(新課標(biāo))2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.1 曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)案.doc
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1.1.1 曲線運(yùn)動(dòng) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心凝煉 1.知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)。 1個(gè)條件——物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 1種方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解 2個(gè)概念——曲線運(yùn)動(dòng)的位移、速度 2.會(huì)確定曲線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的方向,知道曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。 3.經(jīng)歷蠟塊運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程,體會(huì)研究曲線運(yùn)動(dòng)的方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解。 4.知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。 一、曲線運(yùn)動(dòng)的位移 [觀圖助學(xué)] (1)2018年2月23日中國(guó)選手武大靖奪得平昌冬奧會(huì)短道速滑男子500米決賽冠軍,并且創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。短道速滑比賽中武大靖做什么運(yùn)動(dòng)?怎樣描述武大靖的位移?應(yīng)選擇什么坐標(biāo)系? (2)我國(guó)的武裝直升機(jī)某次軍演中水平發(fā)射的炸彈,在地面上的人看來(lái)做什么運(yùn)動(dòng)?怎樣描述炸彈的位移?應(yīng)選擇什么坐標(biāo)系? 1.坐標(biāo)系的選擇:研究物體在同一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)選擇平面直角坐標(biāo)系。 2.位移的描述:物體運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)時(shí),其位移可用它在坐標(biāo)軸方向的分矢量來(lái)表示,而分矢量可用該點(diǎn)的坐標(biāo)表示。 [理解概念] 如圖甲、乙所示,判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)樊振東打出的乒乓球做曲線運(yùn)動(dòng)。(√) (2)朱婷打出的排球做直線運(yùn)動(dòng)。() (3)曲線運(yùn)動(dòng)的位移可能比路程大。() 二、曲線運(yùn)動(dòng)的速度 [觀圖助學(xué)] 如圖是我國(guó)著名網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員李娜精彩的比賽瞬間,如果網(wǎng)球離開(kāi)球拍后,沿圖中虛線做曲線運(yùn)動(dòng),則圖中v1、v2、v3、v4分別表示網(wǎng)球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向,哪些是正確的?哪些是錯(cuò)誤的? 1.速度方向:質(zhì)點(diǎn)在曲線上某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。 2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。 3.速度的描述:速度是矢量,可以用相互垂直的兩個(gè)方向的分矢量(分速度)表示。 [理解概念] 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變。() (2)曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變。() (3)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。(√) (4)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度一定不為零。(√) 三、運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例 1.裝置:在一端封閉、長(zhǎng)約1 m的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一個(gè)用紅蠟做成的小圓柱體R,將玻璃管口用橡膠塞塞緊。 2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (1)將這個(gè)玻璃管倒置(如圖甲),可以看到蠟塊上升的速度大小不變,即蠟塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 甲 (2)再次將玻璃管上下顛倒,在蠟塊上升的同時(shí)將玻璃管水平向右勻速移動(dòng),觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)情況。 (3)以蠟塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)O,水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向,建立平面直角坐標(biāo)系,如圖乙所示。 乙 ①蠟塊的位移: 蠟塊沿水平方向向右勻速運(yùn)動(dòng):x=vxt;蠟塊沿豎直方向向上勻速運(yùn)動(dòng):y=vyt。 ②蠟塊的速度v=, tan θ=。 ③蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡方程y=x。 四、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 [觀圖助學(xué)] 如圖所示,一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿軌跡ABCD運(yùn)動(dòng),圖中畫出了質(zhì)點(diǎn)在各處的速度v和質(zhì)點(diǎn)所受合力F的方向,其中哪些可能是正確的?哪些一定是錯(cuò)誤的? 1.動(dòng)力學(xué)角度:當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。 2.運(yùn)動(dòng)學(xué)角度:物體的加速度方向與它的速度方向不在同一條直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。 [理解概念] 如圖為在彎道上高速行駛的賽車,判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),合力一定是變力。() (2)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),合力一定不為零。(√) (3)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度一定不為零。