内容正文:
易错点06 曲线运动
易错题【01】抛体运动理解有误
1.平抛(或类平抛)运动所涉及物理量的特点
物理量
公式
决定因素
飞行时间
t=
取决于下落高度h和重力加速度g,与初速度v0无关
水平射程
x=v0t=v0
由初速度v0、下落高度h和重力加速度g共同决定
落地速度
vt==
与初速度v0、下落高度h和重力加速度g有关
速度改变量
Δv=gΔt,方向恒为竖直向下
由重力加速度g和时间间隔Δt共同决定
2. 平抛运动中物理量的关系图
两个三角形,速度与位移;
九个物理量,知二能求一;
时间和角度,桥梁和纽带;
时间为明线,角度为暗线。
3. 平抛运动常用三种解法
h
x
v
v0
θ
α
①正交分解法:分解位移(位移三角形):若已知h、x,可求出;
分解速度(速度三角形):若已知v0、θ,可求出v=v0/cosθ;
②推论法:若已知h、x,可求出tanθ=2tanα=2h/x;
③动能定理法:若已知h、v0,动能定理:mgh=½mv2-½mv02 ,可求出。
4. 重要推论的两种表述
(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图甲中A点和B点所示。
(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,则tan θ=2tan α,如图乙所示。
5.与斜面相关的平抛运动问题
斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型,解答这类问题的关键:
(1)灵活运用平抛运动的位移和速度规律;
(2)充分运用斜面倾角,找出斜面倾角与位移偏向角、速度偏向角的关系。
常见的模型及处理方法如下:
图示
方法
基本规律
运动时间
分解速度,构建速度的矢量三角形
水平vx=v0
竖直vy=gt
合速度v=
由tan θ==得t=
分解位移,构建位移的矢量三角形
水平x=v0t
竖直y=gt2
合位移x合=
由tan θ==
得t=
在运动起点同时分解v0、g
由0=v1-a1t,0-v=-2a1d得t=,d=
分解平行于斜面的速度v
由vy=gt得t=
6.平抛运动中的临界、极值问题
在平抛运动中,由于时间由高度决定,水平位移由高度和初速度决定,因而在越过障碍物时,有可能会出现恰好过去或恰好过不去的临界状态,还会出现运动位移的极值等情况.
1.若题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点.
2.若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述的过程中存在着“起止点”,而这些“起止点”往往就是临界点.
3.若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程中存在着极值点,这些极值点也往往是临界点.
7.斜抛运动
y
v0
o
θ
vx
vy
x
v0cosθ
vx
x
水平方向——匀速直线运动;
竖直方向——竖直上抛运动
①一分为二:从最高点分为两个平抛运动;
②逆向思维
易错题【02】圆周运动理解有误
竖直面内的圆周运动
1.常见模型
轻“绳”模型
轻“杆”模型
情景图示
弹力特征
弹力可能向下,也可能等于零
弹力可能向下,可能向上,也可能等于零
受力示意图
力学方程
mg+FT=m
mg±FN=m
临界特征
FT=0,即mg=m,得v=
v=0,即F向=0,此时FN=mg
v=的意义
物体能否过最高点的临界点
FN表现为拉力还是支持力的临界点
2.分析思路
01 抛体运动理解有误
(2021·河北高考真题)铯原子钟是精确的计时仪器,图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面所用时间为;图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动,到达最高点Q再返回P点,整个过程所用时间为,O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为,重力加速度取,则为( )
A.100∶1 B.1∶100 C.1∶200 D.200∶1
【警示】平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。分别研究两个分运动的规律,必要时再用运动合成的方法进行合成。
【问诊】铯原子做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,即
解得
铯原子做竖直上抛运动,抛至最高点用时,逆过程可视为自由落体,即
解得
则
故选C。
【答案】C
【叮嘱】将平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动,是求解平抛运动的基本方法.
1.(2021·江苏高考真题)如图所示,A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确的是( )
A.A比B先落入篮筐
B.A、B运动的最大高度相同
C.A在最高点的速度比B在最高点的