专题5抛体运动 专题6圆周运动 导学案 高二上学期物理教科版(2019)必修第二册

专题五 抛体运动 专题六 圆周运动
知识点一:运动的合成与分解
1.曲线运动
(1)性质:变速运动。作曲线运动质点的加速度和所受合力不为零。
(2)条件:当质点所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,质点做曲线运动。
(3)力线、速度线与运动轨迹间的关系:质点的运动轨迹被力线和速度线所夹,且力线在轨迹凹侧。
(
v
A
F
)
(4)物体作直线运动的条件:物体所受合力(加速度)方向与物体的运动方向 同一直线
物体作曲线运动的条件:物体所受合力(加速度)方向与物体的运动方向不同一直线
2.运动的合成与分解
(1)法则:平行四边形定则或三角形定则。
(2)合运动与分运动的关系:
①合运动与分运动具有等效性(各分运动的规律迭加起来与合运动规律有完全相同的效果)
和等时性(合运动与分运动经历的时间相等)
②各分运动具有独立性(一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响)
(3)矢量的合成与分解:运动的合成与分解就是要对相关矢量(力、加速度、速度、位移)进行合成与分解,使合矢量与分矢量相互转化。
3.判断合运动情况
两个互成角度的分运动 合运动
两个匀速直线运动 匀速直线运动
一个匀速直线运动,一个匀变速直线运动 匀变速曲线运动
两个初速度为零的匀加速直线运动 匀加速直线运动
两个初速度不为零的匀变速直线运动 v合和a合共线,为匀变速直线运动
v合和a合不共线,为匀变速曲线运动
4.运动类型(渡河问题):
对于宽度d,水流速V水一定时,若要渡河时间最短,则 V船 方向垂直河岸;
若要渡河距离最短,则 V合 方向垂直河岸;若要能垂直渡河,应满足V水 小于 V船。
练习:
1、下面说法中正确的是
A.做曲线运动物体的速度方向必定变化
B.速度变化的运动必定是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D.加速度变化的运动必定是曲线运动
2、如图所示,在冰球以速度v1在水平冰面上向右运动。运动员沿冰面在垂直v1的方向上快速打击冰球,冰球立即获得沿打击方向的分速度v2.不计冰面摩擦和空气阻力。下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动路径的是
3、炮弹从炮口射出时的速度大小为,方向与水平方向成角,如图所示.把这个速度沿水平和竖直方向分解,其水平分速度的大小是
A.    B. C.     D.
4、如图所示,套在细杆上的小环沿杆匀速下滑,其在水平方向和竖直方向的分运动分别是
(
v
)
A.匀速运动,匀速运动 B.匀加速运动,匀加速运动
C.匀速运动,匀加速运动 D.匀加速运动,匀速运动
5、将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块匀速上浮的同时,使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀速移动(如右图所示),则蜡块相对于黑板的运动轨迹是
6、如图所示,某同学在山坡上斜向下扔出一颗石子.忽略空气阻力,则石子抛出后在水平方向和竖直方向的分运动是
(
石头
)
A.均为匀速运动 B.均为匀加速运动
C.匀速运动和匀加速运动 D.匀加速运动和匀速运动
7、如图所示,河水的流速保持不变,为使小船由0点沿虚线匀速航行,船头的指向应为图( )中的
A.①方向 B.②方向 C.③方向 D.④方向
8、如图所示,河的宽度为d,船渡河时船头始终垂直河岸.船在静水中的速度大小为v1,河水流速的大小为v2,则船渡河所用时间为
A. B. C. D.
【答案】1、A 2、B 3、B 4、A 5、A 6、C 7、B 8、A
知识点二:平抛运动的规律
1.平抛运动
(1)条件:只受重力和具有水平初速度
(2)性质:匀变速曲线运动
(3)分运动:水平方向:匀速直线运动、竖直方向:匀变速直线运动(自由落体运动)
平抛运动的轨迹是抛物线,轨迹方程为
2.几个物理量的变化规律
加速度 速度 位移
水平方向 (匀速直线) 0
竖直方向 (匀加速直线运动) g(竖直向下)
合运动 g(竖直向下) ,为(合)速度方向与水平方向的夹角 , 为物体的(合)位移与水平方向的夹角。
3.运动时间
(1)下落高度一定时,由高度决定。
(2)水平距离一定时,由初速度决定。
(3)水平射程:x=v0t取决于初速度v0和下落时间t
练习:
1、关于平抛运动,下列说法正确的是
A.虽然轨迹是曲线,平抛运动仍然是匀变速运动
B.运动时间由下落高度和初速度共同决定
C.水平位移仅由初速度决定
D.落地速度仅由初速度决定
2、在不考虑空气阻力的情况下,下列物体中做平抛运动的是
A.竖直下落的篮球 B.水平击出的排球
C.斜向上踢出的足球 D.从桌面上弹起的乒乓球
3、从离地面同一高度以不同的速度水平抛出的两个物体(不计空气阻力),关于落到地面的时间说法正确的是
A.速度大的时间长 B.速度小的时间长
C.质量小的时间长 D.落地时间一样长
4、决定平抛物体落地点与抛出点间水平距离的因素是
A.初速度 B.抛出时物体的高度
C.抛出时物体的高度和初速度 D.物体的质量和初速度
5、以10m/s的速度,从10m高的塔上水平抛出一个石子.不计空气阻力,取g=10m/s2,石子落地时的速度大小时
A.10m/s B. 10m/s C. 20m/s D. 30m/s
6、如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则
A.球先落地 B.球先落地
C.两球同时落地 D.两球落地先后由小锤打击力的大小而定
7、如图所示,小球从楼梯上以2m/s的速度水平抛出,所有台阶的高度和宽度均为0.25m,取g=10m/s2,小球抛出后首先落到的台阶是
