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时间:2018-12-17
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1、高三物理曲线运动复习人教版一.本周教学内容:曲线运动复习(一)曲线运动的研究方法——运动(力)的合成与分解运动的合成和分解:包括位移、速度、加速度的合成和分解,它们与力的合成和分解一样都遵守平行四边形定则。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。研究运动合成和分解,目的在于把一些复杂的运动简化为比较简单的直线运动,这样就可应用已经掌握的有关直线运动的规律,来研究一些复杂的曲线运动。一般地,研究曲线运动有ΣF≠0两个特例:1.平抛运动2.圆周(二)问题讨论与例题分析1.关于运动的合成与分解(1)同一物理过程,可以有
2、不同的合成或分解方法。例1.如斜抛,如图所示。方法1:将v0分解为vox与voy,则有:方法2:两直线运动的合成,也可以有其它分解方法,但处理问题将不方便。1、2、3……各点表示如果没有重力作用,斜抛物体在1秒末、2秒末、3秒末到达的位置。在重力作用下物体同时做自由落体运动,将分别到达C1、C2、C……点。例2.如图所示,一小球以水平速度v0射向倾角为α的光滑斜面,发生多次碰撞后又回到原入射点,若每次碰撞无能量损失,球与斜面碰撞接触的时间忽略不计,求小球在此阶段共经历的时间为___________。解析:本题若分别研究水平和竖直方向的运动,处理很复杂。由质点的运动特点,
3、可将运动在沿斜面和垂直斜面方向分解,如图所示。质点沿斜面方向作初速为v0cosα,加速度为gsinα的匀减速直线运动,小结:怎样完成运动与力的分解,看运动特点,受力特点,以研究问题方便为前题。(2)认清合运动与分运动之间的关系。例:在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸,拉绳速度为v,当拉船头的绳索与水平面夹角为θ时,船的速度是多少?如图所示。解析:(1)认识合运动——水平(2)在任一位置A,经Δt(很短)到B,如图所示绳由OA方位,变成OB方位,其运动效果相当于a.质元A与O之间距离缩短了SAB’b.保持OB’不变转过Δθ——位移SB’B则与两分位移对应的速度,有本题若认
4、为船速度为vcosα就完全错了。分解必须根据实际运动效果来定,要有物理意义。2.关注临界条件及相关条件例1.底面半径为r,高为h的圆锥形陀螺在光滑水平桌面上快速绕轴旋转,同时以速度v0向右运动,如图所示。若陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直,则v0至少等于多少,才能使陀螺从桌面滑出后不会与桌边发生碰撞?解:陀螺刚好要离开平面,和刚好不碰平面——(桌沿)的条件,如图所示,则临界条件:例2.正沿平直轨道以速度v匀速行驶的车厢内,前面高h的光滑架上放着一个小球随车一起运动。如图所示,忽然车厢改以加速度a匀加速运动,小球将落下。(1)小球落到车厢底板上的点到架子的水平距离为多少
5、?(设车厢足够长)(2)若光滑架安装在车厢后壁,则车厢忽然以加速度大小a减速运动时,小球落地点到架子的水平距离为多少?解析:涉及相对运动问题,应明确参照系以及相关条件:球与车上平台分离时,有共同初速度v以车为参照物,车向右加速,球相对于,初速为零,在水平方向以a向右运动,第二问则应关注临界条件:这一问请自己处理。注意:研究力问题,不能以车为参照物,车加速运动为非惯性参照系。3.关注问题的多解性例:如图所示,圆桶底面半径为R,在顶部有个入口A,在A的正下方h处有个出口B,在A处沿切线方向有一个斜槽,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
6、外,则小球进入A时速度v必须满足____________。解析:认清运动图景,球沿切向,以水平速度射入,在竖直方向只受重力,做自由落体运动。桶侧向弹力N,只改变速度方向,不改变速率,球的运动为自由落体与圆周运动的叠加,若球刚好转一周或两周、n周,达到B,失去弹力后将做离心运动,离开桶。实际上,本题将桶展开,球的整个轨迹为抛物线,如图所示小结:曲线运动研究方法,是力与运动的合成与分解,而如何进行合成与分解,依处理问题方便,但要确保合成与分解具有物理意义。研究复杂问题应认清运动图景,力与运动的关系,关注临界、隐含条件,可以通过参照物的合理选择,可简化问题。有些问题中,应关注
7、多解特点。其中上一例题将自由落体和圆周,等效成平抛过程,物理图景可能更简化些。特别应注意质点到底做什么运动,取决于合外力,也要关注初始状态。【模拟试题】1.一个质点在作圆周运动,是()A.该质点一定受到向心力作用B.该质点受到的合外力一定指向圆心C.如果质点作匀速圆周运动,是合外力一定指向圆心D.不论质点是否作匀速圆周运动,所受合外力一定指向轨道内侧2.如图所示,质量为m的小球固定在长为L的轻直杆的一端,并以轻杆的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动,在小球转速逐渐增大的过程中,小球在最高点时()A.小球的最小速度是B.轻杆对小球的作用力逐渐
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