高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第1课时 曲线运动 平抛运动课件.ppt

考纲要求 第1课时曲线运动平抛运动 一 曲线运动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 2 运动的性质 做曲线运动的物体 速度的 时刻在改变 所以曲线运动一定是 运动 3 曲线运动的条件 切线方向 方向 变速 二 运动的合成与分解1 分运动和合运动 1 一个物体同时参与几个运动 这几个运动为 物体的 运动为合运动 2 运动的合成 已知 求合运动 3 运动的分解 已知 求分运动 2 分解原则 根据运动的 分解 也可采用 3 遵循的规律 位移 速度 加速度都是矢量 故它们的合成与分解都遵循 分运动 实际 分运动 合运动 实际效果 正交分解 平行四边形定则 三 平抛运动1 定义 以一定的初速度沿水平方向抛出的物体 只在 作用下的运动 2 性质 平抛运动是加速度为g的 曲线运动 其运动轨迹是 3 平抛运动的条件 1 v0 0 沿 2 只受 作用 4 研究方法 平抛运动可以分解为水平方向的 运动和竖直方向的 运动 重力 匀加速 抛物线 水平方向 重力 匀速直线 自由落体 5 基本规律 如图所示 1 位移关系 2 速度关系 v0t gt 思考判断 1 变速运动一定是曲线运动 2 做曲线运动的物体速度大小一定发生变化 3 做曲线运动的物体加速度可以为零 4 两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等 5 合运动的速度一定比分运动的速度大 6 只要两个分运动为直线运动 合运动一定是直线运动 7 做平抛运动的物体初速度越大 在空中运动时间越长 8 平抛运动是一种匀变速曲线运动 9 做平抛运动的物体 在任意相等时间内速度变化相同 考点一曲线运动 b b 要点突破 1 曲线运动的特点 2 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 典例剖析 例1 关于做曲线运动的物体 下列说法中正确的是 a 物体的速度方向一定不断改变b 物体的速度大小一定不断改变c 物体的加速度方向一定不断改变d 物体的加速度大小一定不断改变解析做曲线运动的物体速度方向是该点的切线方向 时刻在变化 故a正确 做曲线运动的物体速度大小可以不变 如匀速圆周运动 故b错误 曲线运动的速度方向时刻改变 故一定具有加速度 但加速度的大小和方向不一定改变 如平抛运动 故c d错误 答案a 例2 2017 温州模拟 一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动 其俯视图如图所示 当物体从m点运动到n点时 其速度方向恰好改变了90 则物体从m点到n点运动过程中 物体的速度将 a 不断增大b 不断减小c 先增大后减小d 先减小后增大 解析物体受恒力f作用 m点的速度方向竖直向上 n点速度方向水平向右 所以恒力f的方向应斜向右下 开始恒力f与速度方向夹角为钝角 物体做减速运动 之后恒力f与速度方向夹角为锐角 物体做加速运动 故d选项正确 答案d 方法总结 判断物体是否做曲线运动的方法判断物体是做曲线运动还是做直线运动 关键要看a和v的方向 两者方向在同一直线上则做直线运动 有夹角则做曲线运动 针对训练 1 2017 杭州模拟 神舟十一号 飞船于2016年10月17日发射升空 在靠近轨道沿曲线从m点到n点的飞行过程中 速度逐渐减小 在此过程中 神舟十一号 所受合力的方向 可能是 解析考虑到合外力方向指向轨迹凹侧 且由m到n速度减小可知c选项正确 答案c 2 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风 若风速越大 则降落伞 a 下落的时间越短b 下落的时间越长c 落地时速度越小d 落地时速度越大解析风沿水平方向吹 不影响竖直速度 故下落时间不变 a b两项均错误 风速越大降落伞落地时合速度越大 故c项错误 d项正确 答案d 考点二运动的合成与分解 b c 要点突破 1 合运动和分运动的关系 1 等时性 各个分运动与合运动总是同时开始 同时结束 经历时间相等 不同时的运动不能合成 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 互不影响 3 等效性 各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果 4 同一性 各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动 不能是几个不同物体发生的不同运动 2 小船渡河模型 在运动的合成与分解问题中 