高一物理必修2前两章知识点加习题.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高一物理必修2前两章知识点加习题高一物理必修2前两章知识点加习题 曲线运动 万有引力定律考点14 运动的合成与分解 平抛运动考纲要求在考试说明中平抛运动属要求,运动的合成和分解属I要求,而曲线运动中质点的速度沿轨迹的切线方向,且必具有加速度为I要求. 考点透视1.曲线运动特点:做曲线运动的质点,在某一点瞬时速度的方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点在曲线运动中的速
2、度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动,但是变速运动不一定是曲线运动.如匀变速直线运动.物体做曲线运动的条件:从动力学角度看,如果物体所受合外力方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动.从运动学角度看,就是加速度方向与速度方向不在同一直线上.如果这个合外力大小和方向都是恒定的.即所受的力为恒力,物体就做匀变速曲线运动,如平抛运动.如果这个合外力大小恒定,方向始终与速度垂直,物体就做匀速圆周运动,匀速圆周运动并非是匀速运动,即匀速圆周运动是非平衡的运动状态.曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向.如平
3、抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.合运动轨迹的判断两直线运动的合运动的性质和轨迹由各分运动的性质即合初速度与合加速度的方向关系决定:两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动.一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动.二者共线时为匀变速直线运动,如竖直上抛运动或竖直下抛运动;二者不共线时匀变速曲线运动,如平抛运动.两个匀变速直线运动的合运动仍为匀变速运动,当合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动;当合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动.图A-4-14-22.运动的合成与分解合运动与分运动的关系等时性:合运动和分运动经历的时间相等.即同时开始,同时进行,
4、同时停止.独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响.等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.运动的合成与分解的方法运动的合成与分解:包括位移、速度、加速度的合成和分解.它们与力的合成和分解一样都遵守平行四边形定则,由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成,由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解,合运动和分运动具有等时性.研究运动合成和分解,目的在于把一些复杂的运动简化为比较简单的直线运动,这样就可以应用已经掌握的有关直线运动的规律,来研究一些复杂的曲线运动.运动合成的基本方法.图A-4-14-1A两个分运动必须是同一质点在
5、同一时间内相对于同一参考系的运动.B两个分运动在同一直线上时,矢量运算转化为代数运算.先选定一正方向,凡与正方向相同的取正,相反取负,合运动为各分运动的代数和.例如:竖直上抛运动可以看成是竖直方向匀速运动和自由落体运动的合运动,即先取向上为正,则有:vt=v0-gts=v0t-gt2/2C不在同一直线上,按照平行四边形法则合成,如图A-4-14-1所示D两分运动垂直或正交分解后的合成运动分解的基本方法.根据运动的实际效果将描述合运动规律的各物理量(位移、速度、加速度)按平行四边形定则分别分解,或进行正交分解.注意:只有实际运动,才是供分解的“合运动”说明:小船过河问题的分析与求解方法处理方法:
6、小船在有一定流速的河中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动.若小船要垂直于河岸过河,过河路径最短,应将船头偏向上游,如图A-4-14-2甲所示,此时过河时间t=d/v合=d/v1sin若使小船过河的时间最短,应使船头正对河岸行驶,如图A-4-14-2乙所示,此时过河时间t=d/v1(d为河宽).3.平抛运动定义:将一物体水平抛出,物体只在重力作用下的运动性质:加速度为g的匀变速曲线运动,运动过程中水平速度不变,只是竖直速度不断增大,合速度大小、方向时刻改变.平抛运动的研究方法将平抛运动分解为水平方向的
