2020版高考新课标版物理专题四 曲线运动

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高考物理（课标专用）
专题四 曲线运动基础 一、质点运动类型的分类及条件
曲线运动、运动的合成与分解
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二、曲线运动的定义、条件和特点
曲线运动 定义 轨迹是一条曲线的运动叫做曲线运动 说明 一般曲线运动可看成是几个直线运动的合运 动 条件 质点所受合外力的方向跟它的速度方向 ① 不在同一直线上 (v0≠0,F≠0) 特点 (1)轨迹是一条曲线 (2)某点的瞬时速度的方向,就是通过这一点 的② 切线 的方向 (3)曲线运动的速度方向时刻在改变,所以是 变速运动,必具有加速度 (4)合外力F始终指向运动轨迹的③ 内侧 (1)加速度可以是不变的,这类曲线运动是匀 变速曲线运动,如平抛运动 (2)加速度可以是变化的,这类曲线运动是变 加速曲线运动(或非匀变速曲线运动),如圆周 运动 加速度的方向跟速度的方向不在同一直线上
v2 v2 x y
求小球平抛时间 解:如图,vy=gt,
总结 分解速度, 构建速度 三角形
x 0 tan θ= = ,
v vy
v gt
v0 故t= gtan
分解 位移
水平x=v0t
1 gt2 竖直y= 2
解:如图,x=v0t,
分解位移, 构建位移 三角形
合位移x合=
x 2 y2
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三、运动的合成与分解 1.合运动与分运动的关系
等时性 独立性 各分运动经历的时间与合运动经历的时间④ 相同 一个物体同时参与几个分运动,各分运动⑤ 独立 进行,不受其他分 运动的影响 等效性 各分运动叠加起来与合运动有⑥ 相同 的效果
2.运动的合成与分解的运算法则 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成 与分解。由于它们都是矢量,所以合成与分解都遵循⑦ 平行四边形定则 。 3.运动的合成与分解 已知分运动求合运动,叫做运动的合成;已知合运动求分运动,叫做运动 的分解。
1 gt2, y= 2 y, 而tan θ=
联立得
x
t= 2v0 tan
g
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例1 (2014浙江理综,23,16分)如图所示,装甲车在水平地面上以速度v0= 20 m/s沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高为h=1.8 m。在车正 前方竖直立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触。枪口与靶距 离为L时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度为v= 800 m/s。在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s=90 m后停 下。装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子弹。(不计空气阻 力,子弹看成质点,重力加速度g=10 m/s2) (1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小;
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分运动与合运动是一种⑧ 等效替代 关系,运动的合成与分解是研究 曲线运动的一种基本方法。 考向突破 考向 曲线运动、运动的合成与分解 一、物体做曲线运动的分析
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二、合运动的性质和轨迹 合运动的性质和轨迹由合初速度(v合初)和合加速度(a合)共同决定。
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例 如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一 个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将这个玻璃管倒置,在蜡 块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计 时,蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移, 每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm。图乙 中y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0 时蜡块位于坐标原点。
tan θ= (θ为速度与水平方向的夹角)
vx
vy
水平方向分位移:x'=v0t 竖直方向分位移:y'= gt2
x '2 y '2 合位移:x合=
y' tan β= (β为位移方向与水平方向的夹角) x' 1 2
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二、斜抛运动 1.斜抛运动的定义 将物体以速度v0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在⑤ 重力 作用下 的运动。 2.运动性质
Δx =5×10 2 T
-2
m/s2。
Δy Δt
(3)t=2 s时,蜡块在竖直方向和水平方向的分速度分别为vy= =0.1 m/s, vx=at=0.1 m/s。
2 此时蜡块的速度即合速度v= = m/s。 v2 x vy
2 10
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答案 (1)如图所示 (2)5×10-2 m/s2 (3) m/s
2 10
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考点二
考向基础
一、平抛运动 1.平抛运动
抛体运动
(1)定义:水平抛出的物体只在① 重力 作用下的运动叫做平抛运动。 (2)性质:加速度为② 重力加速度g 的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。 (3)研究方法:平抛运动可以分解为水平方向上的③ 匀速直线 运动 和竖直方向上的④ 自由落体 运动。 (4)运动时间和射程
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(1)请在图乙中画出蜡块4 s内的轨迹; (2)求出玻璃管向右平移的加速度大小; (3)求t=2 s时蜡块的速度v的大小。
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解题导引
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解析 (1)根据题中“蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm,玻璃 管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm。”描点画线。 (2)根据匀变速直线运动的规律Δx=aT2,得玻璃管向右平移的加速度a=
加速度为⑥ 重力加速度g 的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线。
3.基本特点(以斜向上抛为例说明,如图所示)
(1)水平方向:v0x=⑦ v0· cos θ ,F合x=0。 (2)竖直方向:v0y=⑧ v0· sin θ ,F合y=mg。
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考向突破 考向 平抛运动 一、平抛运动的分解与实例
方法 内容 实例 斜面 分解 速度 水平vx=v0 竖直vy=gt 合速度v=
2h 2h t= 仅取决于竖直下落的高度;射程x=v0 取决于竖直下落的高度 g g
和初速度。
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2.平抛运动的规律
以抛出点为坐标原点,以初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方 向,如图所示,则有 水平方向分速度:vx=v0 竖直方向分速度:vy=gt
2 合速度大小:v= v0 g 2t 2