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高中物理曲线运动经典题型总结(可编辑修改word版)

42+ 32【题型总结】专题五曲线运动一、运动的合成和分解1.速度的合成:(1)运动的合成和分解(2)相对运动的规律v甲地=v甲乙+v乙地例:一人骑自行车向东行驶,当车速为 4m/s 时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到 7m/s 时。

他感到风从东南方向(东偏南45º)吹来,则风对地的速度大小为()A. 7m/sB. 6m/sC. 5m/sD. 4 m/s解析:“他感到风从正南方向(东南方向)吹来” ,即风相对车的方向是正南方向(东南方向)。

而风相对地的速度方向不变,由此可联立求解。

解:∵θ=45°∴V 风对车=7—4=3 m/s∵V风对车+V车对地=V风对地V 风对∴V 风对地= =5答案:C2.绳(杆)拉物类问题m/sV 风对V 车对① 绳(杆)上各点在绳(杆)方向上的速度相等②合速度方向:物体实际运动方向分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩)垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动例:如图所示,重物M 沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m 沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ 角,且重物下滑的速率为v 时,小车的速度为多少?解:方法一:虚拟重物M 在Δt 时间内从A 移过Δh 到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O 点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C.1若Δt 很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,∠OBA=β=2 (180°-Δφ)→90°.亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ∆s2因为∆t=∆h∆t ·cosθ,所以v′=v·cosθ方法二:重物M 的速度v 的方向是合运动的速度方向,这个v 产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ.(1)(2)V 风对θV A2α A V A1 αV B V V B2α 船练习 1:一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物 B ,如图所示,设汽车和重物的速度的大小分别为v A , v B ,则 ( ) A 、v A = v B B 、v A 〉v B C 、v A 〈v B D 、重物 B 的速度逐渐增大解析:(微元法)设经过 t ,物体前进 s 1 ,绳子伸长 s 2 : s 1 = v A t , s 2 = v B t ⇒ v B = v A cos⇒↓ , v B ↑ , s 2 = s 1 cos. ∵ cos 〈1 , ∴ v B 〈v A练习 2:如图所示,一轻杆两端分别固定质量为 m A 和 m B 的两个小球 A 和 B (可视为质点)。

将其放在一个直角形光滑槽中,已知当轻杆与槽左壁成α角时,A 球沿槽下滑的速度为 V A ,求此时 B 球的速度 V B ? 解:A 球以 V A 的速度沿斜槽滑下时,可分解为:一个使杆压缩的分运动,设其速度为 V A1;一个使杆绕 B 点转动的分运动,设其速度为 V A2。

而 B 球 沿斜槽上滑的运动为合运动,设其速度为 V B ,可分解为:一个使杆伸长的V 分运动,设其速度为 V B1,V B1=V A1;一个使杆摆动的分运动设其速度为 V B2;由图可知:V B 1 = V B sin = V A 1 = V A cosV B = V A ⋅ cot3. 渡河问题d(1) 以时间为限制条件:①时间最短:使船头垂直于河岸航行. t 短 =船d (d 为河宽) s = sind(为合速度与水流速度的夹角) ②普通情况: t =v 船 sin( 为船头与河岸的夹角)(2) 以位移为限制条件:d ① v 水 〈v 船S 短 = d (d 为河宽) t =v sin (为船头与河岸的夹角)② v 水 〉v 船v 合 = S = dv 水短v 船船的真实方向指的是船的航行方向;船的划行方向指的是船头指向。

例 1:在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为 v 1, 摩托艇在静水中的航速为 v 2,战士救人的地点 A 离岸边最近处 O 的距离为 d ,如战士想在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离 O 点的距离为( )解析:摩托艇要想在最短时间内到达对岸,其划行方向要垂直于江岸,摩托艇实际的运动是相对于水的划 d行运动和随水流的运动的合运动,垂直于江岸方向的运动速度为 v 2,到达江岸所用时间 t= ;沿江岸方v 2向的运动速度是水速 v 1 在相同的时间内,被水冲下的距离,即为登陆点距离 0 点距离 s = v t = dv 1。

1 v2答案:C例 2:某人横渡一河流,船划行速度和水流动速度一定,此人过河最短时间为了 T 1;若此船用最短的位移v 2 水 船- v 2vCv过河,则需时间为T2,若船速大于水速,则船速与水速之比为()(A) (B) (C) (D)d解析:设船速为v1,水速为v2,河宽为 d ,则由题意可知:T1 =①1d当此人用最短位移过河时,即合速度v 方向应垂直于河岸,如图所示,则T2=②v 2-v 21 2T v 2-v 2v T联立①②式可得:1=T2【巩固练习】12,进一步得1=v1v2答案:Am1、一个劈形物体M,各面都光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个光滑小球m,劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()M A、沿斜面向下的直线B、竖直向下的直线C、无规则的曲线D、抛物线解析:由于小球初速度为零,所以不可能做曲线运动;又因为小球水平方向不受力,水平方向运动状态不变,所以只能向下运动。

