高考物理一轮复习 专题四 曲线运动 万有引力定律 第1讲 运动的合成与分解课件.ppt

专题四曲线运动万有引力定律 第1讲运动的合成与分解 考点1 曲线运动的条件和轨迹的判断 1 曲线运动的特点 1 曲线运动的速度方向 质点在某一点 或某一时刻 的速度方向为沿曲线上这一点的 方向 2 曲线运动的速度 时刻改变 因此曲线运动是变 速运动 必有加速度 切线 方向 3 合外力一定不为零 必受到外力作用 2 物体做曲线运动的条件 1 从动力学的角度看 物体所受的 方向跟它的 速度方向不在同一条直线上 合外力 加速度 2 从运动学的角度看 物体的 方向跟它的速度方向不在同一条直线上 3 做曲线运动的物体所受合外力方向与轨迹的关系做曲线运动的物体 所受的合外力总是指向物体运动轨迹曲线的凹侧 物体的加速度也指向曲线的凹侧 考点2 运动的合成与分解 1 分运动和合运动的关系 1 等时性 独立性 等效性各分运动与合运动总是同时 同时 经历的时间一定 各分运动是各自 不受其他分运动的影响 各分运动的叠加与合运动具有 的效果 2 合运动的性质是由分运动的性质决定的 开始 结束 相同 独立的 相同 2 运动的合成与分解 1 运动的合成 合运动 平行四边形定则 由几个分运动求 合成的方法是 2 运动的分解 分运动 两个分运动 互逆 已知合运动求 分解时应根据运动的效果确定 的方向 然后由平行四边形定则确定大小 分解时也可按正交分解法分解 运动的分解与合成是 运算 基础自测 1 多选 2016年广东广州模拟 关于做曲线运动的物体 下列说法正确的是 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 其动能可以保持不变答案 ad 2 一物体由静止开始自由下落 下落的同时受一恒定水平向右的风力的影响 但着地前一段时间风突然停止 则其运动 的轨迹可能是图中的哪一个 a b c d 答案 c 3 如图4 1 1所示 一名92岁的南非妇女从距地面大约2700m的飞机上 与跳伞教练绑在一起跳下 成为南非已知的年龄最大的高空跳伞者 假设没有风的时候 落到地面所用的时间为t 而实际上在下落过程中受到了水平方向的风的影响 则 实际下落所用时间 图4 1 1 a 仍为t b 大于t c 小于t d 无法确定 答案 a 4 一条河宽300m 水流速度为3m s 小船在静水中的速 度为4m s 则小船横渡该河所需的最短时间是 b 60sd 100s a 43sc 75s答案 c 热点1考向1 物体做曲线运动的条件与轨迹分析曲线运动的轨迹特征 热点归纳 曲线运动的轨迹始终夹在合力的方向与速度的方向之间 而且向合力的一侧弯曲 或者说合力的方向总指向曲线的凹侧 曲线轨迹只能平滑变化 不会出现折线 典题1 质点做曲线运动从a到b速率逐渐增加 如下列各图所示 有四位同学用示意图表示a到b的轨迹及速度方 向和加速度的方向 其中正确的是 a b c d 解析 质点做曲线运动时速度方向一定沿曲线在该点的切线方向 而加速度方向一定指向轨迹凹侧 故b c均错误 因质点从a到b的过程中速率逐渐增加 故加速度与速度方向间的夹角为锐角 d正确 a错误 答案 d 考向2 曲线运动的性质 热点归纳 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 若合外力为恒力且与初速度方向不在一条直线上 则物体做匀变速曲线运动 典题2 多选 一个质点受到两个互成锐角的力f1和f2的作用 由静止开始运动 若运动中保持两个力的方向不变 但f1突然增大 f 则质点此后 a 一定做匀变速曲线运动b 在相等时间内速度变化一定相等c 可能做变加速曲线运动d 一定做匀变速直线运动答案 ab 考向3 速率变化情况的判断 热点归纳 1 当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时 物体的速率增大 2 当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时 物体的速率减小 3 当合外力方向始终与速度方向垂直时 物体的速率不变 典题3 如图4 1 2所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图 且质点运动到d点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直 则质点从a点运动到e点的过程中 下列说法正确的是 a 质点经过c点的速率比d点的大b 质点经过a点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90 c 质点经过d点时的加速度比b点的大 图4 1 2 d 质点从b到e的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 解析 质点做匀变速曲线运动 所以加速度不变 由于在d点速度方向与加速度方向垂直 则在c点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角 所以质点由c到d速率减小 所以c点速率比d点大 答案 a 热点2考向1 运动的合成与分解的应用运动的合成与分解的方法 热点归纳 1 对运动进行分解时 要根据运动的实际效果来确定两个分运动的方向 否则分解无实际意义 也可以根据实际情况 对运动进行正交分解 