(√) 對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解 [觀察探究] 1.如圖1所示,游樂(lè)場(chǎng)中的摩天輪在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)乘客到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),乘客的速度沿什么方向?當(dāng)摩天輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),乘客的速度是否發(fā)生變化? 圖1 答案 沿水平方向 乘客做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向不斷變化。 2.如圖2所示,砂輪上打磨下來(lái)的熾熱微粒沿什么方向飛出?如何確定物體在某一點(diǎn)的速度方向? 圖2 答案 從砂輪上打磨下來(lái)的熾熱微粒沿脫落點(diǎn)的切線方向飛出,所以物體在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。 3.為什么曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)? 答案 由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變化,不論其速度大小是否變化,其速度一定變化,因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。 [探究歸納] 1.曲線運(yùn)動(dòng)在某點(diǎn)的速度方向一定沿著曲線上該點(diǎn)的切線方向。 2.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),但是變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng);曲線運(yùn)動(dòng)一定有加速度,但加速度不一定變化。 [試題案例] [例1] (2018襄陽(yáng)高一檢測(cè))如圖3所示,物體沿曲線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn),關(guān)于物體在ab段的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) 圖3 A.物體的速度可能不變 B.物體的速度不可能均勻變化 C.a點(diǎn)的速度方向由a指向b D.ab段的位移大小一定小于路程 解析 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻改變,即使速度大小不變,速度方向也在不斷發(fā)生變化,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必定受到力的作用,當(dāng)物體所受到的合力為恒力時(shí),物體的加速度恒定,速度均勻變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;a點(diǎn)的速度方向沿a點(diǎn)的切線方向,C項(xiàng)錯(cuò)誤;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移大小必小于路程,D項(xiàng)正確。 答案 D 曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的兩種判斷方法 (1)看物體的合力:若物體的合力為恒力,則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng);若物體的合力為變力,則它做變加速曲線運(yùn)動(dòng)。 (2)看物體的加速度:若物體的加速度不變,則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng);若物體的加速度變化,則它做變加速曲線運(yùn)動(dòng)。 [針對(duì)訓(xùn)練1] 翻滾過(guò)山車是大型游樂(lè)園里比較刺激的一種娛樂(lè)項(xiàng)目。如圖4所示,翻滾過(guò)山車(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下,過(guò)M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示,在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是( ) 圖4 A.過(guò)山車做勻速運(yùn)動(dòng) B.過(guò)山車做變速運(yùn)動(dòng) C.過(guò)山車受到的合力等于零 D.過(guò)山車經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同 解析 過(guò)山車做曲線運(yùn)動(dòng),其速度方向時(shí)刻變化,速度是矢量,故過(guò)山車的速度是變化的,即過(guò)山車做變速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確;做變速運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度,由牛頓第二定律可知物體所受合力一定不為零,C錯(cuò)誤;過(guò)山車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上,經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下,D錯(cuò)誤。 答案 B 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 [觀察探究] 如圖5所示,將圓弧形滑軌放在鋪了一層白紙的平滑桌面上,使其底端與桌面相切,讓鋼球從圓弧形滑軌滾下獲得一定的初速度。為便于觀察,在離開(kāi)滑軌處沿鋼球運(yùn)動(dòng)方向用直尺在白紙上畫一直線。圖甲中將條形磁鐵沿直線放置;圖乙中將條形磁鐵放在鋼球運(yùn)動(dòng)路線的旁邊。 圖5 (1)圖甲中鋼球從滑軌上滾下時(shí),觀察鋼球做什么運(yùn)動(dòng),鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系? (2)圖乙中鋼球從滑軌上滾下時(shí),觀察鋼球做什么運(yùn)動(dòng),鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系? 答案 (1)鋼球做加速直線運(yùn)動(dòng),鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向相同。 (2)鋼球做曲線運(yùn)動(dòng),鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向不在同一條直線上。 [探究歸納] 1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合力與速度方向不共線。 2.合力與軌跡的關(guān)系:物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),其軌跡總偏向合力所指的一側(cè),或者說(shuō)合力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè),也可以說(shuō)運(yùn)動(dòng)軌跡總是夾在合力方向與速度方向之間且與速度方向相切。 3.