O x y
A O x
y
B
O x
y
C
O x
y
D
第一节:运动的合成与分解
一、概念类题型
1、曲线运动的性质:(与变速运动、变加速运动的辩证关系等)
例1、关于曲线运动性质的说法正确的是( )
A.变速运动一定是曲线运动 B.曲线运动一定是变速运动
C.曲线运动一定是变加速运动 D.曲线运动一定是加速度不变的匀变速运动
2、做曲线运动的条件:(强调受到与速度不在同方向的力,至于是恒力、变力并不需要强调)例2.麦收时节,农用拖拉机牵拉震压器在麦场上打麦时,做曲线运动.关于震压器受到的牵引力F和摩擦力F1的方向,下面四个图中正确的是()
二、研究物体的运动性质
1、已知力和速度确定物体的运动性质、轨迹等
例3、红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,
使玻璃管水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的:
A.直线P B.曲线Q C.曲线R D.无法确定
例4、一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的
风力的影响,但着地前一段时间风突然停止,则其运动的轨迹可能是图中的哪一个?(.)
2、已知物体的运动性质、轨迹确定物体的受力情况等
例5.质点仅在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示,
在A点时速度的方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿( )
A.x轴正方向 B.x轴负方向
C.y轴正方向 D.y轴负方向
例6、一个物体以初速度v 0从A 点开始在光滑水平面上运动.平面上另一固定物体施加一个水平力在该物体上,使物体运动轨迹为图5-1-17中实线所示,图中B 为轨迹上的一点,虚线是过A 、B 两点并与该轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划
分为图示的5个区域.则关于对该施力物体位置的判断,下面
说法中正确的是( )
A .如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域
B .如果这个力是引力,则施力物体一定在②区域
C .如果这个力是斥力,则施力物体一定在②区域
D .如果这个力是斥力,则施力物体一定在③区域 3、研究两个分运动的合运动的性质
例7.关于运动的合成,下列说法中正确的是( )
A .两个直线运动的合运动一定是直线运动
B .两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C .两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动
D .一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动
例8.如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A 用悬索将
伤员B 吊起,直升A 和伤员B 以相同水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起,
在某一段时间内,A 、B 之间的距离l 与时间t 的关系为l =H -bt 2(式中l 表示
伤员到直升机的距离,H 表示开始计时时伤员与直升机的距离,b 是一常数,t 表
示伤员上升的时间),不计伤员和绳索受到的空气阻力,这段时间内从地面上观
察,下面判断正确的是
A .悬索始终保持竖直
B .伤员做直线运动
C .伤员做曲线运动
D .伤员的加速度大小、方向匀不变
4、待定系数法确定物体的运动性质
例9、如图所示,MN 为一竖直墙面,图中x 轴与MN 垂直.距墙面L 的
A 点固定一点光源.现从A 点把一小球以水平速度向墙面抛出,则小球在
墙面上的影子运动应是
A .自由落体运动
B .变加速直线运动
C .匀速直线运动
D .无法判定
三、 合运动与分运动的关系
1、 绳拉物体类问题
例10、如图示,在河岸上用细绳拉船,为了使船匀速靠岸,拉绳的速
度必须是( ) 图5-1-17
图5-1-5
A.加速拉 B.减速拉C.匀速拉
D.先加速后减速拉
例11、图所示,A、B以相同的速率v下降,C以速率v x上升,绳与
竖直方向夹角α已知,则v x=_____v
2、小船渡河类问题
例12、船在静水中速度为水流速度为v,河宽为d。,当船头垂直向
对岸航行时,则:()
A.实际航程最短B.当船速不变,水流速度增大时过河
时间不变
C.过河时间最短D.当船速不变,水流速度增大时,过河时间变长
例13、河边有M、N两个码头,一艘轮船的航行速度恒为v1,水流速度恒为v2,若轮船在静水中航行从M到N的时间是t,则()
A.轮船在M、N之间往返一次的时间大于t B.轮船在M、N之间往返一次的时间小于t C.若v2越小,往返一次的时间越短D.若v2越小,往返一次的时间越长
例14、船在400米宽的河中横渡,河水流速是4m/s,船在静水中的航速是2m/s,试求:(1)要使船到达对岸的时间最短,船头应指向何处?最短时间是多少?
(2)要使船航程最短,船头应指向何处?最短航程为多少
第二节平抛运动
一、平抛运动的规律
例1、物体在平抛运动的过程中,在相等的时间内,下列物理量相等的是 ( )
A.速度的增量 B.加速度 C.位移 D.平均速度
例2.某人在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,图中能表示出速度矢量的演变过程的是()
4.
