高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 运动的合成与分解基础课时8课件.ppt

基础课时8曲线运动运动的合成与分解 知识点一 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 知识梳理 切线方向 方向 变速 3 曲线运动的条件 思考 1 如图所示 桌面上运动的小铁球在磁铁的引力作用下做曲线运动 人造卫星绕地球运行 在地球引力作用下做曲线运动 小球 人造卫星所受合外力的方向有什么特点 小球 人造卫星的加速度的方向有什么特点 小球靠近磁铁时 速率如何变化 远离磁铁时呢 合外力的方向如何影响速率的变化呢 2 当物体的初速度v0和所受的外力f分别满足下列问题中所给定的条件时 物体的运动情况将会是怎样的 v0 0 f 0 运动 v0 0 f 0 运动 v0 0 f 0且恒定 两者方向相同 运动 v0 0 f 0且恒定 两者方向相反 运动 v0 0 f 0且恒定 两者方向不在一条直线上 运动 v0 0 f 0不恒定且大小 方向都随着时间变化 运动 知识点二 运动的合成与分解1 基本概念 1 运动的合成 已知 求合运动 2 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 合运动 实际效果 正交分解 平行四边形定则 1 多选 下列说法正确的是 a 曲线运动一定是变速运动b 曲线运动的速度大小可能不变c 曲线运动的加速度可以为零d 曲线运动的加速度可以不变答案abd 诊断自测 2 多选 下列说法正确的是 a 物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动b 物体在变力作用下一定是做曲线运动c 物体做曲线运动 沿垂直速度方向的合力一定不为零d 两个直线运动的合运动一定是直线运动 解析物体是否做曲线运动 取决于物体所受合外力方向与物体运动方向是否共线 只要两者不共线 无论物体所受合外力是恒力还是变力 物体都做曲线运动 若两者共线 则物体做直线运动 选项a正确 b错误 由垂直速度方向的力改变速度的方向 沿速度方向的力改变速度的大小可知 c正确 两个直线运动的合运动可能是直线运动 也可能是曲线运动 选项d错误 答案ac 3 如图1所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹 铅球视为质点 a b c为曲线上的三点 关于铅球在b点的速度方向 下列说法正确的是 a 沿ab的方向b 沿bc的方向c 沿bd的方向d 沿be的方向解析由于做曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向 因此 铅球在b点的速度方向沿bd的方向 c正确 答案c 4 光滑平面上一运动质点以速度v通过原点o v与x轴正方向成 角 如图2所示 与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力fx和沿y轴正方向的恒力fy 则 a 因为有fx 质点一定做曲线运动b 如果fy fx 质点向y轴一侧做曲线运动c 质点不可能做直线运动 5 多选 2015 江苏盐城二模 如图3所示 在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水 水中放一红蜡块r r视为质点 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轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动 合速度的方向与y轴夹角为 则红蜡块r的 a 分位移y与x成正比b 分位移y的平方与x成正比c 合速度v的大小与时间t成正比d tan 与时间t成正比 1 条件 物体受到的合外力与初速度不共线 2 合力方向与轨迹的关系无力不弯曲 弯曲必有力 曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间 而且向合力的方向弯曲 或者说合力的方向总是指向轨迹的 凹 侧 考点一物体做曲线运动的条件及轨迹分析 3 合力方向与速率变化的关系 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 例1 2016 河南名校联考 如图4 这是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图 已知物体在b点的加速度方向与速度方向垂直 则下列说法中正确的是 a c点的速率小于b点的速率b a点的加速度比c点的加速度大c c点的速率大于b点的速率d 从a点到c点加速度与速度的夹角先增大后减小 速率是先减小后增大 解析质点做匀变速曲线运动 b点到c点的加速度方向与速度方向夹角小于90 所以 c点的速率比b点速率大 故a错误 c正确 质点做匀变速曲线运动 则加速度大小和方向不变 所以质点经过c点时的加速度与a点的相同 故b错误 若质点从a点运动到c点 质点运动到b点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直 则有a点速度与加速度方向夹角大于90 c点的加速度方向与速度方向夹角小于90 故d错误 答案c 1 合运动和分运动的关系2 运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移 速度 加速度的合成与分解 由于它们均是矢量 故合成与分解都遵守平行四边形定则 考点二运动的合成与分解及应用 例2 2015 新课标全国 16 由于卫星的发射场不在赤道上 同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道 当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时 发动机点火 给卫星一附加速度 使卫星沿同步轨道运行 已知同步卫星的环绕速度约为3 1 103m s 某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1 55 103m s 此时卫星的高度与同步轨道的高度相同 转移轨道和同步轨道的夹角为30 如图5所示 发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 变式训练 2 物体在xoy平面内做曲线运动 从t 0时刻起 在x轴方向的位移图像和y轴方向的速度图像如图6所示 则 a 物体的初速度沿x轴的正方向b 物体的初速度大小为5m sc t 2s时物体的速度大小为0d 物体所受合力沿y轴的正方向 1 船的实际运动 是水流的运动和船相对静水的运动的合运动 2 三种速度 船在静水中的速度v船 水的流速v水 船的实际速度v 3 三种情况 考点三小船渡河模型 例3 一小船渡河 河宽d 180m 水流速度v1 2 5m s 若船在静水中的速度为v2 5m s 求 1 欲使船在最短的时间内渡河 船头应朝什么方向 用多长时间 位移是多少 2 欲使船渡河的航程最短 船头应朝什么方向 用多长时间 位移是多少 1 抓住 两个区别 1 正确区分分运动和合运动 2 正确区分船头的指向与船的运动方向 航向 不同2 解题流程 变式训练 3 船在静水中的速度为4m s 河岸笔直 河宽50m 适当调整船的行驶方向 使该船运动到河对岸时航程最短 设最短航程为l 下列说法中正确的是 a 当水流速度为2m s时 l为60mb 当水流速度为6m s时 l为50mc 当水流速度为6m s时 l为75md 当水流速度为2m s时 l为150m 考点四 关联 速度问题 绳 杆 端速度分解模型 3 解题的原则把物体的实际速度分解为垂直于绳 杆 和平行于绳 杆 两个分量 根据沿绳 杆 方向的分速度大小相等求解 常见的模型如图7所示 例4 如图8所示 套在竖直细杆上的环a由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与重物b相连 由于b的质量较大 在释放b后 a将沿杆上升 当a运动至与定滑轮的连线处于水平位置时 其上升速度为va 0 b未落地 这时b的速度vb 解决此类问题时应把握