合力與速率變化的關(guān)系 分類 速度與合力 間的夾角θ 運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 力的作用效果 直線 運(yùn)動(dòng) θ=0 加速直線運(yùn)動(dòng) 只改變速度的大小,不改變速度的方向 θ=180 減速直線運(yùn)動(dòng) 曲線 運(yùn)動(dòng) 0<θ<90 加速曲線運(yùn)動(dòng) 既改變速度的大小,又改變速度的方向 90<θ<180 減速曲線運(yùn)動(dòng) θ=90 速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng) 只改變速度的方向,不改變速度的大小 [試題案例] [例2] (2018菏澤高一檢測(cè))質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q,如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、加速度和受到的合外力,下列圖象可能正確的是( ) 【思路點(diǎn)撥】 (1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向沿軌跡的切線。 (2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),合力(或加速度)方向總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)。 解析 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度方向就是曲線上那一點(diǎn)的切線方向,曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡向合外力的方向彎曲,而合外力的方向就是加速度的方向,故只有D項(xiàng)正確。 答案 D 曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡與力的關(guān)系的理解 (1)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡由初速度、合外力兩個(gè)因素決定,軌跡夾在合外力方向與速度方向之間且與速度相切。 (2)物體在恒力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度的方向?qū)⒃絹?lái)越接近力的方向,但不會(huì)與力的方向相同。 [針對(duì)訓(xùn)練2] 如圖6所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖,已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直,則下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖6 A.D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大 B.A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90 C.A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大 D.從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小 解析 由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知,合力方向與B點(diǎn)切線垂直且向下,故質(zhì)點(diǎn)由C到D過(guò)程,合力方向與速度方向夾角小于90,速率增大,D點(diǎn)速率比C點(diǎn)的速率大,A正確;A點(diǎn)的加速度方向與過(guò)A的切線,即速度方向夾角大于90,B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),合力的大小方向均不變,加速度不變,故C錯(cuò)誤;從A到D加速度與速度的夾角一直變小,D錯(cuò)誤。 答案 A 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 [觀察探究] 如圖7所示,跳傘運(yùn)動(dòng)員打開(kāi)降落傘后正在從高空下落。 圖7 (1)跳傘員在無(wú)風(fēng)時(shí)豎直勻速下落,有風(fēng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡還豎直向下嗎?豎直方向的運(yùn)動(dòng)是跳傘員的合運(yùn)動(dòng)還是分運(yùn)動(dòng)? (2)已知跳傘員的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)速度,怎樣求跳傘員的合速度? 答案 (1)有風(fēng)時(shí)不沿豎直向下運(yùn)動(dòng)。無(wú)風(fēng)時(shí)跳傘員豎直勻速下落,有風(fēng)時(shí),一方面豎直勻速下落,一方面在風(fēng)力作用下水平運(yùn)動(dòng)。因此,豎直勻速下落的運(yùn)動(dòng)是跳傘員的分運(yùn)動(dòng)。 (2)應(yīng)用平行四邊形定則求合速度。 [探究歸納] 1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) (1)如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng),那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng),參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是分運(yùn)動(dòng)。 (2)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng),實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度。 2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 等效性 各分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同 等時(shí)性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生和結(jié)束,時(shí)間相同 獨(dú)立性 各分運(yùn)動(dòng)之間互不相干,彼此獨(dú)立,互不影響 同體性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是同一物體的運(yùn)動(dòng) 3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解 (1)概念:已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),叫運(yùn)動(dòng)的合成;已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng),叫運(yùn)動(dòng)的分解。 (2)運(yùn)算法則:運(yùn)動(dòng)合成和分解就是位移、速度、加速度的合成與分解,這些量都是矢量,遵循的是平行四邊形定則。 (3)處理方法:①作圖法,即應(yīng)用平行四邊形定則嚴(yán)格作圖。 ②解析法,即應(yīng)用解三角形的方法列方程。 [試題案例] [例3] (2018德州高一檢測(cè))如圖8所示,在某次演習(xí)中,演習(xí)直升機(jī)空投物資。直升機(jī)空投物資時(shí),可以停留在空中不動(dòng),設(shè)投出的物資離開(kāi)飛機(jī)后由于降落傘的作用在空中能勻速下落,無(wú)風(fēng)時(shí)落地速度為5 m/s。若飛機(jī)停留在離地面100 m高處空投物資,由于水平風(fēng)的作用,使降落傘和物資獲得1 m/s 的水平向東的速度。