2019-2020年高考物理知識要點總結(jié) 曲線運(yùn)動教案.doc

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2019-2020年高考物理知識要點總結(jié) 曲線運(yùn)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(yùn)動就叫平拋運(yùn)動。平拋運(yùn)動是普遍存在的一種運(yùn)動形式，如：飛機(jī)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(yùn)動。在學(xué)習(xí)的過程中要注意研究平拋運(yùn)動的方法──運(yùn)動的合成和分解。根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性原理，我們可以把一個較復(fù)雜的運(yùn)動分解成兩個沿不同方向的較簡單的運(yùn)動；同樣，我們也可以把兩個（或兩個以上）簡單的運(yùn)動合成一個較復(fù)雜的運(yùn)動。從道理上講掌握這種方法比掌握平拋運(yùn)動的規(guī)律更重要，因為有了方法不但可以研究平拋運(yùn)動還可以研究如上斜拋運(yùn)動、下斜拋運(yùn)動……。 一、曲線運(yùn)動 ⒈曲線運(yùn)動的速度特點： 質(zhì)點沿曲線運(yùn)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(yùn)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(yùn)動都是變速運(yùn)動。質(zhì)點在運(yùn)動中都具有加速度。 ⒉物體做曲線運(yùn)動的條件： 因為質(zhì)點沿曲線運(yùn)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(yùn)動的條件。 對這個做曲線運(yùn)動的質(zhì)點受到的合外力還應(yīng)認(rèn)識到這個力的方向一定與質(zhì)點運(yùn)動方向不在一條直線上，否則質(zhì)點將沿直線運(yùn)動。 二、運(yùn)動的合成與分解 2、運(yùn)動的合成分解：是在已學(xué)過的力的合成分解的基礎(chǔ)上進(jìn)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(yùn)動的位置變化運(yùn)動的快慢及物體運(yùn)動速度變化的快慢的。由于一個運(yùn)動可以看成是由分運(yùn)動組成的，那么已知分運(yùn)動的情況，就可知道合運(yùn)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(yīng)用平行四邊法則，就可求出輪船合運(yùn)動的速度v（大小方向）。這種已知分運(yùn)動求合運(yùn)動叫做運(yùn)動的合成。 相反，已知合運(yùn)動的情況，應(yīng)用平行為四邊法則，也可以求出分運(yùn)動和情況。例如飛機(jī)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(jī)在水平方向和豎直方向的位移：這種已知合運(yùn)動求分運(yùn)動叫運(yùn)動的分解。合運(yùn)動分運(yùn)動是等時的，獨(dú)立的這一點必須牢記。 以上兩例說明研究比較復(fù)雜的運(yùn)動時，常常把這個運(yùn)動看作是兩個或幾個比較簡單的運(yùn)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(yùn)動的速度矢量都是恒定的。輪船的合運(yùn)動的速度矢量也是恒定的。所以合運(yùn)動是勻速直線的。一般說來，兩個直線運(yùn)動的合成運(yùn)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(yùn)動就不是直線運(yùn)動而是曲線運(yùn)動了。由此可知研究運(yùn)動的合成和分解也是為了更好地研究曲線運(yùn)動作準(zhǔn)備。掌握運(yùn)動的獨(dú)立性原理，合運(yùn)動與分運(yùn)動等時性原理也是解決曲線運(yùn)動的關(guān)鍵。 ⒈運(yùn)動合成、分解的法則： 運(yùn)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(yùn)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(guān)于這一點通過實驗是完全可以驗證的，通過對實際運(yùn)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(jìn)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(yùn)動）的位移（速度或加速度）。 ⒉幾點說明： ⑴ 掌握運(yùn)動的合成和分解的目的在于為我們提供了一個研究復(fù)雜運(yùn)動的簡單方法。 ⑵ 物體只有同時參加了幾個分運(yùn)動時，合成才有意義，如果不是同時發(fā)生的分運(yùn)動，則合成也就失去了意義。 ⑶ 當(dāng)把一個客觀存在的運(yùn)動進(jìn)行分解時，其目的是在于研究這個運(yùn)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(yùn)用三角函數(shù)等。 三、平拋物體運(yùn)動 ⒈物體平拋的運(yùn)動： 大家知道，物體只在重力作用下自由下落的運(yùn)動叫自由落體運(yùn)動；物體只在重力作用下初速度向下的叫豎直下拋運(yùn)動；物體只在重力作用下初速度豎直向上的運(yùn)動叫豎直上拋運(yùn)動。平拋運(yùn)動與以上這些運(yùn)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(yùn)動叫平拋運(yùn)動。 做拋體運(yùn)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(yùn)動。 ⑵ 平拋運(yùn)動可以看作是水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。關(guān)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(biāo)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動的合運(yùn)動。 ⒉平拋運(yùn)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(biāo)系（oxy）。平拋出去的質(zhì)點沿x軸作勻速運(yùn)動，沿y軸作自由落體運(yùn)動（初速度為零的勻加速運(yùn)動）。圖中虛線表示質(zhì)點所在的位置分別對應(yīng)的在x、y軸上的坐標(biāo)。圖中紅色的曲線是平拋運(yùn)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(yùn)動的軌跡：平拋運(yùn)動的軌跡（拋物線）可以用xy的坐標(biāo)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(yùn)動是勻變速（加速度恒定）運(yùn)動。 四、勻速圓周運(yùn)動。 它是圓周運(yùn)動中最簡單而又最常見的曲線運(yùn)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(yùn)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(yùn)動，它是變加速曲線運(yùn)動。 描述勻速圓周運(yùn)動的物理量及其之間關(guān)系為： F向心力不是特殊的力是物體在做圓運(yùn)動時受到諸力的合力。由動力學(xué)知識可知 必須強(qiáng)調(diào)指出： 使物體做勻速圓周運(yùn)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。