答案:C[同类变式1]下列说法中符合实际的是:()A.足球沿直线从球门的右上角射入球门B.篮球在空中划出一条规则的圆弧落入篮筐C.台球桌上红色球沿弧线运动D.羽毛球比赛时,打出的羽毛球在对方界内竖直下落。

解析:足球在空中向前飞行时,只受重力作用,一定做曲线运动;抛出的篮球,所受重力的方向不可能总与篮球的速度方向垂直,所以不可能是规则的圆弧;滚动的台球所受合力是摩擦力,与运动方向相反,只能做减速直线运动;打出的羽毛球受到重力及较大的空气阻力作用,其中空气阻力总与运动方向相反,随着运动速率减小而减小,二力合力的大小及方向都在不断变化,所以打出的球较高时有可能竖直下落。

D [同类变式 2]匀速上升的载人气球中,有人水平向右抛出一物体,取竖直向上为 y 轴正方向,水平向右为 x轴正方向,取抛出点为坐标原点,则地面上的人看到的物体运动轨迹是下图中的:A解析:物体具有竖直向上的初速度,在空中只受重力作用,所以做斜上抛运动(水平方向作匀速运动、竖直方向做竖直上抛运动。

)答案:B2、如图所示为一空间探测器的示意图,P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机,P1、P2的连线与空间一固定坐标系的x 轴平行,P3、P4的连线与y 轴平行.每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动.开始时,探测器以恒定的速率v o向正x 方向平动.要使探测器改为向正x 偏负y 60°的方向以原来的速率v o平动,则可( )A.先开动P1适当时间,再开动P4适当时间B.先开动P3适当时间,再开动P2适当时间C.开动P4适当时间D.先开动P3适当时间,再开动P4适当时间解析:火箭、喷气飞机等是由燃料的反作用力提供动力,所以P1、P2、P3、P4分别受到向左、上、右、下的作用力。

使探测器改为向正x 偏负y 60°的方向以原来的速率v o平动,所以水平方向上要减速、竖直方向上要加速。

答案:A3、如图所示,A、B 为两游泳运动员隔着水流湍急的河流站在两岸边,A 在较下游的位置,且A 的游泳成绩比B 好,现让两人同时下水游泳,要求两人尽快在河中相遇,试问应采用下列哪种方法才能实现?()A.A、B 均向对方游(即沿虚线方向)而不考虑水流作用B.B 沿虚线向A 游且A 沿虚线偏向上游方向游2T 2-T 22 1B DC.A 沿虚线向B 游且B 沿虚线偏向上游方向游D.都应沿虚线偏向下游方向,且B 比A 更偏向下游解析:游泳运动员在河里游泳时同时参与两种运动,一是被水冲向下游,二是沿自己划行方向的划行运动。

游泳的方向是人相对于水的方向。

选水为参考系,A、B 两运动员只有一种运动,由于两点之间直线最短,所以选 A。

二、平抛运动【题型总结】1.斜面问题:①分解速度:例:如图所示,以水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直撞在倾角为的斜面上,求物体完成这段飞行的时间和位移。

解:tan=vxvy=vgt,∴t =1vg ⋅t anv 2 (2 tan 2+ 1)S =S +S ⋅tan=gt 2+v t ⋅tan=0y x 2 0 2g tan 2练习:如图所示,在倾角为 370的斜面底端的正上方 H 处,平抛一小球,该小球垂直打在斜面上的一点,求小球抛出时的初速度。

解:小球水平位移为H -1gt 2x =v0t ,竖直位移为y =1gt 2,由图可知,2tan 370= 2 ,又tan 370=v0 ,解之得:v = 153gH .②分解位移:vt gt 017例:如图,在倾角为的斜面顶端A 处以速度v0水平抛出一小球,落在斜面上的某一点B 处,设空气阻力不计,求小球从A 运动到 B 处所需的时间和位移。

解:设小球从A 处运动到B 处所需的时间为t ,则水平位移x =v t ,竖直位移y =1gt 2。

1gt 2= (v t) tan,∴t =2vtan S =Sy1gt 2=22v 2 tan 2=02 2 0g sin sin g sin练习1:(求平抛物体的落点)如图,斜面上有a、b、c、d 四个点,ab=bc=cd。

从a 点正上方的O 点以速度v0水平抛出一个小球,它落在斜面上b 点。

若小球从O 点以速度 2v0水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的A.b 与c 之间某一点B.c 点C.c 与d 之间某一点D.d 点解析:当水平速度变为 2v0时,如果作过b 点的直线 be,小球将落在c 的正下方的直线上一点,连接 O 点和e 点的曲线,和斜面相交于bc 间的一点,故 A 对。

答案:A练习 2:(证明某一夹角为定值)从倾角为θ的足够长的 A 点,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v1,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为,第二次初速度,球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为,若,试比较的大小。

解析:,所以。

即以不同初速度平抛的物体落在斜面上各点的速度是互相平行的。

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