《2019高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第1节 曲线运动 运动的合成与分解课件 新人教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第1节 曲线运动 运动的合成与分解课件 新人教版.ppt（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章曲线运动 万有引力与航天第1节曲线运动 运动的合成与分解知识梳理考点自诊一、曲线运动1.速度的方向质点在某一点的速度方向,是沿曲线在这一点的 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,所以曲线运动是 变速运动。3.做曲线运动的条件知识梳理考点自诊4.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。知识梳理考点自诊二、运动的合成与分解1.基本概念(1)运动的合成:已知 分运动求合运动。(2)运动的分解:已知 合运动求分运动。2.分解原则可根据运动的 实际效果分解,也可采用 正交分解。3.遵循的
2、规律位移、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。知识梳理考点自诊1.(多选)(2017重庆秀山县月考)关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是()A.它所受的合外力一定不为零B.它所受的合外力一定是变力C.其速度可以保持不变D.其速度的大小可以保持不变 答案解析解析关闭物体做曲线运动,其速度方向一定改变,故物体的加速度一定不为零,合外力也一定不为零,若合外力与速度始终垂直,速度的大小可以保持不变,故A、D正确,B、C错误。 答案解析关闭AD知识梳理考点自诊2.如图所示,汽车在一段弯曲水平路面上行驶,关于它受的水平方向的作用力的示意图,可能正确的是(图中F为牵引力,Ff
3、为汽车行驶时所受阻力)() 答案解析解析关闭合力指向轨迹的凹侧,摩擦力与运动方向相反,选项C正确。 答案解析关闭C知识梳理考点自诊3.关于互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动正确的说法是()A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可以是直线也可能是曲线运动D.以上说法都不正确 答案解析解析关闭两个分运动一个是匀速直线运动,另一个是匀变速直线运动,只有一个方向上有加速度,则合加速度的方向就在该方向上,所以合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,其合运动为曲线运动。故B正确,A、C、D错误。 答案解析关闭B知识梳理考点自诊4.光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴
4、正方向成角,如图所示。与此同时对质点加上沿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.质点不可能做直线运动 答案解析解析关闭 答案解析关闭知识梳理考点自诊5.某质点的运动速度在x、y方向的分量vx、vy与时间的关系如图所示,已知x、y方向相互垂直,则4s末该质点的速度和位移大小各是多少? 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三物体做曲线运动的条件及轨迹分析物体做曲线运动的条件及轨迹分析1.合力方向与轨迹的关系无力不拐弯,拐弯必有力。曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方
5、向弯曲,或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧。2.合力方向与速率变化的关系(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。13命题点一命题点二命题点三例1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,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
6、度方向(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动。 答案解析解析关闭磁体对钢珠有相互吸引力,当磁铁放在位置A时,即在钢珠的正前方,所以钢珠所受的合力与运动的方向在一条直线上,所以其运动轨迹为直线,故应是b;当磁铁放在位置B时,钢珠运动过程中有受到磁体的吸引,小钢珠逐渐接近磁铁,所以其的运动轨迹是c;当物体所受的合外力的方向与物体的速度在一条直线上时,其轨迹是直线;当不在一条直线上时,是曲线。 答案解析关闭bc不在14命题点一命题点二命题点三思维点拨明确曲线运动的条件,即主要看所受合外力的方向与初速度的方向的关系,这是判断物体是否做曲线运动的依据。15命题点一命题点二命题点三即学即练即
7、学即练1.(2017山东威海模拟)如图所示,一质点在一恒力作用下做曲线运动,从M点运动到N点时,质点的速度方向恰好改变了90。在此过程中,质点的动能()A.不断增大B.不断减小C.先减小后增大D.先增大后减小 答案解析解析关闭质点受恒力F作用,M点的速度方向竖直向上,N点速度方向水平向右,所以F的方向斜向右下,与初速度方向的夹角为钝角,因此恒力F先做负功。恒力与速度方向夹角不断减小,当夹角为锐角时,恒力做正功。因此动能先减小后增大,C正确。 答案解析关闭C16命题点一命题点二命题点三2.(2017安徽合肥质检)在长约一米的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一段适当的圆柱形的红蜡块,玻璃管的开口
8、端用胶塞塞紧,将其迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。现将此玻璃管倒置安装在置于粗糙水平桌面上的小车上,小车从位置A以初速度v0开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后,小车运动到图中虚线位置B。按照如图所示建立的坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是() 答案解析解析关闭根据题述,红蜡块沿玻璃管匀速上升,即沿y轴方向做匀速直线运动;在粗糙水平桌面上的小车从A位置以初速度v0开始运动,即沿x轴方向红蜡块做匀减速直线运动,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹是关于y轴对称的抛物线,可能是选项中的A。 答案解析关闭A17命题点一命题点二命题点三运动的合成与分解及运动
