曲线运动培优学案。
题型1 确定合运动和分运动能力的培养。
1.如下图所示,物体a和b的质量均为m,且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳子与滑轮、精轮与轴之间的摩擦)当用水平变力,拉物体b沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中 (
a.物体a也做匀速直线运动b.绳子拉力始终大于物体a所受的重力。
c.物体a的速度小于物体b的速度 d.地面对物体b的支持力逐渐增大。
规律总结:解决运动的合成与分解的关键是如何确定合运动与分运动的关系是难点事实上,我们只要能从运动效果上考虑,问题迎刃而解解决这类问题牢牢把握这一原则:物体实际运动的方向就是合运动的方向在进行速度分解时,首先要分清台速度与分速度,合速度就是物体实际运动的速度,由物体的实际运动是由哪些运动叠加的,从而找出相应的分速度。
变式 1.如下图所示,人在河岸上用轻绳拉船,若人匀速行进,则船将做 (
a.匀速运动 c.变加速运动 b.匀加速运动 d.减建运动。
提高 2.a、b两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上,现物体a以v1的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时,如下图所示物体b的运动速度vb为(绳始终有拉力)
a.v1sinα/sinβ b.v1cosα/sinβ c.v1sinα/cosβ d.v1cosα/cosβ
题型2 小船过河问题。
1.河宽为d,河水流速为v1,船在静水中划行的速度为v2.
1)船要在最短时间内划到对岸,船头应指向何方,渡河时间t1为多长?
2)船要沿最短路径划到对岸,船头指向何方,渡河时间t2等于多少?
规律总结:(1)当河水流速v1小于船在静水中的航速v2时,船程最短是实际航线重直河岸航行;渡河时间最短是v2的方向垂直河岸.(2)当河水流速v1大于船在静水中的航速v2时,航程最短的情况就不是实际航线垂直河岸航行,而应通过作速度的矢量图进行分析.渡河时间最短仍然是v2的方向垂直河岸。
变式 1.有甲、乙两只船,它们在静水中航行速度分别为v甲和v乙,现在两船从同一渡口向河对岸开去,已知甲船想用最短时间渡河,乙船想以最短航程渡河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同则甲、乙两船渡河所用时间之比t甲:t乙为多少?
题型3 平抛运动类。
1.物体做平抛运动,在它落地前的1s内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°,g=10m/s2求:
1)平抛运动的初速度v0;(2)平抛运动的时间;(3)平抛运动的高度。
规律总结:研究和分析平抛运动,重在对两个分运动规律的理解和应用,即水平方向做匀遵直线运动、竖直方向做自由落体运动规律的灵活交替运用。
变式 1.在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地,若不计空气阻力,则。
a.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定。
b.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定。
c.垒球在空中运动的球平位移仅由初速度决定。
d.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定。
提高 2.如下图所示,一足够长的固定斜面与水平面的夹角为37°,物体a以初速度v1,从斜面顶端水平抛出,物体b在斜面上距顶端l=15m处同时以速度v2沿斜面向下匀逮运动,经历时间t物体,a和物体b在斜面上相遇,则下列各组速度和时间中满足条件的是( sin37°=0 6,cos37°=0.8, g=10m/s2) (
a.v1=16m/s,v2=15m/s,t=3s b.v1=16m/s,v2=16m/s,t=2s
c.v1=20m/s,v2=20m/s,t=3s d.v1=20m/s,v2=16m/s,t=2s
题型4 类平抛运动类。
1.光滑斜面倾角为θ。,一小球在斜面内沿水平方向以速度v0抛出,如右图所示,抛出点离斜面底端的距离为l,求小球滑到底端时,水平方向的位移多大?
