2020-2021学年高一物理曲线运动平抛运动
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2021春人教物理必修二第五章曲线运动同步练习含答案必修二第五章曲线运动一、选择题1、在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示.关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是()A.相对地面做匀速直线运动B.相对地面做匀加速直线运动C.t时刻猴子对地速度的大小为v0+atD.t时间内猴子对地的位移大小为x2+h22、如图所示,在一次救灾工作中,一架离水面高为H、沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时,悬索将伤员吊起。
设经t时间后,A,B之间的距离为l,且l=H-t2,则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是( )3、如图所示,下面关于物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tan θ随时间t的变化图象正确的是( )4、(双选)选用如图所示的四种装置图“研究平抛运动规律”时,其操作合理且必须的是( )A. 选用装置1,每次不必控制小锤打击弹性金属片的力度 B. 选用装置每次应从斜槽上同一位置由静止释放钢球 C. 选用装置3,竖直管上端管口A 应高于瓶内水面 D. 选用装置4,可以不用调节斜槽轨道末端至水平5、如图所示是自行车传动结构的示意图,其中A 是半径为r 1的大齿轮,B 是半径为r 2的小齿轮,C 是半径为r 3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s ,则自行车前进的速度为( )A.πnr 1r 3r 2B.πnr 2r 3r 1C.2πnr 1r 3r 2D.2πnr 2r 3r 16、如图所示,一球体绕轴O 1O 2以角速度ω匀速旋转,A 、B 为球体上两点,下列几种说法中正确的是 ( )A.A 、B 两点具有相同的角速度B.A 、B 两点具有相同的线速度C.A、B两点的向心加速度的方向都指向球心D.A、B两点的向心加速度之比为2∶17、如图所示,一圆盘可绕通过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A.它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动,如图所示.则关于木块A的受力,下列说法正确的是()A.木块A受重力、支持力、静摩擦力和向心力B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心D. 木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同8、有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为()A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁B.游客处于失重状态C.游客受到的摩擦力等于重力D.游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势9、在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。
2020-2021学年人教版(2019)必修第二册5.3实验:探究平抛运动的特点课时作业9(含解析)1.在利用斜槽轨道研究平抛运动的实验中,下列说法正确的是()A.必须称出小球的质量B.斜槽轨道必须是光滑的C.斜槽轨道末端必须是水平的D.应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下2.如图所示,排球运动员站在发球线上正对球网跳起从O点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。
速度较小的排球落在A点,速度较大的排球落在B点,若不计空气阻力,则下列说法正确的是()A.两排球下落相同高度所用的时间相等B.两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相间C.两排球通过相等的水平距离,落在A点的排球所用的时间较少D.两排球在落地前的一小段相等时间内,落在B点的排球下降的高度较小3.随着人们生活水平的提高,高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。
如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。
由于恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。
则下列正确的是()A.球被击出后做平抛运动B.该球从被击出到落入A 2h gC.球被击出时的初速度大小为2g hD.球被击出后受到的水平风力的大小为mgL h4.下列哪些因素会使“ 研究平抛物体的运动” 实验的误差增大()A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点较远5.在做“研究平抛物体的运动”的实验中,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
