第3讲抛体运动与圆周运动课件.ppt

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1、第3讲课件抛体运动与圆周运动第1页，此课件共63页哦【主干回顾主干回顾】第2页，此课件共63页哦【核心精华核心精华】知识规律知识规律(1)(1)解决运动合成问题的四关键。解决运动合成问题的四关键。明性质明性质:明确合运动或分运动的运动性质明确合运动或分运动的运动性质;定方向定方向:确定运动是在哪两个方向上的合成或分解确定运动是在哪两个方向上的合成或分解;找已知找已知:找出各方向上已知的物理量找出各方向上已知的物理量(速度、位移、加速度速度、位移、加速度););求结果求结果:运用平行四边形定则进行求解。运用平行四边形定则进行求解。第3页，此课件共63页哦(2)(2)竖直平面内圆周运动的两模型和两

2、点一过程。竖直平面内圆周运动的两模型和两点一过程。两模型两模型:绳模型和杆模型绳模型和杆模型;两点一过程两点一过程:“:“两点两点”指最高点和最低点指最高点和最低点,可列牛顿第二定律方可列牛顿第二定律方程程;“;“一过程一过程”指从最高点到最低点指从最高点到最低点,用动能定理求解。用动能定理求解。第4页，此课件共63页哦思想方法思想方法(1)(1)物理思想物理思想:分解思想、临界值的思想。分解思想、临界值的思想。(2)(2)物理方法物理方法:假设法、合成法、正交分解法。假设法、合成法、正交分解法。第5页，此课件共63页哦热热点考向一点考向一运运动动的合成与分解的合成与分解【典典题题11师师生探

3、究生探究】(2014(2014苏苏州模州模拟拟)如如图图甲所示甲所示,在在杂杂技表演中技表演中,猴子沿猴子沿竖竖直杆向上运直杆向上运动动,其其v-tv-t图图像如像如图图乙所示乙所示,人人顶顶杆沿水平地面运杆沿水平地面运动动的的x-tx-t图图像如像如图图丙所示。若以地面丙所示。若以地面为为参考系参考系,下列下列说说法中正确的是法中正确的是()第6页，此课件共63页哦A.A.猴子的运猴子的运动轨动轨迹迹为为直直线线B.B.猴子在猴子在2s2s内做匀内做匀变变速直速直线线运运动动C.t=0C.t=0时时猴子的速度大小猴子的速度大小为为8m/s8m/sD.t=2sD.t=2s时时猴子的加速度大小猴

4、子的加速度大小为为4m/s4m/s2 2第7页，此课件共63页哦【破破题题关关键键】由由题题干可知猴子同干可知猴子同时时参与两个方向上的运参与两个方向上的运动动:(1)(1)竖竖直方向上直方向上,猴子做猴子做_,_,其加速度大小其加速度大小为为_。(2)(2)水平方向上水平方向上,猴子做猴子做_,_,速度大小速度大小为为_。匀减速直匀减速直线线运运动动4m/s4m/s2 2匀速直匀速直线线运运动动4m/s4m/s第8页，此课件共63页哦【解析解析】选选D D。由题图乙、丙看出。由题图乙、丙看出,猴子在竖直方向做初速度猴子在竖直方向做初速度v vy y=8m/s=8m/s、加速度、加速度a=-4

5、m/sa=-4m/s2 2的匀减速直线运动的匀减速直线运动,人在水平方向做人在水平方向做速度速度v vx x=-4m/s=-4m/s的匀速直线运动的匀速直线运动,故猴子的初速度大小为故猴子的初速度大小为v=v=m/s=m/s,m/s=m/s,方向与合外力方向不在同一条直线上方向与合外力方向不在同一条直线上,故猴子做匀变速曲线运动故猴子做匀变速曲线运动,故选项故选项A A、B B、C C均错误均错误;由题图乙、由题图乙、丙可得丙可得,t=2s,t=2s时时,a,ay y=-4m/s=-4m/s2 2,a,ax x=0,=0,则合加速度大小则合加速度大小a a合合=4m/s=4m/s2 2,故故选

6、项选项D D正确。正确。第9页，此课件共63页哦【拓展延伸拓展延伸】试证试证明猴子的运明猴子的运动轨动轨迹迹为为抛物抛物线线。【证明证明】猴子在竖直方向上的位移为猴子在竖直方向上的位移为y=vy=vy yt+att+at2 2=8t-2t=8t-2t2 2猴子在水平方向上的位移为猴子在水平方向上的位移为x=vx=vx xt=-4tt=-4t两式消去两式消去t t得得:y=-2x-:y=-2x-所以猴子的运动轨迹为抛物线。所以猴子的运动轨迹为抛物线。第10页，此课件共63页哦【典典题题22自主探究自主探究】(2014(2014南京模南京模拟拟)光滑水平面上有一直角坐光滑水平面上有一直角坐标标系系