9、性质分析运动的合成与分解及运动性质分析1.合运动和分运动的关系2.合运动的性质判断 加速度(或合外力)为0:匀速直线运动18命题点一命题点二命题点三3.两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速度(或合外力)方向是否共线。19命题点一命题点二命题点三例2(多选)跳伞表演是人们喜欢的观赏性体育项目,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 答案解析解析关闭水平风力不
10、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;下落高度一定时运动员落地时竖直方向的速度是确定的,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。 答案解析关闭BC20命题点一命题点二命题点三思维点拨运动员的运动可以分解为竖直方向和水平方向的两个分运动,两个分运动同时发生,相互独立,互不干扰。21命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练3.(多选)如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0,小煤块离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,乙的宽度足够大,速度为v1,则()A.在地面参考系中,
11、煤块做类平抛运动B.煤块在乙上的划痕为直线C.煤块在乙上滑动时,受到的乙的摩擦力方向不变D.煤块沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v1BCD22命题点一命题点二命题点三解析:在地面参考系中,沿甲运动的方向滑动摩擦力向左,沿乙运动的方向滑动摩擦力沿乙运动方向,则摩擦力的合力如下图。合初速度沿甲运动的方向,则合力与初速度不垂直,所以工件做的不是类平抛运动。故A错误。在乙参考系中,如图所示,摩擦力的合力与合初速度方向相反,故工件在乙上滑动的轨迹是直线,做匀减速直线运动,故B正确。工件在乙上滑动时,在x轴方向做匀减速直线运动,在y轴方向做匀加速直线运动,可知两个方向摩擦力的分力不变,受到乙的摩
12、擦力方向不变,当工件沿垂直于乙的速度减小为0时,不受摩擦力,故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力方向不变。故C正确。设t=0时刻摩擦力与纵向的夹角为,侧向(x轴方向)、纵向(y轴方向)加速度的大小分别为ax、ay,则=tan23命题点一命题点二命题点三很短的时间t内,侧向、纵向的速度增量大小分别为vx=axt,vy=ayt则当vx=v0,vy=v1,所以工件沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v1。故D正确。24命题点一命题点二命题点三4.(2017湖南衡阳联考)如图所示,当汽车静止时,车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运动。现从t=0时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动,甲启动后t
13、1时刻,乘客看到雨滴从B处离开车窗,乙启动后t2时刻,乘客看到雨滴从F处离开车窗。F为AB中点。则t1t2为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭25命题点一命题点二命题点三5.(多选)(2017北京海淀区期中)如图所示,某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动:用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时,用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动,则关于笔尖的实际运动,下列说法正确的是()A.笔尖做匀速直线运动B.笔尖做匀变速直线运动C.笔尖做匀变速曲线运动D.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小 答案解析解析关闭由题意
14、知,笔尖的初速度竖直向上,水平向右的加速度恒定,故做类平抛运动,选项A、B错误,C正确;由于竖直方向速度大小恒定,水平方向速度大小逐渐增大,故笔尖的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小,D正确。 答案解析关闭CD26命题点一命题点二命题点三绳绳(杆杆)端速度分解问题端速度分解问题像绳、杆等这些有长度的物体,在运动过程中,其两端点的速度通常是不一样的,但两端点的速度是有联系的,称之为“关联”速度。关联速度的关系沿杆(或绳)方向的速度分量大小相等。分析过程:1.绳子末端运动速度的分解,应按运动的实际效果进行。2.速度投影定理:不可伸长的杆(或绳),尽管各点速度不同,但各点速度沿杆(绳)方向的投影相同。
15、27命题点一命题点二命题点三例3(2017云南罗平县月考)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()A.vBvAB.重物B向上匀速上升C.绳的拉力等于B的重力D.绳的拉力大于B的重力 答案解析解析关闭 答案解析关闭28命题点一命题点二命题点三思维点拨将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的速度等于重物的速度大小,从而判断出重物的运动规律。1.求解绳(杆)端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
