人教版高三物理高考一轮复习专题四 曲线运动课件 平抛运动 新人教.ppt
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1、考纲展示考纲展示 高考瞭望高考瞭望知知识点点要要求求运运动的合成和分的合成和分解解1.平抛运平抛运动的的规律及其研律及其研究方法、究方法、圆周运周运动的的 角速度、角速度、线速度及加速速度及加速度是近年高考的度是近年高考的热 点,且多数与点,且多数与电场、磁、磁场、机械能、机械能结合命制合命制 综合合类试题2.万有引力定律在天体中万有引力定律在天体中的的应用,如分析人造用,如分析人造 卫星的运行星的运行规律、律、计算算天体的天体的质量和密度等量和密度等 ,是高考必考内容以,是高考必考内容以天体天体问题为背景的信背景的信 息息给予予题,更是受,更是受专家家的青的青睐在在课改区一改区一 般以般以选
2、择题形式呈形式呈现3.从命从命题趋势上看,上看,对本本部分内容的考部分内容的考查仍将仍将 延延续与生与生产、生活相、生活相结合以及科技航天,形合以及科技航天,形 成新情景物理成新情景物理题.抛体运抛体运动圆周运周运动、线速速度、角速度、向度、角速度、向心加速度心加速度圆周运周运动、向心、向心力力开普勒行星运开普勒行星运动定律定律万有引力定律及万有引力定律及其其应用用第一宇宙速度、第一宇宙速度、第二宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度第三宇宙速度经典力学的局限典力学的局限性性 曲线运动曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天2021/8/9 星期一11运动特点运动特点 曲曲线线运运动动的的速速度度
3、:曲曲线线运运动动中中速速度度的的方方向向是是在曲线上某点的在曲线上某点的 方向,是时方向,是时 刻刻 的的,具具有有加加速速度度,因因此此曲曲线线运运动动一一定定是是 运运动动,但但变变速速运运动动不不一一定定是是曲曲线运动线运动切线切线改变改变变速变速第第1 1讲讲 曲线运动曲线运动 平抛运动平抛运动2021/8/9 星期一22物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件 (1)从从动动力力学学角角度度看看,如如果果物物体体所所受受合合外外力方向跟物体的力方向跟物体的 方向不在同一方向不在同一 条直线上,物体就做曲线运动条直线上,物体就做曲线运动 (2)从从 运运 动动 学学 角角 度度 看看
4、,就就 是是 加加 速速 度度 方方 向向 与与 方向不在同一条直线上经常方向不在同一条直线上经常 研研究究的的曲曲线线运运动动有有平平抛抛运运动动和和匀匀速速圆圆周周运运动动速度速度速度速度2021/8/9 星期一33运动的合成与分解运动的合成与分解 已已知知分分运运动动求求合合运运动动称称为为运运动动的的 ;已知合运动求分运动称为运动;已知合运动求分运动称为运动 的的 两两者者互互为为逆逆运运算算在在对对物物体体的的实际运动进行分析时,可以根据实际运动进行分析时,可以根据 分分解解,也也可可以以采采用用正正交交分分解解4遵循的法则遵循的法则 运运动动的的合合成成与与分分解解是是指指描描述述
5、运运动动的的各各物物理理量,即量,即 、的合的合 成成 与与 分分 解解,由由 于于 它它 们们 都都 是是 矢矢 量量,故故 遵遵 循循 分解分解合成合成实际效果实际效果位移位移速度速度加速度加速度平行四边形定则平行四边形定则2021/8/9 星期一41物体做曲线运动的受力特点物体做曲线运动的受力特点 物体所受合外力与速度方向不在一条直线上,且指向轨迹的凹侧物体所受合外力与速度方向不在一条直线上,且指向轨迹的凹侧2不同运动类型的分类分析不同运动类型的分类分析轨迹轨迹分分类条件条件直直线运运动匀速直匀速直线运运动F F合合0 0匀匀变速直速直线运运动F F合合为恒力不等于零恒力不等于零且与速度
