2011高考物理专题教案第04章_曲线运动

2011高考物理专题教案

F=0v2F<mvR2F=mvR

4.两类典型的曲线运动的分析方法比较

(1)对于平抛运动这类“匀变速曲线运动”,我们的分析方法一般是“在固定的坐标系内正

交分解其位移和速度”,运动规律可表示为

?x??0t,??x??0,? ?;12???gt. y?gt?y?2?(2)对于匀速圆周运动这类“变变速曲线运动”,我们的分析方法一般是“在运动的坐标系内正交分解其力和加速度”,运动规律可表示为

?F切?ma切?0,? ?m?22?mr??m??.?F法?F向?ma向?r? 『题型解析』

类型题: 曲线运动的条件 【例题】(1991年上海高考题)如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这

时,突然使它所受力反向,大小不变,即由F变为-F。在此力的作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是( A、B、D )

a B A b

A.物体不可能沿曲线Ba运动 B.物体不可能沿直线Bb运动 C.物体不可能沿曲线Bc运动 D.物体不可能沿原曲线由B返回A

【例题】质量为m的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F1时,物体可能做( )

A.匀加速直线运动; B.匀减速直线运动; C.匀变速曲线运动; D.变加速曲线运动。

★解析:当撤去F1时,由平衡条件可知:物体此时所受合外力大小等于F1,方向与F1方向相反。

若物体原来静止,物体一定做与F1相反方向的匀加速直线运动。

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若物体原来做匀速运动,若F1与初速度方向在同一条直线上,则物体可能做匀加速直线运动或匀减速直线运动,故A、B正确。

若F1与初速度不在同一直线上,则物体做曲线运动,且其加速度为恒定值,故物体做匀变速曲线运动,故C正确,D错误。 正确答案为:A、B、C。

【例题】我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力,终于在2007年10月24日晚6点05分发射升空。如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力的方向可能的是( )

★解析:C卫星运动的速度方向沿其轨迹的切线方向,由于速度逐渐减小,则合力方向与速度方向间的夹角大于90,由轨迹的弯曲方向知,合力必指向其弯曲方向.故选C。 【例题】质点仅在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示,在A点时速度的方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿( )

?

A.x轴正方向 B.x轴负方向 C.y轴正方向 D.y轴负方向

★解析:D根据曲线运动轨迹特点可知:物体的轨迹总是向合外力一方凹陷,而且最终的速度方向不与合外力方向平行,可知D正确。

【例题】一个物体以初速度vo从A点开始在光滑的水平面上运动,一个水平力作用在物体上,物体的运动轨迹如图中的实线所示,B为轨迹上的一点,虚线是经过A、B两点并与轨迹相切的直线。虚线和实线将水平面分成五个区域,则关于施力物体的位置,下列各种说法中正确的是 ( )

② ① v0 A ③ ⑤ ④ B A.如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域中 B.如果这个力是引力,则施力物体可能在③区域中 C.如果这个力是斥力,则施力物体一定在②区域中

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D。 如果这个力是斥力,则施力物体可能在⑤区域中

★解析:物体做曲线运动,一定受到与初速度vo方向不平行的力的作用,这个力与速度方向垂直的分量起到向心力的作用,使物体运动轨迹向向心力的方向弯曲,且运动轨迹应在受力方向和初速度方向所夹的角度范围之内,所以此施力物体一定在轨迹两切线的交集处。是引力时施力物体在轨迹弯曲的内侧(相互吸引,使运动向轨迹内侧弯曲),是斥力时施力物体在轨迹弯曲的外侧(相互排斥,使物体运动向轨迹内侧弯曲)。 【答案】A C

【例题】如图所示,质量为m的小球,用长为l的不可伸长的细线挂在O点,在O点正下方

l处有一光滑的钉子O′。把小球拉到与钉子O′在同一水平高度的位置,摆线被钉子拦住且2张紧,现将小球由静止释放,当小球第一次通过最低点P时( )

A.小球的运动速度突然减小 B.小球的角速度突然减小 C.小球的向心加速度突然减小 D.悬线的拉力突然减小

★解析:在通过位置P前后瞬间,小球作圆周运动的半径分别为l和P点瞬间受到的重力和拉力都在竖直方向上,小球的速度大小不改变。 答案:B、C、D

类型题: 如何判断曲线运动的性质 曲线运动一定是变速运动,但不一定是匀变速运动。可以根据做曲线运动物体的受力情况(或加速度情况)进行判断,若受到恒力(其加速度不变),则为匀变速运动,若受到的不是恒力(其加速度变化),则为非匀变速运动。 例如:平抛运动是匀变速运动,其加速度恒为g;而匀速圆周运动是非匀变速运动,其加速度虽然大小不变,但方向是时刻变化的。

【例题】关于运动的性质,下列说法中正确的是( A ) A.曲线运动一定是变速运动 B.曲线运动一定是变加速运动 C.圆周运动一定是匀变速运动 D.变力作用下的物体一定做曲线运动 【例题】物体做曲线运动时,其加速度( ) A.一定不等于零 B.一定不变 C.一定改变 D.可能不变

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l,并且小球在通过2

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★解析:AD 曲线运动一定是变速运动,一定有加速度,所以加速度一定不为零,A正确;曲线运动中平抛运动和类平抛运动(带电粒子在电场中的偏转)加速度是不变的,匀速圆周运动和多数的曲线运动加速度是改变的。

【例题】一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( ) A.速度一定不断地改变,加速度也一定不断地改变 B.速度一定不断地改变,加速度可以不变 C.速度可以不变,加速度一定不断地改变 D.速度可以不变,加速度也可以不变

★解析:B 质点做曲线运动,则速度一定发生变化,但加速度不一定变化,如平抛运动,所以,A、C、D错误,只有B项正确。

类型题: 运用运动的独立性解题 【例题】如图所示,一个劈形物体M各面均光滑,上面成水平,水平面上放一光滑小球m,现使劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(斜面足够长)( )

acA.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线

b

★解析:B 小球只受竖直方向的重力和支持力,即合力始终沿竖直方向,故小球只能做竖直向下的直线运动,所以B正确.

【例题】如图所示,A、B为两游泳运动员隔着水流湍急的河流站在两岸边,A在较下游的位置,且A的游泳成绩比B好,现让两人同时下水游泳,要求两人尽快在河中相遇,试问应采用下列哪种方法才能实现?( A )

A.A、B均向对方游(即沿虚线方向)而不考虑水流作用 B.B沿虚线向A游且A沿虚线偏向上游方向游 C.A沿虚线向B游且B沿虚线偏向上游方向游 D.都应沿虚线偏向下游方向,且B比A更偏向下游

★解析:游泳运动员在河里游泳时同时参与两种运动,一是被水冲向下游,二是沿自己划行方向的划行运动。游泳的方向是人相对于水的方向。选水为参考系,A、B两运动员只有一种运动,由于两点之间直线最短,所以选A。

【例题】如图为一空间探测器的示意图,P1、P2、P3、P4四个喷气发动机,P1、P3的连钱与空间一固定坐标系的x轴平行,P2、P4的连线与y轴平行,每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动.开始时,探测器以恒定的速率v0向正x方向平动.要使探测器改为向正x偏负y 60o的方向以原来的速率v0平动,则可 - 12 -

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