- 曲线运动高考分析
曲线运动是高考的重要考点之一,涉及的知识点包括:
1. 曲线运动的定义:物体运动轨迹是曲线的运动,称为曲线运动。
2. 曲线运动的条件:物体所受的合外力和它方向的合力为恒力时,物体做曲线运动。
3. 曲线运动的速度:曲线运动中速度方向时刻变化,故速度是变化的。
4. 曲线运动的实例分析:平抛运动和斜抛运动。
5. 曲线运动的加速度:曲线运动中加速度可以恒定,也可以变化。
6. 曲线运动的合成与分解:涉及到两个方向速度的合成与分解的问题。
此外,关于圆周运动需要注意的重点知识包括:向心力的来源、向心力的公式、匀速圆周运动的公式、离心现象的解释等。
在高考中,曲线运动和圆周运动通常会结合在一起出题,考察学生的综合分析能力。因此,同学们在备考时,需要全面掌握相关知识,并提高自己的分析能力。
相关例题:
例题:
【题目】在竖直平面内有一个光滑的圆弧轨道,轨道位于水平地面上的Q点处,一物体从A点静止开始沿轨道下滑,求物体到达B点时的速度大小。
【分析】
1. 运动性质:物体从A点开始下滑,由于只受重力作用,因此物体做曲线运动。
2. 受力分析:物体在下滑过程中只受到重力的作用,因此重力是物体运动的主要外力。
3. 运动轨迹:由于物体做曲线运动,因此其运动轨迹是圆弧。
4. 能量守恒:由于物体在运动过程中没有其他外力做功,因此物体的机械能守恒。
【解答】
设物体在A点的速度为v_{A},质量为m,圆弧轨道的半径为R。
根据机械能守恒定律,有:
mgR = \frac{1}{2}mv^{2}
物体在下滑过程中只受到重力和轨道的支持力(假设为向上的力),因此根据牛顿第二定律,有:
mg - N = ma
其中a为物体在下滑过程中的加速度。由于物体做圆周运动,因此支持力N始终指向圆心,因此无法求出具体的数值。但是可以知道N的大小一定小于mg。
设物体到达B点的速度为v_{B},根据能量守恒定律,有:
\frac{1}{2}mv^{2} = mgsin\theta \cdot \frac{2R}{sin\theta} + \frac{1}{2}mv_{B}^{2}
其中sin\theta表示轨道与水平地面的夹角。
联立以上各式可得:
v_{B} = \sqrt{gR(sin\theta + \frac{1}{sin\theta})}
其中g为重力加速度。
【总结】
本题考查了曲线运动的性质和能量守恒定律的应用。物体做曲线运动时,需要分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律求出加速度。同时根据能量守恒定律求出物体的速度大小。需要注意的是,由于物体做圆周运动,支持力N的大小无法求出具体的数值,但是可以知道N的大小一定小于mg。
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