2020-2021学年第五章 抛体运动1 曲线运动背景图ppt课件

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知识点一　小船渡河问题1.三个速度:(1)分速度v水:水流的速度;(2)分速度v船:船在静水中的速度;(3)合速度v:表示船的实际航行的速度。
2.两类问题三种情景:
【问题探究】若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸,你认为他会到达正对岸,还是会偏向上游或下游?提示:不会到达正对岸,会偏向下游。
【典例示范】【典例】一小船渡河,河宽d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s,船在静水中的速度为v2=5 m/s,则:(1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多大?(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多大?(3)如果其他条件不变,水流速度变为6 m/s。船过河的最短时间和最小位移是多大?
【解题探究】(1)小船渡河时同时参与了几个分运动?如何渡河时间最短?提示:参与了两个分运动,一个是船相对水的运动(即船在静水中的运动),一个是船随水漂流的运动(即水的运动)。当v船垂直于河岸时到达对岸用时最短,最短时间与v水无关。
(2)当v水v船时,分别怎样渡河位移最小?提示:当v水v船时, v水v船d短航程,当v船与v合垂直时,航程最短,最小位移为xmin= d。
【解析】(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向。当船头垂直河岸时,如图甲所示。时间t= =36 s,v合= m/s,位移为x=v合t=90 m。
(2)欲使船渡河航程最短,应使合运动的速度方向垂直河岸,船头应朝上游与河岸成某一夹角β,如图乙所示,有v2csβ=v1,得β=60°。最小位移为xmin=d=180 m,所用时间
(3)最短渡河时间只与v2有关,与v1无关,当船头垂直于河岸渡河时时间最短,t= =36 s。当水流速度变为6 m/s时,即v1'>v2,则合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河。如图丙所示,以v1'矢量的末端为圆心、以矢量v2的大小为半径画弧,从v1'矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向时航程最短,设船头与上游河岸夹角为α,则csα= ,最小位移为xmin'= =216 m。
答案:(1)船头垂直于河岸　36 s　90 m(2)船头偏向上游,与河岸夹角为60°　24 s　180 m(3)36 s　216 m
【题后反思】小船渡河问题的分析思路
【素养训练】1.(多选)下列图中实线为河岸,河水的流动方向如图中v的箭头所示,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。则其中可能正确的是(　　)
【解析】选A、B。小船渡河的运动可看作水流的运动和小船运动的合运动。虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,即合速度的方向,小船合运动的速度方向就是其实际运动的方向,分析可知,实际航线可能正确的是A、B。
2.小船在水速较小的河中横渡,并使船头始终垂直河岸航行,到达河中间时突然上游来水使水流速度加快,则对此小船渡河的说法正确的是(　　)A.小船要用更长的时间才能到达对岸B.小船到达对岸的时间不变,但位移将变大C.因小船船头始终垂直河岸航行,故所用时间及位移都不会变化D.因船速与水速关系未知,故无法确定渡河时间及位移的变化
【解析】选B。因为小船船头垂直于河岸,则渡河时间t= ,水流速增大,渡河时间不变,沿河岸方向的位移增大,则最终渡河的位移变大,故B正确,A、D错误;因小船船头始终垂直河岸航行,渡河时间不会随着水流速度增大而变化,故C错误。
知识点二　关联速度问题1.关联速度问题特点:(1)绳(杆)物关联问题:两物体通过绳(杆)相牵连,当两物体都发生运动时,两物体的速度往往不相等,但因绳(杆)的长度是不变的,因此两物体的速度沿绳(杆)方向的分速度大小是相等的。(2)杆点(面)关联问题:杆的一端和一个物体的某点(面)接触,两物体通过绳(杆)相牵连,当两物体都发生运动时,两物体的速度往往不相等,但因二者始终接触,因此两物体的速度沿垂直接触面方向的分速度大小是相等的。
【问题探究】汽车在水平地面上向左匀速运动,利用绕过定滑轮的绳子吊起某物体竖直上升。(1)物体竖直向上做的是匀速直线运动吗?提示:物体的速度v2=v1csθ,因为θ减小,所以物体的速度增大,物体做加速运动。(2)物体所受的拉力和重力大小的关系?提示:由于物体做加速运动,所以拉力大于重力。
【典例示范】【典例】(2020·东营高一检测)质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动。如图,当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时,下列判断正确的是(　　)A.P的速率为v　　　　　　　　 B.P的速率为vcsθ2C.绳的拉力等于mgsinθ1 D.绳的拉力小于mgsinθ1
【解析】选B。将小车的速度v进行分解如图所示,则有:vP=vcsθ2,故A错误,B正确;小车向右运动,θ2减小,v不变,则vP逐渐增大,说明物体P沿斜面向上做加速运动,由牛顿第二定律有:T-mgsinθ1=ma,可知绳对A的拉力为:T>mgsinθ1,故C、D错误。
【题后反思】分析“关联”速度的基本步骤
【素养训练】1.(2020·济宁高一检测)在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为FT,物体所受重力为G,则下面说法正确的是(　　)A.物体做匀速运动,且 v1=v2B.物体做加速运动,且v2