人教版高中物理必修二高一第五章
人教版高中物理必修二高一 第五章 曲线运动
(精心整理,诚意制作)高一物理第五章曲线运动一、不定项选择题。
(共60分)1. 关于曲线运动和圆周运动,以下说法中正确的是 ( )A. 做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零B. 做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C. 做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心D. 做匀速圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心2. 如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A,小车下装有吊着物体B的吊钩,在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时,吊钩将物体B向上吊起,A、B之间的距离以d=H-2t2(式中H为吊臂离地面的高度)规律变化,则物体做 ( )A.速度大小不变的曲线运动B.速度大小增加的直线运动C.加速度大小、方向均不变的曲线运动D.加速度大小、方向均变化的曲线运动3.如图2所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力反向,而保持力的大小不变,则关于物体以后的运动情况,下列说法正确的是( )A. 物体可能沿Ba运动B. 物体可能沿Bb运动C. 物体可能沿Bc运动D. 物体可能沿原曲线由B返回A4. 下列实例属于超重现象的是( ) A.汽车驶过拱形桥顶端B.跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动C.荡秋千的小孩通过最低点 D.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动5.一快艇从离岸边100m远的河中保持艇身垂直河岸向岸边行驶.已知快艇在静水中的速度图象如图甲所示,流水的速度图象如图乙所示,则 ( )A. 快艇的运动轨迹一定为直线B. 快艇的运动轨迹一定为曲线C. 快艇到达岸边所用的时间为20sD. 快艇到达岸边经过的位移为100m6. A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上,现物体A以v1的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时,如图所示.物体B的运动速度v2为(绳始终有拉力) ( )A.v1sinα/sinβB.v1cosα/sinβC.v1sinα/cosβD.v1cosα/cosβ7. 如图所示,为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是 ( )A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用B . 摆球A受拉力和重力的作用C. 摆球A受拉力和向心力的作用D . 摆球A受重力和向心力的作用8.甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3:1,线速度之比2:3,那么下列说法中正确的是 ( )A.它们的半径之比是2:9 B.它们的周期之比是1:3C.它们的转速之比是3:2 D.它们的加速度之比是2:19.质量为m的飞机,以速率v在水平面上做半径为r的匀速圆周运动,气对飞机作用力的大小等于 ( )A. mgB. mv2/rC. m(g2+v4/r2)1/2D. m(v4/r2- g2)1/210.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示,将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是 ( )A.同时抛出,且v1< v2B.甲迟抛出,且v1> v2C.甲早抛出,且v1> v2D.甲早抛出,且v1< v211.如图所示,A、B为两个挨得很近的小球,静止放于光滑斜面上,斜面足够长,在释放B球的同时,将A球以某一速度v0水平抛出,当A球落于斜面上的P点时,B球的位置位于 ( )A.P点以下B.P点以上C.P点D.由于v0未知,故无法确定12.如图所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定的悬在O点,有两个质量为m的小环(可视为质点),同时从大环两侧的对称位置由静止滑下,两小环同时滑到大环底部时,速度都为v,则此时大环对轻杆的拉力大小为 ( )A.(2m+2M)gB. Mg-2mv2/RC. 2m(g+v2/R)+MgD. 2m(v2/R-g)+Mg二、实验题(共12分)13.如图甲所示,竖直直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s的速度匀速上浮。
人教版高中物理必修二目录
人教版高中物理必修二目录篇一:人教版高中物理必修二目录人教版高中物理必修二目录第五章曲线运动1.曲线运动曲线运动的位移曲线运动的速度运动描述的实例物体做曲线运动的条件2.平抛运动平抛运动的速度平抛运动的位移一般的抛体运动3.实验:研究平抛运动4.圆周运动线速度角速度角速度的单位线速度与角速度的关系5.向心加速度6.向心力向心力变速圆周运动和一般的曲线运动7.生活中的圆周运动铁路的弯道拱形桥航天器中的失重现象离心运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力太阳对行星的引力行星对太阳的引力太阳与行星间的引力3.万有引力定律月——地检验万有引力定律引力常量4.万有引力理论的成就“科学真是迷人”计算天体的质量发现未知天体5.宇宙航行宇宙速度梦想成真6.经典力学的局限性从低速到高速从宏观到微观从弱引力到强引力第七章机械能守恒定律1.追寻守恒量——能量2.功功正功和负功3.功率功率功率与速度4.重力势能重力做的功重力势能重力势能的相对性势能是系统所共有的5.探究弹性势能的表达式6.实验:探究功与速度变化的关系探究的思路操作与作图技巧数据的处理7.动能和动能定理动能的表达式动能定理8.机械能守恒定律动能与势能的相互转化机械能守恒定律9.实验:验证机械能守恒定律实验方法要注意的问题速度的测量10.能量守恒定律与能源能量守恒定律能量和能量耗散篇二:高中物理必修一和二目录篇三:人教版高中物理书目录(全)人教版高中物理必修一目录第一章运动的描述 1. 质点参考系和坐标系物体与质点参考系坐标系2. 时间和位移时刻和时间间隔路程和位移矢量和标量 3. 运动快慢的描述——速度坐标与坐标的变化量速度平均速度和瞬时速度 4. 实验:用打点计时器测速度电磁打点计时器电火花计时器练习使用打点计时器用打点计时器测量瞬时速度用图像表示速度5. 速度变化快慢的描述——加速度加速度加速度方向与速度方向的关系第二章匀变速直线运动的探究1.实验:探究小车速度随时间变化的规律进行实验处理数据做出速度——时间图象2.匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动速度与时间的关系式3.匀变速直线运动的位移与时间的关系匀速直线运动的位移匀变速直线运动的位移用图象表示位移4.匀变速直线运动的速度与位移之间的关系5.自由落体运动自由落体运动自由落体加速度6.伽利略对自由落体运动的研究绵延两千多年的错误逻辑的力量猜想与假设实验验证第三章相互作用 1.重力基本相互作用力和力的图示重力四种基本相互作用2.弹力弹性形变和弹力几种弹力3.摩擦力静摩擦力滑动摩擦力4.力的合成力的合成共点力5.力的分解力的分解矢量相加的法则第四章牛顿运动定律 1.牛顿第一定律理想实验的魅力牛顿物理学的基石——惯性定律惯性与质量 2.实验:探究加速度与力、质量的关系加速度与力的关系加速度与质量的关系制定实验方案时的两个问题怎样由实验结果得出结论3.牛顿第二定律牛顿第二定律力的单位4.力学单位制5.牛顿第三定律作用力与反作用力牛顿第三定律物体的受力分析6.用牛顿运动定律解决问题(一)从受力确定运动情况从运动情况确定受力7.用牛顿运动定律解决问题(二)共点力的平衡条件超重和失重从动力学看自由落体人教版高中物理必修二目录第五章曲线运动 1.曲线运动曲线运动的位移曲线运动的速度运动描述的实例物体做曲线运动的条件2.平抛运动平抛运动的速度平抛运动的位移一般的抛体运动3.实验:研究平抛运动4.圆周运动线速度角速度角速度的单位线速度与角速度的关系5.向心加速度6.向心力向心力变速圆周运动和一般的曲线运动7.生活中的圆周运动铁路的弯道拱形桥航天器中的失重现象离心运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力太阳对行星的引力行星对太阳的引力太阳与行星间的引力3.万有引力定律月——地检验万有引力定律引力常量4.万有引力理论的成就“科学真是迷人”计算天体的质量发现未知天体5.宇宙航行宇宙速度梦想成真6.经典力学的局限性从低速到高速从宏观到微观从弱引力到强引力第七章机械能守恒定律1.追寻守恒量——能量2.功功正功和负功3.功率功率功率与速度 4.重力势能重力做的功重力势能重力势能的相对性势能是系统所共有的5.探究弹性势能的表达式6.实验:探究功与速度变化的关系探究的思路操作与作图技巧数据的处理7.动能和动能定理动能的表达式动能定理8.机械能守恒定律动能与势能的相互转化机械能守恒定律9.实验:验证机械能守恒定律实验方法要注意的问题速度的测量10.能量守恒定律与能源能量守恒定律。
人教版高中物理必修第二册第五章曲线运动
当堂小练
1.如图,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正
确表示篮球在相应点速度方向的是 ( C )