6、同且与速度同线非匀非匀变速直速直线运运动F F合合为变力且与速度力且与速度同同线曲曲线运运动匀匀变速曲速曲线运运动F F合合00为恒力与速度恒力与速度不同不同线非匀非匀变速曲速曲线运运动F F合合00为变力与速度力与速度不同不同线2021/8/9 星期一53.合运动与分运动的关系合运动与分运动的关系 (1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即合运动与分运动同时开始,等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即合运动与分运动同时开始,同时结束同时结束.(2)独立性:物体在任何一个方向的运动,都按其本身规律进行,不会因为其独立性:物体在任何一个方向的运动,都按其本身规律进行,不会因为其他方向的运动
7、是否存在而受影响他方向的运动是否存在而受影响.(如河水流速变化不影响渡河时间)(如河水流速变化不影响渡河时间)(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.2021/8/9 星期一61.图411 如如图411所所示示,平平面面直直角角坐坐标系系xOy与与水平面平行,在光滑水平面上一做水平面平行,在光滑水平面上一做 匀匀速速直直线运运动的的质点点以以速速度度v通通过坐坐标原原点点O,速度方向与,速度方向与x轴正方向的正方向的夹角角为 ,与与此此同同时给质点点加加上上沿沿x轴正正方方向向的的恒恒力力Fx和沿和沿y轴正
8、方向的恒力正方向的恒力Fy.则此此 后后()2021/8/9 星期一7 A因因为有有Fx,质点一定做曲点一定做曲线运运动 B如如果果FyFx,质点点相相对原原来来的的方方向向向向y轴一一侧做曲做曲线运运动 C如果如果FyFxtan,质点做直点做直线运运动 D如如果果FxFycot,质点点相相对原原来来的的方方向向向向x轴一一侧做曲做曲线运运动 解解析析:显显然然质质点点受受到到的的重重力力和和光光滑滑水水平平面面的的支支持持力力是是一一对对平平衡衡力力,所所以以质质点点所所受受的的合合外外力力F就就是是Fx和和Fy的的合合力力当当F与与v平平行行时时,质质点点做做直直线线运运动动;当当F与与v
9、不不平平行行时时,质质点点做做曲线运动,且曲线向合外力的一侧弯曲曲线运动,且曲线向合外力的一侧弯曲 答案:答案:CD2021/8/9 星期一81定定义义:水水平平方方向向抛抛出出的的物物体体只只在在 作用下的运动作用下的运动2 性性 质质:平平 抛抛 运运 动 是是 加加 速速 度度 为 g的的 曲曲线运运动,其运,其运动轨迹是迹是 3平平抛抛物物体体运运动动条条件件:(1)v00,沿沿 ,(2)只受只受 作用作用4研究方法研究方法 运运动的的合合成成与与分分解解把把平平抛抛运运动分分解解为水平方向的水平方向的 运运动和和竖直方向直方向的的 运运动重力重力匀加速匀加速抛物线抛物线水平方向水平方
10、向重力重力自由落体自由落体匀速匀速2021/8/9 星期一95运动规律运动规律 以以抛抛出出点点为为坐坐标标原原点点,水水平平初初速速度度v0方方向向为为x轴正方向,竖直向下的方向为轴正方向,竖直向下的方向为y轴轴 正正方方向向,建建立立如如图图412所所示示的的坐坐标标系系,则平抛运动规律如下表则平抛运动规律如下表水平水平方向方向vxv0 x .竖直直方向方向vy y .合运合运动合速度:合速度:vt 合位移:合位移:s合速度与水平方向的合速度与水平方向的夹角角tan 合位移与水平方向的合位移与水平方向的夹角角tan v0tgt2021/8/9 星期一101平抛运动的主要特点有哪些?平抛运动
11、的主要特点有哪些?图413 (1)平平抛抛运运动是是匀匀变速速曲曲线运运动,故故相相等等的的时间内速度的内速度的变化量相等由化量相等由 vgt,速速度度的的变化化必必沿沿竖直直方方向向,如如图413所示所示2021/8/9 星期一11 (2)物物体体由由一一定定高高度度做做平平抛抛运运动,其其运运动时间由由下下落落高高度度决决定定,与与初初速速度度无无关关,由由公公式式y gt2,可可得得t ;落落地地点点距距抛出点的水平距离抛出点的水平距离xv0t,由水平速度和下落由水平速度和下落时间共同决定共同决定 (3)水水平平方方向向和和竖直直方方向向的的两两个个分分运运动同同时存在,互不影响,具有独
