦力减小 D .斜绳与水平方向成30°时,v A ∶v B =3∶2 4.(多选)(2020·河南洛阳重点中学大联考)如图所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 和v b 沿水平方向先后抛出,恰好同时落到地面上的P 点,P 点到两抛出点水平距离相等,并且落到P 点时两球的速度互相垂直。若不计空气阻力,则( ) A .小球a 比小球b 先抛出 B .初速度v a 小于v b C .小球a 、b 抛出点距地面高度之比为v b ∶v a D .初速度v a 大于v b 5.(2020·济宁质检)如图所示,倾角为θ的斜面体固定在水平面上,两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出,两球的初速度大小相等,已知甲的抛出点为斜面体的顶点,经过一段时间两球落在斜面上的A 、B 两点后不再反弹,落在斜面上的瞬间,小球乙的速度与斜面垂直。忽略空气的阻力,重力加速度为g 。则下列选项正确的是( ) A .甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan 2θ∶1 B .甲、乙两球下落的高度之比为2tan 2θ∶1 C .甲、乙两球的水平位移之比为tan θ∶1 D .甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan 2θ∶1 6.(2020·重庆市部分区县第一次诊断)一河流两岸平行,水流速率恒定为v 1,某人划船过河,船相对静水的速率为v 2,且v 2>v 1。设人以最短的时间t 1过河时,渡河的位移为d 1;以最短的位移d 2过河时,所用的时间为t 2。下列说法正确的是( ) A .t 1t 2=v 21v 22,d 1d 2=v 21v 22 B .t 1t 2=v 22v 21,d 2d 1=v 21v 22 C .t 1t 2=1-v 21v 22,d 1d 2=1+v 21v 22 D .t 1t 2=1-v 22v 21,d 2d 1=1+v 21v 22

曲线运动经典专题复习

曲线运动经典专题 知识要点: 一、曲线运动三要点 1、条件:运动方向与所受合力不在同一直线上, 2、特点: (1)速度一定是变化的——变速运动 (2)加速度一定不为零,但加速度可能是变化的,也可能是不变的 3、研究方法——运动的合成与分解 二、运动的合成与分解 1、矢量运算:(注意方向) 2、特性: (1)独立性 (2)同时性 (3)等效性 3、合运动轨迹的确定: (1)两个分运动都是匀速直线运动 (2)两个分运动一个是匀速直线运动,另一个是匀变速直线运动 (3)两个分运动都是初速不为零的匀变速直线运动 (4)两个分运动都市初速为零的匀变速直线运动 三、平抛 1、平抛的性质:匀变速曲线运动(二维图解) 2、平抛的分解: 3、平抛的公式: 4、平抛的两个重要推论 5、平抛的轨迹 6、平抛实验中的重要应用 7、斜抛与平抛 8、等效平抛与类平抛 四、匀速圆周运动 1、运动性质: 2、公式: 3、圆周运动的动力学模型和临界问题 五、万有引力 1、万有引力定律的条件和应用 2、重力、重力加速度与万有引力 3、宇宙速度公式和意义 4、人造卫星、航天工程 5、地月系统和嫦娥工程 6、测天体的质量和密度 7、双星、黑洞、中子星 六、典型问题 1、小船过河 2、绳拉小船 3、平抛与斜面 4、等效的平抛 5、平抛与体育 6、皮带传动 7、表针问题 8、周期性与多解问题 6、转盘问题 7、圆锥摆 8、杆绳模型、圆轨道与圆管模型 9、卫星问题 10、测天体质量和密度 11、双星问题 一、绳拉小船问题 例:绳拉小船 汽车通过绳子拉小船,则( D ) A、汽车匀速则小船一定匀速 B、汽车匀速则小船一定加速 C、汽车减速则小船一定匀速 D、小船匀速则汽车一定减速 练习1:如图,汽车拉着重物G,则() A、汽车向左匀速,重物向上加速 B、汽车向左匀速,重物所受绳拉力小于重物重力 C、汽车向左匀速,重物的加速度逐渐减小 D、汽车向右匀速,重物向下减速 练习2:如左图,若已知物体A的速度大小为v A,求重物B的速度大小v B? 练习3:如右图,若α角大于β角,则汽车A的速度汽车B的速度 v B v Aθ A B

