01 易錯陷阱
易錯點一:不會運用運動的合成與分解求解兩種模型
易錯點二:對拋體運動理解有誤
易錯點三:對圓周運動理解有誤
02 易錯知識點
知識點一、繩桿末端速度分解的三種方法
知識點二、常見斜面平拋模型與結論
類型一:沿著斜面平拋
類型二:垂直撞斜面平拋運動
類型三:撞斜面平拋運動中的最小位移問題
知識點三、水平方向上的圓周運動
知識點四、豎直面內“繩、桿(單、雙軌道)”模型對比
知識點五、豎直面內圓周運動常見問題與二級結論
03 舉一反三——易錯題型
題型一:對繩、桿端速度進行分解
題型二:平拋運動與斜面、曲面的結合
題型三:多體平拋運動
題型四:斜拋運動
題型五:水平面上的圓周運動(圓錐擺,圓碗……)
題型六:豎直面的繩、桿模型及臨界條件
04 易錯題通關
易錯點一:不會運用運動的合成與分解求解兩種模型
1.解決小船渡河問題掌握“三模型、兩方案、兩確定”
(1)小船渡河三種模型
2.繩(桿)關聯(lián)速度問題
(1)易錯注意點
①繩或桿質量忽略不計
②繩或桿不可伸長
③沿繩(桿)方向的速度分量大小相等.
(2)思路方法
合運動(實際發(fā)生的運動)→合速度→繩(桿)拉物體的實際運動速度v
分運動(對合運動沿某方向分解的運動)→分速度→eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(其一:沿繩?桿?的速度v1,其二:與繩?桿?垂直的速度v2))
方法:v1與v2的合成遵循平行四邊形定則.
(3)繩、桿末端速度分解四步
①找到合運動——物體的實際運動;②確定分運動——沿繩(桿)和垂直于繩(桿);③作平行四邊形;④根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解。常見的模型如圖所示。

易錯點二:對拋體運動理解有誤
1.平拋(或類平拋)運動所涉及物理量的特點
2. 平拋運動中物理量的關系圖
兩個三角形,速度與位移;
九個物理量,知二能求一;
時間和角度,橋梁和紐帶;
時間為明線,角度為暗線。
3. 平拋運動常用三種解法
h
x
v
v0
θ
α
①正交分解法:分解位移(位移三角形):若已知h、x,可求出v0=xg2?;
分解速度(速度三角形):若已知v0、θ,可求出v=v0/csθ;
②推論法:若已知h、x,可求出tanθ=2tanα=2h/x;
③動能定理法:若已知h、v0,動能定理:mgh=?mv2-?mv02 ,可求出v=v02+2g?。
4.平拋運動中的臨界、極值問題
在平拋運動中,由于時間由高度決定,水平位移由高度和初速度決定,因而在越過障礙物時,有可能會出現(xiàn)恰好過去或恰好過不去的臨界狀態(tài),還會出現(xiàn)運動位移的極值等情況.
1.若題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程中存在著臨界點.
2.若題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語,表明題述的過程中存在著“起止點”,而這些“起止點”往往就是臨界點.
3.若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過程中存在著極值點,這些極值點也往往是臨界點.
易錯點三:對圓周運動理解有誤
1.勻速圓周運動的向心力公式為F=meq \f(v2,r)=mω2r=mr(eq \f(2π,T))2.
2.物體做勻速圓周運動的條件:合力大小不變,方向始終與速度方向垂直且指向圓心,提供物體做圓周運動的向心力.
易錯分析
3.向心力是效果力:向心力是根據(jù)力的作用效果命名的,不是性質力,它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質的力,也可以是它們的合力,或某個力的分力.注意在分析物體受力時,不能說物體還受一個向心力的作用,向心力可以是某一種性質力,也可以是幾個性質力的合力或某一性質力的分力.
知識點一、繩桿末端速度分解的三種方法
方法一、微元法
要求船在該位置的速率即為瞬時速率,需從該時刻起取一小段時間來求它的平均速率,當這一小段時間趨于零時,該平均速率就為所求速率。
如圖所示,設船在θ角位置經(jīng)△t時間向左行駛△x距離,滑輪右側的繩長縮短△L,當繩與水平方向的角度變化很小時,△ABC可近似看做是一直角三角形,因而有△L=△x csθ,兩邊同除以△t得:,即收繩速率v0=vA csθ,因此船的速率為:vA=υ0/csθ。
方法二、效果分解法
首先確定合運動,即物體實際運動;其次確定物體A的兩個分運動。兩個分運動:一是沿繩的方向被牽引,繩長縮短。繩長縮短的速度即等于v1=v0;二是隨著繩以定滑輪為圓心的擺動,它不改變繩長,只改變角度θ的值。這樣就可以將vA按圖示方向進行分解。所以v1及v2實際上就是vA的兩個分速度,如圖所示,由此可得vA=υ0/csθ。
方法三、功率等值法
由題意可知:人對繩子做功等于繩子對物體所做的功,即二者做功的功率相等。人對繩子的拉力為F,則對繩子做功的功率為P1=Fv0;繩子對物體的拉力,由定滑輪的特點可知,拉力大小也為F,則繩子對物體做功的功率為P2=FvAcsθ,因為P1= P2所以vA=v0/csθ。
知識點二、常見斜面平拋模型與結論
類型一:沿著斜面平拋
1.斜面上平拋運動的時間的計算
斜面上的平拋(如圖),分解位移(位移三角形)
v0
θ(


