《2020年高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 第17讲 曲线运动 运动的合成与分解学案（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 第17讲 曲线运动 运动的合成与分解学案（含解析）（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第17讲 曲线运动 运动的合成与分解研读考纲明方向重读教材定方法(对应人教版必修2的页码及相关问题)1阅读P12，理解曲线运动速度方向，思考：为什么说曲线运动是变速运动？提示：速度是个矢量，方向改变，速度就改变了。2P6阅读“物体做曲线运动的条件”一段，总结物体做直线运动的条件是什么？物体做曲线运动的条件是什么？提示：若物体所受合力的方向与它的速度方向在同一直线上时，物体做直线运动；当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。3P7问题与练习T2，风会影响跳伞员落地时间吗？提示：不会。4P7问题与练习T5，大致画出物体由A至D的运动轨迹。提示：如图所示。5P8阅读第二节
2、内容，思考：要使物体做平抛运动，应该保证什么前提？平抛运动是匀变速运动吗？提示：初速度沿水平方向，只受重力；平抛运动是匀变速曲线运动，ag。6P12说一说中，试导出斜抛物体运动的轨迹表达式。提示：由xv0cost和yv0sintgt2得：yxtanx2。7P13实验中，平抛运动的yx图象是怎样的？提示：是一条抛物线。8P16思考与讨论图5.42中哪些点角速度相同？哪些点线速度大小相同？写出尽可能多的线速度公式，写出尽可能多的角速度公式。提示：小齿轮和后轮的角速度相同；小齿轮与大齿轮边缘的线速度大小相同；vr2fr2nr；2f。9P20思考与讨论匀速圆周运动是匀变速运动吗？写出尽可能多的向心加速
3、度公式。提示：不是；an2r(2f)2r。10P23实验向心力是谁提供的？运动半径如何确定？提示：重力和拉力的合力提供。球心到O点在纸面投影的距离为半径。11P24阅读“变速圆周运动和一般的曲线运动”，怎样处理一般的曲线运动？提示：把一般的曲线分成许多小段，每一小段可以看成某个圆周运动的一部分。12P2627火车转弯满足什么条件时车轮不受侧压力？速度过大哪边受侧压力？速度过小呢？提示：当重力和支持力的合力刚好提供向心力时，车轮不受侧压力；速度过大外侧受压力；速度过小内侧受压力。13P2829阅读“离心运动”一段，考虑向心力可以从“供”和“需”两方面看，如“供”“需”平衡，物体做什么运动；如“供
4、”大于“需”物体做什么运动；如“供”不应“需”，物体做什么运动？提示：若“供”“需”平衡，物体做匀速圆周运动；如“供”大于“需”，物体做向心运动；如“供”不应“需”，物体做离心运动。第17讲曲线运动运动的合成与分解考点一做曲线运动的条件与轨迹的分析 1物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度看：物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上。(2)从运动学角度看：物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。2物体做曲线运动的特点(1)速度的方向：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。1(教科
5、版必修2 P4T2)一质点做曲线运动，下列说法正确的是()A质点速度大小时刻在改变B质点加速度方向时刻在改变C质点速度方向一定与加速度方向相同D质点速度方向一定沿曲线的切线方向答案D解析质点做曲线运动，速度方向变化，速度大小可能不变，A错误；质点做曲线运动，加速度方向与速度方向不在同一条直线上，但加速度方向可能不变，B、C错误；质点做曲线运动，速度方向一定沿曲线的切线方向，D正确。2(多选)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，其他力不变，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非匀变速曲线运动 D匀变速曲线运动答案BD解析物体处于平衡状态，且其他力不变，若
6、物体处于静止状态，则再对物体施加一个恒力，物体做匀变速直线运动。若物体处于匀速直线运动状态，施加的恒力与物体速度方向在同一直线上，则物体做匀变速直线运动；施加的恒力与物体速度方向有一个夹角，则物体做匀变速曲线运动，故B、D正确。3(人教版必修2 P6演示实验改编)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹。如图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方
7、向_(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动。答案bc不在解析从实验可知，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是b，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是c。磁铁对小钢珠有吸引力的作用，实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。考点二运动的合成与分解1合运动与分运动的关系(1)等时性：合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止。(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响。(3)等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果。2两个直线运动的合运动性质的判断标准：看合初速度方向与合加