7、,质质量量m=1kgm=1kg的的质质点静止在坐点静止在坐标标原点原点O O处处,先用沿先用沿x x轴轴正方向的力正方向的力F Fx x=2N=2N作用作用了了2s;2s;然后撤去然后撤去F Fx x,并立即用沿并立即用沿y y轴轴正方向的力正方向的力F Fy y=6N=6N作用作用1s,1s,则质则质点在点在这这3s3s内的内的轨轨迹迹为图为图中的中的()第11页，此课件共63页哦【审题流程审题流程】第一步第一步:审题干审题干提取信息提取信息(1)(1)先用沿先用沿x x轴正方向的力轴正方向的力F Fx x作用作用 质点沿质点沿x x轴正方向做匀轴正方向做匀加速直线运动。加速直线运动。(2)

8、(2)撤去撤去F Fx x,再用沿再用沿y y轴正方向的力作用轴正方向的力作用 质点沿质点沿x x方向匀速方向匀速运动运动,y,y方向匀加速运动方向匀加速运动质点做类平抛运动。质点做类平抛运动。第二步第二步:审问题审问题明确目标明确目标(1)A(1)A、C C两图线都是直线运动两图线都是直线运动 A A、C C不对。不对。(2)B(2)B、D D图中第图中第3sx3sx方向的位移不相等方向的位移不相等 D D对对,B,B错。错。第12页，此课件共63页哦【解析解析】选选D D。质点在前。质点在前2s2s内沿内沿x x轴正方向的加速度轴正方向的加速度a ax x=2m/s=2m/s2 2,此段时

9、间内的位移为此段时间内的位移为x x1 1=4m,2s=4m,2s末质点的位置坐末质点的位置坐标为标为(4,0),(4,0),此时速度大小此时速度大小v vx x=a=ax xt t1 1=4m/s;=4m/s;第第3s3s质点沿质点沿y y轴正方向轴正方向的加速度为的加速度为a ay y=6m/s=6m/s2 2,因力因力F Fy y的方向与的方向与2s2s末的速度方向垂直末的速度方向垂直;故质点从第故质点从第2s2s末开始做类平抛运动末开始做类平抛运动,第第3s3s内沿内沿x x轴正方向发生的轴正方向发生的位移为位移为x x2 2=v=vx xt t2 2=4m,=4m,沿沿y y轴正方向

10、发生的位移轴正方向发生的位移y=3m,y=3m,故故D D正正确。确。第13页，此课件共63页哦【解题悟道解题悟道】合运动和分运动的关系合运动和分运动的关系(1)(1)等时性等时性:各个分运动与合运动总是同时开始各个分运动与合运动总是同时开始,同时结束同时结束,经历时间相经历时间相等等(不同时的运动不能合成不同时的运动不能合成)。(2)(2)独立性独立性:一个物体同时参与几个分运动时一个物体同时参与几个分运动时,各分运动独立进行各分运动独立进行,互不互不影响。影响。(3)(3)等效性等效性:各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。(4)(4)同一性同

11、一性:各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动和实际发生的各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动运动,不能是几个不同物体发生的不同运动。不能是几个不同物体发生的不同运动。第14页，此课件共63页哦【对点训练对点训练】1.(20141.(2014厦厦门门模模拟拟)某河某河宽为宽为600m,600m,河中某点河中某点的水流速度的水流速度v v与与该该点到点到较较近河岸的距离近河岸的距离d d的关的关系系图图像如像如图图所示所示,现现船以静水中的速度船以静水中的速度4m/s4m/s渡河渡河,且船渡河的且船渡河的时间时间最短最短,下列下列说说法正确的是法正确的是()A.A.船在河水中

12、航行的船在河水中航行的轨轨迹是一条直迹是一条直线线B.B.船在行船在行驶过驶过程中程中,船船头头始始终终与河岸垂直与河岸垂直C.C.渡河最短渡河最短时间为时间为240s240sD.D.船离开河岸船离开河岸400m400m时时的速度大小的速度大小为为5m/s5m/s第15页，此课件共63页哦【解析解析】选选B B。由于距岸不同位置处水流速度不同。由于距岸不同位置处水流速度不同,所以其与船所以其与船在静水中速度的合速度也不同在静水中速度的合速度也不同,船的实际运动轨迹为曲线船的实际运动轨迹为曲线,A,A错错;由运动的独立性可知由运动的独立性可知,只有当船头与河岸垂直时只有当船头与河岸垂直时,渡河时