2 合运动与分运动的判断 合运动就是物体相对某一参考系 如地面 所做的实际运动 即物体合运动的轨迹一定是物体实际运动的轨迹 物体相对于参考系的速度即为合速度 3 曲线运动一般可以分解成两个方向上的直线运动 通过对已知规律的直线运动的研究 可以知道曲线运动的规律 这是我们研究曲线运动的基本方法 典题4 多选 在一光滑水平面内建立平面直角坐标系 一物体从t 0时刻起 由坐标原点o 0 0 开始运动 其沿x轴和y轴方向运动的速度 时间图象如图4 1 3甲 乙所示 下列 说法正确的是 甲 乙 图4 1 3 a 前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动 b 后2s内物体继续做匀加速直线运动 但加速度沿y轴 方向 c 4s末物体坐标为 4m 4m d 4s末物体坐标为 6m 2m 解析 前2s内物体在y轴方向速度为0 由题图甲知只沿x轴方向做匀加速直线运动 a正确 后2s内物体在x轴方向做匀速运动 在y轴方向做初速度为0的匀加速运动 加速度沿y轴方向 合运动是曲线运动 b错误 4s内物体在x轴方 d正确 c错误 答案 ad 考向2 两个直线运动的合运动性质的判断 热点归纳 1 运动轨迹的判断 1 若物体所受合力方向与速度方向在同一直线上 则物体做直线运动 2 若物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上 则物体做曲线运动 2 合运动的性质的判断 合运动的性质由合加速度的特点决定 1 根据合加速度是否恒定判定合运动的性质 若合加速度不变 则为匀变速运动 若合加速度 大小或方向 变化 则为非匀变速运动 2 根据合加速度的方向与合初速度的方向关系判定合运动的轨迹 若合加速度的方向与合初速度的方向在同一直线上 则为直线运动 否则为曲线运动 典题5 多选 如图4 1 4所示 在灭火抢险的过程中 消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业 为了节省救援时间 在消防车向前前进的过程中 人同时相对梯子匀速向上运动 在地面上看消防队员的运动 下列说法 正确的是 a 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀加速直线运动b 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀 速直线运动 图4 1 4 c 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速曲线运动d 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速直线运动 解析 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀速直线运动 选项b正确 a错误 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速曲线运动 选项c正确 d错误 答案 bc 方法技巧 合运动性质的具体判断 热点3 小船渡河问题 热点归纳 小船渡河的两类问题 三种情景 续表 典题6 有一条两岸平直 河水均匀流动 流速恒为v的大河 小明驾着小船渡河 去程时船头指向始终与河岸垂直 回程时行驶路线与河岸垂直 去程与回程所用时间的比值为k 船在静水中的速度大小相同 则小船在静水中的速度大小为 答案 b方法技巧 解决这类问题的关键是正确区分分运动和合运动 船的航行方向也就是船头指向 是分运动 船的运动方向也就是船的实际运动方向 是合运动 一般情况下与船头指向不一致 渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关 与水流速度无关 绳或杆末端速度的分解 1 对 关联速度 问题的理解 用绳 杆相牵连的两物体在运动过程中的速度通常不同 但两物体沿绳或杆方向的分速度大小相等 据此就可以建立牵连的两物体速度间的定量关系 2 关联速度 问题的解题步骤 1 确定合速度 牵连物体端点的速度 即所连接物体的速度 是运动的实际速度 为合速度 2 分解合速度 先确定合运动的方向 物体实际运动的方向 然后分析这个合运动所产生的实际效果 从而确定两个分速度的方向 说明 在分析用绳或杆相连的两个物体的速度关系时 均是将物体的速度沿平行于绳或杆和垂直于绳或杆的方向进行分解 3 沿绳或杆方向的分速度大小相等 列方程求解 典题7 2017年河北石家庄实验中学检测 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4 1 5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成 30 角 b球的速度大小 为v2 则 图4 1 5 图4 1 6答案 c 图4 1 7 为d时 到达b处 下列说法错误的是 重力加速度为g 触类旁通 如图4 1 7所示 将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端 轻绳的另一端系一质量为m的小环 小环套在竖直固定的光滑直杆上 光滑定滑轮与直杆的距离为d 现将小环从与定滑轮等高的a处由静止释放 当小环沿直杆下滑距离也 解析 如图d22所示 将小环速度v进行正交分解