《备战2021届高考物理一轮复习专题：第一节 曲线运动 运动的合成与分解讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考物理一轮复习专题：第一节 曲线运动 运动的合成与分解讲义（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 考点要求 1运动的合成与分解()2.抛体运动()3.匀速圆周运动、角速度、线速度、 向心加速度() 4匀速圆周运动的向心力()5.离心现象()6.万有引力定律及其应用() 7环绕速度()8.第二宇宙速度和第三宇宙速度()9.经典时空观和相对论时空观 () 高考导航 第一节曲线运动运动的合成与分解 学生用书 P65 【基础梳理】 2 提示：切线方向变速不在同一条直线上 不在同一条直线上实际平行四边形 【自我诊断】 1判一判 (1)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化() (2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的() (3)曲线运动一定是变速运动() (4)两个分运动的时间一定与它们合运动的时
2、间相等() (5)合运动的速度一定大于分运动的速度() (6)两个直线运动的合运动一定是直线运动() 提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 2做一做 (1)(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上 由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是() A风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害 C运动员下落时间与风力无关 D运动员着地速度与风力无关 提示：选 BC.水平风力不会影响竖直方向的运动，所以运动员下落时间与风力无关，A 错误，C 正确运动员落地时竖直方向的
3、速度是确定的，水平风力越大，落地时水平分速度 越大，运动员着地时的合速度越大，有可能对运动员造成伤害，B 正确，D 错误 (2)(2020江苏淮安一调)一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动，某同学用画笔在 3 白板上画线，画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速，后匀减速直到停止，取水平向 右为 x 轴正方向，竖直向下为 y 轴正方向，则画笔在白板上画出的轨迹可能为() 提示：选 D.画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速，后匀减速直到停止，同时 白板沿墙壁竖直向上做匀速运动， 笔在竖直方向始终匀速， 根据做曲线运动的物体所受合外 力一定指向曲线凹侧，在水平方向先向右加速时，曲线向上弯曲；
4、后向左减速，则曲线向下 弯曲，D 正确，A、B、C 错误 合运动的性质与轨迹判断学生用书 P66 【知识提炼】 1曲线运动的类型 (1)匀变速曲线运动：合力(加速度)恒定不变 (2)变加速曲线运动：合力(加速度)变化 2合外力方向与轨迹的关系：物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向 之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧 3合力方向与速率变化的关系 【跟进题组】 1(多选)一个质点在恒力 F 的作用下，由 O 点运动到 A 点的轨迹如图所示，在 A 点时 的速度方向与 x 轴平行，则恒力 F 的方向可能沿图示中() AF1的方向BF2的方向 CF3的方向DF4的方向
5、解析：选 CD.曲线运动受到的合力总是指向曲线凹的一侧，但和速度永远不可能达到平 行的方向，所以合力可能沿着 F3的方向、F4的方向，不可能沿着 F1的方向或 F2的方向，C、 D 正确，A、B 错误 2.(多选)(2020山东济南模拟)光滑水平面上一运动质点以速度v0通过点 O，如图所示， 4 与此同时给质点加上沿 x 轴正方向的恒力 Fx和沿 y 轴正方向的恒力 Fy，则() A因为有 Fx，质点一定做曲线运动 B如果 FyFx，质点向 y 轴一侧做曲线运动 C如果 FyFxtan，质点做直线运动 D如果 Fx Fy tan，质点向 x 轴一侧做曲线运动 解析：选 CD.如果 Fx、Fy二