为了能较准确地描绘运动的轨迹,下面列出了一些操作要求,你认为哪些操作是正确的()A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须相同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球的位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降6.如图所示,车厢内的后部有一相对车厢静止的乘客,车厢内的前部有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上,小球与车厢一起沿平直轨道以速度v匀速前进。
《5.3 实验:研究平抛物体的运动》针对训练1.“在探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图所示,在实验前应A.将斜槽的末端切线调成水平B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D.测出平抛小球的质量【答案】AB【解析】根据平抛运动的特点及实验要求知A、B正确。
2.如图所示,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,电磁铁E装在与轨道M最低点等高处的某一水平位置。
调C、D高度,使AC=BD,将小铁球P、Q、R分别吸在电磁铁C、D、E上,然后同时切断C、D电源,P、Q从弧形轨道滚下,当小球P运动到圆弧末端时由装置切断E电源,小球R开始下落,改变弧形轨道M的高度以及电磁铁E的位置,再进行若干次调整,经过多次实验发现,P、Q、R三球同时在水平面相撞。
下列说法和做法正确的是A.实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动B.实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动的水平方向的分运动是匀速直线运动C.若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q,为了三球同时相撞,可以适当将电磁铁E向右移动一些D.若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q,为了三球同时相撞,可以适当将电磁铁E向左移动一些【答案】AC【解析】P和R同时落地说明选项A正确;P和Q同时在水平面相撞说明选项B正确;P 和R 在空中相撞说明电磁铁E 离轨道M 近了,应将电磁铁向右移动一些,故选项C 正确,D 错误。
3.(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________。
A .游标卡尺B .秒表C .坐标纸D .天平E .弹簧测力计F .重垂线(2)实验中,下列说法正确的是A .应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B .斜槽轨道必须光滑C .要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D .斜槽轨道末端可以不水平【答案】(1)CF (2)AC【解析】(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y 轴。
2020-2021学年粤教版高一物理第二册下册第一章抛体运动同步单元基础测试卷一、单选题1.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐增加,下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是()A.B.C.D.2.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.做曲线运动的物体的速度一定变化B.速度变化的运动一定是曲线运动C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动D.做曲线运动的物体所受合外力有可能与速度在同一直线上3.如图所示,小船船头始终垂直于河岸行驶,且船速保持不变。
从A点出发行驶至B点,小船轨迹如图所示。
则下列说法正确的是()A.河岸中心水速最大B.船可能做匀速运动C.水速将影响渡河时间,水速越大,渡河时间越短D.改变船速方向不会影响渡河时间4.如图所示,汽车通过定滑轮牵引河中的小船,小船一直沿水面运动。
则()A .小船的速度2v 总小于汽车的速度1vB .汽车的速度1v 总小于小船的速度2vC .如果汽车匀速前进,则小船匀速前进D .如果汽车匀速前进,则小船减速前进5.“嫦娥二号”探月卫星的成功发射,标志着我国航天又迈上了一个新台阶,假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球,如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分。
已知照片上小方格的实际边长为a ,闪光周期为T ,据此可知( )A .小球平抛的初速度为2a TB .月球上的重力加速度为2a TC .照片上A 点不是平抛的起始位置D .小球运动到D 点时竖直速度大小为6a T6.如图所示,小球以v 0正对倾角为θ的固定斜面水平抛出,若让小球到达斜面的位移最小,不考虑空气阻力,重力加速度为g ,则飞行时间t 为( )A .02tan v g θB .0tan v θC .02tan v g θD .0tan v g θ7.如图所示,从地面上同一位置抛出两个小球A 、B ,分别落在地面上的M 、N 点,两球运动的最大高度相同。