x=v0t ,
y=eq \f(1,2)gt2,
tan θ=eq \f(y,x),
可求得t=eq \f(2v0tan θ,g)。
2.斜面上平拋運動的推論
根據(jù)推論可知,tanα=2tanθ,同一個斜面同一個θ,所以,無論平拋初速度大小如何,落到斜面速度方向相同。
3.與斜面的最大距離問題
【構建模型】如圖所示,從傾角為θ的斜面上的A點以初速度v0水平拋出一個物體,物體落在斜面上的B點,不計空氣阻力.
法一:(1) 以拋出點為坐標原點,沿斜面方向為x軸,垂直于斜面方向為y軸,建立坐標系,如圖(a)所示
vx=v0cs θ,vy=v0sin θ,
ax=gsin θ,ay=gcs θ.
物體沿斜面方向做初速度為vx、加速度為ax的勻加速直線運動,垂直于斜面方向做初速度為vy、加速度為ay的勻減速直線運動,類似于豎直上拋運動.
令v′y=v0sin θ-gcs θ·t=0,即t=eq \f(v0tan θ,g).
(2)當t=eq \f(v0tan θ,g)時,物體離斜面最遠,由對稱性可知總飛行時間T=2t=eq \f(2v0tan θ,g),
A、B間距離s=v0cs θ·T+eq \f(1,2)gsin θ·T2=eq \f(2veq \\al(2,0)tan θ,gcs θ).
法二:(1) 如圖(b)所示,當速度方向與斜面平行時,離斜面最遠,v的切線反向延長與v0交點為此時橫坐標的中點P,
則tan θ=eq \f(y,\f(1,2)x)=eq \f(\f(1,2)gt2,\f(1,2)v0t),t=eq \f(v0tan θ,g).
(2) eq \x\t(AC)=y(tǒng)=eq \f(1,2)gt2=eq \f(veq \\al(2,0)tan2 θ,2g),而eq \x\t(AC)∶eq \x\t(CD)=1∶3,所以eq \x\t(AD)=4y=eq \f(2veq \\al(2,0)tan2θ,g),A、B間距離s=eq \f(eq \x\t(AD),sin θ)=eq \f(2veq \\al(2,0)tan θ,gcs θ).
法三:(1)設物體運動到C點離斜面最遠,所用時間為t,將v分解成vx和vy,如圖(c)所示,則由tan θ=eq \f(vy,vx)=eq \f(gt,v0),得t=eq \f(v0tan θ,g).
(2)設由A到B所用時間為t′,水平位移為x,豎直位移為y,如圖(d)所示,由圖可得
tan θ=eq \f(y,x),y=xtan θ①
y=eq \f(1,2)gt′2②
x=v0t′③
由①②③式得:t′=eq \f(2v0tan θ,g)
而x=v0t′=eq \f(2veq \\al(2,0)tan θ,g),
因此A、B間的距離s=eq \f(x,cs θ)=eq \f(2veq \\al(2,0)tan θ,gcs θ).
類型二:垂直撞斜面平拋運動
方法:分解速度.
vx=v0,
vy=gt,
tan θ=eq \f(vx,vy)=eq \f(v0,gt),
可求得t=eq \f(v0,gtan θ).
底端正上方平拋撞斜面中的幾何三角形
v0

