内容正文:
第1讲 力学中的曲线运动
专题三 力与物体的曲线运动
知识回扣
01
高考题型1
02
高考题型2
03
高考题型3
04
目
录
CONTENTS
高考题精选精练
06
课时作业
07
高考题型4
05
知识回扣
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不共线
等时性
独立性
等效性
v0
gt
v0t
中点
动能定理
速度
高考题型1
运动的合成与分解
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[答案] BC
高考题型2
抛体运动问题
高考题型3
圆周运动问题
高考题型4
平抛与圆周运动组合问题
[答案] A
高考题精选精练
课时作业
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1.物体做曲线运动的条件
当物体所受合外力的方向跟它的速度方向__________时,物体做曲线运动。合运动与分运动具有__________、__________和__________。
v>0
2.平抛运动
(1)规律:vx=______,vy=______,x=______,y=__________。
(2)推论:做平抛(或类平抛)运动的物体
①任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的________;②设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为φ,则有tan θ=2_________。
3.竖直平面内圆周运动的两种临界问题
(1)绳固定,物体能通过最高点的条件是__________。
(2)杆固定,物体能通过最高点的条件是________。
eq \f(1,2)gt2
tan φ
v≥eq \r(gR)
【规律方法】
1.竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常利用__________来建立联系,然后结合牛顿第二定律进行动力学分析。
2.对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应用合成与分解的思想分析这两种运动转折点的________是解题的关键。
【例1】 如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q,另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为θ,初始时θ很小。现将P、Q由静止同时释放,关于P、Q以后的运动,下列说法正确的是( )
A.当θ=60°时,P、Q的速度之比是eq \r(3)∶2
B.当θ=90°时,Q的速度最大
C.当θ=90°时,Q的速度为零
D.当θ向90°增大的过程中Q的合力一直增大
[答案] B
[解析] P、Q用同一根绳连接,则Q沿绳子方向的速度与P的速度大小相等,则当θ=60°时,Q沿绳子方向的分速度vQcos 60°=vP,解得eq \f(vP,vQ)=eq \f(1,2),故选项A错误;当θ=90°时,即Q到达O点正下方,垂直Q运动方向上的分速度为0,即vP=0,此时Q的速度最大,故选项B正确,C错误;当θ向90°增大的过程中Q的合力逐渐减小,当θ=90°时,Q的速度最大,加速度为零,合力为零,故选项D错误。
【技巧点拨】
1.物体的实际运动是合运动,明确是在哪两个方向上的合成。
2.根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质。
3.运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解,遵守平行四边形定则。
1.某些手机上安装有某种软件,能测量手机的加速度。建立如图所示的三维坐标系,手机沿任意方向移动一下,便可显示沿x、y、z轴三个维度各自加速度大小随时间的变化图像。现将手机竖直向上抛出,手机运动过程中未翻滚(平动),发现只有x轴方向有示数,由此可知手机运动过程中的姿态为( )
[答案] C
[解析] 由题意知,只有x轴方向有示数,即只有x轴方向有加速度,所以手机的x轴处于竖直方向。选项C正确。
2.(多选)如图所示,在水平地面上有一个直角三角形木块A,其质量为M;有一长为L的轻杆,轻杆的下端用铰链固定在地面上,另一端固定一个小球B,其质量为m;小球B紧靠直角三角形木块A的一直角边。用水平向左的变力F以速度v匀速推A,轻杆将绕着O点转动,经过图示位置时,轻杆与水平方向的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.此时小球的速度大小为eq \f(v,tan θ)
B.此时小球的速度大小为eq \f(v,sin θ)
C.此时轻杆转动的角速度为eq \f(v,Lsin θ)
D.A匀速推B的过程中,A做匀速圆周运动
[解析] 小球B做圆周运动,其线速度vB的方向与轻杆垂直。将线速度vB分解成水平方向和竖直方向两个分速度,其水平分速度等于v,即vBsin θ=v,解得vB=eq \f(v,sin θ),选项B正确,A错误;轻杆转动的角速度ω=eq \f(vB,L)=eq \f(v,Lsin θ),选项C正确;A匀速推B的过程中,杆与水平方向的夹角θ逐渐增大,由vB=eq \f(v,sin θ)可知,vB逐渐减小,故选项D错误。
【例2】 (多选)如