专题01 抛体运动与圆周运动 （期末复习课件）高一物理下学期人教版

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1. 分值占比本专题为高一物理曲线运动核心基础，期末统考分值占比12～26分。包含：选择题（2-3题）、多选、填空题、计算题，偶尔结合机械能考综合压轴，是整本必修二最难、最容易丢分、拉分最大的板块。2. 考查层级 基础题（60%）：曲线运动判断、平抛基本公式、圆周物理量换算 中档题（30%）：偏角推论、皮带同轴传动、水平面圆周受力分析 难题（10%）：竖直圆周临界问题、平抛+圆周综合大题
3. 命题特点 重思想：重点考查运动的合成与分解（物理核心思维） 重模型：固定出题模型，考题万变不离其宗 重易错：专门针对学生易错点挖坑（向心力、临界速度、偏角公式）4. 高频易错汇总（必背避坑）（1）分运动相互独立：水平速度绝不影响竖直下落快慢（2）向心力是效果力，受力分析绝对不能画出来（3）同轴转动角速度相等；皮带传动线速度相等（极易记反）（4）轻绳最高点速度不能为0；轻杆最高点速度可以为0（5）平抛运动时间只由高度决定，与初速度无关（6）曲线运动加速度不一定变化（平抛加速度恒定）
1. 曲线运动定义：物体运动轨迹为_____的运动。2. 速度方向：轨迹 方向，时刻发生改变。3. 运动性质：做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变，所以曲线运动是_____运动。4. 曲线运动条件：当物体所受合力的方向与它的速度方向不在___________时，物体做曲线运动。5. 运动合成与分解（1）遵循_____________（2）分运动具有______、_______、________（3）小船渡河、绳端速度分解为基础应用
总结：合速度分解到_____________方向和沿______与绳（或杆）方向。
（5）平抛两大推论①平抛任意时刻，速度反向延长线必过水平位移中点②同一高度平抛，初速度越大，水平射程越远2. 斜抛运动（1）初速度斜向上/斜向下，只受重力，依旧为匀变速曲线运动（2）分解：水平匀速直线运动，竖直上抛/竖直下抛运动（3）最高点特点：竖直分速度为0，水平速度保持不变（4）对称规律：上升过程与下落过程运动轨迹、时间、速度大小对称
1. 描述圆周运动五大基本物理量
4. 两大经典圆周运动模型（1）水平面匀速圆周运动常见模型：圆锥摆、火车转弯、转盘物体、漏斗模型受力特点：重力与支持力/拉力的合力水平指向圆心，提供向心力运动特点：高度不变、速度大小不变、匀速圆周运动
（2）竖直面内圆周运动（期末重中之重）
Ⅱ.轻杆模型（有支撑，硬杆固定小球）
①最高点可以提供拉力，也可以提供支持力②最高点最小速度：0③小球速度为0时，杆的支持力平衡重力，依旧可保持圆周运动④易混区分：无支撑用绳公式，有支撑用杆公式
题型1 小船渡河模型
（3）为了使小船能避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是多少？
当绳或杆连接的两个物体通过不可伸长的绳（或刚性杆）相连运动时，两个物体沿绳（或杆）方向的分速度大小一定相等，这就是速度关联问题的核心规律，解题时可按以下两步分析：1. 明确两个物体的实际运动速度，也就是合速度，这是物体相对于地面的运动速度。2. 将两个物体的速度分别沿绳（或杆）方向和垂直绳（或杆）方向分解，根据沿绳方向分速度大小相等列等式求解。
需要注意两类常见情景：一是一端物体沿固定方向运动（比如人在岸边拉船靠岸），人拉绳的速度就是绳端沿绳方向的速度，船的实际速度沿水平方向，需要将船速分解为沿绳和垂直绳的分量，进而得到船速与人拉绳速度的关系；二是杆两端连接物体分别沿不同固定方向运动，同样对两端物体速度沿杆和垂直杆分解，利用沿杆分速度相等推导两个物体的速度关系。
斜面上的抛体运动本质是类平抛运动，物体受重力和斜面支持力，合力沿斜面向下，大小恒为mgsinθ，加速度恒定为a =gsinθ，初速度方向平行于斜面底边，因此运动可分解为：沿初速度方向的匀速直线运动，和沿斜面向下方向的初速度为零的匀加速直线运动，分解后结合类平抛运动规律即可求解。
3. 转盘静摩擦力模型：物体随水平转盘一起做匀速圆周运动时，静摩擦力沿水平方向指向圆心提供向心力，当转速增大，需要的向心力增大，静摩擦力达到最大静摩擦力后物体开始滑动，可据此求解物体不滑动的最大角速度或最大线速度。解题时需先正确受力分析，找到水平方向指向圆心的合力，再结合向心力公式列式求解即可。
【典例5】（25-26高一上·浙江杭州·期末）如图甲所示，小球在竖直平面内光滑的固定圆管中，绕圆心O点做半径为R的圆周运动（小球直径略小于管的口径且远小于R）。当小球运动到最高点时，速度大小设为v，圆管与小球间弹力的大小设为F，改变速度v得到F-v2图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法错误的是（　　）A．小球的质量为4kgB．固定圆管的半径为1mC．小球在最高点的速度为2m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向下D．小球在最高点的速度为4m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向下
这类问题中，轨道通常是光滑的，全程只有重力做功，因此机械能守恒，解题时先对最高点临界状态分析得到临界速度，再结合机械能守恒求解最低点或其他位置的速度、弹力大小即可。
这类问题通常分两个过程分析：物体先完成圆周运动，之后从圆周运动的某一位置抛出做抛体运动，或是物体做抛体运动后落入圆周轨道，开始圆周运动，解题核心是两个运动过程通过抛出点/落地点的速度衔接，全程通常只有重力做功，可结合机械能守恒定律联立求解。
解题一般按三步分析： 1. 先分析圆周运动过程，通常会结合临界条件得到圆周运动末端抛出点的速度，再利用机械能守恒得到抛出时的速度大小和方向。 2. 再将抛出后的运动按抛体运动的分运动规律分解，结合水平、竖直方向的运动公式求解位移、时间等待求量。 3. 若抛体在前圆周在后，则反过来先由抛体运动规律得到物体到达圆周位置时的速度，再结合圆周运动的向心力公式求解轨道弹力等物理量即可。
【典例7】（25-26高一上·江苏常州·期末）如图所示，AB为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径R=0.9m，A端切线水平。水平轨道BC与半径r=0.4m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为M=1kg的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道CD，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：(1)小球从A点飞出的速度大小v0；(2)小球从A点运动到C点过程中的水平位移大小；(3)小球在C点受到的支持力的大小FC。