H
H-y
x
類型三:撞斜面平拋運動中的最小位移問題
v0

θ

過拋出點作斜面的垂線,如圖所示,
當小球落在斜面上的B點時,位移最小,設運動的時間為t,則
水平方向:x=hcs θ·sin θ=v0t
豎直方向:y=hcs θ·cs θ=eq \f(1,2)gt2,解得v0= eq \r(\f(gh,2))sin θ,t=eq \r(\f(2h,g))cs θ.
知識點三、水平方向上的圓周運動
1.結構特點:一根質量和伸長可以不計的輕細線,上端固定,下端系一個可以視為質點的擺球在水平面內做勻速圓周運動,細繩所掠過的路徑為圓錐表面。
2.受力特點:擺球質量為m,只受兩個力即豎直向下的重力mg和沿擺線方向的拉力FT。兩個力的合力,就是擺球做圓周運動的向心力,如圖所示(也可以理解為拉力的豎直分力與擺球的重力平衡,的水平分力提供向心力)。
4.運動特點:擺長為l,擺線與豎直方向的夾角為θ的圓錐擺,擺球做圓周運動的圓心是O,圓周運動的軌道半徑是r=lsinθ
向心力 F合=mgtanθ=man=mω2lsinθ=mv2/(lsinθ)
擺線的拉力 FT=mg/csθ
【討論】:(1)當擺長一定,擺球在同一地點、不同高度的水平面內分別做勻速圓周運動時,據(jù)csθ=g/(ω2l)可知,若角速度ω越大,則θ越大,擺線拉力FT=mg/csθ也越大,向心加速度an=gtanθ也越大,線速度v=ωr =glsinθtanθ也越大。
結論是:同一圓錐擺,在同一地點,若θ越大,則擺線的拉力越大,向心力越大,向心加速度也越大,轉動的越快,運動的也越快,。
(2)當lcsθ為定值時(lcsθ=?為擺球的軌道面到懸點的距離h,即圓錐擺的高度),擺球的質量相等、擺長不等的圓錐擺若在同一水平面內做勻速圓周運動,則擺線拉力FT=mg/csθ,向心力F合=mgtanθ,向心加速度an=gtanθ,角速度ω=g/?,線速度v=ωr=g?tanθ。
結論是:在同一地點,擺球的質量相等、擺長不等但高度相同的圓錐擺,轉動的快慢相等,但θ角大的圓錐擺,擺線的拉力大,向心力大,向心加速度大,運動得快。
知識點四、豎直面內“繩、桿(單、雙軌道)”模型對比
知識點五、豎直面內圓周運動常見問題與二級結論
【問題1】一個小球沿一豎直放置的光滑圓軌道內側做完整的圓周運動,軌道的最高點記為A和最低點記為C,與原點等高的位置記為B。圓周的半徑為R
要使小球做完整的圓周運動,當在最高點A 的向心力恰好等于重力時,由mg=mv2R可得vgR①
對應C點的速度有機械能守恒mg2R=12mvC2?12mvA2得vC=5gR②
當小球在C點時給小球一個水平向左的速度若小球恰能到達與O點等高的D位置則由機械能守恒
mgR=12mvc2得vc=2gR③
小結:(1).當vc>5gR時小球能通過最高點A小球在A點受軌道向內的支持力由牛頓第二定律FA+mg=mvA2R④
(2).當vc=5gR時小球恰能通過最高點A小球在A點受軌道的支持力為0由牛頓第二定律mg=mvA2R。⑤
(3).當2gR

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