力与运动的关系教案设计

力与运动的关系 【教学目标】 【知识与技能】 知道一切物体都具有惯性,能联系生活实际来解释有关惯性现象; 【过程与方法】 通过探究活动,了解阻力对物体运动的影响,经过分析、归纳和推理建立牛顿第一定律; 【情感态度与价值观】 通过生活实践与观察思考,感悟到生活中力与运动关系的存在,激发学习与探究物理规律的欲望与动力。 【教学重难点】 【重点】牛顿第一定律 【难点】伽利略理想实验的推理过程。 【教学准备】 斜面、木板、玻璃板棉布、小车、重物、纸条、水杯、水、鸡蛋、硬纸片、木块、棋子、木尺、空塑料瓶数只。 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、力的作用效果 物体间的力是看不见、摸不着的,我们怎样判断物体受到力的作用呢? 请同学们仔细观察分析讨论课本图 图a火箭发射时,在推力作用下由静止变为运动,而且越来越快; 图b列车进站时,在阻力作用下由快变慢,最后停下来; 图c足球在运动员的作用下改变了运动方向,这些变化都是在力的作用下发生的。 由此可见,当人们观察到物体发生形变或运动状态改变时,就可以判断物体受到力的作用。这里提到一个新概念“运动状态的改变”,请同学们看书“信息快递”。

在物理学中往往把“物体发生形变或运动状态发生改变”称为力的作用效果。即力的作用效果是:可以使物体发生形变,或使物体的运动状态发生改变 力的作用效果是: (1)力可以使物体发生形变; (2)力可以使物体的运动状态发生改变; 大量的实验和研究表明,力是改变物体运动状态的原因。 二、力与运动的关系 1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态 (1)定律所说的物体不受外力的情况是一种理想情况,在现实中是不存在的。因为在现实在不存在不受力的物体。 (2)定律说明了力和运动的关系: 力并不是物体运动的原因,而是物体运动状态发生改变的原因。物体的运动并不需要力来维持,力可以使物体从快变慢,从慢变快,或者改变运动的方向。 2.当物体受两个力而平衡时,为什么运动状态改变呢?这是因为这两个力从相反的方向力图改变物体的运动状态,它们的作用效果相互抵消了。 例如,行驶中的汽车,如果受到的牵引力和阻力大小相等,它将保持匀速直线运动状态。 3.如果物体受到的力不满足平衡条件,物体的运动状态就会发生改变。例如,行驶中的汽车,如果受到的牵引力大于阻力,汽车就加速行驶;如果受到的牵引力小于阻力,汽车就减速行驶。 4.用多媒体展示物体在平衡力作用下的运动情况和在非平衡力作用下的运动情况。 5.分析跳伞运动员从飞机上跳下时在各个阶段的受力情况。

问题专题:力与曲线运动

问题专题:力与曲线运动 学习目标 1、再熟悉曲线运动的特点和描述曲线运动相关物理量 2、掌握平抛运动和圆周运动两种运动模型及相关规律 3、熟练应用万有引力定律解决天体运动问题 学习方法 合作探究、独立作业、小组讨论、师生归纳、整理巩固 学习过程 活动一:师生合作探究下列问题,归纳总结出相关知识点和处理问题的方法 探究1:一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速 率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的 切线)() 题后反思 探究2:如图所示,水平路面上匀速运动的小车支架上有三个完全相同的小球A、B、C, 当小车遇到障碍物D时,立即停下来,三个小球同时从支架上抛出,落到水平面上。已知三 个小球的高度差相等,即h A-h B=h B-h C,下列说法中正确的是() A.三个小球落地的时间差与车速无关 B.三个小球落地的间隔距离L1和L2与车速无关 C.A、B小球落地的间隔距离L1与车速成正比 D.三个小球落地的间隔距离L1=L2 题后反思 探究3:2011年1月11日12时50分,歼20在成都实现首飞,历时l8分钟,这标志 着我国隐形战斗机的研制工作掀开了新的一页.如图所示,隐形战斗机在竖直平面内作横8 字形飞行表演,飞行轨迹为1→2→3→4→5→6→1,如果飞行员体重为G,飞行圆周半径为 R,速率恒为v,在A、B、C、D四个位置上,飞机座椅或保险带对飞行员的作用力分别为 N A、N B、N C、N D,关于这四个力的大小关系正确的是() h A h B h C A A B B C C D L1 L2 v0

物理必修2第五章曲线运动经典分类例题

第五章曲线运动经典分类例题 §5.1 曲线运动基础 一、知识讲解 二、【典型例题】 知识点1、力和运动的关系 1、曲线运动的定义: 2、合外力决定运动的速度: 】 3、合外力和速度是否共线决定运动的轨迹: 4、物体做曲线运动的条件: 习题 1、关于曲线运动的速度,下列说法正确的是:() A、速度的大小与方向都在时刻变化 ) B、速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化 C、速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化 D、质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向 2、下列叙述正确的是:() A、物体在恒力作用下不可能作曲线运动 B、物体在变力作用下不可能作直线运动 C、物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动 D、物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动 ^ 3、下列关于力和运动关系的说法中,正确的上:() A.物体做曲线运动,一定受到了力的作用 B.物体做匀速运动,一定没有力作用在物体上 C.物体运动状态变化,一定受到了力的作用 D.物体受到摩擦力作用,运动状态一定会发生改变 4、下列曲线运动的说法中正确的是:() A、速率不变的曲线运动是没有加速度的 B、曲线运动一定是变速运动 C、变速运动一定是曲线运动 D、曲线运动一定有加速度,且一定是匀加速曲线运动; 5、物体受到的合外力方向与运动方向关系,正确说法是:() A、相同时物体做加速直线运动 B、成锐角时物体做加速曲线运动 C、成钝角时物体做加速曲线运动 D、如果一垂直,物体则做速率不变的曲线运动6.某质点作曲线运动时:() A.在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向 B.在任意时间内位移的大小总是大于路程

