高中第五章 抛体运动1 曲线运动图片ppt课件

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物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上
突破点一　曲线运动及其研究方法
1.曲线运动的特点(1)做曲线运动的物体,在某点的瞬时速度的方向,就是曲线在该点的切线方向,物体在曲线运动中的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。(2)在曲线运动中,由于速度在时刻变化,所以物体的运动状态时刻改变,故做曲线运动的物体所受合力一定不为零。
2.物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上,具体有如图所示的几种形式。
F、v夹角为锐角,v将增大
F、v夹角为钝角,v将减小
(2)从运动学角度来理解:物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上。
基本思路点拨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矢量运算法则,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。
【例1】 (2023湖南临澧一中月考)图甲是我国的传统农具——风谷车,图乙是其工作原理示意图。匀速转动摇柄,联动风箱内的风叶,向车斗内送风。入料仓漏口P处漏出的谷粒从车斗经过,会从不同的出料口出去,分为质量大和质量小的两堆。已知A点在P点的正下方,A、B、C在同一水平线上,且lPA=45.0 cm,lAB=lBC=30.0 cm。设谷粒从P漏出时的速度为零,所有谷粒在车斗内所受风力水平向左且大小恒定,只考虑重力和风力作用,隔板的厚度忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。关于从出料口离开的谷粒,下列说法正确的是(　　)
A.质量大的谷粒会从第一出料口离开车斗B.谷粒的质量越大,在车斗中运动的时间越短C.从B点进入第二出料口的谷粒,经过B点时的速度大小为 m/sD.从B点进入第二出料口的谷粒,所受重力与风力的大小之比为2∶3
质量无关,由牛顿第二定律可知质量大的谷粒水平加速度较小,则相同时间内的水平位移较小,即质量大的谷粒会从第一出料口离开车斗,故A正确,B错误;从B点进入第二出料口的谷粒,竖直方向的位移为45 cm,运动时间为
1.(多选)某快递公司用无人机配送质量为2 kg的货物,在无人机飞行过程中,0~10 s内货物在水平方向的速度—时间图像如图甲所示,竖直方向(初速度为零)的加速度—时间图像如图乙所示,下列说法正确的是(　　)A.货物做匀变速曲线运动B.货物在0~10 s内的位移大小为75 mC.10 s末货物竖直方向速度为50 m/sD.1 s末货物受到合力大小为4 N
解析 0~5 s内,货物在水平方向的分运动为初速度为零的匀加速直线运动,在竖直方向的分运动是加速度不断增大的变加速直线运动,则其合运动为变加速曲线运动,5~10 s内,货物在水平方向的分运动为匀速直线运动,在竖直方向的分运动是加速度不断减小的变加速直线运动,则其合运动为变加速曲线运动,故A错误;在v-t图像中图线与时间轴所围的面积表示水平位移,
则0~10 s内货物的水平位移x= m+10×5 m=75 m,而竖直方向的位移不为零,所以货物在0~10 s内的位移大小肯定大于75 m,故B错误;依据a-t图像与时间轴所围的面积表示速度的变化量可知Δv= ×10×10 m/s=50
m/s,则10 s末货物竖直方向速度为50 m/s,故C正确;在1 s末,货物在水平方向
突破点二　平抛运动的临界和极值问题
1.常见的“三种”临界特征(1)有些题目中有“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,这个极值点往往是临界点。
2.求解平抛运动中的临界问题的三个关键点(1)确定运动性质——匀变速曲线运动。(2)确定临界状态。确定临界状态一般用极限法分析,即把平抛运动的初速度增大或减小,使临界状态呈现出来。(3)确定临界状态的运动轨迹,并画出轨迹示意图。画示意图可以使抽象的物理情境变得直观,更可以使有些隐藏于问题深处的条件暴露出来。
【例2】 (2023江苏南通中学高一月考)宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6 m的矩形孔,其下沿离地高h=1.2 m,离地高H=2 m的小球(可视为质点)与障碍物相距x,在障碍物以v0=4 m/s的速度匀速向左运动的同时,小球自由下落,忽略空气阻力,g取10 m/s2。
(1)若小球能从左边穿过矩形孔到达右边,L最大值是多少?(2)若L=0.6 m时,要想小球能从左边穿过矩形孔到达右边,求x取值范围。
答案 (1)0.8 m　(2)0.8 m≤x≤1 m
解得t1=0.2 s,t2=0.4 s小球经过小孔的时间最多有Δt=t2-t1=0.2 s水平方向v0Δt≥L所以L最大值为Lm=v0Δt=0.8 m。
(2)当L=0.6 m时,在水平方向的运动需同时满足v0t1≤x　v0t2≥x+L解得0.8 m≤x≤1 m。
2.(多选)如图所示,球网高出桌面H,把长为2L的桌面均分为左右两部分,小龙同学在乒乓球训练中,从球网左侧 处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好无摩擦地飞过网的上沿落到右侧边缘,不计空气对乒乓球的作用力,在此过程中下列说法正确的是(　　)A.击球点的高度与网高度之比为4∶1B.乒乓球在网左、右两侧飞行时间之比为1∶2C.乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时速率之比为1∶3D.乒乓球在网左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2
解析 因为水平方向做匀速运动,网右侧的水平位移是左边水平位移的两倍,由x=v0t得乒乓球在网左、右两侧运动时间之比为1∶2,球在竖直方向做自由落体运动,根据h= gt2可知击球点的高度与网高之比为9∶8,故A错误,B正确;乒乓球在网左、右两侧运动时间之比为1∶2,竖直方向做自由落体运动,根据v=gt可知球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘的竖直分速度之比为1∶3,根据v= 可知乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比不是1∶3,故C错误;网右侧运动时间是左侧的两倍,根据Δv=gt,所以乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2,故D正确。