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曲线运动题型总结

题型一.运动的合成与分解:例1:一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/s B. 6m /s C. 5m /s D. 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 ∵风对地车对地风对车V V V =+ ∴V 风对地=53422=+ m /s 答案:C变式1.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 B C D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:B变式2. 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( )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练习1. 如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O 点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变V 风对V 风对V 车对mC.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变练习2、如图所示为一空间探测器的示意图,P 1 、P 2 、P 3 、P 4是四个喷气发动机, P 1 、P 2的连线与空间一固定坐标系的x 轴平行,P 3 、P 4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P 1 适当时间,再开动P 4 适当时间 B. 先开动P 3 适当时间,再开动P 2 适当时间 C. 开动P 4 适当时间D. 先开动P 3 适当时间,再开动P 4 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 P 1 、P 2 、P 3 、P 4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:A题型二. (牵连速度)绳(杆)拉物类问题 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3.分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩)4.垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动例2: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Δs 1,然后将绳拉过Δs 2到C .若Δt 很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs 1=0,又OA =OB ,∠OBA =β=(180°-Δφ)→90°.亦即Δs 1近似⊥Δs 2,故应有:Δs 2=Δh ·cos θ因为·cos θ,所以v ′=v ·cos θ 21t ht s ∆∆=∆∆2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 ·cos θ.(1) (2)变式3:一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B A v v ,,则( )A 、B A v v = B 、B A v v 〉C 、B A v v 〈D 、重物B 的速度逐渐增大解析:(微元法)设经过t ,物体前进1s ,绳子伸长2s :t v s A =1,t v s B =2⇒θcos A B v v =⇒↓θ ,↑B v ,θcos 12s s =. ∵1cos 〈θ, ∴A B v v 〈变式4: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:ααcos sin 11A A B B V V V V === αcot ⋅=A B V V5. 在水平面上有A 、B 两个物体,通过一根跨过定滑轮的不可伸长的轻绳相连接,现A 物体以v A 的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别为α、β时,B 物体的运动速度vB为V(绳始终有拉力)( ) A.A v sin sin βα B. A v sin cos βα C. A v cos sin βα D. A v cos cos βα6.如图所示,纤绳以恒定速率v 0沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸,当纤绳与水面夹角为θ时,船靠岸的速度是 ,若使船匀速靠岸,则纤绳的速度是 。

(填:匀速、加速、减速)题型三.渡河问题(1)以时间为限制条件:①时间最短:使船头垂直于河岸航行.船短v d t =(d 为河宽) αsin ds =(α为合速度与水流速度的夹角) ②普通情况:βsin 船v dt =(β为船头与河岸的夹角)(2)以位移为限制条件:①船水v v 〈 d S =短 (d 为河宽) θsin 船v dt =(θ为船头与河岸的夹角)②船水v v 〉 22船水合v v v -= 船水短v dv S =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=2v d;沿江岸方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211v dv t v s ==。

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过河,则需时间为T 2,若船速大于水速,则船速与水速之比为( )(A) (B) (C) (D)解析:设船速为1v ,水速为2v ,河宽为d ,则由题意可知 : 11v dT = ①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22212vv d T -=②联立①②式可得:1222121v v v T T -= ,进一步得2122221T T T v v -= 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C. 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】 题型一.斜面问题: 1.分解速度:例1:如图所示,以水平初速度0v 抛出的物体,飞行一段时间后,垂直撞在倾角为θ的斜面上,求物体完成这段飞行的时间和位移。

解:gtv v v y x 0tan ==θ , ∴θtan 0⋅=g v t θθθθ222002tan 2)1tan 2(tan 21tan g v t v gt S S S x y +=⋅+=⋅+= 变式1: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0x v t =,竖直位移为212y gt =,由图可知,20012tan 37H gt v t -=,又00tan 37v gt=,解之得:0v =①解位移:例2:如图,在倾角为θ的斜面顶端A 处以速度0v 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t v x 0= ,竖直位移221gt y =。

θtan )(2102t v gt = ,∴gv t θtan 20= θθθθsin tan 2sin 21sin 2202g v gt S S y ===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v 0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2v 0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2v 0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v 1,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。

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