A.v1
B.v2 C.v3 D.v4
【解析】依据曲线运动特征可知:物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是 曲线上该点的切线方向,所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有 v3,故C项正确。
解:如图所示,甲在竖直方向的速度
v甲y v甲 sin 0.76 sin 30 m/s 0.38 m/s
乙在竖直方向的速度
v乙
=
2
0.15 1
m/s 0.3 m/s
因此v甲y
>
v乙,甲先到楼上。t甲
=
h v甲y
4.56 0.38
s 12 s
甲比乙先到达楼上,甲上楼用了12 s。
三、运动的合成与分解的实例 1、小船渡河模型
一、合运动与分运动 3.蜡块运动的速度 速度 v 与vx、vy 的关系已经在图中形象地标出,因此可以根 据勾股定理写出它们之间的关系
根据三角函数的知识,从图中还可以确 定速度v的方向,即用速度矢量v与x轴正方 向的夹角θ来表示,它的正切为
一、合运动与分运动 4.合运动与分运动
(1)合运动与分运动概念
在蜡块匀速上升的同时,将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动 (图丙),观察蜡块的运动情况。
一、合运动与分运动
1.建立直角坐标系
在这个实验中,蜡块既向上做匀速运动,又由于玻璃管的移动向右做匀 速运动,在黑板的背景前我们看到蜡块向右上方运动。那么,蜡块向右上 方的这个运动是什么样的运动呢?
要想定量地研究蜡块的运动,就要建立坐标系,具体分析。
最新人教版高中物理必修第二册第五章抛体运动4.抛体运动的规律
)
A.物体做平抛运动的时间为
-
-
B.物体做平抛运动的竖直分位移为
-
C.物体做平抛运动的时间为
(- )
D.物体做平抛运动的水平分位移为
解析:根据平行四边形定则可得,落地时物体在竖直方向上的
分速度 vy= - ,物体做平抛运动,竖直方向上做自由落体运
则(
)
A.喷水速度一定,喷水口越高,水喷得越远
B.喷水速度一定,喷水口越高,水喷得越近
C.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越远
D.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越近
解析:当喷水速度一定时,喷水口越高,水滴落下的时间就越长,
则水平方向运动的距离就越大,故喷得越远,A正确,B错误;当
喷水口高度一定时,水滴下落的时间是相等的,若喷水速度越
倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上。
2
g取10 m/s ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°= 。求:
(1)小球在空中的飞行时间;
(2)抛出点距斜面上落球点的竖直高度。
解析:(1)将小球垂直撞在斜面上的速度分解,如图所示。
由图可知θ=37°
平方向夹角为α,则tan θ=2tan α。
证明:因为 tan θ=
=
,tan α= =
,所以 tan θ=2tan α。
(2)一
定通过此时水平位移的中点。
证明:如图所示,P点速度的反向延长线交OB于A点。
2
新教材 人教版高中物理必修第二册 第五章 抛体运动 知识点考点重点难点提炼汇总
第五章抛体运动5.1 曲线运动 .......................................................................................................................... - 1 -5.2运动的合成与分解 ........................................................................................................... - 5 -5.3实验:探究平抛运动的特点.......................................................................................... - 16 -5.4抛体运动的规律 ............................................................................................................. - 23 -专题抛体运动规律的应用................................................................................................ - 31 -5.1 曲线运动一、曲线运动的速度方向1.曲线运动运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
[特别提示]数学中的切线不考虑方向,但物理学中的切线具有方向。
如图所示,若质点沿曲线从A运动到B,则质点在a点的速度方向(切线方向)为v1的方向,若从B运动到A,则质点在a点的速度方向(切线方向)为v2的方向。
2.速度的方向质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
3.运动性质由于曲线运动中速度方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
2022年人教版高中物理必修二第五章抛体运动第4节抛体运动的规律
第五章抛体运动4.抛体运动的规律【课标定向】1.会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。
2.体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。
3.能分析生产生活中的抛体运动。
【素养导引】1.认识平抛运动,理解平抛运动的规律,会用运动合成和分解的方法分析平抛运动。
(物理观念) 2.运用运动的合成与分解的思想,分析生产生活中的抛体运动。
(科学思维)3.能体会物理学规律的运用对生产生活的影响。
(科学探究)一、平抛运动的速度将物体以初速度v0水平抛出,由于物体只受重力作用,t时刻的速度水平方向v x=v0竖直方向v y=gt合速度大小:v=v2x+v2y=v2+g2t2方向:tan θ=v yv x=gtv0将物体以初速度v0水平抛出,经时间t,物体的位移水平方向x=v0t竖直方向y=21gt2合位移大小:s=x2+y2=()v0t2+⎝⎛⎭⎪⎫12gt22方向:tan α=yx=gt2v0轨迹y=g2v2x2,是一条抛物线1.定义:初速度沿斜向上或斜向下方向的抛体运动。
2.初速度:v x =v 0cos__θ,v y =v 0sin__θ。
3.性质:斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动。
[思考] 在某次乒乓球比赛中,乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网,把两次落台的乒乓球看成完全相同的两个球,球1和球2,如图,不计乒乓球的旋转和空气阻力。
(1)乒乓球自起跳到最高点的过程中,球1与球2的飞行时间相等吗? (2)过网时球1与球2的速度哪个大?提示:(1)由h =12gt 2可得两球飞行时间相等。
(2)由x =vt 可知,球1的水平位移较大,运动时间相同,则球1的水平速度较大。
许多的极限运动项目由滑板项目延伸而来。
如图所示,某滑板运动员以某一初速度从某一高处水平飞出,落在水平地面上。
(忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点)由以上叙述判断下列问题:1.初速度越大,运动员在空中运动时间越长。
高中物理必修二知识点总结:第五章曲线运动(人教版)
高中物理必修二知识点总结:第五章曲线运动(人教版)这一章是在前边几章的学习基础之上,研究一种更为复杂的运动方式:曲线运动。
这也是运动学中更为重要的一部分内容,本章的重难点就在于抛体运动、圆周运动。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求Ⅱ:曲线运动、抛体运动、圆周运动。
知识构建:新知归纳:一、曲线运动●曲线运动1、定义:物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动。
2.物体做曲线运动的条件(1)当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,这个合力总能产生一个改变速度方向的效果,物体就一定做曲线运动。
(2)当物体做曲线运动时,它的合力所产生的加速度的方向与速度方向也不在同一直线上。
(3)物体的运动状态是由其受力条件及初始运动状态共同确定的.2、曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。
物体运动的性质由加速度决定(加速度为零时物体静止或做匀速运动;加速度恒定时物体做匀变速运动;加速度变化时物体做变加速运动)。
3、曲线运动的速度方向(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切线的方向。
(2)曲线运动的速度方向时刻改变,无论速度的大小变或不变,运动的速度总是变化的,故曲线运动是一种变速运动。
4、曲线运动的轨迹:作曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指向的一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总是向圆心弯曲等。
