高中物理人教03讲 力与曲线运动之平抛圆周解析版.docx

2022-2023高考物理二轮复****新高考）
03讲 力与曲线运动之平抛圆周
力与曲线运动的思维导图
重难点突破
1.直线还是曲线运动的判断：
（1）判断条件：物体所受合力方向与速度方向不共线-曲线运动
物体所受合力方向与速度方向共线-直线运动。
（2）特点：①速度和力夹轨迹。②力指向弯曲的方向。
2.运动的合成与分解的运算法则：平行四边形法则。
3.平抛运动规律：
（1）时间由高度决定。
（2）平抛轨迹中，任意时刻速度的反向延长线过此时水平位移的中点。
（3）在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向夹角为α，则有tanθ =2tanα。
4.做匀速圆周运动的物体，其合力提供向心力--要求受力分析时合力指向圆心。
向心力不做功，只改变速度方向，不改变速度大小。
5.水平方向的圆周运动
水平方向的圆周问题，可由接触面的支持力，接触面的摩擦力，绳或杆的拉力等提供向心力。解题关键在于各种力的临界状态。
竖直方向的圆周运动
在最高点的临界条件时FN=0
7.传动装置
(1)记忆:同带线速度相等，同轴角速度相等。
(2)对于不相邻的装置，通过相邻的装置来计算角速度与线速度关系。
1．曲线运动的分析
(1)物体的实际运动是合运动，明确是在哪两个方向上的分运动的合成。
(2)根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质。
(3)运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解，遵守平行四边形定则。
例1：21世纪以来，“校园足球”一直是备受关注的焦点。如图为某次足球比赛时足球在空中的飞行轨迹（轨迹在竖直平面内，空气阻力不可忽略），则足球在最高点的速度v的方向和所受合力F的方向应为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】ABCD．足球在最高点的特点是速度方向沿水平方向，受到竖直向下的重力和与速度方向相反的空气阻力
若最高点速度水平向左，如图所示
若最高点速度水平向右，如图所示
故BCD错误，A正确。
故选A。
跟踪训练1：2022年8月4日12时至8月7日12时，中国人民解放军在东海指定海域进行了军事演****和实弹射击。图为演****过程中我国空军飞机在空中盘旋时的情景，若飞机盘旋时做圆周运动，且速度不断增大，下列说法正确的是（　　）
A．飞机受到的合力可能是恒力
B．飞机受到的合力与速度垂直
C．飞机的加速度与速度的夹角小于90°
D．飞机的加速度与速度的夹角大于90°
【答案】C
【详解】A．飞机做圆周运动时受到的合力方向不断变化，A项错误；
BCD．由于速度在增大，因此合力的方向即加速度方向与速度的方向夹角小于90°，C项正确，BD错误。
故选C。
2.无论是平抛运动还是斜抛运动，都是加速度为g的匀变速曲线运动，在任意相等的时间内速度的变化量是相同的:解答抛体运动，要注意三个基本关系：速度分解关系、位移分解关系、加速度分解关系．
例2：电影《独行月球》中有一幕，沈腾为了追赶队伍，开车跨越陨石坑失败。最终跌落坑中心处，看着大家发射离开。假设沈腾开车做平抛运动，离开地面时的最大速度为50m/s。陨石坑的宽度约为200m，月球表面的重力加速度约为1.6m/s
2。则陨石坑的深度为（　　）
A．20m B．3.2m C．40m D．6.4m
【答案】B
【详解】根据平抛运动规律，可得
依题意，有
联立，解得
故选B。
跟踪训练2：一把玩具枪水平射出的子弹正好能打在竖直墙角的A点， 如图所示，枪口离水平地面的高度为h，离竖直墙壁的水平距离为x。若让以相同速度射出的子弹打在离地高度为 的B点，需让枪口和墙壁间距离变为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】根据平抛运动的规律可知，竖直方向上有
解得 又因为
所以
故选B。
3.解答斜面上的平抛运动问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律，还要充分运用斜面倾角，找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系，从而使问题得到顺利解决。
例3：如图所示，以10m/s的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为θ＝30°的斜面上，
g取10m/s2，这段飞行所用的时间为 (　　)
A．s B．s C．s D．2s
答案： C
[解析]　如图所示，把末速度分解成水平方向的分速度v0和竖直方向的分速度vy，则有＝cot 30°，又vy＝gt 将数值代入以上两式得t＝s。
跟踪训练3：如图所示，小球以v0正对倾角为θ的