13、间最短渡河时间最短,最短时间为最短时间为t=150 s,Bt=150 s,B对对,C,C错错;由题图可知由题图可知,船离开船离开河岸河岸400m400m时时,离彼岸离彼岸200m,200m,水流速度为水流速度为2m/s,2m/s,由运动的合成得由运动的合成得v=,Dv=,D错。错。第16页，此课件共63页哦2.(20142.(2014泰州模泰州模拟拟)如如图图所示所示,质质量量m=2kgm=2kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运的物体在水平外力的作用下在水平面上运动动,物体和水平面物体和水平面间间的的动动摩擦因数摩擦因数=0.05,=0.05,已知物体运已知物体运动过动过程中的坐程中的坐标

14、标与与时间时间的关系式的关系式为为 ,g g取取10m/s10m/s2 2。根据以上条件求。根据以上条件求:(1)t=10s(1)t=10s时时刻物体的位置坐刻物体的位置坐标标;(2)t=10s(2)t=10s时时刻物体速度的大小和方向刻物体速度的大小和方向;(3)t=10s(3)t=10s时时刻水平外力的大小。刻水平外力的大小。(结结果可用根号表示果可用根号表示)第17页，此课件共63页哦【解析解析】(1)t=10s(1)t=10s时刻时刻,显然显然x=3t=30mx=3t=30my=0.2ty=0.2t2 2=20m,=20m,物体的位置坐标为物体的位置坐标为(30m,20 m)(30m,

15、20 m)。(2)(2)由运动过程中的坐标与时间的关系可知物体沿由运动过程中的坐标与时间的关系可知物体沿x x轴正向做匀轴正向做匀速直线运动速直线运动,v,vx x=3m/s=3m/s沿沿y y轴正向做匀加速直线运动轴正向做匀加速直线运动,a=0.4m/s,a=0.4m/s2 2,t=10s,t=10s时时,v,vy y=at=4m/s,=at=4m/s,故此刻物体速度大小为故此刻物体速度大小为v=5m/sv=5m/s方向与方向与x x轴正向夹角为轴正向夹角为,则则tan=tan=得得=53=53。第18页，此课件共63页哦(3)x(3)x轴方向轴方向F Fx x=mgcos=mgcosy y

16、轴方向轴方向F Fy y-mgsin=ma-mgsin=ma解得解得F Fx x=0.6N=0.6NF Fy y=1.6N=1.6N则则t=10st=10s时水平外力的大小为时水平外力的大小为答案答案:(1)(30m,20 m)(1)(30m,20 m)(2)5m/s(2)5m/s与与x x轴正向夹角为轴正向夹角为5353(3)(3)第19页，此课件共63页哦【加固加固训练训练】(2014(2014泉州模泉州模拟拟)小船横渡一条河小船横渡一条河,船本身提供的速度船本身提供的速度大小和方向都不大小和方向都不变变,已知小船的运已知小船的运动轨动轨迹如迹如图图所示所示,则则河水的流速河水的流速()A

17、.A.越接近越接近B B岸水速越大岸水速越大B.B.越接近越接近B B岸水速越小岸水速越小C.C.由由A A到到B B水速先增大后减小水速先增大后减小D.D.水流速度恒定水流速度恒定第20页，此课件共63页哦【解析解析】选选B B。从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道。从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,加速度的方向水平向加速度的方向水平向左左,越靠近越靠近B B岸水速越小。故岸水速越小。故B B正确正确,A,A、C C、D D错误。故选错误。故选B B。第21页，此课件共63页哦热热点考向二点考向二平抛平抛(类类平抛平抛)运运动动的的规规律律【典典题题33师师生探究生探究】(2014(2014浙江高考

18、浙江高考)如如图图所示所示,装甲装甲车车在水平地面在水平地面上以速度上以速度v v0 0=20m/s=20m/s沿直沿直线线前前进进,车车上机上机枪枪的的枪枪管水平管水平,距地面高距地面高为为h=1.8mh=1.8m。在。在车车正前方正前方竖竖直立一直立一块块高高为为两米的两米的长长方形靶方形靶,其底其底边边与地面与地面接触。接触。枪枪口与靶距离口与靶距离为为L L时时,机机枪枪手正手正对对靶射出第一靶射出第一发发子子弹弹,子子弹弹相相对对于于枪枪口的初速度口的初速度为为v=800m/sv=800m/s。在子。在子弹弹射出的同射出的同时时,装甲装甲车车开始匀减速开始匀减速运运动动,行行进进s=