7、匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,分别研究两个分运动的规律,必要时再用运动合成方法进行合成.在实际做题时,如题中明确告诉了速度(位移)方向,就分别将速度(位移)分解. 图A-4-14-3平抛运动的规律设平抛运动的初速度为,建立坐标系如图A-4-14-3所示速度:vx=v0, vy=gt合速度的大小:v=方向:tan=vy/vx=gt/v0位移:x=vt,y=gt2/2方向:tan=y/x=gt/2v0(注意:合位移与合速度方向不同)时间:由y=gt2 /2得t=(t由下落高度y决定)图A-4-14-4轨迹方程:y=gx2/2 .(在未知时间情况下应用方便)可独立研究竖直方向运动:竖直方向为
8、初速度为零的匀变速运动a=g.A连续相等时间内竖直位移之比为l:3:5:(2n-1)(n=l,2,3,)B连续相等时间内竖直位移之差y=gt2平抛运动是匀变速曲线运动,故相等时间内速度变化量相等,且必沿竖直方向如图A-4-14-4所示.任意两时刻的速度与速度变化量v构成直角三角形.v沿竖直方向.注意:平抛运动的速率随时间并不均匀变化.速度随时间是均匀变化的.命题趋势 图A-4-14-5曲线运动的性质单独考查较少,常与平抛运动、类平抛、圆周运动结合在一起.平抛运动是典型的匀变速曲线运动.其运动规律是高考中的热点;在2003年上海高考中曾出现过2次,要掌握处理平抛运动的思路、方法、并会迁移讨论类平
9、抛运动问题.典型例析【例1】如图A-4-14-5所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力反向而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是( )图A-4-14-6A物体可能沿曲线Ba运动B物体可能沿曲线Bb运动C物体可能沿曲线Bc运动D物体可能沿原曲线由B返回A【解析】物体在A点时的速度沿A点的切线方向,物体在恒力F作用下沿曲线AB运动,此力F必有垂直于VA的分量,即F力只可能为图A-4-14-6中所示的各种方向之一;当物体到达B点时,瞬时速度vB沿B的切线方向,这时受力F/=-F,即F/只可能为图中所示的方向之一;可知物体以后只可能沿
10、曲线BC运动. 图A-4-14-7【例2】如图A-4-14-7所示,物体作平抛运动的轨迹,在任一点P(x,y)的速度方向的反向延长线交于x轴上的点A,则OA的长为多少? 【解析】设经时间t到达点P,物体作曲线运动,某点的速度方向沿该点切线方向作过点P的切线交x轴于点A,过P作x,y轴的垂线,垂足分别为B、C,由几何图形知AB=ycot而y=gt2/2,tan=vy/vx=gt/v0AB=gt2/2v0/gt=v0t/2=x/2OA=x-AB=x/2.图A-4-14-8【例3】如图A-4-14-8所示,水平屋顶高H=5m,墙高h=3.2m,墙到房子的距离L=3 m,墙外马路宽s=10m,小球从房
11、顶水平飞出落在墙外的马路上,求小球离开屋顶时的速度。(取g=10m/s2) 【解析】设球刚好越过墙时,此时球水平初速度为v1,则H-h=gt12/2.t1= L=v1t1得v1=5m/s设球越过墙刚好落在马路右边,此时球水平速度为v2,则H=gt22/2.t2=L+s=v2t2得v2=13m/s小球离开屋顶时的速度5m/sv13m/s图A-4-14-9【例4】关于互成角度的两个初速不为零的匀变速直线运动的合运动,下述说法正确的是( )A一定是直线运动B一定是曲线运动C可能是直线运动,也可能是曲线运动D以上都不对【解析】两个运动的初速度合成、加速度合成如上图A-4-14-9所示,当a和v重合时,
12、物体做直线运动,由于题目未给出两个运动的a和v的具体数值,所以以上两种情况都有可能。【例5】一条宽度为L的小河,水流速度为V水已知船在静水中的速度为V船,那么:图A-4-14-10怎样渡河时间最短? 若V船V水,怎样渡河位移最小?若V船v2)。河岸宽度为d,则战士想渡河救人,则摩托艇的最短距离为( )Adv2/B0Cdv1/v2 Ddv2/v15.有关运动的合成,以下说法中正确的是( )A两个直线运动的合运动一定是直线运动B两个不在同一直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动C两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动D匀加速运动和匀速直线运动的合运动一定是直线运动图A-4-
13、14-166.如图A-4-14-16所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向右运动时,物体A的受力情况是( ) A绳的拉力大于A的重力B绳的拉力等于A的重力C绳的拉力小于A的重力D拉力先大于重力,后变为小于重力图A-4-14-177.如图A-4-14-17所示,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Bc点Cc与d之间某一点Dd点图A-4-14-188.如图A-4-14-18所示,质量为m=0.10 kg的小钢球以v0=10
