高考物理二轮专题突破 专题三曲线运动
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(2)v2<v1时过河路径最短:合速度垂直于河岸,航程最短, x 短=d.
(3)v2>v1时过河路径最短:合速度不可能垂
直于河岸,无法垂直渡河.确定方法如
下:如图4-1-6所示,以v2矢量末端为 圆心,以v1矢量的大小为半径画弧,从 图4-1-6 v2矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向时
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(4)平抛运动的两个重要推论 ①做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一 定通过此时水平位移的中点,如图1-3-1所示.由
由x-yx′=vvxy,y=v2yt,x=vxt,联立解得:x′=x2.
精Leabharlann Baidu课件
②做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平
方向的夹角 θ 及位移与水平方向的夹角 φ 满足:tanθ=2tanφ.(tanθ=
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三、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量
物理量 线速度 角速度
大小
v=st=2Tπr ω=φt =2Tπ
方向
物理意义
圆弧上各点的
切线方向
中 学 不 研 究 其 描述质点沿圆
方向
周运动的快慢
周期、频率 向心加速度
T=1f =2vπr a=vr2=ω2r
无方向 时刻指向圆心
描述线速度方 向改变的快慢
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物理量
大小
方向
物理意义
相互关系
a =vr2=ω2r=4π2rf2=4Tπ22r=ωv
注意:同一转动体上各点的角速度相等,皮带传动轮子边
缘各点的线速度大小相等.
2.向心力
做圆周运动物体的向心力可以由重力、弹力、摩擦力等各
种性质的力提供,也可以由各力的合力或某力的分力提供.
物体做匀速圆周运动时,物体的合力提供向心力,合力的 方向指向圆心;物体做变速圆周运动时,物体的合力的方向不 一定沿半径指向圆心,合力沿半径方向的分力提供向心力,合 力沿切线方向的分力改变物体速度的大小.
图中F为牵引力,Ff为它行驶时所受阻力)( )
图4-1-4
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图4-1-5
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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D错误.做曲线运动的物体所受合力的方向不仅与其
速度方向成一角度,而且总是指向曲线的凹侧,A、B两选
项中F与Ff的合力方向都不满足这一条件,只有C选项中F与
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二、抛体运动 1.平抛运动 (1)平抛运动是匀变速曲线运动(其加速度为重力加速度), 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, 运动轨迹为抛物线. (2)物体做平抛运动时,运动时间由竖直高度决定,水平 位移由初速度和竖直高度共同决定.
(3)物体做平抛运动时,在任意相等时间间隔Δt内速度的 改变量Δv大小相等、方向相同(Δv=Δvy=gΔt).
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3.处理圆周运动的动力学问题的步骤 (1)首先要明确研究对象; (2)对其受力分析,明确向心力的来源; (3)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径;
(4)将牛顿第二定律应用于圆周运动,得到圆周运动中的动
力学方程,有以下各种情况:F=
v2 mr
=mrω2=mvω=mr4Tπ22
=4π2mrf2.解题时应根据已知条件合理选择方程形式.
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1.合力方向与速度方向的关系 物体做曲线运动时,所受合力的方向与速度方向一定不
在 同一条直线上,这是判断物体是否做曲线运动的依据.
2.合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之
间, 速度方向与轨迹相切,合力方向指向轨迹的“凹”侧.
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3.速率变化情况判断 合力沿切线方向的分力改变速度的大小,沿径向的分
匀变速运动,当二者共线时为匀变速直线运动,不共 线时
为匀变速曲线运动.
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(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加
(4)两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动仍然是匀 变速运动.若合初速度与合加速度在同一直线上,则
合 运动为匀变速直线运动,如图4-1-3甲所示;不共线
时 为匀变速曲线运动,如图4-1-3乙所示.
Ff的合力方向指向曲线的凹侧,且可能垂直于速度的方向,
所以C正确.
答案:C
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1.船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合 运动.
2.三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、 v(船
的实际速度). 3.三种情景
(1)过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短,t短= (d为河宽).
专题三 曲线运动
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主干知识整合
一、曲线运动 1.物体做曲线运动的条件:运动物体所受合外力的方 向跟其速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动. 2.曲线运动的轨迹:当做曲线运动的物体所受合外力 为恒力时,其运动为匀变速曲线运动,运动轨迹为抛物线, 如平抛运动、斜抛运动、带电粒子在匀强电场中的曲线运 动.曲线运动的轨迹位于速度(轨迹上各点的切线)和合力的 夹角之间,而合力的方向指向轨迹弯曲的内侧.
力 改变速度的方向,如图4-1-2所示的两个情景.
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(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体运动的速 率将增大;
(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体运动的速 率将减小;
(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体运动的速率不变.
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4.两个直线运动的合运动性质的判断 (1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动. (2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然 是
图4-1-3
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1.判断物体是否做匀变速运动,关键是分析物体所受合力
是否为恒力;判断物体的运动轨迹是否为曲线,关键
是
看合力和合初速度的方向是否共线.
2.公式v=v0+at、x=v0t+
at2等是匀变速直线运
动的规律,不适用于曲线运动.只有分解成匀变速直线运
动
后才可使用.
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1.如图4-1-4所示,汽车在一段弯曲水平路面 上匀速行驶,关于它受的水平方向的作用力的 示意图如图4-1-5所示,其中可能正确的是(
x-yx′, tanφ=xy,又 x′=x2,故 tanθ=2tanφ)
2.类平抛运动 以一定的初速度将物体抛出,如果物体受的合力恒定且与 初速度方向垂直,则物体所做的运动为类平抛运动,如以初速 度v0垂直电场方向射入匀强电场中的带电粒子的运动. 类平抛运动的性质及解题方法与平抛运动类似,也是用运 动的分解法.