●曲线运动常见的类型:(1)a=0:匀速直线运动或静止。
(2)a 恒定:性质为匀变速运动,分为:①v 、a 同向,匀加速直线运动;②v 、a 反向,匀减速直线运动;③v 、a 成角度,匀变速曲线运动(轨迹在v 、a 之间,和速度v 的方向相切,方向逐渐向a 的方向接近,但不可能达到。
高中物理 第五章 第6节 向心力讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
向心力一、向心力┄┄┄┄┄┄┄┄①1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2.方向:始终指向圆心,与线速度方向垂直。
3.公式:F n =m v 2r 或F n =mω2r 或F n =m 4π2T2r 。
4.来源:(1)向心力是按照力的作用效果命名的。
(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的合力,也可能是某个力的分力。
5.作用:产生向心加速度,改变线速度的方向。
[说明]根据向心加速度的表达式a n =v 2r =ω2r =4π2T2r =4π2n 2r =ωv ,结合牛顿第二定律F n =ma n 就可得到向心力表达式。
①[判一判]1.向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力(×) 2.向心力的方向时刻指向圆心,方向不断变化(√) 3.做圆周运动的物体其向心力大小不变,方向时刻变化(×) 4.向心力既可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向(×) 5.物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大(×) 二、变速圆周运动和一般的曲线运动┄┄┄┄┄┄┄┄②1.变速圆周运动:线速度大小发生变化的圆周运动,做变速圆周运动的物体同时具有向心加速度和切向加速度。
2.一般的曲线运动(1)定义:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
(2)研究方法:将一般的曲线运动分成许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分。
[说明]对于变速圆周运动,F n =m v 2r =mω2r ,a n =v 2r=ω2r 仍可用。
②[填一填]荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千向下荡时, (1)小朋友做的是________运动; (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗?________________________________________________________________________ 解析:(1)秋千荡下时,速度越来越大,做的是变速圆周运动。
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人教版高中物理新教材目录必修一 第一章 运动的描述1.质点 参考系2.时间 位移3.位置变化快慢的描述-速度4.速度变化快慢的描述-加速度第二章 匀变速直线运动的研究1.探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动速度与时间的关系3.匀变速直线运动位移与时间的关系4.自由落体运动第三章 相互作用1.重力与弹力2.摩擦力3.作用力和反作用力4.力的合成和分解5.共点力平衡第四章 运动和力的关系1. 牛顿第一定律2.实验探究加速度与力和质量的关系3.牛顿第二定律4.力学单位制5.牛顿运动定律的应用6.超重和失重必修2第五章 抛体运动1.曲线运动2.运动的合成与分解3.实验:探究平抛运动的特点4.抛体运动的规律第六章 圆周运动1.圆周运动2.向心力3.向心加速度4.生活中的圆周运动第七章 万有引力与宇宙航行1.行星的运动2.万有引力定律3.万有引力理论的成就4.宇宙航行5.相对论时空观和牛顿力学的局限性第八章 机械能守恒定律1.功与功率2.重力势能3.动能和动能定理4.机械能守恒定律5.实验:验证机械能守恒定律必修三第九章 静电场及其应用1.电荷2.库仑定律3.电场 电场强度4.静电的防止与利用第十章 静电场中的能量1.电势能和电势2.电势差3.电势差与电场强度的关系4.电容器的电容5.带电粒子在电场中的运动第十一章 电路及其应用1.电源和电流2.导体的电阻3.导体电阻率的测量4.串联电路和并联电路5.实验:练习使用多用电表第十二章 电能 能量守恒定律1.电路中的能量转化2.闭合电路的欧姆定律3.实验:电池电动势和内阻的测量4.能源与可持续发展第十三章电磁感应与电磁波初步1.磁场 磁感线2.磁感应强度 磁通量3.电磁感应现象及应用4.电磁波的发现及应用5.能量量子化选修一第一章 动量守恒定律1.动量2.动量定理3.动量守恒定律4.实验:验证动量守恒定律5.弹性碰撞和非弹性碰撞6.反冲现象 火箭第二章 机械振动1.简谐运动2.简谐运动的描述3.简谐运动的回复力和能量4.单摆5.实验:用单摆测重力加速度6.受迫振动 共振第三章 机械波1.波的形成2.波的描述3.波的反射折射和衍射4.波的干涉5.多谱勒效应第四章 光1.光的折射2.全反射3.光的干涉4.用双缝干涉测光的波长5.光的衍射6.光的偏振和激光选修二第一章 安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力2.磁场对运动电荷的作用力3.带电粒子在匀强磁场中的运动4.质谱仪与回旋加速器第二章 电磁感应1.楞次定律2.法拉第电磁感应定律3.涡流 电磁阻尼和电磁驱动4.互感和自感第三章 交变电流1.交变电流2.交变电流的描述3.变压器4.电能的输送第四章 电磁振荡与电磁波1.电磁振荡2.电磁场与电磁波3.无线电波的发射和接收4.电磁波谱第五章 传感器1.认识传感器2.常见传感器的工作原理及应用3.利用传感器制作简单的自动控制装置选修3第一章 分子动理论1.分子动理论的基本内容2.实验:油膜法测油酸分子的大小3.分子运动速率分布规律4.分子动能和分子势能第二章 气体固体和液体1.温度和温标2.气体的等温变化3.气体的等压变化和等容变化4.固体5.液体第三章 热力学定律1.功热和内能的改变2.热力学第一定律3.能量守恒定律4.热力学第二定律第四章 原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论2.光电效应3.原子的核式结构模型4.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型5.粒子的波动性和量子力学的建立第五章 原子核 1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.核力与结合能4.核裂变与核聚变5.基本粒子。
高中物理第五章 机械能及其守恒定律5.4重力势能人教版必修二
5.4重力势能班级________姓名________学号_____学习目标:1. 理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。
2. 理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。
3. 理知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。
4. 了解势能及弹性势能的概念。
学习重点: 1. 重力势能2. 重力势能的变化和重力做功的关系学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系主要内容:一、重力势能EP定义:通俗地说,物体由于被举高而具有的能量叫重力势能,用符号Ep表示,物体的质量越大,离地越高,重力势能就越大。
定义式:EP=mgh,即物体的重力势能Ep等于物体的重量mg和它的高度h的乘积。
3.单位:在国际单位制中是焦耳(J)。
4.重力势能是状态量。
5.重力势能是标量,即只有大小,没有方向。
6.重力势能的相对性要确定重力势能的大小,首先必须确定一个参考平面(高度为零,重力势能为零的一个水平面)。
相对于不同的参考平面,在确定位置上的物体的重力势能有不同的值,这就是重力势能的相对性。
例如:水平桌面离水平地面的高度为H,一小球在水平桌面上方h高处,选水平桌面为参考平面时,小球的重力势能为mgh;若选地面为参考平面,小球的重力势能就是mg(H+h)。
选择哪个平面做参考平面,原则上是任意的,而不是硬性规定的,因此重力势能虽是标量但却有正负之分。
比如:物体在参考平面以上h高处,其重力势能为EP=mgh;当该物体在参考平面以下h低处,其重力势能就是-mgh,重力势能的正负可表示大小,比如对同一个参考平面,重力势能有一2 J和一3 J两个值,比较其大小有一2 J>一3 J。
实际问题中选择哪个水平面作为参考平面?可视研究问题的方便而定.通常(没有特别说明时)选择地面作为参考平面。
7.重力势能是属于系统的如果没有地球,就没有重力,也就谈不上重力势能了,所以重力势能是属于物体与地球所组成的系统所有的。
(重力势能的这个特点与动能不同,动能是运动物体单独具有的)通常我们说物体具有多少重力势能,只是一种简略的习惯说法(严格地说应是,某物体与地球这一系统具有多少重力势能)。
新教材人教版高中物理必修第二册课件-第五章1曲线运动
答案:√
5.物体受恒力作用不可能做曲线运动。( )
答案:×
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
曲线运动的性质与特点
情境导引
下面两幅图片中分别为抛出的篮球和过山车的运动情况。请思考:
(1)如何确定它们运动过程中某一位置的速度方向?