19、90ms=90m后停下。装甲后停下。装甲车车停下后停下后,机机枪枪手以相同方式射出第二手以相同方式射出第二发发子子弹弹。(不不计计空气阻力空气阻力,子子弹弹看成看成质质点点,重力加速度重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2)第22页，此课件共63页哦(1)(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小求装甲车匀减速运动时的加速度大小;(2)(2)当当L=410mL=410m时时,求第一发子弹的弹孔离地的高度求第一发子弹的弹孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之并计算靶上两个弹孔之间的距离间的距离;(3)(3)若靶上只有一个弹孔若靶上只有一个弹孔,求求L L的范围。的范围。第23页，此课件共63页哦

20、【破破题题关关键键】(1)(1)由由题题干中干中“子子弹弹相相对对于于枪枪口的初速度口的初速度”说说明子明子弹弹相相对对于地于地面的初速度面的初速度应应等于等于_。(2)(2)子子弹飞弹飞离离枪枪口后做口后做_。(3)(3)问题问题中中“靶上只有一个靶上只有一个弹弹孔孔”说说明第一明第一发发子子弹弹_。子子弹弹相相对对于于枪枪口的初速度加上装甲口的初速度加上装甲车车的速的速度度平抛运平抛运动动没打到靶没打到靶上上第24页，此课件共63页哦【解析解析】(1)(1)设装甲车匀减速运动时的加速度大小为设装甲车匀减速运动时的加速度大小为a,a,取装甲取装甲车运动方向为正方向车运动方向为正方向,装甲车减

21、速时满足装甲车减速时满足0-=-2as0-=-2as代入数据可得代入数据可得a=2.2m/sa=2.2m/s2 2(2)(2)第一发子弹运行初速度第一发子弹运行初速度v v1 1=v=v0 0+v=820m/s+v=820m/s第一发子弹的运动时间第一发子弹的运动时间t t1 1=第一发子弹下落高度第一发子弹下落高度h h1 1=第一发子弹弹孔离地高度为第一发子弹弹孔离地高度为H=h-hH=h-h1 1代入数据可得代入数据可得H=0.55mH=0.55m第25页，此课件共63页哦同理同理第二发子弹的运动时间第二发子弹的运动时间t t2 2=第二发子弹下落高度第二发子弹下落高度h h2 2=两个

22、弹孔之间的距离两个弹孔之间的距离h=hh=h1 1-h-h2 2代入数据可得代入数据可得h=0.45mh=0.45m第26页，此课件共63页哦(3)(3)若靶上只有一个弹孔若靶上只有一个弹孔,则临界条件为第一发子弹没打到靶则临界条件为第一发子弹没打到靶上上,第二发子弹恰好打到靶上第二发子弹恰好打到靶上,子弹做平抛运动子弹做平抛运动h=gth=gt2 2第一发子弹刚好打到靶的距离为第一发子弹刚好打到靶的距离为L L1 1=v=v1 1t t代入数据得代入数据得L L1 1=492m=492m第二发子弹刚好打到靶的距离为第二发子弹刚好打到靶的距离为L L2 2-s=vt-s=vt代入数据得代入数据

23、得L L2 2=570m=570m所以所以492mL570m492mL570m第27页，此课件共63页哦答案答案:(1)2.2m/s(1)2.2m/s2 2(2)0.55 m(2)0.55 m0.45 m0.45 m(3)492 mL570m(3)492 mL570m第28页，此课件共63页哦【拓展延伸拓展延伸】在在【典典题题3 3】中中,假假设设两两颗颗子子弹弹均能打在靶子上均能打在靶子上,且两且两颗颗子子弹弹打在同一打在同一弹弹孔中孔中,则则h h至少多高至少多高?L?L至少多至少多远远?试讨论结试讨论结果是否合理。果是否合理。第29页，此课件共63页哦【解析解析】两子弹打入同一弹孔。两子

24、弹打入同一弹孔。则第一颗子弹则第一颗子弹L=vL=v1 1t t第二颗子弹第二颗子弹L-s=vtL-s=vt代入数据解得代入数据解得t=4.5st=4.5sL=3690mL=3690m再由再由h=gth=gt2 2得得h=101.25mh=101.25m由于由于h h太高太高,装甲车太大装甲车太大,不符合实际情况。不符合实际情况。答案答案:见解析见解析第30页，此课件共63页哦【典典题题44自主探究自主探究】(2014(2014沧沧州模州模拟拟)如如图图,蜘蛛在地面与蜘蛛在地面与竖竖直直墙墙壁壁间结间结网网,蛛蛛丝丝ABAB与水平地面之与水平地面之间间的的夹夹角角为为45,A45,A到地面的到

