高中物理人教版必修2课件：5本章整合(共21张PPT)

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本章整合
专题一
专题二
专题三
专题一 运动的合成与分解
解决运动合成与分解的问题,应明确三点:一是合运动是物体的实际运动;二是运动的独立性和等时性是运动合成与分解的依据;三是合运动与分运动满足平行四边形定则,而通常合运动和分运动的分解方法是正交分解法。
1.船渡河运动的分解
v1为河水的流速,v2为船在静止的水里的航行速度,d为河的宽度,θ为v2与v1的夹角。即船头方向与河岸的夹角如图所示。
专题一
专题二
专题三
(1)沿水流方向:船在河中运动的速度为v1+v2cos θ,做匀速直线运动。
(2)沿垂直河岸方向:船在河中运动的速度为v2sin θ的匀速直线运动。
此种情况下船渡河的情形如图所示。
若要船垂直河岸渡河,则船在河中的合运动方向为垂直河岸。
专题一
专题二
专题三
若要船垂直河岸渡河,则船在河中的合运动方向为垂直河岸。
即沿水流方向的分速度为零,即船头倾斜向上游,如图所示。
v1-v2cos θ=0(v2>v1)。
2.绳或杆末端速度的分解方法
(1)绳子末端运动速度的分解,应按运动的实际效果进行。如图所示,人用绳子通过定滑轮拉物体A,当人以速度v0匀速前进时,求物体A的速度。(此时绳与水平方向夹角为θ)
专题一
专题二
专题三
首先要分析物体A的运动与人拉绳运动之间的关系,物体A的运动(即绳末端的运动)可以看成两个分运动的合成,一是沿绳方向被带动,绳长缩短,沿绳轴线使绳缩短的速度为v0;二是垂直于绳的定滑轮为圆心的摆,它不改变绳长,即物体A的合速度vA分解为沿绳的速度v0与垂直绳的速度v1。由几何关系可得 。当A向左移动,θ逐渐增大,vA逐渐增大,虽然人做匀速运动,但物体A却在做加速运动。
在进行速度分解时,首先要分清合速度与分速度。合速度就是物体的实际运动的速度,分析物体的实际运动是由哪两个分运动合成的,找出相应的分速度。不可伸长的绳和杆,若各点速度不同,但沿线或杆轴线上的速度大小是相同的,这是解决问题的关键。
专题一
专题二
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【例题1】导学号61270042如图所示,一条小船位于200 m宽的河正中A点处,从这里向下游100 m处有一危险区,当时水流速度为4 m/s。为了使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静水中的速度至少是(　　)
专题一
专题二
专题三
解析：水流速度是定值,只要保证合速度方向指向对岸危险区上游即可,但对应最小值应为刚好撞向对岸危险区边缘,如图所示。


则v船min=v水sin 30°=2 m/s,所以选项C正确。





答案：C
专题一
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专题二 平抛运动的特征和解题方法
平抛运动是典型的匀变速曲线运动,它的动力学特征是水平方向有初速度而不受外力,竖直方向只受重力而无初速度,抓住了平抛运动这个初始条件,也就抓住了解题关键。现将常见的几种解题方法介绍如下:
1.利用平抛运动的时间特点解题
平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,只要抛出的时间相同,下落的高度和竖直分速度就相同。
专题一
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2.利用平抛运动的偏转角解题
设平抛运动的物体,下落高度为h,水平位移为x,速度vA与初速度v0的夹角为θ。如图所示。
由以上结论可知,速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角的正切值的两倍,速度的反方向的延长线与x轴的交点在 处。
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3.利用平抛运动的轨迹解题
平抛运动的轨迹是一条抛物线,已知抛物线上的任一段,就可以求出水平初速度和抛出点,其他物理量也就迎刃而解了。设如图为某段小球做平抛运动的轨迹,在轨迹上任取两点A和B,分别过A作竖直线,过B作水平线相交于C,然后过BC的中点作垂线交抛物线于E点,再过E点作水平线交AC于F点,小球经过AE和EB的时间相等,设时间为T。
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【例题2】导学号61270043
在离地某一高度的同一位置,有A、B两个小球,A球以vA=3 m/s的速度水平向左抛出,同时B球以vB=4 m/s 的速度水平向右抛出,试求出两个小球的速度方向垂直时,它们之间的距离为多大?
专题一
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解析：如图所示,由于两个小球是以同一高度、同一时刻抛出,它们始终在同一水平位置上,且有vAy'=vBy'=gt,设vA'、vB'的方向和竖直方向的夹角分别为α和β,则
vAy'=vAcot α,vBy'=vBcot β,α+β=90°,
vAy'vBy'=vAy'2=vAvBcot αcot β=vAvB。



s=(vA+vB)t=2.47 m。
答案：2.47 m
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专题三 圆周运动中的临界问题
1.竖直面内圆周运动的临界问题分析
物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动常有临界问题,并伴有“最大”“最小”“刚好”等词语,常分析两种模型——轻绳模型和轻杆模型,分析比较如下:
专题一
专题二
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专题一
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【例题3】如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为m的小球(球大小不计),绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动,若小球在最低点时,杆对球的拉力大小为1.5mg,求:




(1)小球最低点时的线速度大小。
(2)小球通过最高点时,杆对球的作用力的大小。
(3)小球以多大的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力。
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专题三
专题一
专题二
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2.水平面内圆周运动的临界问题分析
关于水平面内匀速圆周运动的临界问题,无非是临界速度与临界力的问题,具体来说,主要是与绳的拉力、弹簧的拉力、接触面的弹力和摩擦力等相关。在这类问题中,要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源,考虑达到临界条件时物体所处的状态,即临界速度、临界角速度,然后分析该状态下物体的受力特点,结合圆周运动知识,列方程求解。常见情况有以下几种:
(1)与绳的弹力有关的圆周运动临界问题。
(2)因静摩擦力存在最值而产生的圆周运动临界问题。
(3)受弹簧等约束的匀速圆周运动临界问题。
(4)与斜面有关的圆周运动临界问题。
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【例题4】导学号61270044如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)。物体和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍,求:
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