1、(教师用书独具)体系构建核心速填1曲线运动(1)物体做曲线运动的条件：它所受的合力的方向与其速度方向不在同一条直线上(2)速度方向：物体运动轨迹上某点的切线方向(3)运动性质：曲线运动的速度方向时刻在变，故曲线运动一定是变速运动2平抛运动(1)特点初速度不为零，且沿水平方向只受重力作用，加速度为自由落体加速度(2)运动规律速度：vxv0，vygt，合速度大小v，方向tan .位移：xv0t，ygt2，合位移大小s，方向tan .3圆周运动(1)几个物理量的关系v，vr.T.(2)向心加速度：a2r.(3)向心力：Fmm2rmrma.4竖直面内圆周运动的轻绳模型(1)在最高点时的临界状态为只受重
2、力，由mgm，得v.(2)当v时，物体不能达到最高点(实际上球未到最高点就脱离了轨道)5竖直面内圆周运动的轻杆模型(1)该类模型中小球在最高点的临界速度为v临0.此时小球受向上的支持力Nmg.(2)0v时，小球受向下的拉力或压力，并且随速度的增大而增大小船渡河的两类问题方式图示说明渡河时间最短当船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间tmin渡河位移最短当v水v船时，如果满足v水v船cos 0，渡河位移最短，xmind当v水v船时，如果船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直，渡河位移最短，最短渡河位移为xmin【例1】2015年6月1日21时30分，隶属于重庆东方轮船公司的东方之星轮船，在从南京
3、驶往重庆途中突遇龙卷风，在长江中游湖北监利水域沉没，如图所示搜救人员驾驶快艇救人，假设江岸是平直的，江水流速为v1，快艇在静水中的航速为v2，搜救人员开快艇从沉船上接到伤员后想在最短时间内将人送上岸，已知沉船到岸边的最近处O的距离为d，则快艇登陆的地点离O点的距离为()A. B0 C DC当船头垂直河岸航行时，渡河时间最短，所用时间t.由于合运动和分运动具有等时性，因此被水冲下的分运动时间也为t，登陆地点离O的距离为lv1tv1.1(多选)在一次抗洪抢险战斗中，一位武警战士驾船把群众送到河对岸的安全地方设河水流速为3 m/s，河宽为600 m，船相对静水的速度为4 m/s.则下列说法正确的是(
4、)A渡河的最短时间为120 sB渡河的最短时间为150 sC渡河的最短航程为600 mD渡河的最短航程为750 mBC当船速垂直于河岸时，渡河时间最短，t150 s当船沿垂直河岸方向行驶时即合速度垂直河岸时，航程最短为600 m，故B、C正确平抛运动1利用平抛运动的时间特点解题平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，只要抛出的时间相同，下落的高度和竖直分速度就相同2利用平抛运动的偏转角解题设做平抛运动的物体下落高度为h，水平位移为x时，速度vA与初速度v0的夹角为，由图可得：tan 将vA反向延长与水平位移相交于O点，设AOd，则有：tan 解得dx，tan 22tan
5、 两式揭示了偏转角和其他各物理量的关系3利用平抛运动的轨迹解题平抛运动的轨迹是一条抛物线，已知抛物线上的任意一段，就可求出水平初速度和抛出点，其他物理量也就迎刃而解了图是某小球做平抛运动的一段轨迹，在轨迹上任取两点A和B，过A点作竖直线，并与过B点作的水平线相交于C点，然后过BC的中点D作垂线交轨迹于E点，再过E点作水平线交AC于F点，小球经过AE和EB的时间相等，设为单位时间T.由ygT2知T，v0xEF.【例2】一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为
6、3 h不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是()A.vL1 B.vC.v D.vD设以速率v1发射乒乓球，经过时间t1刚好落到球网正中间则竖直方向上有3hhgt水平方向上有v1t1由两式可得v1设以速率v2发射乒乓球，经过时间t2刚好落到球网右侧台面的两角处，在竖直方向有3hgt在水平方向有v2t2由两式可得v2则v的最大取值范围为v1vv2.故选项D正确一语通关平抛运动临界极值问题的分析方法(1)确定研究对象的运动性质(2)根据题意确定临界状态(3)确定临界轨迹，画出轨迹示意图(4)应用平抛
