高考物理总复习 第四章 第一单元 第1课 运动的合成与分解课件课件 (2).ppt

第一单元抛体运动第1课运动的合成与分解 第四章抛体运动与圆周运动 知能要求与高考展望 1 要求掌握曲线运动的条件 2 掌握运动的合成与分解的概念 能够熟练运用平行四边形定则进行运动的合成与分解 3 直接考查为选择题 综合题局部渗透 课前自修 1 曲线运动的特点做曲线运动的质点在某一点的瞬时速度方向 就是通过该点的曲线的 方向 由于速度方向时刻在变 故曲线运动一定是 2 曲线运动的条件物体所受的合力f合与物体的初速度v0 上 即a与v0 上 3 运动的合成已知 叫运动的合成 即已知分运动的位移 速度和加速度等 求合运动的位移 速度和加速度等 分运动求合运动 切线 变速运动 不在同一直线 不在同一直线 4 运动的分解已知 叫运动的分解 它是运动的合成的 过程 5 合运动与分运动的关系 1 等时性 各分运动与合运动总是同时 同时 经历的时间一定 2 独立性 各分运动是各自 的 不受其他分运动的影响 3 等效性 各分运动的叠加与合运动具有 的效果 4 矢量性 运动的合成与分解都遵循运动的 平行四边形定则 合运动求分运动 逆 存在 消失 相同 独立 相同 重难突破 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 运算原则位移s 速度v 加速度a的合成与分解都遵守平行四边形定则 分清合运动与分运动是解决问题的关键 5 互成角度的两个分运动的合成规律 1 两个互成角度的匀速直线运动的合运动 仍然是匀速直线运动 2 两个互成角度的初速度为零的匀加速直线运动的合运动 一定是初速度为零的匀加速直线运动 3 两个互成角度的分运动 其中一个是匀速直线运动 另一个是匀变速直线运动 其合运动一定是匀变速曲线运动 4 两个互成角度的初速度均不为零的匀加速直线运动合成时 如图所示 若两个初速度之比和加速度之比相等 即 则为直线运动 否则为曲线运动 题型探究 题型一 理解概念 推理判断 例1 如图所示 水平面上有一个物体在相互垂直的恒力f1和f2作用下 由静止开始运动 经过一段时间后 突然撤去f2 则物体以后 a 沿f1的方向做匀加速直线运动b 做变加速曲线运动 轨迹是个圆c 做匀加速曲线运动 轨迹逐渐靠近力f1d 做匀加速曲线运动 轨迹逐渐远离力f1 审题突破 本题考查力与速度变化的关系 首先要明确开始 没有速度 所受恒力 则 一定做初速度为零的匀加速直线运动 接下来剩下的力 仍为恒力 则一定是 匀变速 因 与速度有一夹角 且为锐角 则 一定做匀加速曲线运动 而圆周运动的力一定要不断改变方向 是变力 解析 如图所示 物体在相互垂直的恒力f1 f2作用下 其合力恒定不变 且物体由静止开始运动 故物体做初速度为零加速度为a1的匀加速直线运动 速度方向与合力方向相同 突然撤去f2后 剩下的恒力f1与速度v0成一锐角 物体做初速度为v0的匀加速曲线运动 方向不断向f1靠近 故c选项正确 答案 c 方法点窍 对物体是做直线运动还是曲线运动的判断要抓住力与初速度是不是在同一直线上 如果在同一直线上则做直线运动 如果不在同一直线上则做曲线运动 而凡是初速度为零的物体受到恒力作用 则一定做直线运动 故只有在恒力作用下 初速度不为零才有可能做曲线运动 轨迹逐渐靠近恒力 不可能重合 题型二 合运动的性质和轨迹 例2 2013 三校联考 一质点在恒力f的作用下 由o点运动到a点的轨迹如下图所示 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的 a f1的方向b f2的方向c f3的方向d f4的方向 审题突破 质点在恒力f的作用下 力f的大小和方向都不变 质点做曲线运动 其受力方向与运动方向不同在一条直线上 且一定指向曲线的内侧 解析 做曲线运动的物体 所受恒力f一定指向轨迹曲线的内侧 且不可能与某时刻的速度在一条直线上 因此只有f3 f4是可能的方向 c