例3、质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( ) A.质量越大,水平位移越大B.初速度越大,落地时竖直方向速度越大
C.初速度越大,空中运动时间越长
D.初速度越大,落地速度越大
例4.将一个小球以速度v水平抛出,要使小球能够垂直打到一个斜面上,斜面与水平方向的夹角为α.那么下列说法中正确的是()
①若保持水平速度v不变,斜面与水平方向的夹角α越大,小球的飞行时间越长
②若保持水平速度v不变,斜面与水平方向的夹角α越大,小球的飞行时间越短
③若保持斜面倾角α不变,水平速度v越大,小球的飞行时间越长
④若保持斜面倾角α不变,水平速度v越大,小球的飞行时间越短
A.①③B.①④C.②③D.②④
二、求平抛运动的时间的几种类型(计算题)
例5、如图所示,由A点以水平速度V0抛出小球,落在倾角为θ的斜面上的B点时,速度方向与斜面垂直,不计空气阻力,则此时速度大小V B=
飞行时间t= A
B
例6、如图所示,在一个足够长的斜面上,从A 处以水平速度V 0
抛出小球,求:(1)小球什么时候离最远?(2)什么时候落到斜面上?
例7、质量为m 的小球以v 0的水平初速度从O 点抛出后,恰好击中斜角为θ的斜面上的A 点.如果A 点距斜面底边(即水平地面)的高度为h ,小球到达A 点时的速度方向恰好与斜面方向垂直,如图,则以下正确的叙述为( )
A .可以确定小球到达A 点时,重力的功率;
B .可以确定小球由O 到A 过程中,动能的改变
C .可以确定小球从A 点反弹后落地至水平面的时间
D .可以确定小球起抛点O 距斜面端点B 的水平距离
三、平抛运动的规律(图像类)
例8、物体做平抛运动时,它的速度的方向和水平方向间的夹角α的正切tg α随时间t 变化的图像是图中的:( )
例9、有一物体在高h 处,以初速V 0水平抛出,不计空气阻力,恰好落到光滑的斜面上时速度与斜面平行。它的水平方向的分速度和竖直方向的分速度随时间t 变化的图像是图中的:
A B C D
四、平抛运动的规律的应用
例10、如图所示,水平屋顶高H=5m,墙高h ,墙到房子的距离L ,墙外马路宽S ,小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上,求小球离开房顶时的速度.
t t
t t V y v y v x v x h θ O m v 0 A
C B 300
B A
五、类平抛运动
例11、如图所示,将质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上A点以速度v0水平抛出(即v0∥CD),小球运动到B点,已知A点的高度h,则小球到达B点时的速度大小为______.
第三节圆周运动
一、物理概念类
1、圆周运动的特征
例1、下列说法正确的是:()
A.匀速圆周运动是一种匀速运动
B.匀速圆周运动是一种匀变速运动
C.匀速圆周运动是一种变加速运动
D.物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向,不改变线速度大小
2、描述圆周运动快慢的物理量
例2、如图所示,为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑,则:()
①a点和b点的线速度大小相等
②a点和b点的角速度大小相等
③a点和c点的线速度大小相等
④a点和d点的向心加速度大小相等
A.①③
B. ②③
C. ③④
D.②④
二、圆周运动的研究
1、向心力的来源(圆周运动在生活中的实际问题)
例3.如图所示,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A的受力情况是:()
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、向心力、摩擦力
D.以上均不正确
例4、如图所示,汽车以速度V通过一半圆形拱桥的顶点时,关于汽车受力的说法正确的是
A. 汽车受重力、支持力、向心力
B. 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
C. 汽车的向心力是重力
D. 汽车的重力和支持力的合力是向心力
2、向心力公式的应用
例5、如图所示,轻绳一端系一小球,另一端固定于O点,在O点正下方的P点钉一颗钉子,
①小球的瞬时速度突然变大
②小球的加速度突然变大
③小球的所受的向心力突然变大
④悬线所受的拉力突然变大
A. ①③④
B. ②③④
C. ①②④
D.①②③
3、圆周运动中的临界问题
例6:如图示A、B、C三个物体放在旋转圆台上,动摩擦因数均为μ,A的质量为2m,B
、C 质量均为m,A、B离轴为R,C离轴为2R,则当圆台旋转时,(设A、B、C都没有滑动):()