12、立性存在,互不影响,具有独立性2021/8/9 星期一122平抛运动的两个重要推论平抛运动的两个重要推论图414 推推论:做做平平抛抛(或或类平平抛抛)运运动的的物物体体在在任一任一时刻任一位置刻任一位置处,设其末速度其末速度 方方向向与与水水平平方方向向的的夹角角为,位位移移与与水水平平方方向的向的夹角角为,则tan 2tan.证明明:如如图414所所示示,由由平平抛抛运运动规律律得:得:,所以,所以tan 2tan.2021/8/9 星期一13 推推论:做做平平抛抛(或或类平平抛抛)运运动的的物物体体,任任意意时刻刻的的瞬瞬时速速度度方方向向的的反反向向延延长线一一定通定通过此此时水平位移
13、的中点水平位移的中点图415 证明明:如如图415所所示示,设平平抛抛物物体体的的初初速速度度为v0,从从原原点点O到到A点点的的时间为t,A点点坐坐标为(x,y),B点点坐坐标为(x,0),则xv0t,y ,vgt,又,又tan ,解得解得x .即即末末状状态速速度度方方向向的的反反向向延延长线与与x轴的的交交点点B必必为此此时水平位移的中点水平位移的中点2021/8/9 星期一14 (1)平抛运动是匀变速运动,但其合速度大小平抛运动是匀变速运动,但其合速度大小v 并不随时间均匀增加并不随时间均匀增加 (2)速度矢量和位移矢量与水平方向的夹角关系为速度矢量和位移矢量与水平方向的夹角关系为ta
14、n 2tan,不能误认为,不能误认为 2.2021/8/9 星期一152.图416 如如图416所所示示,一一同同学学在在玩玩闯关关类的的游游戏,他站在平台的,他站在平台的边缘,想在,想在2 s内内 水水平平跳跳离离平平台台后后落落在在支支撑撑物物P上上,人人与与P的的水平距离水平距离为3 m,人跳离平台的最大,人跳离平台的最大 速速度度为6 m/s,则支支撑撑物物距距离离人人的的竖直直高高度可能度可能为()A1 m B9 m C17 m D20 m2021/8/9 星期一16 解析:解析:人以最大速度跳离平台时,用时人以最大速度跳离平台时,用时0.5 s,下落的高度为,下落的高度为h1.25
15、 m;在;在2 s内,下落的最大高度为内,下落的最大高度为20 m,人要跳到,人要跳到P上,高度差满足上,高度差满足1.25 mh20 m,正,正确选项为确选项为B、C、D.答案:答案:BCD2021/8/9 星期一17【例【例1】图图417 一一快快艇艇要要从从岸岸边某某一一不不确确定定位位置置处到到达达河中离岸河中离岸边100 m远的一浮的一浮标处,已,已 知知快快艇艇在在静静水水中中的的速速度度vx图象象和和流流水水的的速度速度vy图象如象如图417甲、乙所甲、乙所 示,示,则()2021/8/9 星期一18 A快艇的运快艇的运动轨迹迹为直直线 B快艇的运快艇的运动轨迹迹为曲曲线 C能能
16、找找到到某某一一位位置置使使快快艇艇最最快快到到达达浮浮标处的的时间为20 s D快快艇艇最最快快到到达达浮浮标处经过的的位位移移为100 m 解解析析:艇艇沿沿河河岸岸方方向向的的匀匀速速运运动动与与垂垂直直于于河河岸的匀加速运动的合运动是类平抛岸的匀加速运动的合运动是类平抛 性性质质的的曲曲线线运运动动最最快快到到达达浮浮标标处处的的方方式式是是使垂直于河岸的速度使垂直于河岸的速度vx保持图甲所保持图甲所 示示的的加加速速度度a0.5 m/s2的的匀匀加加速速运运动动,则则 at2x,代入,代入x100 m有有t20 s但但 实际位移为实际位移为x 100 m,D项错项错 答案:答案:BC
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