《师说2015高三物理一轮课件4.1曲线运动 运动的合成与分解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《师说2015高三物理一轮课件4.1曲线运动 运动的合成与分解（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1讲 曲线运动 运动的合成与分解 基础梳理 一、曲线运动 1 速度方向 ： 质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线 方向 2 运动的性质 ： 做曲线运动的物体 ， 速度的 方向 时刻在改变 ， 所以曲线运动一定是 变速 运动 3 曲线运动的条件和特点 涉及内容 特别提醒 曲线运动 的条件 质点所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上 加速度的方向跟速度的方向不在同一直线上 曲线运动 的特点 某点瞬时速度的方向沿这一点的切线方向； 速度方向时刻在改变，所以是变速运动，必具有加速度，合力一定不为零，可能是恒力，也可能是变力 . 加速度可以是不变的 匀变速曲线运动，如平抛运动； 加速度可
2、以是变化的 变加速曲线运动，如圆周运动 . 曲线运动的条件简记 ： a ( F ) v 不 共线 4 曲线运动的合力与轨迹 、 速度的关系 ( 1 ) 合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向与速度方向之间 ，速度方向与轨迹相切 ， 合力方向指向曲线的 “ 凹 ” 侧 ( 2 ) 速率变化情况判断 当合力方向与速度方向的夹角为锐角时 ， 物体的速率将增大 ； 当合力方向与速度方向的夹角为钝角时 ， 物体的速率将减小 ；当合力方向与速度方向始终垂直时 ， 物体的速率保持不变 二、运动的合成与分解 1 合运动与分运动 一个物体的实际运动往往参与几个运动 ， 我们把这几个运动叫做实
3、际运动的 分运动 ， 把这个实际运动叫做这几个分运动的 合运动 2 合运动与分运动的关系 等时性 各分运动经历的时间与合运动经历的时间相同 独立性 一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，互不干扰 等效性 各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有相同的效果，即分运动与合运动是一种等效替代的关系 3. 运动的合成 ： 已知分运动求 合运动 的过程 ， 叫运动的合成 4 运动的分解 ： 已知 合运动 求分运动的过程 ， 叫运动的分解 5 运算法则 ： 运动的合成与分解包括位移 、 速度和加速度的合成与分解 ， 遵守 平行四边形 定则 6 两直线运动的合运动的性质和轨迹由各分运动的性质及初速度
4、与加速度的方向关系决定 如一个匀速 直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动 ， 当二者共线时为匀变速 直线 运动 ， 不共线时为匀变速 曲线 运动 7 常见两个分运动的合成 分运动 合运动 两个匀速直线运动 匀速直线运动或静止 一个匀速直线运动，一个匀变速直线运动 匀变速直线运动 ( 如竖直上抛运动 )或匀变速曲线运动 ( 如平抛运动 ) 两个初速度为零的匀加速直线运动 匀加速直线运动或静止 若 与 a 合 共线，则合运 动为匀变速直线运动 两个初速度不为零的匀变速直线运动 若 与 a 合 不共线，则合运动为匀变速曲线运动 知识整合 考点一 对物体做曲线运动条件的理解及应用 物体
5、运动的形式 ， 按速度分类有匀速运动和变速运动 ， 按轨迹分类有直线运动和曲线运动 运动的形式取决于物体的初速度 ， 具体分类如下 ： ( 1 ) F 0 ： 静止或匀速运动 ( 2 ) F 0 ： 变速运动 F 为恒量时 ： 匀变速运动 F 为变量时 ： 非匀变速运动 ( 3 ) F 和 直线运动 ( 4 ) F 和 曲线运动 例 1 物体受到几个力的作用处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体可能做 ( ) A 匀速直线运动或静止 B 匀变速直线运动 C 曲线运动 D 匀变速曲线运动 解析 物体处于平衡状态，则原来几个力的合力一定为零，现受到另一恒力作用，物体一定做变速运动， A 错误
6、 若物体原来做匀速直线运动，且速度方向与恒力方向共线则物体做匀变速直线运动， B 正确 若速度方向与恒力方向不在同一直线上，则物体做曲线运动 因施加的力是恒力，物体的加速度也是恒定的，因此物体做匀变速曲线运动， C 、 D 正确 答案 小 试 身 手 1 两个互成角度的匀变速直线运动 ， 初速 度分别为 速度分别为 它们的合运动的轨迹 ( ) A 如果 0 ， 那么轨迹一定是直线 B 如果 0 ， 那么轨迹一定是曲线 C 如果 那么轨迹一定是直线 D 如果那么轨迹一定是直线 解析 做曲线运动的条件是合外力的方向 ( 即合加速度的方向 ) 与速度的方向不在一条直线上，如果么，合加速度的方向与合速
7、度方向一定在一条直线上，所以 D 正确 答案 D 考点二 合运动的性质和轨迹 1. 合力方向与速度方向的关系 物体做曲线运动时 ， 合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上 ， 这是判断物体是否做曲线运动的依据 2 合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间 ，速度方向与轨迹相切 ， 合力方向指向曲线的 “ 凹 ” 侧 3 速率变化情况判断 ( 1 ) 当合力方向与速度方向的夹角为锐角时 ， 物体的速率增大 ( 2 ) 当合力方向与速度方向的夹角为钝角时 ， 物体的速率减小 ( 3 ) 当合力方向与速度方向 垂直时 ， 物体的速率不变 4 合运动的性质的判断： 根