25、地面的距离距离为为1m,1m,已知重力加速度已知重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2,空气空气阻力不阻力不计计,若蜘蛛从若蜘蛛从竖竖直直墙墙上距地面上距地面0.8m0.8m的的C C点以水平速度点以水平速度v v0 0跳出跳出,要到达要到达蛛蛛丝丝,水平速度水平速度v v0 0至少至少为为()A.1 m/s B.2 m/sA.1 m/s B.2 m/sC.3.5 m/s D.1.5 m/sC.3.5 m/s D.1.5 m/s第31页，此课件共63页哦【审题流程审题流程】第一步第一步:审题干审题干提取信息提取信息(1)(1)蜘蛛以水平速度跳出蜘蛛以水平速度跳出 蜘蛛做平抛运动。蜘蛛做

26、平抛运动。(2)(2)蜘蛛要到达蛛丝蜘蛛要到达蛛丝 运动轨迹与蛛丝相切对应运动轨迹与蛛丝相切对应v v0 0的最小的最小值。值。第二步第二步:审问题审问题明确目标明确目标求水平速度求水平速度v v0 0研究蜘蛛的平抛运动研究蜘蛛的平抛运动轨迹与蛛丝相切轨迹与蛛丝相切分解分解速度及两方向的位移关系速度及两方向的位移关系求得求得v v0 0。第32页，此课件共63页哦【解析解析】选选B B。蜘蛛做平抛运动。蜘蛛做平抛运动,设水平位移为设水平位移为x,x,竖直位移为竖直位移为y,y,则则x=y+0.2m,x=vx=y+0.2m,x=v0 0t,y=gtt,y=gt2 2,若蜘蛛到达网时速度恰好与网相

27、若蜘蛛到达网时速度恰好与网相切切,应有应有tan45=,tan45=,解得水平速度解得水平速度v v0 0为为2m/s,2m/s,只要速度大于或只要速度大于或等于等于2m/s2m/s就可以到达蛛丝就可以到达蛛丝AB,AB,故故B B正确正确,A,A、C C、D D错误。错误。第33页，此课件共63页哦【解题悟道解题悟道】处理平抛处理平抛(类平抛类平抛)运动的四条注意事项运动的四条注意事项(1)(1)处理平抛运动处理平抛运动(或类平抛运动或类平抛运动)时时,一般将运动沿初速度方向和垂直一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解于初速度方向进行分解,先按分运动规律列式先按分运动规律列式,再用

28、运动的合成求合运动。再用运动的合成求合运动。(2)(2)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题,其竖直位移与水平位移之比等于其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。斜面倾角的正切值。第34页，此课件共63页哦(3)(3)若平抛的物体垂直打在斜面上若平抛的物体垂直打在斜面上,则物体打在斜面上瞬间则物体打在斜面上瞬间,其水平速度其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。(4)(4)做平抛运动的物体做平抛运动的物体,其位移方向与速度方向一定不同。其位移方向与速度方向一定不同。第35页，此课件共63页哦【对点训练对点训练】1.

29、(20141.(2014江苏高考改编江苏高考改编)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A,A球水平抛出球水平抛出,同时同时B B球被松开球被松开,自由下落。关于该实验自由下落。关于该实验,下列说法中不正下列说法中不正确的是确的是()第36页，此课件共63页哦A.A.两球的质量应相等两球的质量应相等B.B.两球应同时落地两球应同时落地C.C.应改变装置的高度应改变装置的高度,多次实验多次实验D.D.虽然平抛运动水平方向可以分解为匀速运动虽然平抛运

30、动水平方向可以分解为匀速运动,但是本实验不能证明这但是本实验不能证明这一观点一观点第37页，此课件共63页哦【解析解析】选选A A。平抛运动的运动性质与质量无关。平抛运动的运动性质与质量无关,A,A错误错误;平抛运动在竖直平抛运动在竖直方向上可以分解为自由落体运动方向上可以分解为自由落体运动,因为等高同时运动因为等高同时运动,所以两球同时落所以两球同时落地地,B,B正确正确;为了探究平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动为了探究平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,需要需要改变装置的高度改变装置的高度,多次实验多次实验,C,C、D D正确。正确。第38页，此课件共63页哦2.2.飞飞机在

31、水平地面上空的某一高度水平匀速机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞飞行行,每隔相等每隔相等时间时间投放一个投放一个物体。如果以第一个物体物体。如果以第一个物体a a的落地点的落地点为为坐坐标标原点、原点、飞飞机机飞飞行方向行方向为为横坐横坐标标的的正方向正方向,在在竖竖直平面内建立直角坐直平面内建立直角坐标标系系,如如图图所示是第所示是第5 5个物体个物体e e离开离开飞飞机机时时,抛出的抛出的5 5个物体个物体(a(a、b b、c c、d d、e)e)在空在空间间位置的示意位置的示意图图,其中可其中可能的是能的是(不不计计物体空中物体空中飞飞行行过过程中的空气阻力程中的空气阻力)()()第3