A.第一级台阶 B.第二级台阶 C.第三级台阶 D.第四级台阶
【答案】1、A 2、B 3、D 4、 C 5、B 6、C 7、D
知识点三:匀速圆周运动
1.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等时间内通过的弧长相等
2.线速度 :,为内通过的弧长,单位为m/s。 物理意义:描述运动的快慢
方向:质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向
3.角速度: 单位是rad/s。 物理意义:描述转动快慢
4.周期T:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间,国际单位为s
频率f:做匀速圆周运动的物体每秒运动的圈数,国际单位为Hz
转速(n):做匀速圆周运动的物体单位时间所转过的圈数,单位为r/s(或r/min)
5.向心加速度:
(1)定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫作向心。
方向:总是沿着半径指向圆心(即与速度方向垂直),在匀速圆周运动中,向心加速度大小不变
(2)大小:
6.物理量间的相互关系
①线速度和角速度的关系:
②线速度与周期的关系:
③角速度与周期的关系:
④频率(或转速)与周期的关系:
⑤向心加速度与其它量的关系:
7.匀速圆周运动是线速度大小、角速度、转速、周期、向心加速度大小不变的圆周运动。
各点线速度方向沿切线方向,但大小不变;加速度方向始终指向圆心,大小也不变,但它是变速运动,是变加速运动
当一定时,v、a、F与r成正比
当v一定时,、a、F与r成反比
注意:(1)两轮同轴转动或同一轮上不同的点转动过程中角速度相等
(2)两轮之间通过皮带传动或齿轮转动时,轮边缘的点线速度大小相等
练习:
1、物体在做匀速圆周运动的过程中,其线速度
A.大小保持不变,方向时刻改变 B.大小时刻改变,方向保持不变
C.大小和方向均保持不变 D.大小和方向均时刻改变
2、一个物体做匀速圆周运动,关于其向心加速度的方向,下列说法中正确的是
A.与线速度方向相同 B.与线速度方向相反
C.指向圆心 D.背离圆心
3、如图所示,风力发电机叶片上有a和b两点,在叶片转动时,a、b的角速度分别为ωa、ωb,线速度大小为va、vb,则
A.ωa<ωb,va=vb B.ωa>ωb,va=vb
C.ωa=ωb,vavb
4、如图所示,汽车雨刮器在转动时,杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为、,线速度大小为vA、vB,则
A.<,vA=vB B.>,vA=vB
C.=,vAvB
5、如图所示,A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对圆盘静止,已知两物块的质量mArB,则下列关系一定正确的是
角速度WA C.向心加速度aA >aB D.向心力FA> FB
6、如图为皮带传动示意图,假设皮带没有打滑,R>r,则下列说法中正确的是
A.大轮边缘的线速度大于小轮边缘的线速度
B.大轮边缘的线速度小于小轮边缘的线速度
C.大轮边缘的线速度等于小轮边缘的线速度
D.大轮的角速度较大
【答案】1、A 2、C 3、D 4、D 5、C 6、C
知识点四:向心力
1.向心力F:使物体产生向心加速度的力,方向与向心加速度方向相同,大小由牛顿第二定律可得:
方向:一定指向圆心即与速度方向垂直
2.向心力是根据力的作用效果命名,不是一种特殊的力。可以是弹力、摩擦力或几个力的合成,对于匀速圆周运动的向心力即为物体所受到的合外力。(注:受力分析时没有向心力)
3.圆周运动的应用:
①汽车过拱桥
及 (v越大,压力越小)
②航天器失重现象 当时,FN=0,处在完全失重状态
练习:
1、物体做匀速圆周运动时,下列说法正确的是
A.物体必须受到恒力的作用
B.物体所受合力必须等于零
C.物体所受合力的大小可能变化
D.物体所受合力的大小不变,方向不断改变
2、某同学为感受向心力的大小与那些因素有关,做了一个小实验:绳的一端拴一小球,手牵着在空中甩动,使小球在水平面内作圆周运动(如图所示),则下列说法中正确的是
A.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变
B.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大
C.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小
3、如图所示,在甩干衣服时,脱水桶绕竖直轴高速转动,衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动,则衣服做圆周运动的向心力由
A.衣服所受的静摩擦力提供 B.衣服所受重力和摩擦力的合力提供
C.衣服对桶壁的弹力提供 D.桶壁对衣服的弹力提供
4、如图所示,在匀速转动的圆盘上有一个与转盘相对静止的物体,则物体相对于转盘的运动趋势是
A.沿切线方向 B.沿半径指向圆心
C.沿半径背离圆心 D.没有运动趋势
5、一质量为m的汽车绕弯道做半径为R的圆周运动,当汽车的速度大小为v时,其所受的向心力大小为
A. B. C. D./6、
6、如图所示,一质量为m的汽车保持恒定的速率运动,若通过凸形桥面最高对路面的压力为F1,通过凹形桥面最低处时对路面的压力为F2,则有
A.F1=mg B.F2=mg C.F1>mg D.F2>mg
7、如图所示,长为L的细线一端固定,另一端系一质量为m的小球.小球在竖直平面内摆动,通过最低点时的速度为v,则此时细线对小球拉力的大小为
A.Mg B. C. D.
【答案】1、D 2、B 3、D 4、C 5、C 6、D 7、C

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