高考曲线运动锦囊如下:
明确曲线运动的条件,速度的方向是沿着曲线的切线方向。
理解平抛运动和圆周运动是曲线运动最典型的例子,它们都是加速度形式的分析。
掌握平抛运动的运动规律,运用分解法研究其分运动,抓住其“速度变化与水平初速度无关”的核心。
掌握圆周运动的向心力的来源,分析向心力的变化,是解决离心运动问题的关键。
理解物体做曲线运动的条件和曲线运动的特点,掌握物体做曲线运动的条件是物体所受合外力与速度不在同一直线上。
知道曲线运动的速度方向的特点,知道物体做曲线运动的条件是速度方向与合力方向不共线。
掌握平抛运动的水平射程的求解方法,熟练应用平抛运动规律求解平抛运动问题。
掌握圆周运动的向心力的公式,并能进行简单的计算。
理解离心运动的本质是合外力不够提供向心力,知道离心运动不一定是曲线运动。
知道匀速圆周运动的线速度、角速度、周期与半径的关系,知道角速度的公式。
此外,还有曲线运动中常见的临界情况分析方法、多过程问题分析策略等锦囊妙计。建议根据自身实际情况,选择合适的学习方法。
例题:
【题目】在竖直平面内有一圆弧形轨道,半径为R,轨道AB部分是光滑的,其余部分是粗糙的。一个小球从轨道的A点由静止开始下滑,已知小球到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为3mg,求:
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球在粗糙部分轨道上运动时受到的摩擦力大小;
(3)小球从A点运动到B点的过程中,重力做功的功率。
【分析】
(1)小球到达B点时,由牛顿第二定律得:$F_{N} - mg = m\frac{v^{2}}{R}$,解得:$v = \sqrt{3gR}$;
(2)小球在粗糙部分轨道上运动时受到的摩擦力大小为:$f = \frac{F_{N} - mg}{cos\theta} = \frac{3mg - mg}{cos\theta} = 2mg\sin\theta$;
(3)小球从A点运动到B点的过程中,重力做功的功率为:$P = mgv\sin\theta = mg \times \sqrt{3gR}\sin\theta$。
【总结】
本题考查了圆周运动和功率的计算,关键要掌握圆周运动向心力的表达式和功率的计算公式。
【锦囊】
在处理曲线运动问题时,要明确运动轨迹和受力情况,根据运动轨迹选择合适的运动学公式和牛顿第二定律公式;在处理功率问题时,要明确功率的计算公式和平均功率和瞬时功率的区别。