32、9页，此课件共63页哦A.A.B.B.C.C.D.D.第40页，此课件共63页哦【解析解析】选选B B。各物体落地前在水平方向的运动情况相同。各物体落地前在水平方向的运动情况相同,所以各物体处所以各物体处在同条竖直线上在同条竖直线上,由于每隔相等时间投放一个物体由于每隔相等时间投放一个物体,因此竖直方向上因此竖直方向上从上向下各物体之间的距离是从上向下各物体之间的距离是135135的关系的关系,落地时相邻间隔的两物体间落地时相邻间隔的两物体间距相等距相等,因此因此错误错误,可能的是可能的是,选项选项B B正确。正确。第41页，此课件共63页哦【加固加固训练训练】(2014(2014烟台一模烟台

33、一模)如如图图所示所示,斜面上斜面上A A、B B、C C三点等距三点等距,小球从小球从A A点正上方点正上方O O点以初速度点以初速度v v0 0水平抛出水平抛出,忽略空气阻力忽略空气阻力,恰好落在恰好落在C C点。点。若小球落点位于若小球落点位于B,B,则则其初速度其初速度应满应满足足()第42页，此课件共63页哦【解析解析】选选B B。过。过C C点作一条水平线点作一条水平线,设从设从O O点平抛的小球均落在该水平线上点平抛的小球均落在该水平线上,则其运动则其运动时间相等时间相等,当小球的平抛初速度为当小球的平抛初速度为 时时,则则落点应为落点应为B,B,如果要使小球落在如果要使小球落在

34、B B点点,由图由图可知小球的平抛初速度应小于可知小球的平抛初速度应小于 ,故故B B正确。正确。第43页，此课件共63页哦热热点考向三点考向三圆圆周运周运动问题动问题【典典题题55师师生探究生探究】(2014(2014杭州模杭州模拟拟)如如图图所示所示,AOB,AOB是游是游乐乐场场中的滑道模型中的滑道模型,它位于它位于竖竖直平面内直平面内,由两个半径都是由两个半径都是R R的的 圆圆周周连连接而成接而成,它它们们的的圆圆心心O O1 1、O O2 2与两与两圆圆弧的弧的连连接点接点O O在同一在同一竖竖直直线线上。上。O O2 2B B沿水池的水面沿水池的水面,O,O2 2和和B B两点位

35、于同一水平面上。一个两点位于同一水平面上。一个质质量量为为m m的小滑的小滑块块可由弧可由弧AOAO的任意位置从静止开始滑下的任意位置从静止开始滑下,不不计计一一切摩擦。切摩擦。第44页，此课件共63页哦(1)(1)假假设设小滑小滑块块由由A A点静止下滑点静止下滑,求小滑求小滑块块滑到滑到O O点点时对时对O O点的点的压压力力;(2)(2)若小滑若小滑块块能在能在O O点脱离滑道点脱离滑道,其落水点到其落水点到O O2 2的距离如何的距离如何;(3)(3)若小滑若小滑块块从开始下滑到脱离滑道从开始下滑到脱离滑道过过程中程中,在两个在两个圆圆弧上滑弧上滑过过的弧的弧长长相等相等,则则小滑小滑

36、块块开始下滑开始下滑时应时应在在圆圆弧弧AOAO上的何上的何处处(用用该处该处到到O O1 1点的点的连线连线与与竖竖直直线线的的夹夹角的三角函数角的三角函数值值表示表示)。第45页，此课件共63页哦【破破题题关关键键】(1)(1)问题问题(2)(2)中中“小滑小滑块块能在能在O O点脱离滑道点脱离滑道”的运的运动动条件是条件是_,_,受力条件是受力条件是_。(2)(2)问题问题(3)(3)中中,在两个在两个圆圆弧上滑弧上滑过过的弧的弧长长相等相等,说说明明_。滑滑块块在在该该点做平抛运点做平抛运动动滑道滑道对对小滑小滑块块的支持力的支持力为为零零圆圆弧弧对应对应的的圆圆心角相等心角相等第46

37、页，此课件共63页哦【解析解析】(1)(1)小滑块由小滑块由A A点滑到点滑到O O点过程点过程,由动能定理得由动能定理得:在在O O点由牛顿第二定律得点由牛顿第二定律得:解得解得:F:FO O=3mg=3mg由牛顿第三定律得小滑块对由牛顿第三定律得小滑块对O O点的压力大小为点的压力大小为3mg,3mg,方向竖直向方向竖直向下下第47页，此课件共63页哦(2)(2)从从A A点下滑的滑块到点下滑的滑块到O O点的速度为点的速度为v v1 1=设能脱离轨道的最小速度为设能脱离轨道的最小速度为v v2 2,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得:mg=mg=解得解得:v:v2 2=小滑块在小滑块在O

