1、考点要求 说明运动的合成与分解斜抛运动只做定性分析抛体运动匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力离心现象万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度 从近几年高考看,主要考查的有以下几点:(1)平抛物体的运动.(2)匀速圆周运动及其重要公式,如线速度、角速度、向心力等.(3)万有引力定律及其运用.(4)运动的合成与分解.注意圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用,要加深对牛顿第二定律的理解,提高应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的能力.近几年对人造卫星问题考查频率较高,它是对万有引力的考查.卫星问题与现代科技结合密切,对理论联系实际的能力要求较高,要引
2、起足够重视.本章内容常与电场、磁场、机械能等知识综合成难度较大的试题,学习过程中应加强综合能力的培养.从近几年的高考试题可以看出,曲线运动的研究方法运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动;万有引力定律与牛顿运动定律结合分析天体、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机的运动问题,估算天体的质量和密度问题,反映了现代科技信息与现代科技发展密切联系是高考命题的热点.例如09年全国卷第19题、09年江苏物理第3题、2008全国第17题,全国第25题,广东单科第12题考查了万有引力定律的应用,预计在今后的高考中平抛运动的规律及其研究方法、圆周运动的角速度、线速度和向心加速度仍是高考的热点.与实际应用和与生产、生活、
3、科技联系命题已经成为一种命题的趋向,特别是神舟系列飞船的发射成功、探月计划的实施、海南卫星基地的开建,更会结合万有引力进行命题.1.在复习具体内容时,应侧重曲线运动分析方法,能够熟练地将曲线运动转化为直线运动.如平抛运动就是将曲线运动转化为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动再进行处理的.对于竖直平面内的圆周运动,由于涉及知识较多而成为难点和重点.就圆周运动的自身而言有一个临界问题,同时又往往与机械能守恒结合在一起命题.在有关圆周运动最高点的各种情况下的各物理量的临界值的分析和计算应作为复习中的重点突破内容,极值分析法、数学分析法是分析处理物理问题的基本方法,也是学生学习中的难点
4、和薄弱环节.2.天体问题中,由于公式的形式比较复杂,计算中得到的中间公式特别多,向心力的表达式也比较多,容易导致混乱.所以要求在处理天体问题时,明确列式时依据的物理关系(一般是牢牢抓住万有引力提供向心力),技巧性地选择适当的公式,才能正确、简便地处理问题.3.万有引力定律还有一个重要的应用就是估算天体的质量或平均密度.问题的核心在于:(1)研究一天体绕待测天体的圆周运动.(2)二者之间的万有引力提供向心力.4.万有引力定律是力学中一个独立的基本定律,它也是牛顿运动定律应用的一个延伸,学习本部分内容要具有丰富的空间想象建模能力以及学科间的综合能力.(1)记住物体做匀速圆周运动的条件,能判断物体是
5、否做匀速圆周运动.(2)记住匀速圆周运动的v、T、f、a、向心力等运动学公式.(3)知道解匀速圆周运动问题的一般步骤(与牛顿第二定律解题思想相同).(4)掌握几种情景中的圆周运动:重力场中竖直面内圆周运动(注意临界条件).天体的匀速圆周运动.点电荷的电场中带电粒子可以做匀速圆周运动.带电粒子只受洛仑兹力作用下的圆周运动(注意有界磁场中的圆周运动的特点和解法).复合场中的圆周运动.一、曲线运动 1.曲线运动:质点的运动轨迹是曲线的运动.2.曲线运动特点:(1)做曲线运动的质点在某一点(某一时刻)的速度方向是曲线上该点的切线方向.(2)速度在变化,所以有加速度,是变速运动.3.曲线运动的条件:物体
6、所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上.4.曲线运动的合外力方向与速度方向的关系 做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指的一方弯曲,或外力指向轨迹“凹”侧,若已知物体的运动轨迹,可判断出合外力的大致方向.若合外力为变力,则为变加速运动;若合外力为恒力,则为匀变速运动;若合外力为恒力且与初速度方向不在一条直线上,则物体做匀变速曲线运动;若合外力方向与速度方向夹角为,则当 为锐角时,物体做曲线运动的速率将变大;当 为钝角时,物体做曲线运动的速率将变小;当 始终为直角时,则该力只改变速度的方向而不改变速度的大小.二、运动的合成与分解 1.运动的合成与分解的含义:(1)分运动:质点参与的几个运动称为分
7、运动 合运动:质点的实际运动称为合运动(2)运动的合成:已知分运动求合运动 运动的分解:已知合运动求分运动(3)运动的合成与分解的实质:是指位移、速度、加速度的合成与分解,运动的合成与分解遵循的规律:平行四边形定则.2.合运动和分运动的关系(1)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,互不影响.(2)等时性:各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等.(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果.3.判断两个不在同一直线上的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动的问题,总结如下:(1)两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动;(2)一个匀速直线运动和运动方向不