求:(結(jié)果可保留根式) 圖8 (1)物資在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間; (2)物資落地時(shí)速度的大小; (3)物資在下落過(guò)程中水平方向移動(dòng)的距離。 解析 如圖所示,物資的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看做是豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。 (1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,故物資實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與豎直方向分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。 所以t== s=20 s。 (2)物資落地時(shí)vy=5 m/s,vx=1 m/s, 由平行四邊形定則得 v== m/s= m/s。 (3)物資水平方向的位移大小為 x=vxt=120 m=20 m。 答案 (1)20 s (2) m/s (3)20 m 求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的思路 (1)根據(jù)題意確定物體的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)。 (2)根據(jù)平行四邊形定則作出矢量合成或分解的平行四邊形。 (3)根據(jù)所畫圖形求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的參量,求解時(shí)可以用勾股定理、三角函數(shù)、三角形相似等數(shù)學(xué)知識(shí)。 [針對(duì)訓(xùn)練3] 2018年4月25日 “吳橋雜技節(jié)” 開(kāi)幕,在某雜技表演中,猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),同時(shí)人頂著直桿以速度v0水平勻速移動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t,猴子沿桿向上移動(dòng)的高度為h,人頂桿沿水平地面移動(dòng)的距離為x,如圖9所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖9 A.相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線 B.相對(duì)地面做變加速曲線運(yùn)動(dòng) C.t時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v0+at D.t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為 解析 猴子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),猴子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線;因?yàn)楹镒邮艿降暮贤饬愣?加速度恒定),所以相對(duì)地面猴子做的是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤;t時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v=,C錯(cuò)誤;t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為s=,D正確。 答案 D “香蕉球”的成因簡(jiǎn)析 1966年在倫敦足球世界杯賽中,球王貝利踢出了第一個(gè)“美麗的弧線球”’, “香蕉球”由此誕生了,以后許多球星也踢出了美麗的“香蕉球”。 圖10甲所示為貝克漢姆踢出的一個(gè)“香蕉球”示意圖,“香蕉球”是怎樣形成的?圖乙所示是足球沒(méi)有旋轉(zhuǎn)只發(fā)生平動(dòng)時(shí)的空氣流動(dòng)情形;圖丙所示是足球沒(méi)有平動(dòng)只發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣流動(dòng)情形;圖丁所示是足球既有平動(dòng)同時(shí)又有旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣流動(dòng)情形,即形成“香蕉球”的情形,一方面空氣迎著球向后流動(dòng),另一方面,由于旋轉(zhuǎn)帶來(lái)空氣與球之間的摩擦,球周圍的空氣又會(huì)被帶著一起旋轉(zhuǎn),這時(shí),球旋轉(zhuǎn)的方向與球前進(jìn)方向相同一側(cè)相對(duì)于空氣的速度比另一側(cè)小。物理知識(shí)告訴我們:氣體的流速越大,壓強(qiáng)越小,氣體的壓力越小。由于足球兩側(cè)空氣的流動(dòng)速度不一樣,它們對(duì)足球所產(chǎn)生的壓強(qiáng)(壓力)也不一樣,于是,足球在空氣壓力的作用下,被迫向空氣流速大的一側(cè)轉(zhuǎn)彎了,從而形成“香蕉球”。 圖10 1.(對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),以下說(shuō)法中正確的是( ) A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B.變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) C.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng) D.加速度不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) 解析 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向時(shí)刻變化,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),A正確;變速運(yùn)動(dòng)可能是速度的方向在變化,也可能是速度的大小在變化,所以變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;曲線運(yùn)動(dòng)可能是變加速曲線運(yùn)動(dòng),也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;加速度不變的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速直線運(yùn)動(dòng),也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。 答案 A 2.(曲線運(yùn)動(dòng)的速度特點(diǎn))2018年4月13日~15日第15屆F1中國(guó)大獎(jiǎng)賽在上海奧迪國(guó)際賽車場(chǎng)舉行,假如某賽車在彎道上高速行駛時(shí)突然后輪脫離賽車,關(guān)于脫離賽車后的車輪的運(yùn)動(dòng)情況,以下說(shuō)法正確的是( ) 圖11 A.仍然沿著汽車行駛的彎道運(yùn)動(dòng) B.沿著與彎道垂直的方向飛出 C.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng),離開(kāi)彎道 D.上述情況都有可能 解析 賽車沿彎道行駛,任一時(shí)刻賽車上任何一點(diǎn)的速度方向都是賽車運(yùn)動(dòng)的曲線軌跡上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點(diǎn)所在軌跡的切線方向。