38、O点做平抛运动点做平抛运动,则则:R=gtR=gt2 2x=vx=v0 0t t解得解得:Rx2R:Rx2R第48页，此课件共63页哦(3)(3)如图所示如图所示,设小滑块出发点为设小滑块出发点为P P1 1,离开点为离开点为P P2 2,由题意要求由题意要求O O1 1P P1 1、O O2 2P P2 2与竖直方向的夹角相等与竖直方向的夹角相等,设为设为,若离开滑道时的速若离开滑道时的速度为度为v,v,则小滑块在则小滑块在P P2 2处脱离滑道的条件是处脱离滑道的条件是mgcos=mmgcos=m由动能定理得由动能定理得:2mgR(1-cos)=mv2mgR(1-cos)=mv2 2解得解

39、得:cos=0.8:cos=0.8答案答案:(1)3mg,(1)3mg,方向竖直向下方向竖直向下(2)Rx2R(2)Rx2R(3)cos=0.8(3)cos=0.8第49页，此课件共63页哦 【解题悟道解题悟道】解决圆周运动动力学问题的一般步骤解决圆周运动动力学问题的一般步骤(1)(1)首先要明确研究对象。首先要明确研究对象。(2)(2)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径。确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径。(3)(3)对其受力分析对其受力分析,明确向心力的来源。明确向心力的来源。(4)(4)将牛顿第二定律应用于圆周运动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得

40、到圆周运动中的动力学方程方程,有以下各种情况有以下各种情况,F=m =mr,F=m =mr2 2=mv=mr =4=mv=mr =42 2mrfmrf2 2。解题时应根据已知条件进行选择。解题时应根据已知条件进行选择。第50页，此课件共63页哦【对点训练对点训练】1.(20141.(2014新新课标课标全国卷全国卷改改编编)如如图图,两个两个质质量均量均为为m m的小木的小木块块a a和和b(b(可可视为视为质质点点)放在水平放在水平圆盘圆盘上上,a,a与与转轴转轴OOOO的的距离距离为为l,b,b与与转轴转轴的距离的距离为为2 2l。木。木块块与与圆盘圆盘的最大静摩擦力的最大静摩擦力为为木木

41、块块所受重所受重力的力的k k倍倍,重力加速度大小重力加速度大小为为g g。若。若圆盘圆盘从静止开始从静止开始绕转轴缓绕转轴缓慢地加速慢地加速转转动动,用用表示表示圆盘转动圆盘转动的角速度的角速度,下列下列说说法正确的是法正确的是()第51页，此课件共63页哦A.aA.a一定比一定比b b先开始滑先开始滑动动B.aB.a、b b所受的摩擦力始所受的摩擦力始终终相等相等C.=C.=是是b b开始滑开始滑动动的的临临界角速度界角速度D.D.当当=时时,a,a所受摩擦力的大小所受摩擦力的大小为为kmgkmg第52页，此课件共63页哦【解析解析】选选C C。本题考查了圆周运动与受力分析。最大静摩擦。本

42、题考查了圆周运动与受力分析。最大静摩擦力相等力相等,而而b b需要的向心力较大需要的向心力较大,所以所以b b先滑动先滑动,A,A项错误项错误;在未滑在未滑动之前动之前,a,a、b b各自受到的摩擦力等于其向心力各自受到的摩擦力等于其向心力,因此因此b b受到的摩受到的摩擦力大于擦力大于a a受到的摩擦力受到的摩擦力,B,B项错误项错误;b;b处于临界状态时处于临界状态时,kmg=,kmg=mm2 222l,=,C,=,C项正确项正确;当当=时时,对对a:Fa:Ff f=m=ml2 2 ,D ,D项错误。项错误。第53页，此课件共63页哦2.2.一辆轿车正在通过如图所示的路段一辆轿车正在通过如

43、图所示的路段,关于该轿车在转弯的过程中关于该轿车在转弯的过程中,正确正确的是的是()A.A.轿车处于平衡状态轿车处于平衡状态B.B.轿车的速度大小不一定变化轿车的速度大小不一定变化C.C.轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向D.D.轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向第54页，此课件共63页哦【解析解析】选选B B。由图可知轿车要绕转盘做圆周运动。由图可知轿车要绕转盘做圆周运动,轿车受到沿半径方轿车受到沿半径方向的力提供向心力向的力提供向心力,是非平衡状态是非平衡状态,选项选项A A错误错误;轿车可