14、 m/s的水平速度抛出,下落h=5.0 m时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,则钢板与水平面的夹角= ,刚要撞击钢板时小球动量的大小为 (取g=10 m/s2) 9.第一次从高为h处水平抛出一个球,其水平射程为s,第二次用与前一次相同的速度从另一处水平抛出另一个球,水平射程比前一次多了s,不计空气阻力,则第二次抛出点的高度为 .10.小船在200 m宽的河中横渡,水流速度为2 m/s,船在静水中的航速是4 m/s,求: (1)当小船的船头始终正对对岸时,它将在何时、何地到达对岸?要使小船到达正对岸,应如何行驶?历时多长?11. A、B两个小球由柔顺的细线相连,线长L=6 m;将A、B球先后以相同的
15、初速度V0=4.5m/s,从同一点水平抛出(先A后B),相隔时间t=0.8 s.求:(1)A球抛出后经多少时间,细线刚好被拉直?细线刚被拉直时,A、B球的水平位移(相对于抛出点)各多大?图A-5-14-1912.据报道:曾驾驶汽车飞越黄河的亚洲第一飞人柯受良先生,2003年12月9日突然死亡,令人震惊,下面三幅照片是他飞越黄河时的照片,汽车从最高点开始到着地为止这一过程可以看作平抛运动.记者从侧面用照相机通过多次爆光,拍摄到汽车在经过最高点以后的三幅运动照片如图5-14-19所示.相邻两次爆光时间间隔相等,已知道汽车长度为L,则( ) A从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B从左边一幅照
16、片可推算出汽车曾经到达的最大高度C从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小,汽车曾经到达的最大高度D根据实验测得的数据,从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小13.子弹探究如图A-4-14-20所示, 枪管AB对准小球C,ABC在同一水平线上,子弹射出枪口时,C球正好自由落下.已知BC距离s为100m,求:图A-4-14-20如果小球C落到h=20m处被击中,那么子弹离开枪口时的速度多大?如果子弹离开枪口的速度为中所求数值的两倍,那么子弹能否击中这个小球?为什么? 如果小球C不是自由落下,而是和子弹同时以10m/s的初速度沿子弹初速方向水平抛出,子弹速度仍为中数值,那么子弹能否击中小球?
17、在何处击中?(取g=10 m/s2) 14.质量为m的飞机以水平速度V0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).今测得当飞机在水平方向的位移为L时,它的上升高度为h.求: (1)飞机受到的升力大小;从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能.考点15 实验研究平抛物体的运动考纲要求本实验属命题热点,属于类要求.考点透视1.实验目的:用实验方法画出平抛物体的运动轨迹.用实验轨迹求平抛物体的初速度.2.实验原理:平抛运动可以看做是两个分运动的合成:一是水平方向上的匀速直线运动,其速度等于平抛物
18、体运动的初速度;另一个是竖直方向上的自由落体运动,利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式x=vt和y=gt2/2就可求出小球的水平速度,即平抛物体的初速度.3、实验器材方木板、白纸、图钉、斜槽(附挡球板和铅垂线),小钢球,削尖的铅笔,刻度尺,水准仪。4、实验步骤描绘小球做平抛运动的轨迹.图A-4-15-1把斜槽放在桌上,让它的末端伸出桌面外,调节斜槽末端使其切线方向水平后把斜槽固定在桌面上. 用图钉把白纸钉在木板上,把木板沿竖直方向固定在支架上,并将其左上方靠近槽口,使小球在斜槽末端水平抛出后的轨道平面与纸面平行(如图A
19、-4-15-1所示).以斜槽末端为平抛运动的起点O,在白纸上标出O的位置,过O点用重锤线画出竖直线,定为Y轴.让小球每次都从斜槽上某一适当位置由静止滚下 ,移动笔尖在白纸上的位置,当小球恰好与笔尖正碰时,在白纸上依次记下这一个个点的位置.把白纸从木板上取下来,用三角板过O点作竖直线y轴的垂线,定为x轴,再将上面依次记下的一个个点连成光滑曲线,这就是平抛小球的运动轨迹.求平抛小球的初速度在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点,测出它们的x、y坐标值,记到表格内。把测到的坐标值依次代入公式v0=x(g/2y)1/2,求出小球平抛的初速度;并计算其平均值.5.实验注意事项:斜槽末端切线必须
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