8、速度方向是否共线。3合运动的性质判断4遵循的法则位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则或三角形定则。1. (人教版必修2 P7T2改编)(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答案BC解析运动员在下落过程中受水平风力和竖直向下的重力作用，竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，hgt2，t ，下落时间与风力
9、无关，A错误，C正确；运动员的着地速度为水平速度和竖直速度的合速度，水平方向运动员做初速度为零的匀加速运动，所以着地速度与风力有关，风力越大速度越大，B正确，D错误。2. (人教版必修2 P4演示实验改编)如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由管口上升到顶端，所需时间为t，相对地面通过的路程为L。则下列说法正确的是()Av增大时，L减小 Bv增大时，L增大Cv增大时，t减小 Dv增大时，t增大答案B解析由合运动与分运动的等时性知，红蜡块沿管上升的高度和速度不变，运动时间不变
10、，管匀速运动的速度越大，则合速度越大，合位移越大，B正确。3. 如图，一个物体在O点以初速度v开始做曲线运动，已知物体只受到沿x轴方向的恒力F作用，则物体速度的变化情况是()A不断减小 B先增大后减小C先减小后增大 D先减小后不变答案C解析将初速度v分解为F所在方向的v和垂直F方向的v，可看出F不改变v，在F的作用下v先减小到零，后反向增大，故v先减小到v，后增大，C正确。4一个质点从水平面内的xOy坐标系的原点出发开始运动，其沿x轴正方向的分速度随时间变化的图象及沿y轴正方向的位移随时间变化的图象如图甲、乙所示，一条过坐标原点、与x轴正方向成30角的直线如图丙所示。质点经过该直线时的坐标为(
11、)A(12 m,4 m) B(9 m,3 m)C(6 m,2 m) D(3 m， m)答案A解析质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a2 m/s2，沿y轴正方向做匀速直线运动，速度大小v02 m/s，设质点经过时间t经过该直线，则有tan30，x0，y0v0t，解得x012 m，y04 m，A正确。5(多选)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t0时刻起，由坐标原点O(0,0)开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是()A前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C4 s末物体
12、坐标为(4 m,4 m)D4 s末物体坐标为(6 m,2 m)答案AD解析前2 s内物体在y轴方向速度为0，由题图甲知物体只沿x轴方向做匀加速直线运动，A正确；后2 s内物体在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度沿y轴方向，合运动是曲线运动，B错误；4 s内物体在x轴方向上的位移是x m6 m，在y轴方向上的位移为y22 m2 m，所以4 s末物体坐标为(6 m,2 m)，D正确，C错误。6. (2015全国卷)由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使
13、卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1103 m/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55103 m/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为()A西偏北方向，1.9103 m/sB东偏南方向，1.9103 m/sC西偏北方向，2.7103 m/sD东偏南方向，2.7103 m/s答案B解析由题设条件可知，卫星在转移轨道经赤道上空时速度v11.55103 m/s，同步卫星的环绕速度v3.1103 m/s，设发动机给卫星的附加速度为v2，由平行四边形定则，三个速度间关系如图所示，由余弦定理可得v2
14、1.9103 m/s，方向：东偏南，选项B正确。考点三小船渡河模型1有关小船渡河的三种速度：v船是船在静水中的速度；v水是水流的速度；v合是船在水中的实际速度，也是v船和v水的合速度。2两个极值(1)过河时间最短，当船头方向垂直河岸时，渡河时间最短，则tmin，其中d为两岸间的距离。(2)过河位移最小：v合v水(前提v船v水)，如图甲所示，此时xmind；v船v合(前提v船v水)，如图乙所示。过河最小位移为xmind。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 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cos，故60即船的航向与上游河岸