两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动 其中一个速度大小和方向都不变 另一个速度大小不变 方向在180 范围内 不变的速度所在直线的一侧 变化 我们对合运动或分运动的速度 时间 位移等问题进行研究 这样的运动系统可看做 小船渡河模型 3 绳 杆 端速度分解模型 典例剖析 例1 对于两个分运动的合运动 下列说法正确的是 a 合运动的速度大于两个分运动的速度b 合运动的速度一定大于某一个分运动的速度c 合运动的方向就是物体实际运动的方向d 由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小解析根据平行四边形定则 合速度的大小和方向可由平行四边形的对角线表示 而两邻边表示两个分速度 由几何关系知 两邻边和对角线的长短关系因两邻边的夹角不同而不同 当两邻边长短不变 而夹角改变时 对角线的长短也将发生改变 即合速度也将变化 故a b d错误 c正确 答案c 例2 船在静水中的速度为3 0m s 它要渡过宽度为30m的河 河水的流速为2 0m s 则下列说法中正确的是 a 船不能渡过河b 船渡河的速度一定为5 0m sc 船不能垂直到达对岸d 船到达对岸所需的最短时间为10s 答案d 例3 如图所示 在水平地面上做匀速直线运动的小车 通过定滑轮用绳子吊起一个物体 若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为v1和v2 绳子对物体的拉力为t 物体所受重力为g 则下列说法正确的是 a 物体做匀速运动 且v1 v2b 物体做加速运动 且v2 v1c 物体做加速运动 且t gd 物体做匀速运动 且t g 解析把v1分解如图所示 v2 v1cos 变小 v2变大 物体做加速运动 处于超重状态 t g 选项c正确 答案c 针对训练 1 质量为2kg的质点在x y平面上做曲线运动 在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示 下列说法正确的是 a 质点的初速度为3m sb 2s末质点速度大小为6m sc 质点做曲线运动的加速度为3m s2d 质点所受的合外力为3n 答案d 2 如图所示 某登陆舰船头垂直海岸从a点出发 分别沿路径ab ac在演练岛屿的bc两点登陆 已知登陆舰在静水中速度恒定且大于水速 则下列说法正确的是 a 沿ac航行所用时间较长b 沿ac航行时水速较大c 实际航速两次大小相等d 无论船头方向如何 登陆舰都无法在a点正对岸登陆 答案b 3 如图所示 人拉绳在水平面上做匀速直线运动 下列情况中关于绳对物体的拉力与物体重力的比较 说法正确的是 a 若人向左运动 绳对物体的拉力大于物体重力 若人向右运动 则绳对物体的拉力小于物体重力b 若人向左运动 绳对物体的拉力小于物体重力 若人向右运动 则绳对物体的拉力大于物体重力c 不论人向左或向右运动 绳对物体的拉力均大于物体重力d 不论人向左或向右运动 绳对物体的拉力均小于物体重力 解析设绳与水平方向夹角为 人匀速运动速度的大小为v 则物体运动速度的大小为vcos 人向左运动时 增大 cos 减小 物体向下减速 处于超重状态 人向右运动时 减小 cos 增大 物体向上加速 也是超重状态 故不论人向左或向右运动 绳对物体的拉力均大于物体重力 选项c正确 答案c 考点三平抛运动 d d 要点突破 1 平抛运动的求解方略 运动分解 2 时间相等是联系两个分运动的桥梁 3 注意速度 位移的合成与分解 2 平抛运动的分解方法与技巧 1 如果知道速度的大小或方向 应首先考虑分解速度 2 如果知道位移的大小或方向 应首先考虑分解位移 3 两种分解方法 沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动 沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的匀减速运动 3 平抛运动的两个推论 1 做平抛 或类平抛 运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 如图中a点和b点所示 2 做平抛 或类平抛 运动的物体在任意时刻 设其速度方向与水平方向的夹角为 位移方向与水平方向的夹角为 则tan 2tan 典例剖析 例1 如图所示 两个相对的斜面 倾角分别为 37 和 53 在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左 向右水平抛出 小球都落在斜面上 若不计空气阻力 则a b两个小球的运动时间之比为 a 1 1b 4 3c 16 9d 9 16 答案d 例2 如图所示 一枚一元硬币静止在水平桌面上 