所以選項(xiàng)C正確。 答案 C 3.(對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)條件的理解)在越野賽車時(shí),一輛賽車在水平公路上減速轉(zhuǎn)彎,從俯視圖中可以看到賽車沿曲線由M向N行駛。下圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向,你認(rèn)為正確的是( ) 解析 賽車做的是曲線運(yùn)動(dòng),賽車受到的合力應(yīng)該指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),由于賽車是從M向N運(yùn)動(dòng)的,并且速度在減小,所以合力與賽車的速度方向的夾角要大于90,故C正確。 答案 C 4.(對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的理解)(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解,下列說(shuō)法正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的位移是分運(yùn)動(dòng)位移的矢量和 B.合運(yùn)動(dòng)的速度一定會(huì)比其中任何一個(gè)分速度大 C.合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等 D.若合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),則分運(yùn)動(dòng)中至少有一個(gè)是曲線運(yùn)動(dòng) 解析 位移是矢量,合位移是分位移的矢量和,選項(xiàng)A正確;速度也是矢量,滿足平行四邊形定則,根據(jù)平行四邊形的特點(diǎn),合速度可以比分速度小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性,選項(xiàng)C正確;兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)也可以是曲線運(yùn)動(dòng),例如,互成夾角的勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻加速直線運(yùn)動(dòng)合成時(shí),合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 AC 合格性檢測(cè) 1.如圖1所示的曲線為某同學(xué)拋出的鉛球的運(yùn)動(dòng)軌跡(鉛球視為質(zhì)點(diǎn)),A、B、C為曲線上的三點(diǎn),關(guān)于鉛球在B點(diǎn)的速度方向,下列說(shuō)法正確的是( ) 圖1 A.為AB的方向 B.為BD的方向 C.為BC的方向 D.為BE的方向 解析 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)軌跡上經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的切線方向,如題圖中鉛球?qū)嶋H沿ABC方向運(yùn)動(dòng),故它在B點(diǎn)的速度方向應(yīng)為切線BD的方向,B正確。 答案 B 2.(2018臨沂高一檢測(cè))(多選)下列說(shuō)法正確的是( ) A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向一定發(fā)生變化 B.速度方向發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) C.速度變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定有加速度 解析 任何曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻變化,一定有加速度,故A、D正確;速度方向變化、速度變化的運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng),如豎直上拋運(yùn)動(dòng),速度發(fā)生變化,在最高點(diǎn)速度方向發(fā)生變化,而軌跡為直線,故B、C錯(cuò)誤。 答案 AD 3.若已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,圖中a、b、c、d表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡,其中正確的是( ) 解析 合外力F與初速度v0不共線,物體一定做曲線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;物體的運(yùn)動(dòng)軌跡向合外力F方向偏轉(zhuǎn),且介于F與v0的方向之間,A、D錯(cuò)誤,B正確。 答案 B 4.一物體由靜止開(kāi)始自由下落,一小段時(shí)間后突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響,但著地前一段時(shí)間內(nèi)風(fēng)突然停止,則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是( ) 解析 物體自由下落到某處突然受一恒定水平向右的風(fēng)力,則軌跡應(yīng)向右彎曲,且彎點(diǎn)的切線方向應(yīng)豎直向下,故A、B、D錯(cuò)誤;撤去風(fēng)力后,物體只受重力,即合外力向下,軌跡應(yīng)向下彎曲,只有C符合,故C正確。 答案 C 5.如圖2所示,物體以恒定的速率沿圓弧AB做曲線運(yùn)動(dòng),下列對(duì)它的運(yùn)動(dòng)分析正確的是( ) 圖2 A.因?yàn)樗乃俾屎愣ú蛔儯詾閯蛩龠\(yùn)動(dòng) B.該物體受到的合力一定不等于零 C.該物體受到的合力一定等于零 D.它的加速度方向與速度方向有可能在同一直線上 解析 物體做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向一定不斷變化,是變速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是外力作用的結(jié)果,所以物體所受合力一定不為零,故選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;依據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,合力方向(或加速度方向)與速度方向一定不共線,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 B 6.關(guān)于合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)速度一定不小于分運(yùn)動(dòng)速度 B.合運(yùn)動(dòng)加速度不可能與分運(yùn)動(dòng)加速度相同 C.合運(yùn)動(dòng)的速度與分運(yùn)動(dòng)的速度沒(méi)有關(guān)系,但合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等 D.