6、力的合力沿v0方向，即 FyFxtan，则质点做直线运动， A 错误，C 正确；若 Fx Fy tan，则合力方向在 v0与 x 轴正方向之间，则轨迹向 x 轴一侧弯 曲而做曲线运动，若 Fx Fy tan，则合力方向在 v0与 y 轴之间，所以运动轨迹必向 y 轴一侧 弯曲而做曲线运动，因不知的大小，所以只凭 Fx、Fy的大小不能确定 F合是偏向 x 轴还是 y 轴，B 错误，D 正确 运动的合成与分解学生用书 P66 【知识提炼】 1合运动和分运动的关系 等时性各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等 独立性各分运动独立进行，不受其他分运动的影响 等效性各分运动的规律叠加起来与合运动有完全
7、相同的效果 2.合运动的性质判断 (1)加速度(或合外力) 变化：变加速运动 不变：匀变速运动 (2)加速度(或合外力)与速度方向 共线：直线运动 不共线：曲线运动 3两个直线运动的合运动性质的判断 两个互成角度的分运动合运动的性质 两个匀速直线运动匀速直线运动 一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动 两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动 5 两个初速度不为零的匀变速直线运动 如果v合与 a合共线， 为匀变速 直线运动 如果v合与 a合不共线， 为匀变 速曲线运动 【跟进题组】 1(多选)(2020上海闸北调研)质量为 2 kg 的质点在 xOy 平面上做曲线运动，在 x
8、方向 的速度图象和 y 方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是() A质点的初速度为 5 m/s B质点所受的合外力为 3 N，做匀加速曲线运动 C2 s 末质点速度大小为 6 m/s D2 s 内质点的位移大小约为 12 m 解析：选 ABD.由 x 方向的速度图象可知，在 x 方向的加速度为 1.5 m/s2，受力 Fx3 N， 由 y 方向的位移图象可知在 y 方向做匀速直线运动，速度为vy4 m/s，受力 Fy0.因此质 点的初速度为 5 m/s，A 正确；受到的合外力为 3 N，显然，质点初速度方向与合外力方向 不在同一条直线上，B 正确；2 s 末质点速度应该为v 6242m/s
9、2 13 m/s，C 错误；2 s 内 x 方向上位移大小 xvxt1 2at 29 m， y 方向上位移大小 y8 m， 合位移大小 l x2y2 145 m12 m，D 正确 2(多选)(2020江苏苏州模拟)如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动， 其vt 图象如图乙所示，人顶杆沿水平地面运动的 xt 图象如图丙所示若以地面为参考 系，下列说法中正确的是() A猴子的运动轨迹为直线 B猴子在 2 s 内做匀变速曲线运动 Ct0 时猴子的速度大小为 8 m/s 6 Dt2 s 时猴子的加速度大小为 4 m/s2 解析： 选 BD.由题图乙、 丙看出， 猴子在竖直方向做初速度vy8
10、m/s、 加速度 a4 m/s2 的匀减速直线运动，人在水平方向做速度vx4 m/s 的匀速直线运动，则猴子的初速度大 小为v 8242m/s4 5 m/s，方向与合外力方向不在同一条直线上，故猴子做匀变速曲 线运动，B 正确，A、C 均错误；由题图乙、丙可得，t2 s 时，ay4 m/s2，ax0，则合 加速度大小 a合4 m/s2，D 正确 运动分解中的两类模型学生用书 P67 【知识提炼】 1小船渡河的两类问题、三种情景 渡河时间最短 当船头方向垂直于河岸时，渡河时间最 短，最短时间 tmin d v船 渡河位移最短 如果v船v水，当船头方向与上游夹角 满足v船cosv水时，合速度垂直于
11、 河岸，渡河位移最短，等于河宽 d 渡河位移最短 如果v船v水，当船头方向(即v船方向) 与合速度方向垂直时，渡河位移最短， 等于dv 水 v船 2.绳(杆)端速度分解模型 (1)模型特点：绳(杆)拉物体或物体拉绳(杆)，以及两物体通过绳(杆)相连，物体运动方 向与绳(杆)不在一条直线上，求解运动过程中它们的速度关系，都属于该模型 (2)模型分析 合运动绳拉物体的实际运动速度v 分运动 其一：沿绳（或杆）的分速度v1 其二：与绳（或杆）垂直的分速度v2 (3)解题原则：根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解常见实例如下： 7 (4)解题思路 【典题例析】 如图所示，水平光滑长杆上套有一物块 Q
