xx年高考物理基础知识专题复习教案

1 / 10 XX 年高考物理基础知识专题复习教案 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 m 第四章第一节曲线运动运动合成与分解 基础知识一、曲线运动： 1曲线运动是指物体运动的轨迹为曲线；曲线运动的速度方向是该点的切线方向；曲线运动速度方向不断变化，故曲线运动一定是变速运动 2物体做一般曲线运动的条件：运动物体所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直线上（即合外力或加速度与速度的方向成一个不等于零或 的夹角） 说明：做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一侧弯曲根据曲线运动的轨迹，可以判断出物体所受合外力的大致方向 当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动速率将增大，当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将减小。 3.重点掌握的两种情况：一是加速度大小、方向都不变的曲线运动，叫匀变曲线运动，如平抛运动；另一是加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动，如匀速圆周运动 例 1如图 5-1-1 所示，物体在恒力 F 作用下沿曲线从 A 运动到 B，这时突然使它所受力反向，大小不变，即由 F 变为 F在此力作用下，物体以后 2 / 10 A物体不可能沿曲线 Ba运动 B物体不可能沿直线 Bb运动 c物体不可能沿曲线 Bc运动 D物体不可能沿原曲线返回到 A 点 练习 1关于曲线运动性质的说法正确的是 ( ) A变速运动一定是曲线运动 B曲线运动一定是变速运动 c曲线运动一定是变加速运动 D曲线运动一定是加速度不变的匀变速运动 练习 2.质点在一平面内沿曲线由 P 运动到 Q,如果用 v、 a、F 分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力 ,下列图象可能正确的是（） 答案 D 二、运动的合成： 1由已知的分运动求其合运动叫运动的合成这既可能是一个实际问题，即确有一个物体同时参与几个分运动而存在合运动；又可能是一种思维方法，即可以把一个较为复杂的实际运动看成是几个基本的运动合成的，通过对简单分运动的处理，来得到对于复杂运动所需的结果 2描述运动的物理量如位移、速度、加速度都是矢量，运动的合成应遵循矢量运算的法则： （ 1）如果分运动都在同一条直线上，需选取正方向，与正3 / 10 方向相同的量取正，相反的量取负，矢量运算简化为代数运算 （ 2）如果分运动互成角度， 运动合成要遵循平行四边形定则 3合运动的性质取决于分运动的情况 : 两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动 一个匀速运动和一个匀变速运动的合运动是匀变速运动，二者共线时，为匀变速直线运动，二者不共线时，为匀变速曲线运动。 两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动，当合运动的初速度与合运动的加速度共线时为匀变速直线运动，当合运动的初速度与合运动的加速度不共线时为匀变速曲线运动。 三、运动的分解 1已知合运动求分运动叫运动的分解 2运动分解也遵循矢量运算的平行四边形定则 3将 速度正交分解为 vx vcos 和 vy=vsin 是常用的处理方法 4速度分解的一个基本原则就是按实际效果来进行分解，常用的思想方法有两种：一种思想方法是先虚拟合运动的一个位移，看看这个位移产生了什么效果，从中找到运动分解的办法；另一种思想方法是先确定合运动的速度方向（物体的实际运动方向就是合速度的方向），然后分析由这个合速4 / 10 度所产生的实际效果，以确定两个分速度的方向 四、合运动与分运动的特征： （ 1）等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等 （ 2)独立性：一个物体可以同时参与几个不 同的分运动，各个分运动独立进行，互不影响 (3)等效性 :合运动和分运动是等效替代关系，不能并存； (4)矢量性 :加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定则。 例 2.（ 09广东理科基础 6）船在静水中的航速为 v1，水流的速度为 v2。为使船行驶到河正对岸的码头，则 v1相对 v2的方向应为（） 解析：根据运动的合成与分解的知识 ,可知要使船垂直达到对岸即要船的合速度指向对岸。根据平行四边行定则，c 能。 规律方法 1、运动的合成与分解的应用 合运动与分运动的 关系：满足等时性与独立性即各个分运动是独立进行的，不受其他运动的影响，合运动和各个分运动经历的时间相等，讨论某一运动过程的时间，往往可直接分析某一分运动得出 例 3如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体 B 的吊钩在小车 A 与物体 B 以相5 / 10 同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体 B 向上吊起， A、 B 之间的距离以 (SI)(SI 表示国际单位制，式中H 为吊臂离地面的高度 )规律变化，则物体做（） (A)速度大小不变的曲线运动 (B)速度大小增加的曲线运动 (c)加速度大小方向 均不变的曲线运动 (D)加速度大小方向均变化的曲线运动答案： Bc 2、绳子与物体连接时速度分解 把物体的实际速度分解为垂直于绳 (或杆 )和平行于绳 (或杆 )的两个分量，根据沿绳 (杆 )方向的分速度大小相同求解 例 4如图所示，卡车通过定滑轮牵引河中的小船，小船一直沿水面运动 .在某一时刻卡车的速度为 v，绳 Ao 段与水平面夹角为 ，不计摩擦和轮的质量，则此时小船的水平速度多大？ 【正解】小船的运动为平动，而绳 Ao 上各点的运动是平动加转动 .以连接船上的 A 点为研究对象，如图所示， A 的平动速度为 v，转动 速度为 vn，合速度 vA 即与船的平动速度相同 .