被某学生用手指弹击后 弹击的时间很短 以v0 3m s的初速度在水平桌面上开始滑行x1 0 5m后离开桌面 硬币落地点距桌面边沿的水平距离为x2 0 4m 已知桌面高度h 0 8m 不计空气阻力 求 1 硬币从桌面落到地面的时间 2 硬币在桌面上滑行的时间 3 硬币与桌面间的动摩擦因数 答案 1 0 4s 2 0 25s 3 0 8 方法总结 平抛运动在竖直方向上分运动的规律 1 速度的变化规律 任意相等时间间隔 t内的速度变化量方向竖直向下 大小 v g t相等 2 位移的变化规律 连续相等的时间间隔 t内 竖直方向上的位移差不变 即 y g t 2 针对训练 1 2016 浙江10月选考 一水平固定的水管 水从管口以不变的速度源源不断地喷出 水管距地面高h 1 8m 水落地的位置到管口的水平距离x 1 2m 不计空气及摩擦阻力 水从管口喷出的初速度大小是 a 1 2m sb 2 0m sc 3 0m sd 4 0m s b 2 如图所示 以10m s的水平初速度抛出的物体 飞行一段时间后 垂直地撞在倾角为 30 的斜面上 g取10m s2 这段飞行所用的时间为 答案c 3 如图所示 从倾角为 的足够长的斜面上的某点 先后将同一球以不同的初速度水平向右抛出 第一次初速度为v1 球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为 1 第二次初速度为v2 球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为 2 若v1 v2 则 a 1 2b 1 2c 1 2d 无法确定 解析末速度与水平初速度的夹角为 位移和水平初速度的夹角为 由平抛运动的推论有 2tan tan 由上式可知 的大小与抛出速度的大小无关 即 1 2 选b 答案b 1 如图所示 红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升 速度为v 若在红蜡块从a点开始匀速上升的同时 玻璃管从ab位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动 加速度大小为a 则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的 a 直线pb 曲线qc 曲线rd 无法确定 解析蜡块同时参与了两个分运动 合运动的轨迹是直线还是曲线取决于合加速度与合初速度的方向关系 向上匀速运动 则向上的加速度为零 合加速度为水平向右的分运动的加速度 大小恒定且方向水平向右 水平向右初速度为零 则合初速度方向向上 由加速度恒定知蜡块做匀变速运动 由初速度方向与加速度方向垂直知蜡块做曲线运动 且轨迹向加速度的一侧弯曲 答案b 2 2017 嘉兴模拟 如图所示 小船过河时 船头偏向上游与水流方向成 角 船相对于静水的速度为v 其航线恰好垂直于河岸 现水流速度稍有增大 为保持航线不变 且准时到达对岸 下列措施中可行的是 a 减小 角 增大船速vb 增大 角 增大船速vc 减小 角 保持船速v不变d 增大 角 保持船速v不变 解析船相对静水的速度为v 其航线恰好垂直于河岸 当水流速度稍有增大 为保持航线不变 且准时到达对岸 如图所示 可知b正确 a c d错误 答案b 3 2016 浙江4月选考 某卡车在公路上与路旁障碍物相撞 处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体 经判断 它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的 为了判断卡车是否超速 需要测量的量是 a 车的长度 车的重量b 车的高度 车的重量c 车的长度 零件脱落点与陷落点的水平距离d 车的高度 零件脱落点与陷落点的水平距离 答案d 4 2017 杭州模拟 如图所示 三角尺紧贴在固定的刻度尺上方 使三角尺沿刻度尺水平向右匀速运动的同时 一支铅笔沿着三角板直角边 从最下端由静止开始向上做匀加速直线运动 关于铅笔笔尖的运动 下列判断中正确的是 a 笔尖的轨迹是一条倾斜的直线b 笔尖的轨迹是一条抛物线c 在运动过程中 笔尖运动的速度方向始终保持不变d 在运动过程中 笔尖运动的加速度方向发生变化 解析由运动的合成可知 笔尖的轨迹是一条抛物线 b选项正确 笔尖运动速度方向时刻改变 但加速度方向不变 c d项错误 答案b 5 如图所示 一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶 在炮艇上发射炮弹射击北岸正北方向的目标 要击中目标 射击方向应 a 对准目标b 偏向目标的西侧c 偏向目标的东侧d 无论对准哪个方向都无法击中目标 解析炮弹的实际速度方向沿目标方向 该速