内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
曲线运动及其研究方法
[融会贯通]
1.曲线运动条件的理解
(1)运动学角度:物体的速度方向和加速度方向不在一条直线上。
(2)动力学角度:物体速度方向和所受合外力的方向不在一条直线上,有三种情形,如图所示:
2.研究方法——分解运动,化曲为直
思维流程图:
(1)运动的合成和分解遵循平行四边形定则,其内容是将力、速度、位移和加速度进行合成和分解。
(2)将实际运动进行分解时,分解原则是按运动的实际效果分解或正交分解。
[对点训练]
1.(多选)无人机的用途十分广泛,现在一些舞台表演中也出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图像,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.无人机在t1时刻处于超重状态
B.无人机在0~t2这段时间内沿直线飞行
C.无人机在t2时刻上升至最高点
D.无人机在t2~t3时间内做匀变速运动
解析:根据图像可知,无人机在t1时刻,在竖直方向上向上做匀加速直线运动,有竖直向上的加速度,处于超重状态,故A正确;由图像可知,无人机在t=0时刻,vy=0,合初速度为vx沿水平方向,水平与竖直方向均有加速度,那么合加速度与合初速度不共线,所以无人机做曲线运动,即无人机沿曲线上升,故B错误;无人机在竖直方向,先向上做匀加速直线运动,后向上做匀减速直线运动,在t3时刻上升至最高点,故C错误;无人机在t2~t3时间内,在水平方向上做匀速直线运动,而在竖直方向上向上做匀减速直线运动,因此无人机做匀变速运动,故D正确。
答案:AD
“关联物体”速度问题
[解题指导] 解答本题关键在于建立A、B两滑块运动的联系:
(1)滑块A、B通过轻绳连接,因此滑块A、B在沿绳方向的分速度相等。
(2)无论滑块A或滑块B,一定是实际运动的速度为合速度,将各自的合速度沿绳方向和垂直于绳方向分解即可建立关系。
[融会贯通]
1.“关联物体”问题
当绳(或杆)斜拉着物体或物体斜拉着绳(或杆)运动时,绳(或杆)两端连接的物体的速度不相同,但二者的速度有一定的关系,此类问题即为“关联物体”问题,如图甲、乙所示。
2.“关联物体”的速度关系
由于绳(或杆)不可伸长,所以绳(或杆)两端所连物体的速度沿着绳(或杆)方向的分速度大小相同。
3.“关联物体”问题的处理方法
(1)分解依据:物体的实际运动就是合运动。
(2)分解方法:把物体的实际速度分解为垂直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)的两个分量,根据沿绳(或杆)方向的分速度大小相同列方程求解。
(3)分解结果:把甲、乙两图的速度分解,如图丙、丁所示。
4.“关联物体”的常见模型
[对点训练]
2.(多选)如图所示,做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定
滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和小车速度的大小分别为
vB、vA,则 ( )
A.vA>vB
B.vA<vB
C.绳的拉力等于B的重力
D.绳的拉力大于B的重力
解析:小车A向左运动的过程中,小车的速度是合速度,可分解为沿绳方向和垂直于绳方向的速度,如图所示,由图可知vB=vAcos θ,则vB<vA,小车向左运动的过程中θ角减小,vB增大,B做向上的加速运动,故绳的拉力大于B的重力。故A、D正确。
答案:AD
平抛运动的处理方法
[融会贯通]
1.常见解题方法
平抛运动是典型的匀变速曲线运动,它的动力学特征:水平方向有初速度而不受外力,竖直方向只受重力而无初速度。抓住了平抛运动的这个初始条件,也就抓住了解题的关键。常见的解题方法有两种:
(1)利用平抛运动的时间特点解题
平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,只要运动的时间相同,下落的高度和竖直分速度就相同。
(2)利用平抛运动的轨迹解题
平抛运动的轨迹是一条抛物线,已知抛物线上的任意一段,就可求出初速度和抛出点,进而求出其他物理量。
2.与斜面有关的平抛运动
平抛运动与斜面相结合的模型,其特点是做平抛运动的物体落在斜面上,包括两种情况:
(1)物体从空中抛出落在斜面上;
(2)物体从斜面上抛出落在斜面上。
在解答该类问题时,除要运用平抛运动的位移和速度规律外,还要充分利用斜面倾角,找出斜面倾角与位移和速度的关系。
三、价值好题精练——培树科学态度和责任
1 .如图是某电影中男主角驾驶跑车在迪拜阿布扎比两栋摩天大楼之间飞跃的场景。忽略空气阻力的影响,电影中跑车的飞跃可以化简为平抛运动,若两栋大楼的间距为45 m,跑车竖直下落的高度为11.25 m,不计跑车自身