7、运动的规律结合临界条件列方程求解2如图所示，排球场的长度为18 m，其网的高度为2 m，运动员站在离网3 m远的线上，正对网前竖直跳起把球垂直于网水平击出设击球点的高度为2.5 m，问：球被水平击出时的速度v在什么范围内才能使球既不触网也不出界？(g取10 m/s2)解析如图所示，排球恰触网时其运动轨迹为，排球恰出界时其轨迹为，根据平抛物体的运动规律xv0t和ygt2可得，当排球恰触网时有x13 m，x1v1t1h12.5 m2 m0.5 m，h1gt由可得v19.5 m/s.当排球恰出界时有：x23 m9 m12 m，x2v2t2h22.5 m，h2gt由可得v217 m/s.所以球既不触网
8、也不出界的水平击出速度范围是：9.5 m/sv17 m/s.答案9.5 m/sv17 m/s圆周运动中的临界问题1当物体从某种特性变化为另一种特性时，发生质的飞跃的转折状态，通常叫作临界状态出现临界状态时，既可理解为“恰好出现”，也可理解为“恰好不出现”2确定临界状态的常用方法(1)极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象显露，达到尽快求解的目的(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题3临界问题经常出现在变速圆周运动中，而竖直平面内的圆周运动是最典型的变速圆周运动在竖直平面内的圆周运动一般不是匀速圆周运动，但物体经最高点或最低点时，所受
9、的重力与其他力的合力指向圆心，提供向心力(1)用绳子系物体或物体沿轨道内侧运动(如图所示)此种情况下，如果物体恰能通过最高点，即绳子的拉力或轨道对物体的支持力等于零，只有重力提供向心力，即mg，得临界速度v0.当物体的速度大于v0时，才能经过最高点(2)用杆固定物体在竖直平面内做圆周运动此种情况下，由于物体所受的重力可以由杆给它的向上的支持力来平衡，所以在最高点时的速度可以为零当物体在最高点的速度v0时，物体就可以完成一个完整的圆周运动【例3】如图所示，两绳系一质量为m0.1 kg的小球，上面绳长L2 m，两端都拉直时与轴的夹角分别为30与45，问球的角速度在什么范围内，两绳始终伸直？解析两绳
10、都张紧时，小球受力如图所示，当由0逐渐增大时，可能出现两个临界值(1)BC恰好拉直，但T2仍然为零，设此时的角速度为1，则有FxT1sin 30mLsin 30FyT1cos 30mg0联立解得12.40 rad/s.(2)AC由拉紧转为恰好拉直，则T1已为零，设此时的角速度为2，则有FxT2sin 45mLsin 30FyT2cos 45mg0联立解得23.16 rad/s.可见，要使两绳始终张紧，必须满足240 rad/s3.16 rad/s.答案2.40 rad/s3.16 rad/s一语通关常见的三种临界问题(1)与绳的弹力有关的临界问题：此类问题要分析出绳恰好无弹力这一临界状态下的角
11、速度(或线速度)(2)与支持面弹力有关的临界问题：此类问题要分析出恰好无支持力这一临界状态下的角速度(或线速度)(3)因静摩擦力而产生的临界问题：此类问题要分析出静摩擦力达到最大时这一临界状态下的角速度(或线速度)3如图在水平圆盘上放有质量相同的滑块1和滑块2，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO转动两滑块与圆盘的动摩擦因数相同均为，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力两滑块与轴O共线且滑块1到转轴的距离为r，滑块2到转轴的距离为2r，现将两个滑块用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，针对这个过程，求解下列问题：(1)求轻绳刚有拉力时圆盘的角速度；(2)求当圆盘角速度为时，滑块1受到的摩擦力解析(1)轻绳刚有拉力时，滑块2与转盘间的摩擦力达到最大静摩擦力，则由牛顿第二定律：mgm2r解得0.(2)当圆盘角速度为，此时滑块2与转盘间的摩擦力是最大静摩擦力，则对滑块2：Tmgm22r对滑块1：Tf1m2r解得f10.答案(1)(2)摩擦力为0
