高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动复习ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动复习ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了答案C，图4­1­1，答案5D，题型一绳拉物体模型，图4­1­2，题型2小船渡河模型，图4­1­3，图4­1­4，图4­1­5，答案BC等内容，欢迎下载使用。
考点1：曲线运动的动力学条件
【例1】在一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落，下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动，站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是下图中的(　　)
切入点：轨迹总是向合力(加速度)方向弯曲．
【解析】开始时小球相对观察者是做自由落体运动，当车突然加速时，小球相对汽车加速度向左，轨迹向左弯曲．刚开始加速时，水平方向的相对速度较小，随着时间的延长，水平方向的相对速度逐渐增大，故观察者看到的小球运动轨迹应该是C图．
点评：站在车厢里的人观测即以车厢为参照物．
考点2：运动的合成和分解
【例2】(2011•四川)某研究性学习小组进行了如下实验：如图4­1­1所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R的坐标为(4,6)，此时R的速度大小为______ cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是______．(R视为质点)
切入点：由分运动的位移求出分速度，再合成求出合速度．
【例3】如图4­1­2所示，在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸，拉绳的速度为v，当拉船头的绳索与水平面的夹角为α时，船的速度是多少？
切入点：以绳索与小船的共同点A为研究对象，实际运动为合运动．
【解析】方法1.小量分析法取小量θ，如图所示，设角度变化θ所需的时间为Δt，取CD=CB，在Δt时间内船的位移为AB，绳子端点C的位移大小为绳子缩短的长度AD.由于θ→0°，所以∠BDA→90°. 所以AD=ABcsα ① 又AD=vΔt ② AB=v船Δt ③ 由上述三式可得：v船=v/csα
方法2.运动等效法 因为定滑轮右边的绳子既要缩短又要偏转，所以定滑轮右边绳上的A点的运动情况可以等效为：先以滑轮为圆心，以AC为半径做圆周运动到达B，再沿BC直线运动到D.做圆周运动就有垂直绳子方向的线速度，做直线运动就有沿着绳子方向的速度，也就是说船的速度(即绳上A点的速度)的两个分速度方向是：一个沿绳缩短的方向，另一个垂直绳的方向．作矢量三角形如图示，v船=v/csα.
点评：方法1利用几何知识构建三角形，找出在Δt时间内绳与船的位移关系，进而确定速度关系；方法2利用了实际运动为合运动，按效果对船的速度进行分解．
【例4】一条宽度为L的河流，水流速度为vs，已知船在静水中的速度为vc，那么：(1)怎样渡河时间最短？(2)若vc>vs，怎样渡河位移最小？(3)若vcvs时，船才有可能垂直于河岸横渡．
(3)如果水流速度大于船在静水中的航行速度，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游．怎样才能使漂下的距离最短呢？如图丙所示，设船头vc与河岸成θ角，合速度v与河岸成α角．可以看出：α角越大，船漂下的距离x越短，那么，在什么条件下α角最大呢？以vs的矢尖为圆心，以vc为半径画圆，当v与圆相切时，α角最大，根据csθ=vc/vs，船头与河岸的夹角应为：θ=arccs(vc/vs)
点评：解答小船渡河问题关键是要联系渡河实际，对于最短位移渡河问题，要理解并分情况，利用几何知识作出正确的三角形即可解
1.(2011•江苏)如图4­1­3所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA=OB.若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为( )A．t甲＜t乙 B．t甲=t乙C．t甲＞t乙 D．无法确定
2.船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为( )
【解析】根据运动的合成与分解的知识，可知要使船垂直达到对岸即要船的合速度指向对岸．根据平行四边形定则，C正确．
3.(2011•上海)如图4­1­4，人沿平直的河岸以速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行．当绳与河岸的夹角为α，船的速率为( )
【解析】本题考查运动的合成与分解，关键是画运动的合成与分解图．如图所示：船速为v沿绳方向的分量．
4.(2011•师大附中模拟)一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度vx图象和流水的速度vy图象如图4­1­5甲、乙所示，假设行驶中快艇在静水中航行的分速度方向确定后就不再改变，则( )
A．快艇的运动轨迹可能为直线B．快艇的运动轨迹一定为曲线C．最快到达浮标处的时间为20sD．最快到达浮标处的位移为100m
5.(2011•株洲二中模拟)现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，如图4­1­6所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员能顺利完成该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，要使这个表演成功，运动员除了跳起的高度足够外，在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该( )A．竖直向下 B．竖直向上C．向下适当偏后 D．向下适当偏前
【解析】由于运动员最终仍落在滑板原来的位置上，所以运动员和滑板在水平方向上的运动不变，双脚对滑板作用力的合力只能沿竖直方向，由题意可以判断应竖直向下，选项A正确．
6.一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点A离滑轮的距离是H.车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为θ，如图4­1­7所示，试求：(1)车向左运动的加速度的大小．(2)重物m在t时刻速度的大小．