(2)它们运动过程中的速度恒定吗?
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳 1.曲线运动的速度 (1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位 置处的切线方向一致,故其速度的方向时刻改变。 (2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但 速度的大小不一定变化。 2.曲线运动的性质及分类 (1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动 一定是变速运动。 (2)分类
(2)运动学条件:加速度方向与速度方向不共线。 2.曲线运动的轨迹与速度、合力的关系 做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切,并向合力方向弯曲,(如 图所示)夹在速度方向与合力方向之间。
探究一
探究二
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3.合力与速率变化的关系
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探究一
探究二
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4.物体的受力与运动性质
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探究一
探究二
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变式训练2如图所示,汽车在一段弯曲的水平路面上匀速行驶,下列 关于该汽车受到的水平方向的作用力方向的示意图,可能正确的是 (图中F为汽车受的合力,Ff为汽车行驶时所受的阻力)( )
探究一
探究二
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解析:汽车行驶时所受阻力Ff总与该时刻它的速度方向相反,故选项 D不对。做曲线运动物体所受合力的方 向不仅与其速度方向成一角度,而且总是指向轨迹曲线的内侧,故 选项A、B不对,选项C正确。 答案:C
高中物理必修第二册人教版第五章 专题强化 小船渡河与关联速度问题
专题强化 小船渡河与关联速度问题[学习目标]1.能利用运动的合成与分解的知识,分析小船渡河问题和关联速度问题.2.建立两种模型的一般分析思路和解法.一、小船渡河问题 1.运动分析小船渡河时,同时参与了两个分运动:一个是船相对水的运动(即船在静水中的运动),一个是船随水漂流的运动. 2.两类常见问题 (1)渡河时间问题①渡河时间t 取决于河岸的宽度d 及船沿垂直河岸方向上的速度大小,即t =d v ⊥. ②若要渡河时间最短,只要使船头垂直于河岸航行即可,如图1所示,此时t =dv 船.图1(2)最短位移问题①若v 水<v 船,最短的位移为河宽d ,船头与上游河岸夹角满足v 船cos θ=v 水,如图2甲所示.图2②若v 水>v 船,如图乙所示,从出发点A 开始作矢量v 水,再以v 水末端为圆心,以v 船的大小为半径画圆弧,自出发点A 向圆弧作切线即为船位移最小时的合运动的方向.这时船头与河岸夹角θ满足cos θ=v 船v 水,最短位移x 短=dcos θ.(多选)(2019·宜宾市高一质检)如图3所示为长江一段平行江道,一轮船的船头始终垂直指向江岸方向,轮船在静水中运动的速度保持不变,水匀速流动(假设整个江道水流速度相同),下列说法正确的是()图3A.水流速度越大,轮船行驶位移越大B.水流速度增大,轮船行驶位移不变C.水流速度越大,过江时间越短D.水流速度增大,过江时间不变正确答案AD详细解析因为船垂直于江岸方向的速度不变,而水流方向是垂直于这个方向的,在这个方向上没有分速度,设江道宽为d,船垂直于江岸的速度为v,t=d v,所以不论水速多大,船过江时间不变,故C错误,D正确.若水速越大,相同时间内沿水速方向的位移就越大,船在水中运动的总位移也就越大,故B错误,A正确.已知某船在静水中的速度为v1=5 m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100 m,水流速度为v2=3 m/s,方向与河岸平行,(1)欲使船以最短时间渡河,渡河所用时间是多少?位移的大小是多少;(2)欲使船以最小位移渡河,渡河所用时间是多少?(3)若水流速度为v2′=6 m/s,船在静水中的速度为v1=5 m/s不变,船能否垂直河岸渡河?正确答案(1)20 s2034 m(2)25 s(3)不能详细解析(1)由题意知,当船在垂直于河岸方向上的分速度最大时,渡河所用时间最短,河水流速平行于河岸,不影响渡河时间,所以当船头垂直于河岸渡河时,所用时间最短,最短时间为t=d v1=1005s=20 s.如图甲所示,当船到达对岸时,船沿平行于河岸方向也发生了位移,由几何知识可得,船的位移为l=d2+x2,由题意可得x=v2t=3×20 m=60 m,代入得l=2034 m.(2)当船的实际速度方向垂直于河岸时,船的位移最小,因船在静水中的速度为v 1=5 m /s,大于水流速度v 2=3 m/s,故可以使船的实际速度方向垂直于河岸.如图乙所示,设船斜指向上游河对岸,且与河岸所成夹角为θ,则有v 1cos θ=v 2,cos θ=v 2v 1=0.6,则sin θ=1-cos 2 θ=0.8,船的实际速度v =v 1sin θ=5×0.8 m /s =4 m/s,所用的时间为t =d v =1004s =25 s.(3)当水流速度v 2′=6 m /s 时,则水流速度大于船在静水中的速度v 1=5 m/s,不论v 1方向如何,其合速度方向总是偏向下游,故不能垂直河岸渡河.1.要使船垂直于河岸横渡,即路程最短,应使v 船在水流方向的分速度和水流速度等大、反向,这种情况只适用于v 船>v 水时.2.要使船渡河时间最短,船头应垂直指向河对岸,即v 船与水流方向垂直.3.要区别船速v 船及船的合运动速度v 合,前者是发动机(或划行)产生的分速度,后者是合速度. 针对训练1 (2018·泸州市高一检测)一艘船的船头始终正对河岸方向行驶,如图4所示.已知船在静水中行驶的速度为v 1,水流速度为v 2,河宽为d .则下列判断正确的是( )图4A.船渡河时间为dv 2B.船渡河时间为dv 21+v 22C.船渡河过程被冲到下游的距离为v 2v 1·dD.船渡河过程被冲到下游的距离为v 2v 21+v 22·d 正确答案 C详细解析 小船正对河岸运动,渡河时间最短,t =dv 1,沿河岸运动的位移s 2=v 2t =v 2v 1·d ,故A 、B 、D 错误,C 正确. 二、关联速度问题关联速度分解问题是指物体拉绳(杆)或绳(杆)拉物体的问题(下面为了方便,统一说“绳”):(1)物体的实际速度一定是合速度,分解时两个分速度方向应取沿绳方向和垂直绳方向. (2)由于绳不可伸长,一根绳两端物体沿绳方向的速度分量大小相等. (3)常见的速度分解模型(如图5)图5(多选)如图6所示,人在岸上用跨过定滑轮的绳子拉船,已知船的质量为m ,水的阻力恒为F f ,当轻绳与水面的夹角为θ时,船的速度为v ,人的拉力大小为F ,则此时( )图6A.