2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册提升训练:第五章第4节抛体运动的规律含解析第4节抛体运动的规律1.平抛运动的速度(1)水平分速度初速度为v0的平抛运动,水平方向受力为零,故在整个运动过程中始终有物体在水平方向的分速度v x=错误!v0.(2)竖直分速度平抛运动的竖直初速度为错误!0,竖直方向只受重力,根据牛顿第二定律可知,加速度为重力加速度g,由运动学公式可知,物体在竖直方向的分速度v y与时间t的关系是v y=错误!gt。
(3)运动t时刻的速度合速度大小为v=错误!错误!,方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=错误!错误!.2.平抛运动的位移与轨迹(1)做平抛运动的物体的水平分位移为x=错误!v0t,竖直分位移为y=错误!错误!gt2,联立这两个式子消去t,可得到做平抛运动的物体的轨迹方程:y=错误!错误!x2。
式中g、错误!v0都是与x、y无关的常量,根据数学知识可知,它的图像是一条错误!抛物线。
(2)运动t时刻的位移合位移大小为s=错误!错误!,方向与水平方向的夹角α满足tanα=错误!错误!.3.一般的抛体运动(1)斜抛运动:物体被抛出时的速度v0不沿水平方向,而是错误!斜向上方或错误!斜向下方.(2)斜抛运动的受力情况:在水平方向上不受力,加速度是错误! 0;在竖直方向只受错误!重力,加速度是错误!g。
(3)如果斜抛物体的初速度v0与水平方向间的夹角为θ,则水平方向初速度v0x=错误!v0cosθ,竖直方向初速度v0y=错误!v0sinθ。
(4)求解斜抛运动的方法:水平方向为错误!匀速直线运动;竖直方向为初速度为错误!v0sinθ的匀变速直线运动,加速度a=错误!g。
典型考点一平抛运动的理解1.(多选)关于平抛运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是以一定的速度抛出,满足合力为零的运动B.平抛运动是匀变速曲线运动C.平抛运动中速度的变化Δv与竖直方向速度的变化Δv y相等D.自一定高度向水平地面平抛小铁球,其落地时间只与抛出点的高度有关答案BCD解析平抛运动的条件:初速度水平,只受重力,合力不为零,故A错误;平抛运动只受重力作用,加速度恒定,为重力加速度g,故平抛运动是匀变速曲线运动,B正确;平抛运动的加速度为g,其速度的变化Δv=g·Δt=Δv y,故C正确;根据合运动和分运动具有等时性,竖直高度决定运动时间,即h=错误!gt2,解得t=错误!,可知落地时间只与高度有关,故D正确。
2020-2021学年人教版(2019)必修第二册5.1曲线运动课时作业4(含解析)1.下列关于曲线运动的说法中正确的是()A.曲线运动的速度一定变化,加速度也一定变化B.曲线运动的速度一定变化,做曲线运动的物体一定有加速度C.曲线运动的速度大小可以不变,所以做曲线运动的物体不一定有加速度D.在恒力作用下,物体不可能做曲线运动2.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.曲线运动的速度大小一定变化B.曲线运动的加速度一定不变C.一段时间内,做曲线运动的物体的位移可能为零D.在平衡力作用下,物体可能做曲线运动3.如图曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹,质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等,已知AB弧长大于BC弧长,则下列判断正确的是()A.该质点做非匀变速运动B.该质点在这段时间可能做加速运动C.两段时间内该质点的速度变化量相等D.两段时间内该质点的速度变化量不相等4.关于质点做曲线运动的说法正确的是()A.质点的速度方向可以不变B.质点的加速度方向一定改变C.质点初速度方向可以和加速度方向相同D.质点的速度方向一定沿曲线的切线方向5.关于对物体做曲线运动的理解,以下说法中正确的是()A.速度变化的运动必定是曲线运动B.加速度恒定的运动不可能是曲线运动C .做曲线运动的物体速度方向与合外力的方向在轨迹的同一侧D .原来平衡的物体,突然撤去一个外力,物体可能做曲线运动,也可能做直线运动 6.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m ,水的阻力恒为f ,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v ,此时人的拉力大小为F ,则( )A .人拉绳行走的速度为sin v θB .人拉绳行走的速度为cos v θC .人拉绳行走的速度为cos v θD .人拉绳行走的速度为tan v θ7.如图,从斜面上的点以速度v 0水平抛出一个物体,飞行一段时间后,落到斜面上的B 点,己知AB =75m ,α=37°,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10m/s 2.)不计空气阻力,下列正确的是( )A .物体的位移大小为60mB .物体飞行的时间为6sC .物体在B 点的速度大小为30m/sD .物体的初速度v 0大小为20m/s8.某跳伞运动员打开降落伞降落,在无风的时候落地速度为4m/s ,现在有水平方向的风,风使他获得3m/s 的水平速度,则运动员的落地速度为:A .1m/sB .3m/sC .5m/sD .7m/s9.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )A .