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本文题目:高一物理下册二单元教案:曲线运动
四、曲线运动(1)
【课 题】曲线运动 运动的合成与分解
【导学目标】
1、了解曲线运动的特点,掌握物体做曲线运动的条件;
2、知道运动合成与分解的方法,并会用来解决一些实际问题。
【知识要点】
一、曲线运动的特点:
1、作曲线运动的物体,速度始终在轨迹的切线方向上,因此,曲线运动速度方向在不断变化,故曲线运动一定是变速运动;
2、曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上,加速度方向一定指向曲线运动凹的那一边。
二、曲线运动的条件:
物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。中学阶段实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情况:
1、合外力为恒力,合外力与速度成某一角度,如在重力作用下平抛,带电粒子垂直进入匀强电场的类平抛等。
2、合外力为变力,大小不变,仅方向变,且合力与速度垂直,如匀速圆周运动。
3、一般情况,合外力既是变力,又与速度不垂直时,高中阶段只作定性分析。
三、运动的合成与分解:
1、运动的合成与分解包含了位移、加速度、速度的合成与分解。均遵循平行四边形法则。(一般采用正交分解法处理合运动与分运动的关系)中学阶段,运动的合成与分解是设法把曲线运动(正交)分解成直线运动再用直线运动规律求解。
2、常见模型: 船渡河问题;
牵连物体运动问题。
3、渡河问题:
(1)要使过河的时间最短,则船头必须垂直河岸;
(2) 要使过河的位移最短:
a、若v船 v水,则船头必须指向河岸上游方向;使合速度垂直河岸,最小位移等于河宽;
b、若v船 v水,只有当v船 v合 时,过河的位移最小。
4、对于牵连物体运动问题:一般把与绳(或其他牵连物)不共线的物体实际速度作为合速度,然后沿绳和垂直绳分解。
【典型剖析】
[例1] (2008届海安如皋高三物理期中联考卷)在地面上观察下列物体的运动,其中物体做曲线运动的是 ( )
A.正在竖直下落的雨滴突然遭遇一阵北风
B.向东运动的质点受到一个向西方向力的作用
C.河水匀速流动,正在河里匀加速驶向对岸的汽艇
D.在以速度v前进的列车尾部,以相对列车的速度v水平向后抛出的小球
[例2] (1)(南通海门市08届高三第一次诊断性考试试卷)一只小船在静水中的速度大小始终为5m/s,在流速为3m/s的河中航行,则河岸上的人能看到船的实际航速大小可能是( )
A.1m/s B.3m/s C.8m/s D.10m/s
(2)(扬州市08届高考模拟试卷 )河水的流速随离河岸的距离的变化关系如下图左图所示,船在静水中的速度与时间的关系如如下图右图所示,若要使船以最短时间渡河,则( )
A.船渡河的最短时间是60s B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船在河水中的最大速度是5m/s D.船在河水中航行的轨迹是一条直线
[例3] (奉贤区09届高三物理试题)3.在抗雪灾中,空军从很高的高空用降落伞空投救灾物资,降落伞下面的重物有500kg,降落伞在下落过程中始终遇3m/s的水平风,已知降落伞下落中受到的阻力F=kv2(k=200Ns2/m2),而降落伞自身重力忽略不计,则降落伞在匀速运动前做_______________运动,降落伞匀速通过最后的200m高空所需的时间为________s。
[例4]如图所示,一质量为m的氢气球用细绳拴在地面上,地面上空风速水平且恒为v0,球静止时绳与水平方向夹角为.某时刻绳突然断裂,氢气球飞走.已知氢气球在空气中运动时所受到的阻力f正比于其相对空气的速度v,可以表示为f=kv(k为已知的常数).则
(1)氢气球受到的浮力为多大?
(2)绳断裂瞬间,氢气球加速度为多大?
(3)一段时间后氢气球在空中做匀速直线运动,其水平方向上的速度与风速v0相等,求此时气球速度大小(设空气密度不发生变化,重力加速度为g).
【训练设计】
1、(2008届苏州五市三区高三教学调研测试试卷)如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升飞机 ,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员 。在直升飞机 和伤员 以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员提起,在某一段时间内, 、 之间的距离以 (式中 为直升飞机 离地面的高度,各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化,则在这段时间内,下面判断中正确的是(不计空气作用力)( )
、悬索的拉力小于伤员的重力;
、悬索成倾斜直线;
、伤员做速度减小的曲线运动;
、伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动;
2、(2010上海物理)12. 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞( )
(A)下落的时间越短 (B)下落的时间越长
(C)落地时速度越小 (D)落地时速度越大
3、(2010江苏卷)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )
(A)大小和方向均不变
(B)大小不变,方向改变
(C)大小改变,方向不变
(D)大小和方向均改变
4、(09广东理科基础6)船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为 ( )
5、(普陀区高三年级物理学科期末调研试卷)一个物体在几个共点力的作用下,保持平衡状态,如果撤去其中一个力F1,而其余力保持不变,关于该物体的运动,下列说法中正确的是( )
A、可能沿着F1的方向做匀变速直线运动
B、可能沿着F1的反方向做匀变速直线运动
C、可能做匀变速曲线运动 D、可能做匀速圆周运动
6、(虹口区2009高三教学质量监测题)、在河面上方20m的岸上有人用长绳栓住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30。人以恒定的速率v=3m/s拉绳,使小船靠岸,那么5s后小船前进了_________m,此时小船的速率为_____m/s。
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