人拉绳行走的速度大小为v cos θB.人拉绳行走的速度大小为v cos θC.船的加速度大小为F cos θ-F fmD.船的加速度大小为F -F fm正确答案 AC详细解析 船的运动产生了两个效果:一是使滑轮与船间的绳缩短,二是使滑轮与船间的绳偏转,因此将船的速度按如图所示(沿绳方向与垂直于绳方向)方式进行分解,人拉绳行走的速度大小v 人=v ∥=v cos θ,选项A 正确,B 错误;绳对船的拉力大小等于人拉绳的力的大小,即绳的拉力大小为F ,与水平方向成θ角,因此F cos θ-F f =ma ,解得a =F cos θ-F fm,选项C 正确,D 错误.针对训练2(2019·鹤壁市期末)如图7所示,物体A套在竖直杆上,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动,开始时A、B间的细绳呈水平状态,现由计算机控制物体A的运动,使其恰好以速度v沿杆匀速下滑(B始终未与滑轮相碰),则()图7A.绳与杆的夹角为α时,B的速率为v sin αB.绳与杆的夹角为α时,B的速率为v cos αC.物体B也做匀速直线运动D.物体B做匀加速直线运动正确答案B详细解析如图所示,将A物体的速度按图示两个方向分解,绳子速率v绳=v∥=v cos α;而绳子速率等于物体B的速率,则物体B的速率v B=v绳=v cos α,故A错误,B正确;因物体A向下运动的过程中α减小,则cos α增大,v B增大,B物体加速运动,但不是匀加速运动,故C、D错误.1.(小船渡河模型)(多选)下列图中实线为河岸,河水的流动方向如图中v的箭头所示,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线.则其中可能正确的是()正确答案AB详细解析小船渡河的运动可看成水流的运动和小船运动的合运动.虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,即合速度的方向,小船合运动的速度方向就是其实际运动的方向,分析可知,实际航线可能正确的是A、B.2.(小船渡河模型)(多选)河水的流速与某河岸的距离的变化关系如图8甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示.若要使船以最短时间渡河,下列说法正确的是()图8A.船渡河的最短时间为100 sB.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C.船在河中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度为7 m/s正确答案AB详细解析由运动的独立性可知,垂直河岸方向速度越大,渡河时间越短,即船头始终与河岸垂=100 s,选项A、B正确;由题图甲可知,水流速度在变化,船直,航行时所用时间最短,t min=dv船的合速度大小及方向均会随位置发生变化,因此轨迹不是直线,选项C错误;船在静水中的速度与水流速度方向垂直,水流速度最大值为4 m/s,则船在河水中的最大速度为5 m/s,选项D错误.3.(关联速度模型)(多选)如图9所示,一人以恒定速度v0通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动,当运动到绳与水平方向成45°角时()图9A.小车运动的速度为12v 0B.小车运动的速度为2v 0C.小车在水平面上做加速运动D.小车在水平面上做减速运动 正确答案 BC详细解析 将小车速度沿绳方向与垂直绳方向进行分解,如图所示人拉绳的速度与小车沿绳方向的分速度大小是相等的,根据三角函数关系v cos 45°=v 0,则v =v 0cos 45°=2v 0,B 正确,A 错误;随着小车向左运动,绳与水平方向的夹角越来越大,设夹角为α,由v =v 0cos α知,v 越来越大,则小车在水平面上做加速运动,C 正确,D 错误.4.(关联速度模型)(2019·泉港一中高一下学期期末)如图10所示,有人在河面上方20 m 的岸上用跨过定滑轮的长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30°.人以恒定的速率v =3 m/s 拉绳,使小船靠岸,那么( )图10A.5 s 时绳与水面的夹角为60°B.5 s 时小船前进了15 mC.5 s 时小船的速率为5 m/sD.5 s 时小船到岸边距离为10 m 正确答案 C详细解析 5 s 内人前进的距离s =v t =3×5 m =15 m,滑轮至船的距离l ′=hsin 30°-15 m =25 m,设5 s 时拉船的绳与水平方向夹角为θ,则sin θ=2025=45,由此可知,θ=53°,cos θ=v v 船,故v 船=5 m/s,小船到岸边的距离s ′=20tan 37° m =15 m,则5 s 时小船前进的距离为s 1=htan 30°-s ′=(203-15) m,故A 、B 、D 错误,C 正确.一、选择题题型一小船渡河模型1.小船船头指向对岸,以相对于静水的恒定速率向对岸划去,当水流匀速时,它渡河的时间、发生的位移与水速的关系是()A.水速小时,位移小,时间也短B.水速大时,位移大,时间也长C.水速大时,位移大,但时间不变D.位移、时间大小与水速大小无关正确答案C详细解析小船渡河时参与了顺水漂流和垂直河岸横渡两个分运动,由运动的独立性和等时性知,小船的渡河时间决定于垂直河岸的分运动,等于河的宽度与垂直河岸的分速度之比,由于船以一定速率垂直河岸向对岸划去,故渡河时间一定.水速大,水流方向的分位移就大,合位移也就大,反之则合位移小.2.(多选)在河道宽度为d的河中,水流速度为v2,船在静水中速度为v1(且v1>v2),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船()A.可能的最短渡河时间为dv2B.可能的最短渡河位移为dC.只有当船头垂直河岸渡河时,渡河时间才和水流速度无关D.不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水流速度均无关正确答案BD详细解析当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,为dv1,故A错误;当合速度与河岸垂直时,渡河位移最小为d ,故B 正确;将船的实际运动沿垂直水流方向和水流方向分解,由于各个分运动互不影响,因而渡河时间等于沿船头方向的分运动时间,为t =x 1v 1(x 1为沿船头指向的分位移),显然与水流速度无关,故C 错误,D 正确.3.(2019·山西平遥中学高一下期中)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 ,若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.d v 2v 22-v 21B.0C.d v 1v 2D.d v 2v 1正确答案 C详细解析 摩托艇登陆的最短时间t =dv 2,登陆点到O 点的距离s =v 1t =d v 1v 2,故选C.4.一只小船在静水中的速度为v 1=5 m /s,它要渡过一条宽为d =50 m 的河,河水流速为v 2=4 m/s,则( )A.这只船过河位移不可能为50 mB.