高考物理一轮复习 第四章第一节 曲线运动 运动的合成与分解课件 人教版.ppt

第四章曲线运动万有引力定律 2014高考导航 第一节曲线运动运动的合成与分解 本节目录 基础梳理 自学导引 要点透析 直击高考 考点探究 讲练互动 知能演练 轻巧夺冠 技法提炼 思维升华 一 曲线运动1 运动特点 1 速度方向 质点在某点的速度 沿曲线上该点的 方向 2 运动性质 做曲线运动的物体 速度的 时刻改变 所以曲线运动一定是 运动 即必然具有 2 曲线运动的条件 1 从动力学角度看 物体所受 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 方向跟它的速度方向不在同一条直线上 切线 方向 变速 加速度 合力 加速度 名师点拨 曲线运动一定是变速运动 至少速度的方向在时刻改变 而变速运动不一定是曲线运动 如匀变速直线运动 思考感悟怎样判断一个物体是否做曲线运动 提示 看合外力 加速度 与速度方向是否在一条直线上 实际效果 正交分解 平行四边形定则 正方向 正方向同向 正方向反向 代数运算 2 两分运动不在同一直线上时 按照 进行合成 如图所示 4 合运动和分运动的关系 1 等时性 合运动与分运动经历的时间 2 独立性 一个物体同时参与几个分运动时 各分运动独立进行 不受其他分运动的 3 等效性 各分运动叠加起来与合运动有完全相同的 平行四边形定则 相等 影响 效果 一 曲线运动的合力 轨迹 速度之间的关系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和速度方向之间 速度方向与轨迹相切 合力方向指向轨迹的 凹 侧 2 合力方向与速度方向的关系物体做曲线运动时 所受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 3 合力方向与速度大小变化的关系合力沿切线方向的分力改变速度的大小 沿径向的分力改变速度的方向 如图所示的两个情景 1 当合力方向与速度方向的夹角为锐角时 物体运动的速率将增大 2 当合力方向与速度方向的夹角为钝角时 物体运动的速率将减小 3 当合力方向与速度方向垂直时 物体运动的速率不变 即时应用1如图所示 一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动 当物体从m点运动到n点时 其速度方向恰好改变了90 则物体在从m点到n点运动过程中 物体的速度大小将 a 不断增大b 不断减小c 先增大后减小d 先减小后增大 解析 选d 要判断物体速度大小的变化 就要首先判断所受合外力与速度方向的夹角 夹角为锐角时速度增大 夹角为钝角时速度减小 夹角为直角时速度大小不变 由曲线运动的轨迹夹在合外力与速度方向之间 对m n点进行分析 在m点恒力可能为如图甲 在n点可能为如图乙 综合分析知 恒力f只可能为如图丙 所以开始时恒力与速度夹钝角 后来夹锐角 速度先减小后增大 选d 二 合运动的性质和轨迹的判定1 物体运动的性质由加速度决定常见的类型有 1 a 0 匀速直线运动或静止 2 a恒定 性质为匀变速运动 分为 v a同向 匀加速直线运动 v a反向 匀减速直线运动 v a成一角度 匀变速曲线运动 轨迹在v a之间 和速度v的方向相切 方向逐渐向a的方向接近 但不可能达到 3 a变化 性质为变加速运动 如简谐运动 加速度大小 方向都随时间变化 2 物体的运动轨迹由物体的速度和加速度的方向关系决定 如图 1 速度与加速度共线时 物体做直线运动 2 速度与加速度不共线时 物体做曲线运动 特别提醒 匀变速曲线运动的特例是平抛运动 非匀变速曲线运动的特例是匀速圆周运动 非匀变速直线运动的特例是弹簧振子的振动 掌握这些运动具有非常重要的意义 即时应用2 2011 高考四川卷改编 某研究性学习小组进行了如下实验 如图所示 在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水 水中放一个红蜡做成的小圆柱体r 将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合 在r从坐标原点以速度v0 3cm s匀速上浮的同时 玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动 r r视为质点 在上升过程中运动轨迹的示意图是 解析 选d 竖直方向的匀速运动和水平方向的匀加速运动合成 轨迹为曲线 曲线的切线方向 速度方向 逐渐趋向加速度方向 水平方向 故d对 特别提醒 1 船的航行方向与船头指向一致 v1的方向 是分速度方向 而船的航行方向是实际运动的方向 也就是合速度的方向 2 小船过河的最短时间与水流速度无关 3 涉及速度矢量运算的 三角形定则 和 正交分解法 的思想在解决渡河问题中各有所长 互为补充 要灵活选用适用方法 即时应用3 2013 成都模拟 河水的流速随离河岸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 考点1运动性质与轨迹的判定一个质点受两个互成锐角的恒力f1和f2作用 由静止开始运动 若运动过程中保持二力方向不变 但f1突然增大到f1 f 则质点以后 a 继续做匀变速直线运动b 在相等时间内速度的变化一定相等c 可能做匀速直线运动d 可能做变加速曲线运动 思路点拨 先判定是曲线运动还是直线运动 方法是看力的方向与速度方向是否在一条直线上 再判定是加速运动还是匀速运动 方法是看f合是否为零以及是否变化 答案 b 名师点评 对于质量一定的物体 我们应抓住加速度与合力两个关键因素 判断一个物体的运动轨迹是曲线还是直线 就是要看其速度方向与合力的方向是否在同一直线上 跟踪训练1 2013 金华模拟 一质点在xoy平面内的运动轨迹如图所示 下列判断正确的是 a 若在x方向始终匀速运动 则在y方向先减速后加速运动b 若在x方向始终匀速运动 则在y方向先加速后减速运动c 若在y方向始终匀速运动 则在x方向一直加速运动d 若在y方向始终匀速运动 则在x方向一直减速运动 解析 选a 若在某一坐标轴方向上为匀速运动 因s vt 即s正比于时间t 则该轴可看作时间轴 再根据图象分析另一坐标轴方向上的运动性质 可以看出 若x方向匀速 y方向位移的斜率是先减小后增大 故y方向先减速后加速 同理 若y方向匀速 x方向是先加速后减速 考点2 关联 速度的求解 思路点拨 解答本题时要注意两点 1 a b两球的实际运动是它们各自的合运动 2 a b两球沿杆方向的分速度相等 规律总结 绳 杆等长度不变的物体 在运动过程中 其两端点的速度通常不一样 但是是有联系的 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 跟踪训练2 解析 选c 如图 把人的速度沿绳和垂直绳的方向分解 由三角形知识 v船 vcos 所以c正确 a b d错误 范例 12分 河宽l 300m 水速u 1m s 船在静水中的速度v 3m s 欲分别按下列要求过河时 船头应与河岸成多大角度 过河时间是多少 1 以最短时间过河 2 以最小位移过河 3 到达正对岸上游100m处 建模点拨渡河