合位移可能等于兩分位移的代數(shù)和 解析 根據(jù)平行四邊形定則,作出以兩個(gè)互成角度的分速度為鄰邊的平行四邊形,兩鄰邊夾角的對(duì)角線表示合速度,對(duì)角線的長(zhǎng)度可能等于鄰邊長(zhǎng)度,也可能小于鄰邊長(zhǎng)度,也可能大于鄰邊長(zhǎng)度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)的加速度可能大于、等于或小于分運(yùn)動(dòng)的加速度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等效性、同體性、等時(shí)性等關(guān)系,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;如果兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在同一直線上,且方向相同,其合位移就等于兩分位移的代數(shù)和,選項(xiàng)D正確。 答案 D 7.(2018唐山高一檢測(cè)) (多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項(xiàng)目,如圖3所示,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后,在下落過(guò)程中不免會(huì)受到水平風(fēng)力的影響,下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖3 A.風(fēng)力越大,運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)員可完成更多的動(dòng)作 B.風(fēng)力越大,運(yùn)動(dòng)員著地速度越大,有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害 C.運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無(wú)關(guān) D.運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力無(wú)關(guān) 解析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理,水平方向吹來(lái)的風(fēng)不會(huì)影響豎直方向的運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,C正確;根據(jù)速度的合成,落地時(shí)速度v=,風(fēng)速越大,vx越大,則運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)速度越大,B正確,D錯(cuò)誤。 答案 BC 8.(多選)如圖4所示,一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右以速度v勻速移動(dòng),運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直,則下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖4 A.橡皮做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.橡皮運(yùn)動(dòng)的速度大小為2v C.橡皮運(yùn)動(dòng)的速度大小為v D.橡皮的位移方向與水平成45角,向右上方 解析 如圖所示,橡皮同時(shí)參與了水平向右速度大小為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直向上速度大小為v的勻速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)関x和vy恒定,所以v合恒定,則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都不變,做勻速直線運(yùn)動(dòng),合速度v合===v,所以B錯(cuò)誤,A、C正確;橡皮的位移與水平方向的夾角為θ,則tan θ==1,故θ=45,所以D正確。 答案 ACD 等級(jí)性檢測(cè) 9.(多選)質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài),若突然撤去F1,保持其他力不變,則質(zhì)點(diǎn)( ) A.一定做勻變速運(yùn)動(dòng) B.一定做直線運(yùn)動(dòng) C.一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D.可能做曲線運(yùn)動(dòng) 解析 質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度,加速度恒定的運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)。由題意可知,當(dāng)突然撤去F1時(shí),質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小等于F1的大小,方向與F1相反,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在撤去F1之前,質(zhì)點(diǎn)保持平衡狀態(tài),有兩種可能:一是質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),則撤去F1后,質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng);二是質(zhì)點(diǎn)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),質(zhì)點(diǎn)仍做直線運(yùn)動(dòng);若原來(lái)F1的方向和速度方向在同一條直線上,質(zhì)點(diǎn)仍做直線運(yùn)動(dòng);若原來(lái)F1的方向和速度方向不在同一條直線上,撤去F1后,質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。 答案 AD 10.質(zhì)量m=2 kg的物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng),其分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖線如圖5(a)、(b)所示,求: 圖5 (1)物體所受的合力; (2)物體的初速度; (3)t=8 s時(shí)物體的速度; (4)t=4 s內(nèi)物體的位移。 解析 (1)物體在x方向:ax=0; y方向:ay==0.5 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律:F合=may=1 N,方向沿y軸正方向。 (2)由題圖可知vx0=3 m/s,vy0=0, 則物體的初速度v0=3 m/s,方向沿x軸正方向。 (3)由題圖知,t=8 s時(shí),vx=3 m/s,vy=4 m/s,物體的合速度為v==5 m/s,tan θ=,θ=53,即速度方向與x軸正方向的夾角為53。 (4)t=4 s內(nèi),x=vxt=12 m,y=ayt2=4 m。 物體的位移l=≈12.6 m tan α==。 答案 (1)1 N,沿y軸正方向 (2)3 m/s,沿x軸正方向 (3)5 m/s,方向與x軸正方向的夾角為53 (4)12.6 m,方向與x軸正方向的夾角的正切值為- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 新課標(biāo)2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.1 曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新課 2018 2019 學(xué)年 高考 物理 1.1 曲線 運(yùn)動(dòng)學(xué)
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