d正确 答案 cd 方法点窍 做曲线运动的物体 受到的合力一定指向曲线的内侧 且力的方向与速度方向一定不在同一条直线上 题型三 小船渡河问题的分析 小船在流动的河水中渡河参与了两种运动 其一是小船相对于水的运动 其二是水流的运动 所以小船的运动是这两种运动的合运动 如图所示 例3 划船速度为v1 4m s的小船在宽d 100m 水速为v2 3m s的小河中 由一岸划向另一岸 要想渡河的时间最短应怎样划 渡河的时间是多少 下列4位同学这样说 甲说 应斜向上游划 使船相对岸的速度与河岸垂直 乙说 应斜向下游划 使船相对岸的速度尽可能大 丙说 应垂直河岸划 渡船过河时间只需25s 丁说 应垂直河岸划 这时船相对岸的速度为5m s 所以渡河时间只需20s 说法正确的是 a 甲b 乙c 丙d 丁 审题突破 本题考查渡河最短时间的理解能力 根据运动的独立性原理 无论船速与水速的大小关系如何 要使渡河的时间最短 则船头必须和河岸垂直 解析 许多同学可能会认可甲的说法 如图 a 所示 过河时间 个别同学可能会认可乙的说法 但因位移也相应很大 故这个时间也较大 个别同学可能会认可丙的说法 如图 b 所示 sin 0 8 船行距离s d sin 125m 过河时间t s v 25s 显然 t t 丁混淆各物理量的关系 没有用合位移对合速度进行计算 很明显 丙的说法正确 答案 c 方法点窍 当我们选择了划船方向后 我们就可寻找这个方向的位移 用这个位移除以划船速度 即为船过河的时间 由此看出 划船方向与岸垂直时最短 例4 划船速度为v1的小船在宽为d 水速为v2的小河中 由一岸划向另一岸 要想渡河的位移最短应怎样划 下列说法中正确的是 a 无论如何 只有垂直于河岸划船 位移才最短b 当v1 v2时 船的航行方向与河岸垂直 位移最短 等于dc 当v1 v2时 划船方向向下且v1与v2的夹角要符合 arcsin 位移最短d 当v1 v2时 划船方向向上且v1与v2的夹角要符合 90 arcsin 位移最短 审题突破 本题考查渡河最短位移的理解能力 要注意与最短时间的区别 由于受v1 v2的限制 运动合成的方向不可能都垂直于岸 故必须进行讨论 解析 河的最短距离是河宽 但要实现这一最短的位移 必须满足v1 v2 划船方向向上且v1与v2的夹角要符合 90 arcsin 如图 a 所示 当v1 v2时 这时小船不可能垂直渡河 但仍然存在最小的渡河位移 比河宽大 求解的方法是 以河水速度矢量的前端为圆心 以小船划速大小为半径作一个圆 作出发点与圆的切线 此切线的方向即为渡河位移最短的方向 如图 b 所示 由此可判定划船方向向上且v1与v2的夹角要符合 90 arcsin 即船头指向与合速度方向垂直 位移最短 答案 bd 方法点窍 要想渡河的位移最短 必须根据划船速度v1与水速v2大小的关系进行讨论 1 当v1 v2时 划船方向向上且v1与v2的夹角要符合 90 arcsin 则船垂直于岸航行 2 当v1 v2时 划船方向向上且v1与v2的夹角几乎接近于180 位移几乎接近于河宽 3 当v1 v2时 划船方向向上且v1与v2的夹角要符合 90 arcsin 位移最短 随堂训练 1 某质点同时受到在同一平面内的几个恒力作用而做匀速直线运动 在运动过程中撤去某一个力 则该质点 a 一定做匀加速直线运动b 一定做匀减速直线运动c 可能做匀速圆周运动d 其轨迹可能是抛物线 错解 错选c 认为剩下的力可以做向心力 答案 d 2 如图所示 mn是流速恒定的河流 河水自m流向n 有一小船自a点出发渡河 第一次小船实际航线为ab 第二次实际航线为ac ab和ac跟垂直河岸的ad线夹角都等于 而两次船对静水的速度大小相等 则 a 两次所需时间相等b 沿ab航行时间短c 沿ac航行时间短d 条件不足 无法确定 错解 错选a 把航线错看作船速方向再按独立性判断 答案 c 3 如图所示 男孩在岸上通过定滑轮用不可伸长的轻绳拉小船 当男孩以速度v0匀速向左前进至绳与水平