2019-2020年高考物理知識要點總結 曲線運動教案.doc

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2019-2020年高考物理知識要點總結 曲線運動教案 知識要點： 將一個物體在一定的高度沿水平方向扔出去物體做的運動就叫平拋運動。平拋運動是普遍存在的一種運動形式，如：飛機水平飛行時投出去的炸彈，水平射出去的槍彈……等，均做平拋運動。在學習的過程中要注意研究平拋運動的方法──運動的合成和分解。根據(jù)運動的獨立性原理，我們可以把一個較復雜的運動分解成兩個沿不同方向的較簡單的運動；同樣，我們也可以把兩個（或兩個以上）簡單的運動合成一個較復雜的運動。從道理上講掌握這種方法比掌握平拋運動的規(guī)律更重要，因為有了方法不但可以研究平拋運動還可以研究如上斜拋運動、下斜拋運動……。 一、曲線運動 ⒈曲線運動的速度特點： 質(zhì)點沿曲線運動時，它在某點即時速度的方向一定在這一點軌跡曲線的切線方向上。因為曲線上各點的切線方向一般是不相同的，所以質(zhì)點在沿曲線運動時速度的方向是在不斷改變的；又因為速度方向不斷改變，所以可說任何一個曲線運動都是變速運動。質(zhì)點在運動中都具有加速度。 ⒉物體做曲線運動的條件： 因為質(zhì)點沿曲線運動時一定具有加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知，該質(zhì)點所受的合外力一定不為零，即質(zhì)點一定受到合外力的作用。這就是物體做曲線運動的條件。 對這個做曲線運動的質(zhì)點受到的合外力還應認識到這個力的方向一定與質(zhì)點運動方向不在一條直線上，否則質(zhì)點將沿直線運動。 二、運動的合成與分解 2、運動的合成分解：是在已學過的力的合成分解的基礎上進一步研究的，由于位移、速度、加速度與力一樣都是矢量。是分別描述物體運動的位置變化運動的快慢及物體運動速度變化的快慢的。由于一個運動可以看成是由分運動組成的，那么已知分運動的情況，就可知道合運動的情況。例如輪船渡河，如果知道船在靜水中的速度的大小和方向，以及河水流動的速度的大小和方向，應用平行四邊法則，就可求出輪船合運動的速度v（大小方向）。這種已知分運動求合運動叫做運動的合成。 相反，已知合運動的情況，應用平行為四邊法則，也可以求出分運動和情況。例如飛機以一定的速度在一定時間內(nèi)斜向上飛行一段位移，方向與水平夾角為30，我們很容易求出飛機在水平方向和豎直方向的位移：這種已知合運動求分運動叫運動的分解。合運動分運動是等時的，獨立的這一點必須牢記。 以上兩例說明研究比較復雜的運動時，常常把這個運動看作是兩個或幾個比較簡單的運動組成的，這就使問題變得容易研究。在上例輪船在靜水中是勻速行駛的，河水是勻速流動的，則輪船的兩個分運動的速度矢量都是恒定的。輪船的合運動的速度矢量也是恒定的。所以合運動是勻速直線的。一般說來，兩個直線運動的合成運動，并不一定都是直線的。在上述輪船渡河的例子中如果輪船在劃行方向是加速的行駛，在河水流動方向是勻速行駛，那么輪船的合運動就不是直線運動而是曲線運動了。由此可知研究運動的合成和分解也是為了更好地研究曲線運動作準備。掌握運動的獨立性原理，合運動與分運動等時性原理也是解決曲線運動的關鍵。 ⒈運動合成、分解的法則： 運動的合成和分解是指位移的合成與分解及速度、加速度的合成與分解。 因為位移、速度和加速度都是矢量，所以運動的合成（矢量相加）和分解（矢量相減）都遵循平行四邊形法則。關于這一點通過實驗是完全可以驗證的，通過對實際運動觀察也能得到證實。 如圖所示，若OA矢量代表人在船上行走的位移（速度或加速度）OB矢量代表船在水中行進的位移（速度或加速度），則矢量OC的大小和方向就代表人對水（合運動）的位移（速度或加速度）。 ⒉幾點說明： ⑴ 掌握運動的合成和分解的目的在于為我們提供了一個研究復雜運動的簡單方法。 ⑵ 物體只有同時參加了幾個分運動時，合成才有意義，如果不是同時發(fā)生的分運動，則合成也就失去了意義。 ⑶ 當把一個客觀存在的運動進行分解時，其目的是在于研究這個運動在某個方向的表現(xiàn)。 ⑷ 處理合成、分解的方法主要有作圖法和計算法。計算法中有余弦定理計算、正弦定理計算、勾股定理計算及運用三角函數(shù)等。 三、平拋物體運動 ⒈物體平拋的運動： 大家知道，物體只在重力作用下自由下落的運動叫自由落體運動；物體只在重力作用下初速度向下的叫豎直下拋運動；物體只在重力作用下初速度豎直向上的運動叫豎直上拋運動。平拋運動與以上這些運動不同之處在于初速度的特點。 ⑴ 物體只在重力作用下，初速度沿水平方向的拋體運動叫平拋運動。 做拋體運動的物體，都是只受重力作用，顯然這里的“拋”不是指把物體拋出的過程，而是指拋出后物體的運動。 ⑵ 平拋運動可以看作是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動。關于這一點可以這樣來考慮。在空間的豎直平面上建立一個直角坐標系（oxy），使x軸的正方向與拋出時的速度方向重合，使y軸豎直向下。那么，如果平拋出去的物體沒有受到重力作用，則它將以平拋初速度做勻速直線運動。且滿足：；若該物體沒有初速度，則它在重力作用下一定做自由落體運動。且滿足：。因為平拋出去的物體既受重力作用，又有水平方向的初速度，所以它是這兩個分運動的合運動。 ⒉平拋運動的規(guī)律： 如圖，以拋出點為原點建立一個水平、豎直的直角坐標系（oxy）。平拋出去的質(zhì)點沿x軸作勻速運動，沿y軸作自由落體運動（初速度為零的勻加速運動）。圖中虛線表示質(zhì)點所在的位置分別對應的在x、y軸上的坐標。圖中紅色的曲線是平拋運動的軌跡，蘭色的有向線段表示到A位置時的位移。 ⑴ 平拋運動的軌跡：平拋運動的軌跡（拋物線）可以用xy的坐標方程表示： 這是一個拋物線方程。 ⑵ 經(jīng)時間物體的位移： 則 由圖不難看出位移方向與水平方向的夾角滿足 ⑶ 時刻物體的速度： 且速度方向與軸的夾角滿足： ⑷ 平拋物體的加速度： 方向豎直向下。 由此說明平拋運動是勻變速（加速度恒定）運動。 四、勻速圓周運動。 它是圓周運動中最簡單而又最常見的曲線運動，它是在任何相等的時間里通過的圓弧長度都相等的圓周運動。其特征是：線速度大小不變，角速度不變，周期恒定的圓周運動，它是變加速曲線運動。 描述勻速圓周運動的物理量及其之間關系為： F向心力不是特殊的力是物體在做圓運動時受到諸力的合力。由動力學知識可知 必須強調(diào)指出： 使物體做勻速圓周運動的向心力，不是什么特殊的力，任何一種力或幾種力的合力，只要它能使物體產(chǎn)生向心的加速度，它就是物體所受的向心力。