8、同的一个匀变速直线运动的合运动一定是曲 线运动;(3)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;(4)两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动不一定是直线运动.判断的依据是合初速度方向与合加速度方向是否在一条直线上,在一条直线上,就一定是直线运动,不在一条直线上,就是曲线运动.一、曲线运动的综合例1、如图411,一物体在水平恒力作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90,则物体从M点到N点的运动过程中,物体的速率将()A不断增大B不断减小C先减小后增大D先增大后减小图411C 解析:恒力F与vM夹角大于90,沿vM方向减速,沿垂直vM方向
9、加速,物体从M点到N点,恒力先做负功再做正功速率v先减小后增大故应选C。点评:加深对基本概念的理解有助于能力的提高 变式训练1、一质点在xOy平面内的运动轨迹如图412所示,下列判断正确的是()A若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速B若x方向始终匀速,则y方向先减速后加速C若y方向始终匀速,则x方向先减速后加速D若y方向始终匀速,则x方向先加速后减速BD图412 解析:某方向匀速,则该方向可看做时间轴,图象的斜率或其倒数即为另一方向的速度,选项BD正确 二、运动的合成与分解例2、如图413所示,用船A拖着车B前进,若船匀速前进,速度为vA,当OA绳与水平方向夹角为时,求:(1)车B运动的速度
10、vB多大?(2)车B是否做匀速运动?图413 解析:船的前进速度vA产生了绳子的下拉速度v1(沿绳的方向)和绳子以滑轮为轴的转动速度v2,车前进的速度vB取决于由于船前进而使OB绳子变短的速度(1)把vA分解为一个沿绳子方向的分速度v1和一个垂直于绳的分速度v2,如图所示,所以车前进的速度vB应等于vA的分速度v1,即vBv1vAcos.(2)当船匀速向前运动时,角逐渐减小,车速vB将逐渐增大,因此车B不做匀速运动变式训练2、(2010江苏南通调研)如图414所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接,另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接,杆两端固定且足够长,物块A由静止从图示位置释放后
11、,先沿杆向上运动设某时刻物块A运动的速度大小为vA,小球B运动的速度大小为vB,轻绳与杆的夹角为.则()AvAvBcos BvBvAcosC小球B减小的势能等于物块A增加的动能D当物块A上升到与滑轮等高时,它的机械能最大BD 图414 解析:vA可分解为沿绳方向和垂直绳方向的分速度,如图所示而小球B的速度等于绳方向的分速度,即vBvAcos,故B正确;根据能量守恒可知,小球B减小的势能等于物块A增加的机械能和小球B增加的动能之和,C错;当物块A上升到滑轮等高时,vA沿绳方向分速度为0,即vB0,小球B运动到最低点,减少的重力势能全部转化为A的机械能,故此时A的机械能最大,D正确三、渡河问题例3
12、、一条宽度为L的河,水流速度为v水,已知船在静水中速度为v船,那么:(1)怎样渡河时间最短?(2)若v船v水,怎样渡河位移最小?(3)若v船v水,怎样渡河船漂下的距离最短?1sin1.vvLLt vv sin1船船小船河,可以把小船的渡河分解它同与的,一是小船的,一是水流的,船的合如所示船斜向上游与河岸成任意角船速在垂直于河岸方向的速度分量,渡河所解需的析要:过问题运动为时参两个运动运动运动实际运动为运动图设头这时为时间为 minsin9sin12Lvt()LtLv.v00船船可以看出:、一定,增大而小;,最大 所以,船与河岸垂直渡河如所示,渡河的最小位移即河的度了使渡河位移等于,必使船的合速
13、度 的方向与河岸垂直,即是沿河岸方向的速度分量等于船指向河的上游,并与河岸成一定的最短时随减当时头时时间图宽为须这时头应 cosarccos3cos1vvvvvv(v)vxvv0水水船船水水船船船角度,所以有,即。因,所以只有在,船才有可能垂直河岸渡河若,不船的航向如何,是被水向下游,如所示,船与河岸成 角合速度 与河岸成 角可以看出:角越大,船漂下的距离 越短,那么,在什么件下 角最大呢?为时则论总冲图设头条mincosarccoscos )vvvvvvvLxvvvLvLx cosivns 水合船船水船水船船水水船以的矢尖心,半,与相切,角最大,根据,船与河岸的角,船沿河漂下的最短距离:(此
14、渡河的最短位移:为圆为径画圆当圆时头夹应为为时 minm12dt(dv)vvvd.vvx水船水船小船渡河的理方法及有小船在有一定流速的河中河,上与了方向上的分,即水流的水船的和船相于水的即在水中船的,船的是合船与河岸垂直,渡河最短,且河,船在水中的速度,:与水速若,小船垂直于河岸河,河路最短,河若,小船河路最方法:短理问题处关结论过时实际参两个运动随运动冲运动对运动(静运动)实际运动运动头时时间为宽为静无关过过径为宽过径处论点为结评invd.v水船变式训练3、某人乘船横渡一条小河,船在静水中的速度和水速一定,且船速大于水速若渡河最短时间为t1,当以最短位移渡河时时间为t2,则船速与水速之比为多少?12=vtddtvdvvtttv1221212222221小河河,船以最短的渡河 船以最短的位移渡河 得:解析:设宽为则当时间时:当时