这只船过河时间不可能为10 sC.若河水流速改变,船过河的最短时间一定不变D.若河水流速改变,船过河的最短位移一定不变 正确答案 C详细解析 当船头垂直指向河岸航行时,渡河时间最短,t min =d v 1=505 s =10 s,B 错误;由于船在静水中的速度大于河水流速,船的实际航向可以垂直河岸,即过河最短位移为s =d =50 m,A 错误;根据运动的独立性,渡河最短时间为10 s,与水速无关,C 正确;若河水流速大于船在静水中的速度,则船过河最短位移大小大于河宽,D 错误.5.(2019·厦门市高一下学期期末)某人划小船横渡一条两岸平行的河流,船在静水中的速度大小不变,船头方向始终垂直于河岸,水流速度与河岸平行,已知小船的运动轨迹如图1所示,则( )图1A.各处水流速度大小都一样B.离两岸越近水流速度越小C.离两岸越近水流速度越大D.无论水流速度是否变化,这种渡河方式耗时最长 正确答案 B详细解析 从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有指向下游的加速度,后具有指向上游的加速度,故加速度是变化的,水流是先加速后减速,即越接近河岸水流速度越小,故A 、C 错误,B 正确;根据运动的独立性,船身方向垂直于河岸,这种渡河方式耗时最短,故D 错误. 6.(多选)(2019·山东省实验中学高一下期中)如图2,河水由西向东流,河宽为800 m,河中各点的水流速度大小为v 水,各点到较近河岸的距离为x ,v 水与x 的关系为v 水=3400x (m /s),让小船船头垂直河岸由南向北渡河,小船在静水中的速度大小恒为v 船=4 m/s,下列说法正确的是( )图2A.小船渡河的轨迹为直线B.小船在河水中的最大速度是5 m/sC.小船渡河的时间是200 sD.小船在距南岸200 m 处的速度小于距北岸200 m 处的速度 正确答案 BC详细解析 小船在垂直河岸方向上做匀速直线运动,在沿河岸方向上做变速运动,合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上,做曲线运动,选项A 错误;当小船行驶到河中央时水流速度最大,v水=3400×400 m /s =3 m/s,那么小船在河水中的最大速度v max =32+42 m /s =5 m/s,选项B 正确;小船船头垂直河岸由南向北渡河,那么小船渡河的时间是t =d v 船=8004s =200 s,选项C 正确;在距南岸200 m 处的河水速度大小与距北岸200 m 处的河水速度大小相等,根据矢量的合成法则,则两种情况下小船的合速度大小相等,选项D 错误.7.如图3所示为一条河流,河水流速为v ,一只船从A 点先后两次渡河到对岸,船在静水中行驶的速度为v 静,第一次船头向着AB 方向行驶,渡河时间为t 1,船的位移为s 1;第二次船头向着AC 方向行驶,渡河时间为t 2,船的位移为s 2,若AB 、AC 与河岸垂线方向的夹角相等,则( )图3A.t 1>t 2,s 1<s 2B.t 1<t 2,s 1>s 2C.t 1=t 2,s 1<s 2D.t 1=t 2,s 1>s 2正确答案 D详细解析 因为AB 、AC 与河岸的垂线方向的夹角相等,则在垂直于河岸方向上的分速度相等,渡河时间t =du ⊥,所以两次渡河时间相等.设AB 、AC 与河岸夹角为θ,船头向着AB 方向时,沿河岸方向的分速度v 1=v 静cos θ+v ,船头向着AC 方向行驶时,沿河岸方向的分速度v 2=|v -v 静cos θ|<v 1,水平方向上的位移x 1>x 2,根据平行四边形定则,s 1>s 2,故D 正确,A 、B 、C 错误. 8.如图4所示,一条小船位于200 m 宽的河中央A 点处,离A 点距离为100 3 m 的下游处有一危险的急流区,当时水流速度为 4 m/s,为使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静止水中的速度至少为( )图4A.433 m/sB.833 m/sC.2 m /sD.4 m/s正确答案 C详细解析 小船刚好避开危险区域时,小船合运动方向与水流方向的夹角设为θ,则tan θ=1001003=33,则θ=30°,当船头垂直合运动方向渡河时,小船在静水中的速度最小,在静水中的最小速度v min =v 水sin 30°=2 m/s,C 正确.题型二 关联速度模型9.人用绳子通过光滑轻质定滑轮拉物体A ,A 穿在光滑的竖直杆上,当以速度v 0匀速地拉绳使物体A到达如图5所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度大小是()图5A.v0sin θB.v0sin θ C.v0cos θ D.v0cos θ正确答案D详细解析由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动:一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动.而物体A的实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动,它们之间的关系如图所示.由几何关系可得v=v0cos θ,所以D正确.10.如图6所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度为v0,小船水平向左运动,绳某时刻与水平方向夹角为α,则小船的运动性质及此时刻小船的速度v x为()图6A.小船做变加速运动,v x=v0cos αB.小船做变加速运动,v x=v0cos αC.小船做匀速直线运动,v x=v0 cos αD.小船做匀速直线运动,v x=v0cos α正确答案A11.(2019·康杰中学期中)如图7所示,汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块.汽车匀速向右运动,在物块到达滑轮之前,下列说法正确的是()图7A.物块将竖直向上做匀速运动B.物块将处于超重状态C.物块将处于失重状态D.物块将竖直向上先加速后减速 正确答案 B详细解析 设汽车向右运动的速度为v ,绳子与水平方向的夹角为α,物块上升的速度为v ′,则v cos α=v ′,汽车匀速向右运动,α减小,v ′增大,物块加速上升,A 、D 错误;物块的加速度向上,处于超重状态,B 正确,C 错误.12.(2019·眉山高中下学期期末质检)如图8所示,人用轻绳通过定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A ,人以速度v 0向左匀速拉绳,某一时刻,绳与竖直杆的夹角为θ,与水平面的夹角为α,此时物块A 的速度v 1为( )图8A.v 1=v 0sin αcos θB.v 1=v 0sin αsin θC.v 1=v 0cos αcos θD.v 1=v 0cos αcos θ正确答案 D详细解析 人和A 沿绳方向的分速度相等 可得v 0cos α=v 1cos θ 所以v 1=v 0cos αcos θ.13.如图9所示, 一根长直轻杆AB 在墙角沿竖直墙和水平地面滑动.