江苏省徐州市2020届高考物理二轮复习 专题3力与曲线运动导学案(无答案)

(专题 3 力与曲线运动) 1.如图所示,绳子的一端固定在O 点,另一端拴一重物在光滑水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A.转速相同时,绳短的容易断 B.周期相同时,绳短的容易断 C.线速度大小相等时,绳短的容易断 D.线速度大小相等时,绳长的容易断 2.如图所示的实验装置中,小球 A、B 完全相同。用小锤轻击弹性金属片,A 球沿水平方向抛出,同时 B 球被松开,自由下落,实验中两球同时落地。图 2 中虚线1、 2 代表离地高度不同的两个水平面,下列说法正确的是 ( ) A.A 球从面 1 到面 2 的速度变化等于 B 球从面 1 到面 2 的速度

变化 B.A 球从面 1 到面 2 的速度变化等于 B 球从面 1 到面 2 的速率变化 C.A 球从面 1 到面 2 的速度变化大于 B 球从面 1 到 面 2 的速率变化 D.A 球从面 1 到面 2 的动能变化大于 B 球从面 1 到面 2 的动能变化 3.(多选)如图所示,两质量相等的卫星 A、B 绕地球做匀速圆周运动,用 R、T、 E k、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列说法中正确的有( )

R R T T A.T A >T B B.E kA >E kB 3 3 A B C.S A =S B D. = 2 2 A B 4.如图所示,竖直平面内光滑圆轨道外侧,一小球以某一水平速度 v0 从最高点 A 出发沿圆轨道运动,至 B 点时脱离轨道,最终落在水平面上的 C 点,不计空气阻 力。下列说法中正确的是( ) A.在 A 点时,小球对圆轨道压力等于其重力 B.在 B 点时,小球的加速度方向指向圆心 C.A 到 B 过程中,小球水平方向的加速度先增大后减小 D.A 到 C 过程中,小球的机械能不守恒 5.一小船在静水中的速度为 3 m /s ,它在一条河宽 150 m 、水流速度为 4 m /s 的 河流中渡河,则该小船( ) A.能到达正对岸 B.渡河的时间可能少于 50 s C.以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为 200 m D.以最短位移渡河时,位移大小为 150 m 6.在杂技表演中,猴子由静止开始沿竖直杆向上做加速度为 a 的匀加速运动,同 时人顶着直杆以速度 v 0 水平匀速移动,经过时间 t ,猴子沿杆向上移动的高度为 h , 人顶杆沿水平地面移动的距离为 x ,如图 5 所示。关于猴子的运动情况,下列说法 正确的是( )

曲线运动经典专题复习总结

一、绳拉小船问题 1、汽车通过绳子拉小船,则( D ) A 、汽车匀速则小船一定匀速 B 、汽车匀速则小船一定加速 C 、汽车减速则小船一定匀速 D 、小船匀速则汽车一定减速 2 、如左图,若已知物体A 的速度大小为v A ,求重物 B 的速度大小v B ? 3、如图,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分 粗糙,竖直部分光滑,两部分个套有质量分别为m A =2.0kg 和m B =1.0kg 的小球A 和B ,A 小球与水平杆的动摩擦因数μ=0.20,AB 间用不可伸长的轻绳相连,图示位置处OA=1.5m ,OB=2.0m ,取g=10m/s 2,若用水平力F 沿杆向右拉A ,使B 以1m/s 的速度上升,则在B 经过图示位置上升0.5m 的过程中,拉力F 做了多少功?(6.8J) 二、小船过河问题 1、甲船对静水的速度为v 1,以最短时间过河,乙船对静水的速度为v 2,以最短位移过河,结果两船运动轨迹重合,水速恒定不变,则两船过河时间之比为( ) A 、v 1/v 2 B 、v 2/v 1 C 、(v 1/v 2)2 D 、(v 2/v 1)2 三、平抛与斜面 1、如左图一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨 迹如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( ) A . 1tan θ B .12tan θ C .tan θ D .2tan θ 2如图,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端平抛后落在斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角α满足( ) A 、tan α=sin θ B 、tan α=cos θ C 、tan α=tan θ D 、tan α=2tan θ 3、如右图物体从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛,求物体距斜面的最大距离? 4如图物体从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛,从抛出到离斜面最远所用的时间为t 1,沿斜面位移为s 1,从离斜面最远到落到斜面所用时间为t 2,沿斜面位移为s 2,则( ) A 、t 1 =t 2 B 、t 1

相关文档
相关文档 最新文档