(2)v2<v1时过河路径最短:合速度垂直于河岸,航程最短, x 短=d.
(3)v2>v1时过河路径最短:合速度不可能垂
直于河岸,无法垂直渡河.确定方法如
下:如图4-1-6所示,以v2矢量末端为 圆心,以v1矢量的大小为半径画弧,从 图4-1-6 v2矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向时
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(4)平抛运动的两个重要推论 ①做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一 定通过此时水平位移的中点,如图1-3-1所示.由
由x-yx′=vvxy,y=v2yt,x=vxt,联立解得:x′=x2.
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②做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平
方向的夹角 θ 及位移与水平方向的夹角 φ 满足:tanθ=2tanφ.(tanθ=
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三、圆周运动 1.描述圆周运动的物理量
物理量 线速度 角速度
大小
v=st=2Tπr ω=φt =2Tπ
方向
物理意义
圆弧上各点的
切线方向
中 学 不 研 究 其 描述质点沿圆
方向
周运动的快慢
周期、频率 向心加速度
T=1f =2vπr a=vr2=ω2r
无方向 时刻指向圆心
描述线速度方 向改变的快慢
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物理量
大小
方向
物理意义
相互关系
a =vr2=ω2r=4π2rf2=4Tπ22r=ωv
注意:同一转动体上各点的角速度相等,皮带传动轮子边
缘各点的线速度大小相等.
2.向心力
做圆周运动物体的向心力可以由重力、弹力、摩擦力等各
种性质的力提供,也可以由各力的合力或某力的分力提供.
物体做匀速圆周运动时,物体的合力提供向心力,合力的 方向指向圆心;物体做变速圆周运动时,物体的合力的方向不 一定沿半径指向圆心,合力沿半径方向的分力提供向心力,合 力沿切线方向的分力改变物体速度的大小.
图中F为牵引力,Ff为它行驶时所受阻力)( )
图4-1-4
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图4-1-5
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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D错误.做曲线运动的物体所受合力的方向不仅与其
速度方向成一角度,而且总是指向曲线的凹侧,A、B两选
项中F与Ff的合力方向都不满足这一条件,只有C选项中F与
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二、抛体运动 1.平抛运动 (1)平抛运动是匀变速曲线运动(其加速度为重力加速度), 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, 运动轨迹为抛物线. (2)物体做平抛运动时,运动时间由竖直高度决定,水平 位移由初速度和竖直高度共同决定.
(3)物体做平抛运动时,在任意相等时间间隔Δt内速度的 改变量Δv大小相等、方向相同(Δv=Δvy=gΔt).
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3.处理圆周运动的动力学问题的步骤 (1)首先要明确研究对象; (2)对其受力分析,明确向心力的来源; (3)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径;
(4)将牛顿第二定律应用于圆周运动,得到圆周运动中的动
力学方程,有以下各种情况:F=
v2 mr
=mrω2=mvω=mr4Tπ22
=4π2mrf2.解题时应根据已知条件合理选择方程形式.
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1.合力方向与速度方向的关系 物体做曲线运动时,所受合力的方向与速度方向一定不
在 同一条直线上,这是判断物体是否做曲线运动的依据.
2.合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之
间, 速度方向与轨迹相切,合力方向指向轨迹的“凹”侧.
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3.速率变化情况判断 合力沿切线方向的分力改变速度的大小,沿径向的分
匀变速运动,当二者共线时为匀变速直线运动,不共 线时
为匀变速曲线运动.
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(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加
(4)两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动仍然是匀 变速运动.若合初速度与合加速度在同一直线上,则
合 运动为匀变速直线运动,如图4-1-3甲所示;不共线
时 为匀变速曲线运动,如图4-1-3乙所示.
Ff的合力方向指向曲线的凹侧,且可能垂直于速度的方向,
所以C正确.
答案:C
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1.船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合 运动.
2.三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、 v(船
的实际速度). 3.三种情景
(1)过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短,t短= (d为河宽).
专题三 曲线运动
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主干知识整合
一、曲线运动 1.物体做曲线运动的条件:运动物体所受合外力的方 向跟其速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动. 2.曲线运动的轨迹:当做曲线运动的物体所受合外力 为恒力时,其运动为匀变速曲线运动,运动轨迹为抛物线, 如平抛运动、斜抛运动、带电粒子在匀强电场中的曲线运 动.曲线运动的轨迹位于速度(轨迹上各点的切线)和合力的 夹角之间,而合力的方向指向轨迹弯曲的内侧.
力 改变速度的方向,如图4-1-2所示的两个情景.
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(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体运动的速 率将增大;
(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体运动的速 率将减小;
(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体运动的速率不变.
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4.两个直线运动的合运动性质的判断 (1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动. (2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然 是
图4-1-3
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1.判断物体是否做匀变速运动,关键是分析物体所受合力
是否为恒力;判断物体的运动轨迹是否为曲线,关键
是
看合力和合初速度的方向是否共线.
2.公式v=v0+at、x=v0t+
at2等是匀变速直线运
动的规律,不适用于曲线运动.只有分解成匀变速直线运
动
后才可使用.
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1.如图4-1-4所示,汽车在一段弯曲水平路面 上匀速行驶,关于它受的水平方向的作用力的 示意图如图4-1-5所示,其中可能正确的是(
x-yx′, tanφ=xy,又 x′=x2,故 tanθ=2tanφ)
2.类平抛运动 以一定的初速度将物体抛出,如果物体受的合力恒定且与 初速度方向垂直,则物体所做的运动为类平抛运动,如以初速 度v0垂直电场方向射入匀强电场中的带电粒子的运动. 类平抛运动的性质及解题方法与平抛运动类似,也是用运 动的分解法.