16、效果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。29命题点一命题点二命题点三2.常见的绳(杆)端运动的合成与分解图示 30命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练6.(2017江西南昌期中)一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑,如图所示,当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等高,其速度大小为v1,已知此时轻杆与水平方向夹角=30,B球的速度大小为v2,则() 答案解析解析关闭 答案解析关闭31命题点一命题点二命题点三7.(2017江苏无锡模拟)一辆车通过一根跨过
17、定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物,开始车在滑轮的正下方,绳子的端点离滑轮的距离是H。车由静止开始向左做匀加速运动,经过时间t,绳子与水平方向的夹角为,如图所示。试求:(1)车向左运动的加速度的大小;(2)重物m在t时刻速度的大小。32命题点一命题点二命题点三由运动的分解知识可知,车的速度v车沿绳的分速度与重物m的速度相等,即v物=v车cos33模型建立典例示范变式训练小船渡河模型1.模型特点两个分运动和合运动都是匀速直线运动,其中一个分运动的速度大小、方向都不变,另一个分运动的速度大小不变,研究其速度方向不同时对合运动的影响,这样的运动系统可看作小船渡河模型。2.模型分析(1)船的实际运动是
18、水流的运动和船相对静水的运动的合运动。(2)三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度)。模型建立典例示范变式训练(3)小船渡河的两类问题、三种情景模型建立典例示范变式训练例题已知某船在静水中的速率为v1=4m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100m,河水的流动速度为v2=3m/s,方向与河岸平行。试分析:(1)欲使船以最短时间渡过河去,船的航向怎样?最短时间是多少?船发生的位移是多大?(2)欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样(画图表示)?渡河所用时间是多少?(3)若河水的流动速度增大为v3=5m/s,其余条件不变。欲
19、使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样(画图表示)?渡河所用时间是多少?模型建立典例示范变式训练答案:(1)船应垂直河岸渡河,最短时间是25s,船发生的位移是125m;(2)船头指向河的上游,图见解析;渡河时间是s;(3)船的航向图见解析,渡河所用时间是41.7s。解析:(1)当船头垂直对岸行到对岸时,所需要的时间最短,模型建立典例示范变式训练(2)欲使船航行距离最短,需使船的实际位移(合位移)与河岸垂直,如图:模型建立典例示范变式训练(3)若河水的流动速度增大为v3=5m/s,此时水的速度大于船的速度时,船不能垂直于河岸到达对岸,当船速与合速度的方向垂直时,即合速度的方向与河岸之间的
20、夹角最大时,船渡河过程中的航行距离最短。如图;此时垂直于河岸方向的分速度v=v1cos代入数据联立得t=41.7s。模型建立典例示范变式训练思维点拨(1)船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度,当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短。由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度,小船实际以合速度做匀速直线运动,进而求得位移的大小。(2)小船以最短距离过河时,则静水中的速度斜着向上游,合速度垂直河岸。(3)水的速度大于船的速度时,船不能垂直于河岸到达对岸,当船速与合速度的方向垂直时,船渡河过程中的航行距离最短。命题分析合成和分解是研究曲线运动的基本方法,小船渡河模型是典型问题,高考
21、时往往单独命题,题型一般为选择题。题目分两种情况:船速大于水速;船速小于水速。涉及两种极值:渡河最小位移;渡河最短时间。模型建立典例示范变式训练总结提升无论哪类都必须明确以下四点:(1)正确区分分运动和合运动,船的航行方向也就是船头所指方向的运动,是分运动,船的运动也就是船的实际运动,是合运动,与船头所指方向一般情况下不共线。(2)按实际效果分解,一般用平行四边形定则沿水流方向和船头所指方向分解。(3)渡河时间只与船垂直河岸的分速度有关,与水流速度无关。(4)求最短渡河位移时,根据船速v船与水流速度v水的大小情况,用三角形定则求极限的方法处理。模型建立典例示范变式训练1.如图所示,河水流动的速
22、度为v且处处相同,河宽度为a。在船下水点A的下游距离为b处是瀑布。为了使小船安全渡河(不掉到瀑布里去,且不考虑船在A对面的上游靠岸)() 答案解析解析关闭 答案解析关闭模型建立典例示范变式训练2.一艘船在一条河流中渡河,当河水不流动时,船垂直渡河用时t1。当发生山洪后,在流动的河水中,船在同一位置垂直渡河用时为(设船相对于静水的速度一定,水速是船相对于静水的速度大小的一半)() 答案解析解析关闭 答案解析关闭模型建立典例示范变式训练3.(多选)(2017广西桂林模拟)河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则()A.船渡
23、河的最短时间是60sB.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度是5m/s 答案解析解析关闭 答案解析关闭模型建立典例示范变式训练4.(2018河北衡水中学二调)某人划船横渡一条河,河水流速处处相同且恒定,船的划行速率恒定。已知此人过河最短时间为T1;若此人用最短的位移过河,则需时间为T2;已知船的划行速度大于水速。则船的滑行速率与水流速率之比为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭模型建立典例示范变式训练5.(多选)如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岩均成角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点,如果划船速度大小相同,且两船相遇,不影响各自的航行,下列判断正确的是()A.甲船也能到达正对岸B.两船渡河时间一定相等C.两船相遇在NP直线上D.渡河过程中两船不会相遇 答案解析解析关闭 答案解析关闭