做曲线运动的物体,加速度一定变化B .做曲线运动的物体,加速度可能不变C .做曲线运动的物体,速度与加速度方向可以始终在一条直线上D .做曲线运动的物体,速度与加速度的方向不可能垂直10.如图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B 点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是A.A点的加速度与速度的夹角小于90ºB.D点的速率比C点的速率大C.A点的加速度比D点的加速度大D.从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小11.关于曲线运动的叙述正确的是()A.曲线运动不一定都是变速运动B.做曲线运动的物体,速度方向时刻变化,故曲线运动不可能是匀变速运动C.物体在一个恒力作用下有可能做曲线运动D.物体只有受到方向时刻变化的力的作用下才可能做曲线运动12.—个物体做曲线运动,则这个物体()A.受到的合力一定不是恒力B.可能做匀速运动C.一定做变速运动D.加速度方向一定不断改变13.在2018年6月1日,在云南省西双版纳自治区景洪市坠落一颗陨石,图示是一目击者看到的陨石在大气层中下落的一段运动轨迹,由此可判断陨石在图示的运动过程中A.陨石所受合力可能为零B.运动轨迹上每一点的切线方向,就是陨石的运动方向C.陨石受到的合力方向可能与速度方向相同D.陨石的运动速度可能不变14.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,汽车转弯时的加速度方向,不可能的是()A.B.C.D.15.下列说法中不正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.速度大小不变的运动可能是曲线运动C.加速度变化的运动一定是曲线运动D.做曲线运动的物体,其速度方向与合外力方向不在同一直线上16.某一质点做曲线运动时,则其速度()A.大小一定不断变化B.方向跟力的方向一致C.方向跟加速度的方向一致D.方向随时间而改变17.下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内飞行的轨迹,小鸟在图示位置时的速度v和所受合力F的方向可能正确的是()A.B.C.D.18..关于曲线运动的性质,以下说法正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.曲线运动一定是变加速运动C.变速运动不一定是曲线运动D.运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动一定是直线运动参考答案1.B【详解】A.做曲线运动的物体速度一定发生变化,但加速度可以不变,例如平抛运动,A错误;B.只要速度发生变化,就一定有加速度,B正确;C.做曲线运动的物体,速度大小可以不变,但方向一定发生变化,由于速度是矢量,即速度发生变化,因此一定有加速度,C错误;D.在恒力作用下,物体可以做曲线运动,平抛运动就是例子,D错误。
平抛运动练习题分题型练习:分别为平抛运动的基础理解、基础应用、推论应用、临界问题、平面抛问题、其它问题、一般抛体运动平抛运动的基础理解1.关于平抛物体的运动,以下说法正确的是()A.做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间的增加而增大B.平抛物体的运动是变加速运动C.做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变D.做平抛运动的物体水平方向的速度逐渐增大2.物体在做平抛运动的过程中,下列哪些量是不变的()①物体运动的加速度②物体沿水平方向运动的分速度③物体沿竖直方向的分速度④物体运动的位移方向A.①②B.③④C.①③D.②④3.做平抛运动的物体,落地过程在水平方向通过的距离取决于()A.物体的初始高度和所受重力B.物体的初始高度和初速度C.物体所受的重力和初速度D.物体所受的重力、初始高度和初速度4.关于平抛运动,下列说法正确的是()A.因为平抛运动的轨迹是曲线,所以不可能是匀变速运动B.平抛运动速度的大小与方向不断变化,因而相等时间内速度的变化量也是变化的,加速度也不断变化C.平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直下抛运动D.平抛运动是加速度恒为g的匀变速曲线运动5.关于做平抛运动的物体,下列说法正确的是()A.物体的运动时间只由抛出时的初速度决定,与下落高度无关B.平抛物体在t时刻速度的方向与t时间内位移的方向不同C.平抛物体在空中运动的时间随初速度增大而增大D.若平抛物体运动的时间足够长,则速度方向将会竖直向下6. (多选)关于平抛运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B.平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C.平抛运动的速度大小是时刻变化的D.平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小平抛运动的规律的基础应用7.一个物体以初速度v 0水平抛出,经过时间t ,竖直方向速度大小为v 0,则t 为(不计空气阻力,重力加速度为g )( )A.v 0gB.2v 0g C.v 02g D.2v 0g8.如图所示,滑板运动员以速度v 0从离地高h 处的平台末端水平飞出,落在水平地面上.忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点,下列表述正确的是( )A .v 0越大,运动员在空中运动时间越长B .v 0越大,运动员落地瞬间速度越大C .运动员落地瞬间速度与高度h 无关D .运动员落地位置与v 0大小无关9.物体以初速度v 0水平抛出,当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时,则物体抛出的时间是( )A.v 0gB.2v 0gC.4v 0gD.8v 0g10.(多选)一个小球从高为h 的地方以水平速度v 0抛出,经t 时间落到地面,不计空气阻力,重力加速度大小为g ,则小球落地时的速度可以表示为( )A .v 0+gtB.2ghC.v20+2ghD.v20+g2t211.(多选)某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的前方(如图所示)。
2020年高考物理备考微专题精准突破专题2.2 平抛运动【专题诠释】1.飞行时间由t =2h g知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关. 2.水平射程x =v 0t =v 02h g,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关. 3.落地速度v =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ=v y v x =2gh v 0,落地速度与初速度v 0和下落高度h 有关.4.速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g ,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt 内的速度改变量Δv =g Δt 是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.5.两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图所示,即x B =x A 2.推导: ⎭⎬⎫tan θ=y A x A -x Btan θ=v y v 0=2y Ax A →x B =x A 2 (2)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,有tanθ=2tan α.推导: ⎭⎬⎫tan θ=v y v 0=gt v 0tan α=y x =gt 2v 0→tan θ=2tan α 【高考领航】【2019·新课标全国Ⅱ卷】如图(a ),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的 速度和滑翔的距离。
某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v 表示他在竖直 方向的速度,其v –t 图像如图(b )所示,t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻。
则( )A .第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B .第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C .第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D .竖直方向速度大小为v 1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【2018·新课标全国III 卷】在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v 和2v 的速度沿同一方向水平抛出,两 球都落在该斜面上。
1.1 曲线运动考点精讲考点1:曲线运动的速度特点1.曲线运动的速度(1)曲线运动中物体在某时刻(或某位置)的速度方向,就是运动轨迹曲线上这一点的切线方向。
(2)速度是矢量,既有大小,又有方向。
物体做曲线运动时,速度大小可能变化、可能不变化,速度方向一定变化。
2.曲线运动的分类(1)匀变速曲线运动:加速度恒定的曲线运动,即物体在恒力作用下的曲线运动。
(2)变加速曲线运动:加速度不断变化的曲线运动,即物体在变力作用下的曲线运动。
【例1】假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是()A.仍然沿着赛车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能【解析】赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。
被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向。
选项C正确。
【技巧与方法】曲线运动中判断某点速度方向的步骤1.找出物体运动轨迹的方向。
2.确定该点的切线方向。
3.画出带箭头的切线,箭头指向为该点的速度方向。
【针对训练】1.一质点从a点运动到d点的轨迹如图所示,速度方向图示正确的位置是()A.d点B.c点C.b点D.a点【解析】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,故速度方向图示正确的位置是b点,故C 正确。
