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
[典例] 质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图(a)、(b)所示,求:
(1)物体所受的合力;
(2)物体的初速度;
(3)t=8 s时物体的速度;
(4)t=4 s内物体的位移。
曲线运动中的图像问题
[融会贯通]
研究方法——分解运动,化曲为直
思维流程图:
说明:(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]
(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
[答案] D
[融会贯通]
1.“关联”速度
绳、杆等有长度的物体,在运动过程中,与绳的两端点相连的物体或者杆两端的物体的速度通常是不一样的,但两端物体的速度是有联系的,我们称之为“关联”速度。
2.关联速度的特点
沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。
3.常见的模型
(1)只分解一端的速度
(2)分解两端的速度
4.常用的解题思路和方法
(1)确定合运动的方向,即物体实际运动的方向。
(2)分析这个合运动所产生的效果(一方面使绳或杆伸缩,另一方面使绳或杆转动),以确定两个分速度的方向(沿绳或杆方向的分速度和垂直于绳或杆方向的分速度)。
(3)作出速度分解的示意图,即根据平行四边形定则,作出合速度与分速度的平行四边形,把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和沿绳(杆)两个方向的分量。
[对点训练]
(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
平抛运动中的“切入”问题
[解题指导] 将小球在B点的速度沿水平方向和竖直方向分解,再利用圆的几何特点结合平抛运动规律综合求解。
[答案] B
[融会贯通]
平抛运动中的“切入”问题一般解题思路:
(1)充分利用几何关系找出小球到达曲面时水平位移x和轨道半径R的关系。
(2)找出小球到达切面时,速度方向与水平方向之间的夹角。
(3)通过位移或速度关系求解飞行时间及相关物理量。
[对点训练]
如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落到倾角为α=
53°的光滑斜面顶端,且刚好沿斜面向下滑,已知斜面顶端与
平台的高度差h=0.8 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,
cos 53°=0.6,求:
(1)小球水平抛出时的初速度大小v0;
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x;
(3)若斜面顶端高H=2.8 m,小球从离开平台至下滑到斜面底端所经历的时间t。
答案:(1)3.0 m/s (2)1.2 m (3)0.9 s
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,不计跑车自身长度,g取10 m/s2,则跑车的初速度为 ( )
A.15 m/s B.20 m/s
C.30 m/s D.40 m/s
答案:C
2.“套圈圈”是许多人都喜爱的一种游戏。如图所示,小孩和大人
直立站在界外同一位置