曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力復(fù)習(xí)專(zhuān)題一曲線運(yùn)動(dòng)的合成與分解、拋體運(yùn)動(dòng)-免費(fèi)閱讀
【正文】 變式練習(xí) 【變式】質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度飛離跑道后逐漸上升，若飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力（該升力由其它力的合力提供，不含重力）。類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)是對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)研究方法的遷移，對(duì)學(xué)生的能力要求更高，在復(fù)習(xí)時(shí)，更需細(xì)心體會(huì)。 總結(jié)升華：解決本題的關(guān)鍵有三點(diǎn)：其一是確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)——平拋運(yùn)動(dòng)；其二是確定臨界狀態(tài)—— 恰不觸網(wǎng)或恰不出界；其三是確定臨界軌跡——軌跡示意圖?！ 。?）若擊球點(diǎn)的高度小于某個(gè)值，那么無(wú)論球被水平擊出時(shí)的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界，試求出此高度。變式練習(xí) 【變式】如圖所示，AB為斜面，BC為水平面?！ ?， ?。?）小球到達(dá)斜面底端時(shí)，沿斜面方向的分速度 所以小球到達(dá)斜面底端時(shí)的速度。2．類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn) 物體所受合力為恒力，且與初速度的方向垂直。把重力加速度g正交分解為，把初速度正交分解為，然后分別在x，y方向列方程求解，可以避繁就簡(jiǎn)，化難為易。 推論2：做平拋（或類(lèi)平拋）運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn)。二、平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究 ?。?）如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球松開(kāi)，自由下落，A、B兩球同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)豎直位移之比為?！ 】偨Y(jié)升華：小船在有一定流速的水中過(guò)河時(shí)，實(shí)際上參與了兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)，即隨水流的運(yùn)動(dòng)（水沖船的運(yùn)動(dòng)）和船相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)（即在靜水中的船的運(yùn)動(dòng)），船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)。但如果，船頭無(wú)論指向何方都不會(huì)垂直到達(dá)對(duì)岸，此時(shí)若求渡河的最小位移，會(huì)有一定難度?！ 】偨Y(jié)升華：在進(jìn)行速度分解時(shí)，首先要分清合速度與分速度。故本題正確選項(xiàng)為D。故正確答案為C。（1）若小船要垂直于河岸過(guò)河，過(guò)河路徑最短，應(yīng)將船頭偏向上游，如圖所示： 此時(shí)過(guò)河時(shí)間。三、速度分解的思路及原則 當(dāng)物體同時(shí)參與兩個(gè)（或兩個(gè)以上）的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須注意分清哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)，哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)，并要考慮每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)可能產(chǎn)生的影響?！ ?．兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為一勻速直線運(yùn)動(dòng)?！ ?、下列說(shuō)法正確的是：（ ） A．曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小可以不變，但速度方向一定改變 B．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可以不變，但速度大小一定改變 C．曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向不是物體的運(yùn)動(dòng)方向 D．曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某點(diǎn)的速度方向即為該點(diǎn)的切線方向 答案：AD 解析：在曲線運(yùn)動(dòng)中，物體在任何一點(diǎn)的速度方向，就是通過(guò)這一點(diǎn)的曲線的切線方向，所以曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定變化。3．曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)?！ ?．天體問(wèn)題中，由于公式的形式比較復(fù)雜，計(jì)算中得到的中間公式特別多，向心力的表達(dá)式也比較多，容易導(dǎo)致混亂。 預(yù)計(jì)在今后的高考中平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其研究方法、圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、線速度和向心加速度仍是高考的熱點(diǎn)。與實(shí)際應(yīng)用和與生產(chǎn)、生活、科技聯(lián)系命題已經(jīng)成為一種命題的趨向，特別是神舟系列飛船的發(fā)射成功、探月計(jì)劃的實(shí)施，更會(huì)結(jié)合萬(wàn)有引力進(jìn)行命題。所以要求在處理天體問(wèn)題時(shí)，明確列式時(shí)依據(jù)的物理關(guān)系（一般是牢牢抓住萬(wàn)有引力提供向心力），技巧性地選擇適當(dāng)?shù)墓?，才能正確、簡(jiǎn)便地處理問(wèn)題。4．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度說(shuō)，物體的加速度方向跟速度方向不在一條直線上，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)；從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，如果物體所受合外力的方向跟物體的速度方向不在一條直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。但曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小可以不變，也可以變化。因?yàn)?。因?yàn)橐粋€(gè)速度按矢量運(yùn)算法則分解為兩個(gè)分速度，數(shù)量關(guān)系上也許無(wú)誤，但若與實(shí)際情況不符，則所得分速度毫無(wú)物理意義，所以速度分解的一個(gè)基本原則就是按實(shí)際效果來(lái)進(jìn)行分解。 同時(shí)可以看出若要能垂直于河岸過(guò)河，必須使、和構(gòu)成三角形，即滿足，也就是船在靜水中的速度要大于水速。 典型例題透析題型一、軌跡與合外力方向的判斷 要想迅速而又正確地解答此類(lèi)問(wèn)題，關(guān)健就是要抓住物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件——物體所受合外力的方向跟速度方向不共線，且方向指向曲線“凹側(cè)”?！ ☆}型2 繩子末端速度的分解 在進(jìn)行速度分解時(shí)，首先要分清合速度與分速度（合速度就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度）；其次由物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)確定其是由哪些分運(yùn)動(dòng)合成的，從而找出相應(yīng)的分速度。合速度就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度?！ 『訉抎＝100 m，水流速度＝3m／s，船在靜水中的速度是4m/s。變式練習(xí) 【變式】河寬60 m，水流速度=6 m/s，小船在靜水中速度=3 m/s，則： （1）它渡河的最短時(shí)間是多少？ （2）最短航程是多少？ 解析： （1）以水流速度方向?yàn)閤軸正方向，以垂直河岸為y軸正方向，以船開(kāi)出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，設(shè)船與岸成角開(kāi)出（如圖），將沿x、y方向分解： 所以過(guò)河時(shí)間 當(dāng)時(shí)過(guò)河的時(shí)間最短，則=20 s?！ ? 連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)豎直位移之差。觀察到兩球同時(shí)落地，多次改變小球距地面的高度和打擊力度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察到兩球落地，這說(shuō)明了小球A在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)?！ ∽C明：設(shè)平拋物體的初速度為，從原點(diǎn)O到A點(diǎn)的時(shí)間為t，A點(diǎn)坐標(biāo)為，B點(diǎn)坐標(biāo)為，則，又，解得?！ ?、質(zhì)量為m的小球從距地面高度為h的水平桌面飛出，小球下落過(guò)程中，空氣阻力可以忽略。3．
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