考点2:物体做曲线运动的条件1.物体做曲线运动时速度方向一定变化,一定有加速度,由牛顿第二定律可知,物体所受合外力一定不为零,且由于加速度与合外力同方向,所以物体所受合外力的方向与速度方向不在同一条直线上。
因此物体做曲线运动的条件还可表述为:物体的加速度方向与它的运动方向不在一条直线上。
2.只要物体所受合外力(或加速度)方向与速度方向不在一条直线上,物体一定做曲线运动。
物体所受合外力(或加速度)可能变化,也可能恒定,因此做曲线运动的物体可能做匀变速运动,也可能做非匀变速运动。
2020-2021学年高一物理曲线运动、平抛运动知识要点(一)曲线运动1. 曲线运动定义:轨迹是曲线的运动。
2. 曲线运动的速度方向和性质:做曲线运动的物体其速度方向时刻在改变,速度是矢量,故曲线运动一定是变速运动,做曲线运动的物体在某一点的瞬时速度方向在曲线的这一点的切线上。
3. 物体做直线运动条件:物体所受合外力为零或所受合外力方向和物体运动方向在同一直线上。
4. 物体作曲线运动条件:加速度方向与速度方向不在一条直线上,且加速度方向指向曲线的凹侧。
5. 当物体做曲线运动时它所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上,那么合外力可分解为垂直速度方向和沿速度方向的两个分力,垂直速度方向的分力起到改变速度方向的作用,沿速度方向的分力将改变速度的大小,若该分力与速度方向相同,物体速度将增大;若该分力与速度方向相反,速度将减小;若该分力为零,则物体将做匀速圆周运动。
(二)运动的合成和分解1. 有关运动的合成和分解的几个概念:(结合课本实验红蜡块的运动引入)如果某物体同时参与几个运动,那么这物体实际运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。
已知分运动情况求合运动情况叫运动的合成,已知合运动情况求分运动情况叫运动的分解。
合运动的位移叫做合位移;分运动的位移叫分位移。
合运动在一段时间内的平均速度叫合速度;分运动在该同一段时间内的平均速度叫分速度。
2. 运动的合成及分解规则:平行四边形定则。
(1)合运动一定是物体的实际运动。
(2)分运动之间是相互不相干的。
(3)合运动和各分运动具有等时性。
(4)合运动和分运动的位移、速度、加速度都遵守平行四边形定则。
(5)特例:① 初速为0v 的匀加速直线运动,可看成是同方向的一个匀速运动和另一个初速为零的匀加速直线运动的合运动;② 竖直上抛运动可看成是一个竖直向上的匀速直线运动和另一个自由落体运动的合运动;③ 两个匀速直线运动合成后一定是匀速直线运动;④ 不在同一直线上的一个匀速直线运动和一个变速直线运动合成后运动轨迹是曲线(合运动的加速度方向和合运动速度方向不在同一直线上)。
3. 两个直线运动的合成:① 两个匀速直线运动合成的运动是匀速直线运动。
② 两个匀变速直线运动的合运动,当它们的初速度的合速度方向和加速度的合加速度的方向在一条直线上时,合运动是匀变速直线运动,否则将是匀变速曲线运动。
③ 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,当它们的初速度方向和与加速度方向在一条直线上时,合运动是匀变速直线运动,反之,当它们的初速度方向和与加速度方向不在一条直线上时,合运动将是匀变速曲线运动。
④ 一个匀速直线运动和一个方向与它垂直的初速度为零的匀加速运动的合运动,一定是匀变速曲线运动。
4. 渡河问题:渡河问题所涉及的就是渡河的最短时间问题和渡河的最短位移问题。
① 最短时间问题:无论水船v v >、水船v v =,还是水船v v <,只要船v沿垂直于河岸方向渡河,则所用时间最短,此时船最短v dt =(其中d 为河宽)② 渡河的最短位移问题:i. 当水船v v >时,合v 与河岸垂直,船v 充当斜边,d S =最短。
图1ii. 当水船v v =时,无最短位移。
iii. 当水船v v <时,以水v 的箭头为圆心,以船v 的大小为半径画弧,以水v 的箭尾为起点做圆弧的切线,延长该切线到对岸,即为最短位移,由三角形相似船水最短v v d s =∴d v v S 船水最短=。
图2(三)平抛运动1. 平抛运动的定义:水平抛出物体只在重力作用下的运动。
2. 平抛运动性质:是加速度恒为重力加速度g 的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。
3. 平抛运动的处理方法:(结合课本的演示实验进行讲解) 分解为⎪⎩⎪⎨⎧======g h t gt y gt v v x t t v x v v v y x /2,21,,/,,2222011000动竖直方向:自由落体运的匀速直线运动水平方向:速度为结果得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=+===+=+====2220220022022021)21()(,)(,,/2gt t v y x s v gt arctg v v arctg v v gt v v v v v g h t t t x y y x 合合合的夹角和无关和水平速度完全取决于竖直高度θ注意:运动学公式只适用于直线运动,因此曲线运动要分解成两个直线的分运动后才能应用运动学公式求解。
4. 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
这两个分运动同时存在,按各自的规律独立进行,水平初速度的大小不会影响竖直方向的分运动。
一般情况下,竖直方向的分运动决定着平抛物体的运动的时间。
5. 平抛运动的轨迹。
设物体做平抛运动到某点P (x ,y ),如图3所示,则轨迹方程为⎪⎩⎪⎨⎧==2021gt y tv x ,消去参数t ,得2202x v g y ⋅=(抛物线)。