当AB 杆和墙的夹角为θ时,杆的A 端沿墙下滑的速度大小为v 1,B 端沿地面滑动的速度大小为v 2,则v 1、v 2的关系是()图9A.v1=v2B.v1=v2cos θC.v1=v2tan θD.v1=v2sin θ正确答案C详细解析将A端的速度沿杆方向和垂直于杆的方向分解,沿杆方向的分速度为v1∥=v1cos θ,将B端的速度沿杆方向和垂直于杆方向分解,沿杆方向的分速度v2∥=v2sin θ.由于v1∥=v2∥.所以v1=v2tan θ,故C正确,A、B、D错误.二、非选择题14.如图10所示,河宽d=120 m,设小船在静水中的速度为v1,河水的流速为v2.小船从A点出发,若船头指向河对岸上游的B点,经过10 min,小船恰好到达河正对岸的C点;若船头指向河正对岸的C点,经过8 min,小船到达C点下游的D点.求:图10(1)小船在静水中的速度v1的大小;(2)河水的流速v2的大小;(3)在第二次渡河中小船被冲向下游的距离s CD.正确答案(1)0.25 m/s(2)0.15 m/s(3)72 m详细解析(1)小船从A点出发,若船头指向河正对岸的C点,则此时v1方向的位移为d,故有v1=dt min =12060×8m/s=0.25 m/s.(2)设AB 与河岸上游成α角,由题意可知,此时恰好到达河正对岸的C 点,故v 1沿河岸方向的分速度大小恰好等于河水的流速v 2的大小,即v 2=v 1cos α,此时渡河时间为t =dv 1sin α,所以sin α=dv 1t=0.8,故v 2=v 1cos α=0.15 m/s. (3)在第二次渡河中小船被冲向下游的距离为s CD =v 2t min =72 m.15.一辆车通过一根跨过光滑轻质定滑轮的轻绳提升一个质量为m 的重物,开始车在滑轮的正下方,绳子的端点离滑轮的距离是H .车由静止开始向左做匀加速直线运动,经过时间t 绳子与水平方向的夹角为θ,如图11所示.试求:图11(1)车向左运动的加速度的大小; (2)重物m 在t 时刻速度的大小. 正确答案 (1)2H t 2tan θ (2)2H cos θt tan θ详细解析 (1)车在时间t 内向左运动的位移:x =Htan θ,由车做匀加速直线运动,得:x =12at 2,解得:a =2x t 2=2Ht 2tan θ.(2)t 时刻车的速度:v 车=at =2Ht tan θ, 由运动的分解知识可知,车的速度v 车沿绳的分速度大小与重物m 的速度大小相等,即: v 物=v 车cos θ, 解得:v 物=2H cos θt tan θ.。
高一物理必修二课后习题答案
--1--
动,在竖直方向位移为 y=1.5m= 1 gt 2 经历 2
时间 t =
2y g
=
3 s = 0.55s 在水 平方向位 9.8
移 x=vt=40×0.55m=22m>20m 所以摩托车 能越过壕沟。一般情况下,摩托车在空中飞行 时,总是前轮高于后轮,在着地时,后轮先着 地。(2)摩托车落地时在竖直方向的速度为 vy =gt=9.8×0.55m/s=5.39m/s 摩托车落地时在 水平方向的速度为 vx=v=40m/s 摩托车落地时 的速度:
说明:本题的目的是让学生理解向心力的产
生,同时为下一章知识做准备。
1. 答:小球在漏斗壁上的受力如图 6-19 所示。 小球所受重力 G、漏斗壁对小球的支持力 FN
的合力提供了小球做圆周运动的向心力。
2. 答:(1)根据牛顿第二运动定律得: F=mω2r=0.1×42×0.1N=0.16N (2)甲的意见是正确的。 静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的
得 FT
=
G + m v2 r
在
G,m,v
一定的情况下,r 越小,FT 越大,即绳子承受的拉
力越大,绳子越容易断。
4. 答:汽车在行驶中速度越来越小,所以汽车在
--3--
轨迹的切线方向做减速运动,切线方向所受合
根据牛顿第三定律得,汽车对桥顶的压力大小
外力方向如图 Ft 所示;同时汽车做曲线运动, 必有向心加速度,向心力如图 Fn 所示。汽车所 受合外力 F 为 Ft、Ft 的合力,如图 6-20 所示。 丙图正确。
T2=12h (1)分针与时针的角速度之比为ω1∶ω2=T2∶ T1=12∶1 (2)分针针尖与时针针尖的线速度之比为 v1∶ v2=ω1r1∶ω2r2=14.4∶1 3. 答:(1)A、B 两点线速度相等,角速度与
人教版高中物理必修第2册 第五章第一节《曲线运动》
延伸:如果质点受到的力大小不变,但方向恰 与F相反,则它从B点开始的运动轨迹又可能是
图中的哪条曲线? A
课堂练习
2. 关于曲线运动的速度方向,下列说法中正确的是( C )
A、在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变 B、质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某点的瞬时速度的方向与该点 运动的轨迹垂直 C、曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向是在曲线 上该点的切线方向 D、曲线运动中速度的方向是不断改变的,但速度的大小不变
2.质点某一点(或某一时刻)的速度方向: 沿曲线在这一点的切线方向
vA
A
B
vB
C
vC
Байду номын сангаас
o
x
A
●
vx
vy vA
y
三、曲线运动的性质 曲线运动的速度方向时刻在改变 曲线运动的速度时刻在改变 曲线运动是变速运动
有加速度!
做曲线运动的物体,合外力一定不为零
实验探究:曲线运动的条件
一个在水平桌面上做直线运动的钢球,从旁边给它一个里,例 如在钢球运动路线旁边放一个此贴,观察钢球运动。
动
质点所受合外力的方向跟它的速
条 度方向不在同一直线上
件
即v≠0,F ≠ 0,且F与V的夹角既不
等于0°,也不等于180 °
实验探究:一般曲线运动的速度方向
实验探究:一般曲线运动的速度方向
实验结论: 曲线运动中质点在某一点(或某一时刻)的速度方向沿曲线在 这一点的切线方向。
理论探究:一般曲线运动的速度方向
从平均速度到瞬时速度
vA
vB
B A
割线 切线
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向。
人教版高中物理必修2第五章第二节平抛运动
位移
大小:l
x2 y2
(v0t )2
(1 2
gt 2 )2
方向:tan
y
1 gt 2 2Leabharlann gtxv0t
2v0
速度与水平方向上的夹角 和位移与水平方向上的
夹角 的关系:
v0
O
x
vx v0 v y gt
l
P (x,y) α vx
x v0t y 1 gt 2
y
vy
v
2
tan vy gt
问题:如何确定做平抛运 动物体的速度?
速度规律 v0
O h
x P (x,y) α vx
y
vy
v
时间为t时,物体运动 到点P处
vx v0 vy gt
速 大小v v2x v2y v02 (gt)2
度 方向 tan α vy gt vx v0
v02 2gh
例题1
一个物体以l0 m/s的初速度从10 m的高度水平抛出, 落地时速度是多少(不计空气阻力)?
速度偏向角α:tan vy gt
v0 v0
tan 2tan
平抛运动物体的轨迹如何?
分析:
x=v0t y=gt2/2
消去t可得
y
g 2v02
x2
y = ax 令
a
=
g 2v02
则
2
∴平抛运动的轨迹是抛物线
说明:二次函数的图象叫抛物线, 就是来源于此!