8、据加速度 ( 或合力 ) 判定合运动的性质： (1) 若合加速度不变，则为匀变速运动 (2) 若合加速度 ( 大小或方向 ) 变化，则为非匀变速运动，若加速度与速度的夹角为锐角时，则为加速曲线 运动；若加速度与速度的夹角为钝角时，则为减速曲线运动；若加速度与速度的夹角为直角时，则为速率不变的曲线运动 例 2 如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到 D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从 A 点运动到 E 点的过程中，下列说法中正确的是 ( ) A 质点经过 C 点的速率比 D 点的大 B 质点经过 A 点时 的加速度方向与速度方向的夹角小于 90 C 质点经过 D
9、 点时的加速度比 B 点的大 D 质点从 B 到 E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 解析 质点做匀变速曲线运动，所以加速度不变；由于在 在 C 点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角，所以质点由 C 到 D 速率减小，所以 C 点速率比 D 点大 答案 A 小 试 身 手 2 2013 上海卷 如图为在平静海面上 ， 两艘拖船 A 、 B 拖着驳船 C 运动的示意图 A 、 B 的速度分别沿着缆绳 向 ， A 、 B 、 C 不在同一条直线上 由于缆绳不可伸长 ， 因此 C 的速度在 向的投影分别与 A 、 B 的速度相等 ， 由此可知 C 的( ) A 速度大小可以介于 A
10、、 B 的速度大小之间 B 速度大小一定不小于 A 、 B 的速度大小 C 速度方向可能在 夹角范围外 D 速度方向一定在 夹角范围内 答案 方法探究 易错点 不能准确判断合力和合运动 例如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为 m ，水的阻力恒为 f ，当轻绳与水平面的夹角为 时，船的速度为 v ，此时人的拉力大小为 F ，则此时 ( ) A 人拉绳行走的速度为 v B 人拉绳行走的速度为 v /c C 船的加速度为F 船的加速度为F 错解一：人拉绳行走的速度即绳的速度，错误地采用力的分解定则，将人拉绳行走的速度按图甲所示进行分解，水平分速度为船的速度，得人拉绳行走的速度为 v /c ，错选
11、B 项 错解二：错误地认为绳作用于船的拉力的水平分力即为 F ，因此有 a F 选 D 项 解析 船的速度产生了两个效果：一是滑轮与船间的绳缩短，二是绳绕滑轮顺时针转动，因此将船的速度进行分解，如图乙所示，人拉绳行走的速度 v 人 v ， A 对 B 错；绳对船的拉力等于人拉绳的力，即绳的拉力大小为 F ，与水平方向成 角，因此 F f 得 a F C 对 D 错 答案 规律总结 求解绳 ( 杆 ) 拉 物体运动的合成与分解问题的思路和方法：先明确合运动 ( 物体的实际运动 ) 的方向，然后按运动的实际效果 ( 一方面有沿绳 ( 杆 ) 方向伸缩的效果，另一方面有使绳 ( 杆 ) 转动的效果
12、) 确定两个分运动的方向：沿绳 ( 杆 ) 方向的分运动和垂直绳 ( 杆 )方向的分运动，而沿绳 ( 杆 ) 方向的分速度大小相同 易错总结 对曲线运动的理解易出现以下错误： ( 1 ) 误认为水平运动是合运动，不知道物体的实际运动才是合运动；误认为水平力是物体受到的合力，不能根据物体的运动状态和实际情况判断受力 ( 2 ) 误认为两个直线 运动的合运动一定是直线运动 ( 3 ) 对渡河问题，不能根据问题需要正确画出速度合成或分解的矢量三角形图示 . 课堂巩固 1 河水的流速与离河岸一侧的关系如图甲所示 ， 船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示 若船以最短时间渡河 ， 则下列判断正确的是 (
13、 ) A 船渡河的最短时间是 100 s B 船在河水中的最大速 度是 5 m /s C 船在河水中航行的轨迹是一条直线 D 船在行驶过程中 ， 船头始终与河岸垂直 解析 船以最短时间过河，船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直，由图甲可知河宽 d 300 m ，船渡河的最短时间为 t d / v 100 s ，选项 确；船在河水中的最大速度 42 32m /s 5 m /s ，选项 B 正确；由于水流速度变化，船在河水中航行的轨迹是曲线，选项 C 错误 答案 2. 2014 扬州模拟 一个质点同时参与互成一定角度的匀速直线运动和匀变速直线 运动 ， 该质点的运动特征是 ( ) A 速度不变 B 运动中的加速度不变 C 轨迹是直线 D 轨迹是曲线 解析 匀速直线运动的加速度为零，匀变速直线运动的加速度恒定不变，由此可知合加速度不变， B 正确；由速度的合成可知：合速度时刻在变化， A 错误；合加速度沿着匀变速直线运动的方向，合速度为两个分运动速度的矢量和，由此可知合加速度与合速度不在同一条直线上，因此运动轨迹为曲线， D 正确， 答案 3. 2014 甘肃段考 一只小船在静水中的速度大小始终为 8 m /s ， 在流速 为 4 m /s 的河中航行 ， 则河岸上的人能看到船的实际航速大小可能是 ( ) A 4 m /s B
