人教版高中物理必修第二冊(cè)第五章素養(yǎng)提升課(一)小船渡河與關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題課件

素養(yǎng)提升課(一)小船渡河與關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題第五章

拋體運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)任務(wù)1．進(jìn)一步理解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)，掌握運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法。2．能利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)，分析小船渡河問(wèn)題和關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題。探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成

【典例1】一小船渡河，河寬d＝180m，水流速度v1＝2.5m/s，船在靜水中的速度為v2＝5m/s，則：(1)欲使船在最短的時(shí)間內(nèi)渡河，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長(zhǎng)時(shí)間？位移是多少？(2)欲使船渡河的航程最短，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長(zhǎng)時(shí)間？位移是多少？(3)如果其他條件不變，水流速度變?yōu)?m/s。船過(guò)河的最短時(shí)間和最小位移是多少？[思路點(diǎn)撥]求解小船渡河問(wèn)題應(yīng)理清以下問(wèn)題：(1)船頭指向是小船在靜水中的速度的方向。(2)小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向是合速度的方向。(3)v水＞v船時(shí)，小船不能垂直河岸渡河。

[針對(duì)訓(xùn)練]1．通過(guò)一次次抗洪搶險(xiǎn)，抗洪精神早已刻入中華兒女血脈之中。我們把某次救人的情境簡(jiǎn)化為理想情境：河岸平直，河寬為100m，河水流速為1m/s，船在靜水中的速度為2m/s，則(

)A．船無(wú)法到達(dá)正對(duì)岸B．船渡河的最短時(shí)間為100sC．船在河水中的實(shí)際速度大小可能是2m/sD．若僅增大河水流動(dòng)的速度，則船渡河的最短時(shí)間將變長(zhǎng)√

2．(多選)一快艇從離岸邊100m遠(yuǎn)的河流中央向岸邊行駛。已知快艇在靜水中的速度—時(shí)間圖像如圖甲所示；河中各處水流速度相同，且速度—時(shí)間圖像如圖乙所示，則(

)A．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線B．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為曲線C．快艇最快到達(dá)岸邊，所用的時(shí)間為20sD．快艇最快到達(dá)岸邊，經(jīng)過(guò)的位移為100m√√

探究2

“關(guān)聯(lián)”速度問(wèn)題1．繩、桿關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題的解題步驟(1)確定合速度：牽連物端點(diǎn)的速度(即所連接物體的實(shí)際速度)是合速度。(2)分解合速度：按平行四邊形定則進(jìn)行分解，作好矢量圖。合運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效果：一方面產(chǎn)生使繩或桿伸縮的效果；另一方面產(chǎn)生使繩或桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果。兩個(gè)分速度的方向：沿繩或桿方向和垂直于繩或桿方向。(3)聯(lián)系點(diǎn)：兩物體沿繩或桿方向的分速度大小相等。常見(jiàn)的模型如圖所示：2．相互接觸物體的速度關(guān)聯(lián)的解題步驟(1)確定合速度：明確兩接觸物體的速度。(2)分解合速度：分析彈力的方向，然后將兩物體的速度分別沿彈力的方向和垂直于彈力的方向進(jìn)行分解。(3)聯(lián)系點(diǎn)：兩物體沿彈力方向的分速度大小相等?！镜淅?】如圖所示，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，通過(guò)定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體，若汽車和被吊物體在同一時(shí)刻的速度分別為v1和v2，v1＝v。(1)求兩繩夾角為θ時(shí)，物體上升的速度大小。(2)在汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體是加速上升還是減速上升？(3)在汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，繩子對(duì)物體的拉力F與物體所受重力mg的大小定性關(guān)系如何？[思路點(diǎn)撥]解此題要注意兩點(diǎn)：(1)汽車運(yùn)動(dòng)的速度v1是合速度，可沿繩和垂直于繩分解。(2)物體的速度v2等于繩子的速度。[解析]

(1)根據(jù)實(shí)際效果可將汽車的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩方向上的運(yùn)動(dòng)和垂直于繩方向上的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則有v2＝v1sinθ＝vsinθ。

(2)當(dāng)汽車水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，角度θ變大，由v2＝vsinθ知，繩的運(yùn)動(dòng)速度變大，即物體將加速上升。(3)物體加速上升，即物體所受合外力的方向豎直向上，而物體只受重力和拉力的作用，故拉力F大于物體的重力mg，即F＞mg。[答案]

(1)vsinθ

(2)加速上升(3)F＞mg【典例3】甲、乙兩光滑小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))用輕直桿連接，乙球處于粗糙水平地面上，甲球緊靠在粗糙的豎直墻壁上，初始時(shí)輕桿豎直，桿長(zhǎng)為4m。施加微小的擾動(dòng)，使得乙球沿水平地面向右滑動(dòng)，當(dāng)乙球距離起點(diǎn)3m時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

)

√

√

[針對(duì)訓(xùn)練]3．如圖所示，AB桿和墻的夾角為θ時(shí)，桿的A端沿墻下滑的速度大小為v1，B端沿地面的速度大小為v2，則v1、v2的關(guān)系是(

)A．v1＝v2B．v1＝v2cosθC．v1＝v2tanθD．v1＝v2sinθ√C

[可以把A、B兩點(diǎn)的速度分解，如圖所示，由于桿不能變長(zhǎng)或變短，沿桿方向的速度應(yīng)滿足v1x＝v2x，即v1cosθ＝v2sinθ，v1＝v2tanθ，C正確。]