例题2 小球从h 高处以v0 的初速度做平抛运动,
-----抛体运动
实例
网球运动员举拍沿水平方向用力击球,球的 运动可近似看作平抛运动
一、平抛运动:
定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出, 且只在重力作用下所做的运动. 条件: (1)初速度方向为水平
探究平抛运动规律
方案二:频闪照相
方案二:频闪照相 对比分析 探究平抛运动竖直分运动的特点
方案二:频闪照相
对比分析 探究平抛运动水平分运动的特点
光电门
电磁铁
电磁铁
磁 片
吸球开关
方案三:喷水法
如图,倒置的饮料瓶内装有 水,瓶塞内插着两根两端开 口的细管,其中一根弯成水 平,加上一个很细的喷嘴。
水平喷出的细水 柱即为平抛运动
结论:在误差允许范围内,四段位移近似相等,即AB=BC=CD=DE
方案一:描轨迹法
X1
X2
O
h
3h
5h
X3
X4
7h
y
x
在平抛运动的轨迹上,竖直位移 为h、3h、5h……,它们对应的四段 水平位移相等。
说明,平抛运动可分解为水平方向的匀 速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
方案一:描轨迹法
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
设计方案
方案一:描轨迹法 方案二:频闪照相 方案三:喷水法 方案四:传感器
方案一:描轨迹法
【实验目的】 1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
方案一:描轨迹法
【实验原理】
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
(1)代数计算法:将各点(如M2点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,看计算得 到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
(2)图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的 各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标 系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若 大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是 抛物线。
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高中物理学习材料
(马鸣风萧萧**整理制作)
人教版物理高一必修二第五章
第七节生活中的圆周运动同步训练
一.选择题
1.关于离心运动,下列说法中正确的是()
A.物体突然受到向心力的作用,将做离心运动
B.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时将做离心运动
C.做匀速圆周运动的物体,只要向心力的数值发生变化,就将做离心运动
D.做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动
2.根据学过的物理知识判断,下列说法中错误的是()
A.小轿车车尾的导电链是为了防止静电积聚
B.洗衣机的脱水筒是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉
C.乘坐汽车时要系好安全带,这是为了防止汽车突然加速而对乘客造成伤害
D.夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,俗称电晕,这是一种微弱的尖端放电
3.如图所示,洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中正确的是()
A.脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的
B.水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故
C.加快脱水筒转动角速度,脱水效果不会更好
D.靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
4.在公交车上坐着一位中学生,脚边放着他携带的一小桶水。
当公交车急转弯时,桶内的水溅了出来。
中学生对司机有意见了,于是便出现了下面的一段对话:
中学生:师傅,怎么搞的,我桶里的水都泼出来了
司机:我车子正在转弯呢
中学生:那你弯子为什么转的那么大?转小点,桶里的水就不会泼出来了
司机:如果我把弯子转的小一点,你桶里溅出来的水会更多
你读了这段对话,对下面的说法进行判断,其中错误的是()
A、中学生说的对
B、司机师傅说的对
C、汽车转弯时,桶内的水会泼出来,这是一种离心现象
D、汽车转弯时,桶内的水会泼出来,是因为外界提供的向心力不足造成的
5.下列关于离心现象的说法中,正确的是()
A.当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿切线飞出
D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动
6.下列关于离心现象的说法正确的是()
A.当物体所需的向心力小于提供的向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将背离圆心运动
C.做圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将沿切线作直线运动
D.做圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将作曲线运动
7.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将()
A.静止B.背离圆心做直线运动
C.沿切线方向做直线运动D.做曲线运动
8.列属于离心现象的是()
A.链球运动员加速旋转到一定速度后将链球抛开
B.汽车紧急刹车时,乘客身体向前倾
C.水平抛出的物体,做平抛运动
D.锤头松了,将锤柄在石头上磕几下就可以把柄安牢
9.下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是()
A.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时,常常用修建凹形桥,也叫“过水路面”,汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥的压力小于汽车的重力
B.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C.杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用D.洗衣机脱水桶的脱水原理是:水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
10.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球运动到P 点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法不正确的是()
A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.若拉力突然变小,小球将可能沿轨迹Pb做离心运动
D.若拉力突然变大,小球将可能沿轨迹Pc做向心运动
11.下列哪些做法不是为了防止物体产生离心运动()
A.汽车在水平公路上转弯时要限制速度的大小
B.转速很高的砂轮半径不能做得太大
C.在修筑铁路时,转弯处的内侧轨道要低于外侧轨道
D.用洗衣机脱去湿衣服中的水
12.在世界摩托车锦标赛中,有的赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,原因是()
A.赛车冲出跑道是由于赛车行驶到弯道时,受到的向心力过大
B.赛车冲出跑道是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速
C.赛车冲出跑道是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速
D.由公式F=mω2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道
13.下列预防措施中,与离心现象无关的是()
A.砂轮的外侧加防护罩B.厢式电梯张贴超载标识
C.火车拐弯处设置限速标志D.投掷链球的区域加防护网
14.以下是书本上的一些图片,说法正确的是()
A.图甲中,有些火星的轨迹不是直线,说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B.图乙中,两个影子在x,y轴上的运动就是物体的两个分运动
C.图丙中,增大小锤打击弹性金属片的力,A球可能比B球晚落地
D.图丁中,做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于它所需要的向心力15.在日常生活中有许多地方应用了离心现象,下列现象或机械应用了离心现象的有()
①旋转雨伞,甩干雨伞上的水滴
②链球运动员投掷链球
③洗衣机的脱水桶
④背跃式跳高.
A.①②B.①③C.①②③D.①②③④
二.填空题
16.在使用体温计之前,都要将里面的水银甩回到泡里,在甩动的时候,手要拿着端,这是利用了现象.
17.下述各种现象,属于利用离心运动的是;属于防止离心运动的是.A.洗衣机脱水的运动
B.离心沉淀器分离物质
C.汽车转弯时减速
D.汽车过桥时减速
E.站在公交车里的乘客,在汽车转弯时会用力拉住扶手.
18.汽车转弯时速度过大,会因为运动造成交通事故.(填“向心”或“离心”)19.洗衣机脱水桶是利用的原理制成的机械,将衣服放在洗衣机的甩干桶内,当甩干桶高速旋转时,衣服也随之旋转,当水的附着力(填“大于”、“小于”或“等于”)圆周运动所需要的向心力时,衣服上的水滴就被甩出.
20.做匀速圆周运动的物体,如果合外力减小,物体将脱离原来的轨道做运动;如果合外力增大,物体将脱离原来的轨道做运动;如果合外力突然消失,物体将沿着轨迹方向做匀速直线运动.
三.计算题
21.用手甩温度计时水银柱受到的力不够圆周运动所需的向心力.请通过受力分析对这个现象进行解释.
22.观察如图所示的自行车,指出车上缺少什么装置?该车在泥泞的道路上行驶,有什么不便?
23.如图所示,质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,小杯通过最高点的速度为4m/s,g取10m/s2,求:
(1)在最高点时,绳的拉力?
(2)在最高点时水对小杯底的压力?
(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是多少?
24.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹型桥,也叫“过水路面”.现有一个“过水路面”的圆弧半径为50m,一辆质量为800kg的小汽车驶过“过水路面”.当小汽车通过“过水路面”的最低点时速度为5m/s.问此时汽车对路面的压力多大?
25.一质量为2000kg的汽车,行驶到一座半径为40m的圆弧形拱桥顶端时,汽车运动速度为8m/s.求此时汽车对桥面的压力的大小(g=10m/s2).
参考答案:
1.D
2.C
3.A
4.A
5.C
6.C
7.C
8.A
9.B
10.B
11.D
12.C
13.B
14.B
15.C
16.B,离心
17.AB,DE
18.离心
19.离心现象;小于
20.离心,向心,切线
21.提供的向心力不足以需要的向心力时,那么水银柱将做离心运动回到玻璃泡中.22.车上缺少挡泥板装置,车在泥泞的道路上行驶,有泥水被甩到人身上
23.(1)小杯质量m=0.5kg ,水的质量M=1kg ,在最高点时,杯和水的受重力和拉力作用,
如图所示,
合力为:F 合=(M+m )g+T…①
圆周半径为R ,则有:F 向=(M+m )R V 2
…② F 合提供向心力,有:(M+m )g+T=(M+m )
R V 2
所以细绳拉力为:T=(M+m )(R
V 2
﹣g )=(1+0.5)(
﹣10)=9N ,方向竖直向下;
(2)在最高点时,水受重力Mg 和杯的压力F 作用,如图所示,
合力为:F 合=Mg+F
圆周半径为R ,则有:F 向=M R V 2
F 合提供向心力,有:Mg+F=M R
V 2
所以杯对水的压力为:F=M (R
V 2
﹣g )=1×(
﹣10)=6N ;
根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为6N ,方向竖直向上.
(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:
Mg=M R
V 2
解得:v==R g =10m/s
24.在最低点,根据牛顿第二定律得 -N mg=
R
2mv
解得N=mg+
R
mv2=8400N.
则汽车对路面的压力为8400N.
答:此时汽车对路面的压力为8400N.
25.当小车以10m/s的速度经过桥顶时,对小车受力分析,小车受重力G和支持力N;根据牛顿第二定律得:
G﹣N=
R 2
mv
解得:N=20000﹣2000×64/40=16800N
根据牛顿第三定律得:它对桥顶部的压力大小为16800N.。