12、，跨过悬挂于 O 点的轻小光滑圆环的轻 绳一端连接 Q，另一端悬挂一物块 P.设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为，初始时 很小现将 P、Q 由静止同时释放，关于 P、Q 以后的运动下列说法正确的是() A当60时，P、Q 的速度之比是 32 B当90时，Q 的速度最大 C当90时，Q 的速度为零 D当向 90增大的过程中 Q 的合力一直增大 解析P、Q 用同一根绳连接，则 Q 沿绳子方向的速度与 P 的速度相等，分解vQ如图 所示则当60时，Q 的速度vQcos 60vP，解得v P vQ 1 2，故 A 错误；P 的机械能最小 时，即为 Q 到达 O 点正下方时，此时 Q 的速度最大，即当9
13、0时，Q 的速度最大，故 B 正确，C 错误；当向 90增大的过程中 Q 的合力逐渐减小，当90时，Q 的速度最大， 加速度为零，合力为零，故 D 错误 答案B 8 【迁移题组】 迁移 1小船渡河问题 1小船在 200 m 宽的河中横渡，水流速度为 2 m/s，船在静水中的速度为 4 m/s. (1)若小船的船头始终正对对岸，它将在何时、何处到达对岸？ (2)要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多长？ (3)小船渡河的最短时间为多长？ (4)若水流速度是 5 m/s，船在静水中的速度是 3 m/s，则怎样渡河才能使船漂向下游的 距离最短？最短距离是多少？ 解析：(1)小船参与了两个分运动，即船
14、随水漂流的运动和船在静水中的运动因为分 运动之间具有独立性和等时性， 故小船渡河的时间等于垂直于河岸方向的分运动的时间， 即 t d v船 200 4 s50 s小船沿水流方向的位移 s水v水t250 m100 m，即船将在正对岸 下游 100 m 处靠岸 (2)要使小船到达正对岸，合速度v应垂直于河岸，如图甲所示，则 cosv 水 v船 2 4 1 2，故60，即船的航向与上游河岸成 60，渡河时间 t 1d v 200 4sin 60 s100 3 3 s. (3)考虑一般情况，设船头与上游河岸成任意角，如图乙所示船渡河的时间取决于垂 直于河岸方向的分速度vv船sin，故小船渡河的时间为
15、t d v船sin .当90，即船 头与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为 tmin50 s. (4)因为v船3 m/sv2，则v 1 v2 t2 t22t21 B若v1v2，则v 1 v2 t1 t22t21 C若v1v2，则v 1 v2 t22t21 t1 D若v1v2，船过 河位移最短时，船的合速度垂直河岸，vv21v22，t2 d v21v22 ，解得v 1 v2 t2 t22t21，A 正 确，B 错误；若v1v2，小船不可能垂直河岸过河要使过河位移最短，根据合运动是相互 独立的两个分运动的叠加，当v1和v2的合速度v的方向与河岸方向的夹角最大时，小船 过河的位移最短当速度v1与合
16、速度v垂直时，最大，此时合位移 s d sin，合速度 v v22v21，sinv 1 v2 ，解得 t2 dv2 v1v22v21 ，故v 1 v2 t22t21 t2 ，C 错误，D 正确 12.如图所示，做匀速直线运动的小车 A 通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物 B，设 重物和小车速度的大小分别为vB、vA，则() AvAvB 17 BvAvB C绳的拉力等于 B 的重力 D绳的拉力大于 B 的重力 解析：选 AD. 小车 A 向左运动的过程中，小车的速度是合速度，可分解为沿绳方向与垂直于绳方向 的速度，如图所示，由图可知vBvAcos，则vBvA，小车向左运动的过程中角减小， vB增大，B 向上做加速运动，故绳的拉力大于 B 的重力故 A、D 正确 13.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于 O 点，现用一枝铅笔贴着细线的左侧水平向右以 速度v匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线保持竖直，则在铅 笔未碰到橡皮前，橡皮的运动情况是() A橡皮在水平方向上做匀速运动 B橡皮在竖直方向上做加速运动 C橡皮的运动轨迹是一条直线 D橡
