人教版高中物理必修二第五章曲線運動知識講解含答案(基礎)

要點一、曲線運動曲線運動的特點是速度方向沿曲線切線方向變化，因此具有加速度。處理曲線運動時，可以將其分解為簡單的運動，再按需要進行合成。需要注意的是，加速曲線運動、減速曲線運動和勻速率曲線運動的區別，以及運動的合成和分解必須與實際運動完全一樣。運動的分解方式應根據解決問題的方便而定，不是固定不變的。各個分運動的獨立性是基于力的獨立作用原理。要點二、拋體運動拋體運動是勻變速運動，加速度是重力加速度。平拋運動可以分解為水平方向上的勻速運動和豎直方向上的自由落體運動；而斜拋運動的飛行時間、水平射程與拋出時的初速度的大小和方向都有關系。需要注意的是，平拋物體的飛行時間僅由拋出點到落地點的高度決定，與拋出時的初速度大小無關。拋體運動的規律及軌跡方程可以通過數學公式進行計算。要點三、圓周運動圓周運動包括線速度、角速度、周期、頻率、轉速等概念，以及向心力及向心加速度。在生活中的圓周運動實例中，需要熟練應用向心力和向心加速度處理問題，并能正確處理豎直平面內的圓周運動。此外，需要了解離心現象及其應用和危害，以及分析相關現象的受力特點。水平方向上，物體不受外力作用，以速度v做勻速直線運動，位移x等于速度v乘以時間t，速度v等于位移x除以時間t。豎直方向上，物體受重力作用，以初速度為零做自由落體運動，位移y等于重力加速度g乘以時間t的平方的一半，速度v等于重力加速度g乘以時間t。平拋運動的軌跡是一條拋物線。合速度大小等于水平速度v的平方加上豎直速度v乘以重力加速度g的平方的平方根。合速度方向與水平方向夾角等于反正切函數（重力加速度g乘以時間t除以水平速度v）。合位移大小等于水平位移x的平方加上豎直位移y的平方的平方根。合位移方向與水平方向夾角等于反正切函數（重力加速度g乘以時間t除以兩倍水平速度v）。圓周運動是非勻變速曲線運動，常用物理量包括線速度、角速度、周期、轉速和向心加速度。向心力可以是重力、萬有引力、彈力、摩擦力或電磁力等，也可以是單獨的一個力或幾個力的合力，向心力是按效果命名的。勻速圓周運動的合外力完全用來提供向心力，而在變速圓周運動中向心力是合外力的一個分量，合外力沿著切線方向的分量改變圓周運動速度的大小。向心運動和離心運動已經不是圓周運動，圓周運動的公式已經不再適用。解決圓周運動的方法是解決動力學問題的一般方法，需要注意方法的遷移和圓周運動的特點。同一個轉動物體上的各點的角速度相同，皮帶傳動、鏈條傳動以及齒輪傳動時，各輪邊緣上的點的線速度大小相等。【總結升華】渡河問題需要確定渡河速度和時間，然后根據等時性研究分運動或合運動的情況。對于塔吊臂上的物體B，需要分析其水平和豎直方向上的運動情況，可以將距離公式變換為豎直方向的位移公式來解決問題。在平拋運動和牛頓第二定律問題中，需要分析物體在傳送帶上的受力情況，以確定其離開傳送帶時的速度和落地點。例2、在圖示的塔吊臂上，有一小車A可以沿水平方向運動，小車下裝有吊鉤，吊鉤上掛著物體B。小車A和物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d=H-2t（SI）規律變化。則物體B做的運動是速度大小不變的曲線運動。【思路點撥】要弄清物體B在豎直方向上的運動情況，可以將A、B之間的距離變換為豎直方向上的位移公式。根據運動學知識，物體B在豎直方向上做的運動類似于平拋運動，初速度為零，勻加速度為4m/s2。【答案】B、C例3、一物塊從光滑曲面上的P點自由下滑，通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點。若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉動起來，使傳送帶隨之運動，再把物塊放到P點自由滑下，則物塊將仍然落在Q點。【思路點撥】物體在傳送帶上受到重力和摩擦力的作用，離開傳送帶后做平拋運動，落地點取決于離開傳送帶時的速度。因此，需要分析物塊在傳送帶上的受力情況，以確定其離開傳送帶時的速度。【答案】A傳送帶靜止時，物塊在傳送帶上受到的滑動摩擦力方向始終是向左的，阻礙物體運動。當皮帶輪逆時針方向轉動時，傳送帶沿水平方向向左運動，物體相對于傳送帶的運動方向始終是向右的，因此物體在此情況下受到的滑動摩擦力方向與傳送帶靜止時相同，仍然落在Q點。在平坦的運動場上，擊球手揮動球棒將壘球水平擊出，壘球飛行一段時間后落地。若不計空氣阻力，則壘球在空中運動的時間僅由擊球點離地面的高度決定，因為壘球被擊出后做平拋運動，在豎直方向上的運動時間為t=y/g。因此選項D正確。壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定的說法是錯誤的，因為壘球落地時豎直方向的速度由豎直初速度和重力加速度決定，而水平方向的速度則由初速度決定，因此選項A錯誤。壘球落地時瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定的說法也是錯誤的，因為壘球的運動軌跡是拋物線，速度方向會隨著位置的變化而變化，因此選項B錯誤。壘球在空中運動的水平位移僅由初速度決定的說法也是錯誤的，因為壘球的水平位移還受到重力的影響，因此選項C錯誤。一個人站在陽臺上，以相同的速率分別把三個球豎直上拋、豎直向下拋、水平拋出，若忽略空氣阻力，則三球落地時的速率相等，選項D正確。豎直上拋和豎直下拋的情況下，球的運動軌跡相同，因此落地時的速率也相同。水平拋出時，球的豎直運動是自由落體運動，水平運動是勻速直線運動，因此落地時的速率也相同。因此選項A、B、C都是錯誤的。【總結升華】本文主要講述了物理中的幾個問題，包括拋體運動、平拋運動、圓周運動中的臨界問題和動力學問題。在解題過程中，需要注意公式的矢量性，運用平拋運動的射程，以及區分桿與輕繩的不同作用。在圓周運動中，需要注意速率為零和輕桿受力為零的臨界狀態。最后，文章提出了一道關于碗和小球的問題，需要注意碗的加速運動對小球的支持力的影響。如果每個連接都垂直于自由落體小球的軌跡，那么可以根據這