规律总结:①只要合外力为恒力,且合力的方向与初速度方向垂直,这样的曲线运动就是类平抛运动,即这类运动都可以分解为沿初速度方向的匀速运动和沿合力方向的初速度为零的匀加速直线运动②类平抛运动比较常见,带电粒子沿垂直于电场方向射人匀强电场后运动就是类平抛运动。
变式 1.a、b两质点以相同的水平速度在坐标原点o沿x轴正方向抛出,a在坚直平面内运动,落地点为p,b沿光滑的斜面运动,落地点为p2(如下图所示),p1和p2对应的x轴坐标分别为x1和x2,不计空气阻力,下列说法正确的是 (
a.x1>x2b. x1=x2c .x1题型5 平抛运动的另一种处理方法。
1.如下图所示,从倾角为α的斜面顶端,以水平初速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,则小球抛出后经多长时间离开斜面的距离最大?此最大距离为多少?(g取10m/s2,空气阻力不计)
规律总结:一般将平抛运动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,但这并不是唯一的分解方式,所以,将运动如何分解,应视具体情况灵活把握。当然本题仍然可以按习惯的分解方式将问题求出方法如下:
如下图所示,设当时刻t时,质点的坐标为(x,y),离斜面的距离h为最大,则该时刻速度v的方向必与斜面平行(否则,在垂直斜面方向上的速度不等于零,质点离斜面的高度正在增大或正在减小),则由速度的合成和分解关系知,所以,
由平抛运动推论知,速度口的反向延长线交x轴于x/2处,故所求最大距离为:
圆周运动培优学案。
题型1 匀速圆周运动的基本规律。
1.某种变速自行车,有六个飞轮和三个链轮,链轮和飞轮的齿数如下表,前后轮的直径为660mm,人骑自行车前进速度为4m/s时,两轮不打滑,脚踏板做圆周运动的角速度的最小值为( )
a.1.9rad/sb.3.5rad/s c .3.8rad/s d.7.1rad/s
规律总结:皮带传动问题应注意:(1)同轴转动的物体各点的角度相等。
(2)同皮带接触的轮边缘的各点线速度的大小相等,对于车轮则应注意:车前进的速度应等于车子的每个轮缘各点的线速度大小,这一点我们可以从下图中看明白。设车向前运动一段时间t,轮心从o运动到点,论上的b点恰好与地面上的点重合,显然有弧长,即,所以,从而有v车=v线。
变式 1.如图所示,b和c是一组塔轮,即b和c半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为rb:rc=3:2.a轮的半径大小与c轮相同,它与b轮紧靠在一起,当a轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,b轮也随之无滑动地转动起来.a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的( )
a.线速度大小之比为3:2:2
b.角速度大小之比为3:3:2
c.转速大小之比为2:3:2
d.向心加速度大小之比为9:6:4
提高 2.无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度,性能优于传统的挡位变速器,很多种高档汽车都应用了无级变速.如图所示是截锥式无级变速模型示意图,两个锥轮之间有一个滚轮,主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动.当位于主动轮和从动轮之间的滚轮从左向右移动时,从动轮降低转速;滚轮从右向左移动时,从动轮转速增加,当滚轮位于主动轮直径d1、从动轮直径d2的位置时,主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是( )
ab. c. d.
题型2 水平面内圆运动的临界问题。
1.如图所示,两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮a和b水平放置,两轮半径ra=2rb.当主动轮a匀速转动时,在a轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在a轮边缘上.若将小木块放在b轮上,欲使木块相对b轮也静止,则木块距b轮转轴的最大距离为( )
ab. c. d.
规律总结:圆周运动中的临界问题的分析与求解方法不只是竖直平面内的圆周运动中存在临界问题,其他许多问题中也有临界问题,讨论该类问题的求解一般都是先假设某量达到最大、最小的临界情况,从而建立方程求出。
变式 1.如下图所示,a到的距离为r,b到的距离为2r,a、b用轻绳连接可沿cd杆滑动,已知,杆cd对物体a、b的最大静摩擦力均为,要保持a、b相对静止,求装置绕轴转动的最大角速度。
题型3 竖直平面内圆周运动的临界问题。
1.如图所示,光滑圆管形轨道ab部分平直,bc部分是处于竖直平面内半径为r的半圆,圆管截面半径r r.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管,问:
1)若要使小球能从c端出来,初速度v0多大?
2)在小球从c端出来的瞬间,对管壁压力有哪几种典型情况?初速v0各应满足什么条件?
规律总结:变式 1.如右图所示,一轻杆一段固定质量为m的小球,以另一端o为圆心,使小球做半径为r的圆周运动,以下说法正确的是。
a.小球过最高点时,杆所受的弹力可以等于零。
b.小球过最高点时的最小速度为
c.小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反。
d.小球过最高点时,杆对球作用力一定与小球所受重力方向相反。
题型4 离心运动。
1.如下图所示,在光滑水平面上,小球m在拉力f的作用下做匀速圆周运动,若小球运动到p点时,拉力f发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是。
a.若拉力突然消失,小球将沿轨迹pb作离心运动。
b.若拉力突然消失,小球将沿轨迹pa作离心运动。
c.若拉力突然变小,小球将沿轨迹pa作离心运动。
d.若拉力突然变小,小球将沿轨迹pc作离心运动。
变式 1.如下图所示,质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在o点,o点距地面高度为1m,o点的正下方1m处有一点o’,如果使小球绕oo’轴在水平面内作圆周运动,若细线最大承受拉力为12.5n,求:
1)当小球的角速度为多大,线将断裂;
2)断裂后小球落地与悬点的水平距离(g=10m/s2)
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