平抛物体经一段时间,其速度方向和位移方向是不相同的,如图3所示。
0tan v gt =ϕ,002221tan v gt t v gt==θ,即θϕtan 2tan =。
图36. 如图3所示,曲线上任一点P (x ,y )的速度方向反向延长线交于x 轴上的A 点,由图3可知0221v gt OA x gt=-,所以OA=x 21。
7. 平抛物体在相同时间内,速度变化量相同,gt v =∆,且方向为竖直向下,如图4所示。
图4【典型例题】[例1] 小船在200m 宽的河中横渡,水流速度是2m /s ,船在静水中的速度是4m /s ,求:① 当小船的船头始终正对对岸时,它将在何时、何处到达对岸? ② 要使小船到达正对岸,小船应如何行驶?耗时多少?解析:小船参与了两个分运动,随水漂流和船在静水中的运动。
因为运动具有独立性,分运动之间互不干扰,即渡河时间由船的指向和其静水中的速度决定,沿河运动的距离由水的流速决定。
所以:渡河时间等于垂直河岸分运动的时间50==静v dt s 沿河方向的位移502⨯=⋅=t v s 水水m=100m ,即小船在正对河岸下游100m 处靠岸。
要使小船垂直过河,即合速度应垂直河岸如图5所示,则2142cos ===船水v v θ 所以: 060=θ,即船v 的方向与上游河岸成060 7.57310060sin 4200sin 0==⋅=⋅==θ船合v d v d t s图5[例2] 以16m /s 的速度水平抛出一石子,石子落地时的速度方向与抛出时的速度方向成︒37角,不计空气阻力,那么石子抛出点与落地点的高度差是多少?石子的落地速度是多少?解析:石子落地时的速度是合速度,可分解为水平和竖直两个方向的分速度,如图6所示:图6由三角形关系可知037tan v v y =︒,12430==v v y m/s ,因竖直方向是自由落体运动。
故gt v y =,得2.1=t s ,下落高度2.7212==gt h m ,落地速度20220=+=y t v v v m/s .[例3] 如图7所示,水平面上有一物体,小车通过定滑轮用绳子拉它,在图7所示位置时,若小车的速度为5m/s ,则物体的瞬时速度为___________m/s图7解析:由小车的速度为5m/s ,小车拉绳的速度s m V V X /32530cos 022== 则物体受到绳的拉力。
拉绳的速度s m V V X X /32521==,则物体的瞬时速度为s m V V X/3560cos 011==。
图8【模拟试题】1. 如图所示,汽车以速度v 匀速行使,当汽车到达P 点时,绳子与水平方向的夹角θ,此时物体M 的速度大小为__________(用v 、θ表示)2. 如图所示,在河岸上用细绳拉船,为了使船匀速靠岸,拉绳的速度必须是()A. 加速拉B. 减速拉C. 匀速拉D. 先加速后减速3. 如图所示,以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A,用细绳通过定滑轮拉物体B在水平面上运动,当绳与水平面夹角为θ时,物体B运动的速率为_______。
4. 河水流速V= 5m/s,船在静水中的船速2V= 4m/s,河宽1d=100m,则船渡河的最小航程多大?5. 有一小船正在渡河,离对岸50m,已知在下游120m处有一危险区,假设河水流速为5m/s,为了使小船不通过危险区到达对岸,那么小船从现在起相对静水的最小速度应是()A. 2.08 m/sB. 1.92 m/sC. 1.58 m/sD. 1.42 m/s6. 某人乘船横渡一条河,在静水中的速度及水速一定,此船过河的最短时间为T,若此船用最短位移过河,则需时间为2T,若船速大1于水速,则船速与水速之比为多少?7. 一只船在静水中的速度为3m/s,它要横渡一条30m宽的河,水流速度为4m/s,下列说法正确的是()A. 这只船不可能垂直河岸抵达正对岸B. 这只船对地的速度一定是5m/sC. 过河时间可能是6sD. 过河时间可能是12s8. 如图所示,MN是流速稳定的河流,船在静水中的速度为v,自一岸的P点渡河,船速v方向垂直河岸,10min船到A点,已知OA=120m(OP与河岸垂直)如v的方向与OP线成α角,则经12.5min船到O点,则()4 B. 河宽为200米A. α= arc cos51m/sC. 水速为2m/sD. 船速v=39. 如图所示,MN是水流速度稳定的河流,小船在静水中的速度为v,船自A点渡河,第一次沿AB方向,第二次沿AC方向,两次0渡河所用的时间分别为t和2t,若AB和AC与河岸的夹角相等,则1()A. 两方向若为船航行的分速度方向,则t=2t1B. 两方向若为船航行的分速度方向,则t>2t1C. 两方向若为船航行的合速度方向,则t=2t1D. 两方向若为船航行的合速度方向,则t>2t110. 甲乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H ,河水流2H,甲乙船头均与岸边速为u,滑船速度为v,出发时两船相距33成60°角,且乙船恰好能垂直到达对岸的A点,如图,则()A. 甲乙两船到达对岸时间不同B. v =2uC. 两船可能在未到对岸前相遇D. 甲船也在A点靠岸11. 在不同高度以相同的水平速度抛出的物体,若落地点的水平位移之比为3∶1,则抛出点距地面的高度之比( )A. 1:1B. 2:1C. 3:1D. 4:112. 某质点以9.8m/s 的初速度做平抛运动,经过一段时间后的末速度为初速度的3倍,则这段时间是(g 取9.8m/s2)( )A. 3SB. 2SC.33S D. 22S 13. A 、B 、C 三小球从同一竖直线上的不同高度处水平抛出(不计空气阻力),下落在同一地点。