高考物理大一轮复习 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 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 切线方向 方向 2 运动的性质 做曲线运动的物体 速度 时刻在改变 所以曲线运动一定是 运动 变速 3 曲线运动的条件 物体所受合外力的方向跟它的速度方向 同一条直线上或它的加速度方向与速度方向 同一条直线上 不在 不在 4 合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在 方向与 方向之间 速度方向与轨迹相切 合外力方向指向轨迹的 凹 侧 合外力 速度 5 速率变化情况判断 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 不变 3 当合外力方向与速度方向垂直时 物体的速率 二 运动的合成与分解1 分运动和合运动 一个物体同时参与几个运动 参与的这几个运动都是 物体的实际运动就是合运动 2 运动的合成 已知分运动求合运动 叫做运动的合成 1 同一条直线上的两个分运动的合成 同向 反向 分运动 相加 2 不在同一条直线上的两个分运动合成时 遵循 相减 平行四边形定则 基础检测 1 多选 2016年广东广州模拟 关于做曲线运动的物体 下列说法中正确的是 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 解析 物体做曲线运动 其速度方向一定改变 故物体的加速度一定不为零 合外力也一定不为零 合外力若与速度始终垂直 动能可以保持不变 故a d正确 b c错误 答案 ad 2 下列关于曲线运动的说法中 正确的是 a 做平抛运动的物体 加速度是恒定的b 做曲线运动的物体的加速度一定是变化的c 做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的d 骑自行车冲到圆弧形桥顶时 人对自行车车座的压力增加 这是由于超重原因造成的 答案 a 考点1 曲线运动的理解 重点归纳1 曲线运动的理解 2 曲线运动特征 1 运动学特征 由于做曲线运动的物体的瞬时速度方向沿曲线上物体位置的切线方向 所以做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化 即曲线运动一定为变速运动 2 动力学特征 由于做曲线运动的物体的速度时刻变化 说明物体具有加速度 根据牛顿第二定律可知 物体所受合外力一定不为零且和速度方向始终不在一条直线上 曲线运动条件 合外力在垂直于速度方向上的分力改变物体速度的方向 合外力在沿速度方向上的分力改变物体速度的大小 3 轨迹特征 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 4 能量特征 如果物体所受的合外力始终和物体的速度垂直 则合外力对物体不做功 物体的动能不变 若合外力不与物体的速度方向垂直 则合外力对物体做功 物体的动能发生变化 考题题组 1 若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力f的方向 图中m n p q表示物体运动的轨迹 其 中正确的是 a b c d 解析 物体运动的速度方向与运动轨迹一定相切 而且合外力f的方向一定指向轨迹的凹侧 故只有b正确 答案 b 2 如图4 1 1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 下列说法中正确的是 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d 质点从b到e的过程中加速度方向 图4 1 1 与速度方向的夹角先增大后减小 答案 a 考点2 运动的合成与分解 重点归纳合运动与分运动的关系 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 等效性 各分运动叠加起来与合运动有相同的效果 3 独立性 一个物体同时参与几个运动 其中的任何一个都会保持其运动性质不变 并不会受其他分运动的干扰 虽然各分运动互相独立 但是它们共同决定合运动的性质和轨迹 考向1 合运动性质的判定和计算 1 根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动 具体分以下几种情况 2 运动的合成与分解的运算法则 1 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 2 如果各分运动在同一直线上 需选取正方向 与正方向同向的量取 号 与正方向反向的量取 号 从而将矢量运算简化为代数运算 考题题组 3 多选 2017年江苏连云港模拟 如图4 1 2所示 一块橡皮用细线悬挂于o点 用钉子靠着线的左侧沿与水平方向成30 角的斜面向右上以速度v匀速运动 运动中始终保持悬线竖直 下列说法正确的是 a 橡皮的速度大小为vb 橡皮的速度大小为vc 橡皮的速度与水平方向成60 角d 橡皮的速度与水平方向成45 角 图4 1 2 解析 橡皮斜向右上方运动 具有沿斜面向上的分速度 与钉子沿斜面向上的速度相等 即为v 橡皮还具有竖直向上的分速度 大小也等于v 其实际速度大小 合速度 是两个分速度的合成 如图d20所示 故橡皮的实际速度大小 合速度 b c正确 图d20 答案 bc 4 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4 1 3所示 发动机给卫星的附加速度的方向和大小 约为 图4 1 3 a 西偏北方向 1 9 103m sb 东偏南方向 1 9 103m sc 西偏北方向 2 7 103m sd 东偏南方向 2 7 103m s 图d21 答案 b 考向2 与运动图象结合的合成与分解问题 考题题组 5 有一个质量为2kg的质点在x y平面上运动 在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图4 1 4甲 乙所示 下 列说法正确的是 乙 图4 1 4 甲 a 质点所受的合外力为3nb 质点的初速度为3m sc 质点做匀变速直线运动 d 质点初速度的方向与合外力的方向垂直 6 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 5甲 乙所示 下列说法中 正确的是 甲 乙 图4 1 5 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 答案 ad 模型1 小船渡河 1 小船渡河问题的分析思路 2 小船渡河的两类问题 三种情景 a 小船渡河的轨迹为直线 b 小船在河水中的最大速度是5m s c 小船在距南岸200m处的速度小于其在距北岸200m 处的速度 d 小船渡河的时间是160s 触类旁通 1 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 模型2 关联速度的绳杆模型 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 思路与方法合速度 物体的实际运动速度v 分速度 其一 沿绳 或杆 的分速度v1其二 与绳 或杆 垂直的分速度v2 方法 v1与v2的合成遵循平行四边形定则 3 常见模型把物体的实际速度分解为沿绳 或杆 和垂直于绳 或杆 的两个分量 根据沿绳 或杆 方向的分速度大小相等求解 常见的模型如下列各图所示 续表 例2 多选 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 为d时 图中b处 下列说法正确的是 重力加速度为g a 小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgb 小环到达b处时 重物上升的高度为 1 d c 小环在b处