高三物理物体运动和常见问题的思维方法教案

物体运动和常见问题的思维方法 一、              物体运动及其受力特点 子1、直线运动：①匀速直线运动、匀变速直线运动、非匀变速直线运动 ②受力特点是：物体受到的合外力方向跟物体的运动方向在同一直线上（F合或a与V的方向在同一直线上） 2、曲线运动：①平抛运动、圆周运动等 ②受力特点是：物体受到的合外力方向跟物体的运动方向不在同一直线上（F合或a与V的方向不在同一直线上） 二、物体运动的常见问题及处理方法： 1、直线运动追及和相遇问题的处理方法： 追及问题是运动学中最常见的问题之一，解题的方法较多，例如①解析法：就是搞清追及物体和被追及物体之间的关系，根据运动图景和公式，建立相应的时间关系方程、位移关系方程、速度关系方程、加速度关系方程，从而解决问题；②图像法：画出追及物体和被追及物体的位移—时间图像或速度—时间图像，寻找相应关系从而解决问题；③变换参照物法，它选择恰当的参照物，使追及问题处理更简单． 例1 两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为V0．若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车．已知前车在刹车过程中所行的距离为s，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少为多少？       例2 一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s的加速度开始行驶，    恰在这时一辆自行车以6m／s的速度匀速驶来，从后面超过汽车，试问： (1)汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少? (2)什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少?        例3甲、乙两物体相距s，同时同向沿同一直线运动，甲在前面做初速度为零，加速度为a1的匀加速直线运动，乙在后做初速度为V0，加速度为a2的匀加速直线运动，则正确的说法是    (    )     A、若a1＝a2，则两物体可能相遇一次     B．若a1>a2，则两物体可能相遇两次     C．若a1a2，则两物体可能相遇一次或不相遇www.ks5u.com    2、处理曲线运动的基础是运动的合成与分解 运动的合成和分解，实质上是利用了等效原理，即分运动和合运动的等效性．它具有如下特征： (1)分运动的独立性．当物体同时参与两个或两个以上的运动时，任何一个方向上的运动都不会因为其他方向上的运动是否存在而受到影响，这就是运动的独立性原理． (2)分运动与合运动的等时性． 运动的合成和分解：包括位移、速度、加速度的合成和分解，它们与力的合成和分解一样都遵循平行四边形法则．（在进行分解时常用正交分解法） 研究运动合成和分解，目的在于把复杂的运动简化为比较简单的直线运动，这样就可应用已经掌握的有关直线运动的规律，来研究复杂的曲线运动． 3、曲线运动的典型问题分析 a、速度分解问题   分解中常用的思维方法是直接分解合速度．首先要确定合运动的速度方向(这里有一个 简单原则：物体的实际运动方向就是合速度的方向)，然后分析由这个合速度所产生的实际效果，以确定两个分速度的方向及数量关系。在实际解题中，直接分解合速度的方法是一种有效的方法，求解的关键是正确判断合运动，如何根据效果寻找分运动。 例4  如图所示，拉着A物体沿水平地面向右作速度为v的匀速运动，当绳与水平面夹角为α时，求B物上升的速度．            b、轮船渡河问题 轮船渡河问题的实质是运动的合成与分解问题．这类问题应明确船相对河岸的运动是合运动，船随水流的运动和船相对于静水的运动是两个分运动．解决这类问题，常采用分解与合成相结合的方法，运用分运动与合运动的等时性、各分运动之间的独立性进行求解． （1）位移最小问题 设河宽为d，船在静水中的速度为v1，水流的速度为v2．船头向着什么方向航行时以最短位移过河。        （2）时间最小问题 设河宽为d，船在静水中的速度为v1，水流的速度为v2．船头向着什么方向航行时以最短时间过河。        例5 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人．假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d，如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为(    )。  A、         B、 0       C、          D、      例6在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江而下，水的流速为5m／s，摩托艇在静水中的航速为1Om／s，战土救人的地点A离岸边最近点O的距离为50m，如图，问： (1)、战士要想通过最短的时间将人送上岸，求最短时间为多长? (2)、战士要想通过最短的航程将人送上岸，摩托艇的驾驶员应将舟头与河岸成多少度角开? (3)、如果水的流速是1Om／s，而摩托艇的航速(静水中)为5m／s，战士想通过最短的距离将人送上岸，求这个最短的距离。            C、 平抛运动与类平抛运动的分析方法 物体在受到与初速度方向垂直的恒定外力作用的条件下所做的运动，即为类平抛运动，平抛运动与类平抛运动是运动的合成与分解规律的具体应用，高考中经常出现平抛运动与类平抛运动的考题．处理此类运动的基本方法是运动的分解． 例7(1993年高考上海卷)  如图所示，高为h的车厢在平直的轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为a．车厢顶部A点处有油滴滴落到车厢地板上，车厢地板上的O点位于A点的正下方，则油滴落地点必在O点的          (填“左”或“右”)方，离O点距离为           。              例8如图所示，AB为斜面，倾角为30°，小球从A点以初速度V0水平抛出，恰好落到B点，求： (1)AB间的距离； (2)物体在空中的飞行时间； (3)从抛出开始经过多少时间，小球与斜面间的距离最大．               例9一初速度为V0的带电粒子沿垂直于场强方向进入一水平放置的带电平行板之间，如图所示，两板间电势差为U，间距为d，已知粒子轨迹上三点的坐标分别为A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)，且x3-x2＝x2-x1＝c，y3-y2＝b2，y2-yl＝b1，求此带电粒子的荷质比．