√

題號(hào)素養(yǎng)提升練(一)13524687910111213一、選擇題1．一小船船頭垂直河岸渡河，從出發(fā)到河中間劃行速度逐漸增大，然后劃行速度逐漸減小到達(dá)對(duì)岸。假設(shè)河水流速保持不變，則小船運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中軌跡可能是下列圖中的(

)A

B√C

D題號(hào)13524687910111213C

[水流速保持不變，船的速度先增大，當(dāng)過(guò)河中間后開(kāi)始減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件，運(yùn)動(dòng)軌跡偏向加速度方向，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]題號(hào)21345687910111213√2．一只小船渡河，水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于河岸，小船在垂直于河岸的方向上分別做勻加速、勻減速、勻速直線運(yùn)動(dòng)，初速度大小相同，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，已知小船在渡河過(guò)程中船頭方向始終不變，則(

)A．小船沿三條不同軌跡渡河的時(shí)間相同B．小船沿AB軌跡渡河所用時(shí)間最短C．小船沿AD軌跡渡河，船靠岸時(shí)速度最大D．AD是小船沿垂直于河岸的方向做勻減速運(yùn)動(dòng)的軌跡題號(hào)21345687910111213

題號(hào)32456879101112131√

題號(hào)32456879101112131

題號(hào)42356879101112131√4．如圖所示，小船以大小v1(在靜水中速度)，方向與河流上游成θ角的速度從O點(diǎn)處過(guò)河，恰好到達(dá)河正對(duì)岸

P處，現(xiàn)在雨天水流變急(即v2增大)，要使小船仍到達(dá)正對(duì)岸且時(shí)間相同，下列方法可取的是(

)A．不改變v1的大小，只減小θ角B．不改變?chǔ)冉牵辉龃髒1的大小C．增大v1的大小，同時(shí)適當(dāng)減小θ角D．增大v1的大小，同時(shí)適當(dāng)增大θ角題號(hào)42356879101112131

題號(hào)24536879101112131√

√題號(hào)24536879101112131

題號(hào)24536879101112131√6．如圖所示，跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩一端系著鐵球(大小不可忽略，系繩延長(zhǎng)線過(guò)球心)、一端連在水平臺(tái)上的玩具小車上，車牽引著繩使球沿光滑豎直墻面從較低處豎直上升。則在球勻速豎直上升且未離開(kāi)墻面的過(guò)程中(

)A．繩對(duì)球的拉力大小變小B．墻面對(duì)球的支持力變小C．玩具小車做加速運(yùn)動(dòng)D．玩具小車做減速運(yùn)動(dòng)題號(hào)24536879101112131

題號(hào)24537689101112131√7．如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，繞過(guò)光滑定滑輪C，與質(zhì)量為m的物體A連接，A放在傾角為θ的光滑斜面上，繩的另一端和套在固定豎直桿上的物體B連接。現(xiàn)BC連線恰沿水平方向，從當(dāng)前位置開(kāi)始B以速度v0勻速下滑。設(shè)繩子的張力為T(mén)，在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．物體A做加速運(yùn)動(dòng) B．物體A做勻速運(yùn)動(dòng)C．A處于失重狀態(tài) D．T等于mgsinθ題號(hào)24537689101112131A

[將B豎直向下的運(yùn)動(dòng)分解為沿著繩子方向與垂直繩子方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，如圖所示結(jié)合平行四邊形定則以及三角函數(shù)可知v繩＝vA＝v0sinα，式中B速度恒定，α增大，故A的速度增大，有斜向左上方的加速度，A處于超重狀態(tài)，故A正確，B、C錯(cuò)誤；對(duì)A分析，根據(jù)牛頓第二定律可得T－mgsinθ＝ma>0，即T>mgsinθ，故D錯(cuò)誤。]題號(hào)24538679101112131√

題號(hào)24538679101112131

題號(hào)924538671011121319．(多選)攝制組在某大樓旁邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂。如圖所示，導(dǎo)演在某房頂離地H＝16m處架設(shè)了滑輪(人和車均視為質(zhì)點(diǎn)，且滑輪直徑遠(yuǎn)小于H)，若軌道車從A處以v＝10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)到B處，繩BO與水平方向的夾角為53°。由于繞在滑輪上細(xì)鋼絲的拉動(dòng)，使質(zhì)量為m＝50kg的特技演員從地面由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)。在車從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中(取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(

)題號(hào)92453867101112131√A．演員最大速度為6.0m/sB．演員上升高度為4mC．演員一直處于失重狀態(tài)D．演員受到繩子拉力一直增大√題號(hào)92453867101112131

題號(hào)92453867101112131√

√題號(hào)92453867101112131

題號(hào)9245386710111213111．(多選)一小船渡河，河寬300m，河水的流速v1與船離開(kāi)船河岸的距離d變化的關(guān)系如圖所示，船在靜水中的速度v2＝3m/s，若要使船以最短的時(shí)間渡河，則(

)A．船在行駛過(guò)程中，船頭始終與河岸垂直B．船運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線C．船渡河的最短時(shí)間是50sD．船在河水中的最大速度是5m/s√√題號(hào)92453867101112131

題號(hào)92453867101112131

√√√題號(hào)92453867101112131

題號(hào)92453867101112131二、非選擇題13．如圖所示，河寬d＝120m，設(shè)小船在靜水中的速度為v1，河水的流速為v2。小船從A點(diǎn)出發(fā)，在渡河時(shí)，若出發(fā)時(shí)船頭指向河對(duì)岸上游的B點(diǎn)，經(jīng)過(guò)