A.C物的向心加速度最大
B.B物的静摩擦力最小
C.当圆台转速增加时,C比A先滑动
D. 当圆台转速增加时,B比A先滑动
例7.汽车在倾斜的弯道上拐弯,弯道的倾角为θ,半径为r
速率是:()
A.θ
sin
gr B.θ
cos
gr C.θ
tan
gr D.θ
cot
gr
4.竖直平面内圆周运动中的临界问题
图5—2甲图5—3甲
例8、如图5—2甲、乙所示,没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况
○1临界条件
○2能过最高点的条件,此时绳或轨道对球分别产生______________
○3不能过最高点的条件
例9、如图5—3甲、乙所示,为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况
竖直平面内的圆周运动,往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题,中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态,下面对这类问题进行简要分析。
○1能过最高点的条件,此时杆对球的作用力
○2当0 当v=gr时,杆对小球 当v>gr 时,杆对小球的力为 其大小为____________ 讨论:绳与杆对小球的作用力有什么不同? 例10、如图所示,物体与圆筒壁的动摩擦因数为μ,圆筒的半径为R ,若要物体 不滑下,圆筒的角速度至少为:( ) A.R g μ B.g μ C. R g D.R g μ 例10、如图所示,在光滑的圆锥顶用长为L 的细线悬挂一质量为m 的小球,圆锥顶角为2θ,当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时,球压紧锥面.此时绳的张力是多少?若要小球离开锥面,则小球的角速度至少为多少? 三、离心运动 例11、如图在绕竖直轴OO ’做匀速转动的水平圆盘上,沿同一半径方向放着可视为质点的A 、B 两物体,同时用长为l 的细线将这两物连接起来,一起随盘匀速转动。已知A 、B 两物体质量分别为m A =0.3kg 和m B =0.1kg ,绳长l=0.1m ,A 到转轴的距离r=0.2m,A 、B 两物体与盘面之 间的最大静摩擦力均为其重力的0.4倍,g 取10m/s 2。 ⑴若使A 、B 两物体相对于圆盘不发生相对滑动,求圆盘的角速度。 ⑵当圆盘转速增加到A 、B 两物体即将开始滑动时烧断细线,则A 、B 两物体的运动情况如何?A 物体所受摩擦力时多大? 例12、如图所示,光滑圆管形轨道AB 部分平直,BC 圆管截面半径r R <<,有一质量m ,半径比r 略小的光滑小球以水平初速v 0射入圆管。 (1)若要小球能从C 端出来,初速v 0多大? (2)在小球从C 端出来瞬间,对管壁压力有哪几种典型情况。初速v 0各应满足什么条件? B A ω O ’ O v 0 C B A 第一节:运动的合成和分解 1—5:B C B C D 6—10: AC BC ACD C B 11、1/cos α 12、BC 13、BC 14、略 第二节: 1|AB 2、C 3、D 4、B 5、略 6、略 7、AB 8、B 9、BC 第三节 圆周运动参考答案: 例1——例5:C C B D B 例6:ABC 例7、C 例8、9:略 例10、例10|、解析:小球在水平面内做匀速圆周运动,由绳子的张力和锥面的支持力两者的合力提供向心力,在竖直方向则合外力为零.由此根据牛顿第二定律列方程,即可求得解答.对小球进行受力分析如图5-2-8所示,根据牛顿第二定律,向心方向上有 T·sinθ-N·cosθ=mω2r ① y 方向上应有 N·sinθ+T·cosθ-G=0 ② ∵r = L·sinθ ③ 由①、②、③式可得T = mgcosθ+mω2Lsinθ 当小球刚好离开锥面时N=0(临界条件) 则有 Tsinθ=mω2r ④ T·cosθ-G=0 ⑤ 由④⑤式可得θ ωcos L g = 即小于的角速度至少为 θcos L g 例11、答案:A 4100/ F 1.073 rad s A B N ω<≤ =⑴⑵不动;物体做离心运动 例12、解:(1)小球从A 端射入后,若刚好能达到管顶,则0C v =,由机械能守恒: 20122mv mg R =? 得0v 因此,要求小球能从C 端出来,必须使0C v >,所以入射速度应满足条件: (2)小球从C 端出来的瞬间,可有三种典型情况: (1)刚好对管壁无压力,此时需满足条件: 20220011222C v mg m R v mv mg R mv ?=???=??=?+?? (2 0v << (3 )对上管壁有压力,相应的入射速度为0v >