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高一物理必修2典型题型.doc.deflate

典型例题: 解析:甲、乙沿绳的速度分别为 v1 和 v2cosα,两者应该相等,所以有 v1∶v2=cosα∶1 1、过河问题 例 1.小船在 200m 的河中横渡,水流速度为 2m/s,船在静水中的航速是 4m/s,求: 3、平抛运动 例 3 平抛小球的闪光照片如图。已知方格边长 a 和闪光照相的频闪间隔 T,求:v0、g、vc 1.小船怎样过河时间最短,最短时间是多少? 2.小船怎样过河位移最小,最小位移为多少? v2 v1 解: 如右图所示,若用 v1 表示水速,v2 表示船速,则: ①过河时间仅由 v2 的垂直于岸的分量 v⊥决定,即t ? d ,与 v1 无关,所以当 v2⊥岸时, v? 过河所用时间最短,最短时间为t ? d 也与 v1 无关。 v2 解析:水平方向:v0 ? 2a T 竖直方向:?s ? gT 2 ,? g ? a T2 先求 C 点的水平分速度 vx 和竖直分速度 vy,再求合速度 vC: vx ? v0 ? 2a T , v y ? 5a 2T ,? vc ? a 2T 41 (2)临界问题 A B C D E 典型例题是在排球运动中,为了使从某一位置和某一高度水平扣出的球既不触网、又不 ②过河路程由实际运动轨迹的方向决定,当 v1<v2 时,最短路程为 d ; 出界,扣球速度的取值范围应是多少? 2、连带运动问题 指物拉绳(杆)或绳(杆)拉物问题。由于高中研究的绳都是不可伸长的,杆都是不可 伸长和压缩的,即绳或杆的长度不会改变,所以解题原则是:把物体的实际速度分解为垂直 于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解。 例 4 已知网高 H,半场长 L,扣球点高 h,扣球点离网水平距离 s、求:水平扣球速度 v 的 取值范围。 解析:假设运动员用速度 vmax 扣球时,球刚好不会出界,用速度 vmin 扣球时,球刚好不 触网,从图中数量关系可得: 例 2 如图所示,汽车甲以速度 v1 拉汽车乙前进,乙的速度为 v2,甲、乙都在水平面上运动,求 v1∶v2 v1 甲 v1 v2 α 乙 1 vmax ? ?L ? s?/ 2h ? (L ? s) g g; 2h v h s HL vmin ? s / 2(h ? H ) ? s g g 2(h ? H ) 实际扣球速度应在这两个值之间。 mg tan? ? mv 2 ? mR sin?? 2 , R sin? N 由此可得:v ? gR tan? sin? ,T ? 2? R cos? ? 2? h , θ g g F 4、圆周运动 例 5 如图所示装置中,三个轮的半径分别为 r、2r、4r,b 点到圆心 的距离为 r,求图中 a、b、c、d 各点的线速度之比、角速度之比、 c 加速度之比。 b d 解析:va= vc,而 vb∶vc∶vd =1∶2∶4,所以 va∶ vb∶vc∶vd =2∶1∶2∶4; ωa∶ωb=2∶1,而ωb=ωc=ωd ,所以ωa∶ωb∶ωc∶ωd =2∶1∶1∶1;再利用 a=vω,可得 aa∶ab∶ac∶ad=4∶ 1∶2∶4 点评:凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子,两轮边缘上各点 的线速度大小相等;凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等 (轴上的点除外)。 (式中 h 为小球轨道平面到球心的高度)。 G 可见,θ越大(即轨迹所在平面越高),v 越大,T 越小。 点评:本题的分析方法和结论同样适用于圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面 a 内做匀速圆周飞行等在水平面内的匀速圆周运动的问题。共同点是由重 力和弹力的合力提供向心力,向心力方向水平。 例 7:长l ? 0.5m ,质量可忽略不计的杆,其下端固定于 O 点,上端连接着质量 m ? 2kg 的小球 A,A 绕 O 点做圆周运动,如图所示,在 A 点通过最高点时,求 在下面两种情况下,杆的受力: ⑴ A 的速率为 1m/s; ⑵ A 的速率为 4m/s; FN mg O 图 11 例 6 小球在半径为 R 的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动,试分析图中的θ(小球与半 解析:对 A 点进行受力分析,假设小球受到向上的支持力,如图所示,则有 球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度 v、周期 T 的关系。(小球的半径远小于 R。) 解析:小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上(不在半球的球心),向心 力 F 是重力 G 和支持力 N 的合力,所以重力和支持力的合力方向必然水平。如图所示有: F向 ? mg ? FN 则 FN ? mg ? m v2 l 分别带入数字则有 ⑴FN =16N ⑵FN = -44N 负号表示小球受力方向与原假设方向相反 2 例 8 质量为 M 的小球在竖直面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点不脱离轨道的临界速 所以 2.9 rad/s ? ? ? 6.5 rad/s 度是 V,当小球以 3V 速度经过最高点时,球对轨道的压力大小是多少? 解析:对 A 点进行受力分析,小球受到向下的压力重力,其合力为向心力,有 F向 ? mg ? FN 则 FN ? m v2 l ? mg 解得 FN = 8mg 练习: 1.在质量为 M 的电动机飞轮上,固定着一个质量为 m 的重物,重物到轴的距离为 R, 如图所示,为了使电动机不从地面上跳起,电动机飞轮转动的最大角速度不能超过 A. M ? m ? g B. M ? m ? g mR mR 例 9 如图所示,用细绳一端系着的质量为 M=0.6kg 的物体 A 静止在水平转盘上,细绳另 一端通过转盘中心的光滑小孔 O 吊着质量为 m=0.3kg 的小球 B,A 的重心到 O 点的距离为 0.2m.若 A 与转

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