44、以做匀速圆周运轿车可以做匀速圆周运动或变速圆周运动动或变速圆周运动,速度的大小不一定变化速度的大小不一定变化,但方向一定变化但方向一定变化,选项选项B B正确正确;若轿车做匀速圆周运动若轿车做匀速圆周运动,受到的静摩擦力提供向心力受到的静摩擦力提供向心力,加速度方向指向圆心加速度方向指向圆心;若是变速圆周运动若是变速圆周运动,有切向加速度和径向加速度有切向加速度和径向加速度,则加速度方向不会指则加速度方向不会指向圆心向圆心,所以所以C C、D D错误。错误。第55页，此课件共63页哦3.(20143.(2014新新课标课标全国卷全国卷)如如图图,一一质质量量为为M M的的光滑大光滑大圆环圆环,

45、用一用一细轻细轻杆固定在杆固定在竖竖直平面内直平面内;套套在大在大环环上上质质量量为为m m的小的小环环(可可视为质视为质点点),),从大从大环环的最高的最高处处由静止滑下。重力加速度大小由静止滑下。重力加速度大小为为g,g,当当小小环环滑到大滑到大环环的最低点的最低点时时,大大环对轻环对轻杆拉力的大小杆拉力的大小为为()A.Mg-5mg B.Mg+mgA.Mg-5mg B.Mg+mgC.Mg+5mg D.Mg+10mgC.Mg+5mg D.Mg+10mg第56页，此课件共63页哦【解析解析】选选C C。设小环滑到大环的最低点时的速度为。设小环滑到大环的最低点时的速度为v v。对小环。对小环,

46、根据机械能守恒定律得根据机械能守恒定律得mg2R=mvmg2R=mv2 2,小环滑到最低点时小环滑到最低点时,由牛由牛顿第二定律得顿第二定律得F FN N-mg=,-mg=,解得解得F FN N=5mg=5mg。根据牛顿第三定律知。根据牛顿第三定律知,小环对大环的作用力为小环对大环的作用力为5mg5mg。对大环。对大环,由平衡条件得由平衡条件得F=Mg+5mg,F=Mg+5mg,根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律,大环对轻杆的拉力为大环对轻杆的拉力为Mg+5mg,Mg+5mg,故选项故选项C C正正确。确。第57页，此课件共63页哦【加固加固训练训练】(2014(2014台州模台州模拟拟)如如图

47、图所示所示,一一根根轻轻杆杆(质质量不量不计计)的一端以的一端以O O点点为为固定固定转轴转轴,另一端固定一个小球另一端固定一个小球,小球以小球以O O点点为圆为圆心在心在竖竖直平面内沿直平面内沿顺时针顺时针方向做匀速方向做匀速圆圆周运周运动动。当。当小球运小球运动动到到图图中位置中位置时时,轻轻杆杆对对小球作用力的方向可能是小球作用力的方向可能是()A.A.沿沿F F1 1的方向的方向 B.B.沿沿F F2 2的方向的方向C.C.沿沿F F3 3的方向的方向 D.D.沿沿F F4 4的方向的方向第58页，此课件共63页哦【解析解析】选选C C。因小球做匀速圆周运动。因小球做匀速圆周运动,所以

48、其所受各力的合力一定所以其所受各力的合力一定指向圆心指向圆心,充当向心力充当向心力,若受杆弹力为若受杆弹力为F F1 1、F F2 2、F F4 4时与重力的合力均不可时与重力的合力均不可能沿杆指向圆心能沿杆指向圆心,只有杆的弹力为只有杆的弹力为F F3 3时才可能使合力沿杆指向圆心时才可能使合力沿杆指向圆心,故故选项选项C C正确。正确。第59页，此课件共63页哦第60页，此课件共63页哦平抛和圆周运动综合问题平抛和圆周运动综合问题第61页，此课件共63页哦【满分再现满分再现】(1)(1)游客从游客从B B点做平抛运动点做平抛运动,有有2R=v2R=vB Bt t (2(2分分)R=gtR=

49、gt2 2 (2(2分分)由由式得式得v vB B=(2(2分分)从从A A到到B,B,根据动能定理根据动能定理,有有mg(H-R)+Wmg(H-R)+Wf f=-0=-0 (2(2分分)由由式得式得W Wf f=-(mgH-2mgR)=-(mgH-2mgR)(2(2分分)第62页，此课件共63页哦(2)(2)设设OPOP与与OBOB间夹角为间夹角为,游客在游客在P P点时的速度为点时的速度为v vP P,受到支持力受到支持力为为N,N,据机械能守恒有据机械能守恒有mg(R-Rcos)=-0mg(R-Rcos)=-0 (2(2分分)过过P P点时点时,根据向心力公式根据向心力公式,有有mgcos-N=mgcos-N=(2(2分分)依题意可知依题意可知N=0N=0 (2(2分分)cos=cos=(2(2分分)由由式解得式解得h=h=(1(1分分)答案答案:第63页，此课件共63页哦