则由图可以看出 vA 练习 3如图 5 1 14 示，在河岸上用细绳拉船，为了使船匀速靠岸，拉绳的速度必须是 ( ) A加速拉 B减速拉 6 / 10 c匀速拉 D先加速后减速拉 例 5如图所示的装置中，物体 A、 B 的质量 mA mB。最初，滑轮两侧的轻绳都处于竖直方向，若用水平力 F 向右拉 A，起动后，使 B 匀速上升。设水平地面对 A 的摩擦力为 f,绳对A 的拉力为 T，则力 f,T及 A 所受合力 F 合的大小（） 合 o,f 减小， T 增大；合 o,f 增大， T 不变； 合 o,f增大， T 减小；合 o,f减小， T 增大； 分析 :显然此题不能整体分析。 B 物体匀速上升为平衡状态，所受的绳拉力 T 恒等于自身的重力，保持不变。 A 物体水平运动，其速度可分解为沿绳长方向的速度（大小时刻等于 B物体的速度）和垂直于绳长的速度（与 B 物体的速度无关），写出 A物体速度与 B物体速度的关系式，可以判断是否匀速，从而判断合力是否为零。 解：隔离 B 物体： T=mBg，保持不变。隔离 A 物体：受力分析如图所示，设绳与水平线夹角为 ，则： 随 A 物体右移， 变小，由竖直平衡可以判断支持力变大。由 f=N ， 得 f 变大。 将 A 物体水平运动分解如图所示，有 vB vAcos ，故随 变小， cos 变大， VB不变， VA变小， A 物体速度时时改变，必有 F 合 o 。 所得结论为： F 合 o ， f 变大， T 不变。 B 项正确。 7 / 10 3、小船渡河问题分析 船在有一定流速的河中过河时，实际上参与了两个方向的运动，即随水流的运动 (水冲船的运动 )和船相对水的运动 (即在静水中船的运动 )，船的实际运动是这两种运动的合运动。 例 6.如图所示，河水的流速为 4m/s，一条船要从河的南岸A 点沿与河岸成 30 角的直线航行到北岸下游某处，则船的开 行速度（相对于水的速度）最小为 (A) A 2m/s B 3m/s c 4m/s D 5m/s 练习 4如图 1 所示，直线 AB 和 cD表示彼此平行且笔直的河岸。若河水不流动，小船船头垂直河岸由 A 点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线 P。若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河中水的流速处处相等，现仍保持小船船头垂直河岸由 A 点匀速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的（） A直线 PB曲线 Q c直线 RD曲线 S 例 7一条宽度为 L 的河，水流速度为 vs，已知船在静水中的航速为 vc，那么，（ 1）怎样渡河时间最短？（ 2）若vs vc怎样渡河位移最小？（ 3）若 vs vc，怎样渡河船漂下的距离最短？ 分析与解：（ 1）如图 2 甲所示，设船上头斜向上游与河岸成任意角 ，这时船速在垂直于河岸方向的速度分量8 / 10 V1=Vcsin, 渡河所需时间为： . 可以看出： L、 Vc 一定时， t 随 sin 增大而减小；当 =900时， sin=1, 所以，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短， . (2)如图 2 乙所示，渡河的最小位移即河的宽度。为了使渡河位移等于 L，必须使船的合速度 V 的方向与河岸垂直。这是船头应指向河的上游， 并与河岸成一定的角度 。根据三角函数关系有： VccosVs=0. 所以 =arccosVs/Vc, 因为 0cos1, 所以只有在VcVs 时，船才有可能垂直于河岸横渡。 （ 3）如果水流速度大于船上在静水中的航行速度，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游。怎样才能使漂下的距离最短呢？如图 2 丙所示，设船头 Vc与河岸成 角，合速度V 与河岸成 角。可以看出： 角越大，船漂下的距离 x越短，那么，在什么条件下 角最大呢？以 Vs的矢尖为圆心，以 Vc 为半径画圆，当 V 与圆相切时， 角最大，根据cos=Vc/ Vs,船头与河岸的夹角应为： =arccosVc/Vs. 船漂的最短距离为： .此时渡河的最短位移为： . 4、曲线运动条件的应用 做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指的一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出合外力的大致方向若合外力为变力，则为变加速运动；若合外力为恒力，则为匀变速运动； 9 / 10 例 8质量为 m 的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力 F1时，物体可能做 () A匀加速直线运动； B匀减速直线运动； c匀变速曲线运动； D变加速曲线运动。 分析与解： 当撤去 F1 时，由 平衡条件可知：物体此时所受合外力大小等于 F1，方向与 F1方向相反。 若物体原来静止，物体一定做与 F1 相反方向的匀加速直线运动。 若物体原来做匀速运动，若 F1 与初速度方向在同一条直线上，则物体可能做匀加速直线运动或匀减速直线运动，故 A、B 正确。 若 F1 与初速度不在同一直线上，则物体做曲线运动，且其加速度为恒定值，故物体做匀变速曲线运动，故 c 正确， D错误。正确答案为： A、 B、 c。 例 9图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 ,a,b 是轨迹上的两点若 带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（） A.带电粒子所带电荷的符号 B.带电粒子在 a,b 两点的受力方向 c.带电粒子在 a,b 两点的速度何处较大 10 / 10 D.带电粒子在 a,b 两点的加速度方向如何 解析：由图中的曲线可以看出，不管带电粒子由 ab 还是由 ba ，力的方向必然指向左下方，从而得到正确答案： BcD 例 10.（ 09广东理科基础 16）如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。 m 和 N 是轨迹上的两点，其中 m 点在轨迹