福建省高中物理一轮总复习讲曲线运动运动的合成与分解鲁科版新标PPT课件.ppt

曲线运动运动的合成与分解 第四章 2020 1 27 1 2020 1 27 2 曲线运动是高考的必考内容之一 特别是曲线运动的研究方法 运动的合成与分解 运用这一方法解决平抛或类平抛运动在高考中时有出现 如2006年江苏卷第17题 2008年高考全国卷 第14题 2009年高考福建卷第20题等 分析近年的高考命题可以发现 高考对运动的合成与分解 平抛运动 圆周运动向心力和向心加速度的考查情有独钟 并经常与电场 磁场相关知识进行深度的综合命题 2020 1 27 3 万有引力定律及其应用是高考的热点 2009年高考全国各地多套试卷都有相关命题 全国卷 第19题 全国卷 第26题 福建卷第14题 安徽卷第15题 山东卷第18题 2010年福建卷第16题再次从命题背景和内容上侧重考查了万有引力定律在天体运动中的应用 还出现了考查引力大小的计算的问题 如全国卷 与福建卷的 引力异常 问题 从题型来看 偏重于选择题的命题 2020 1 27 4 曲线运动与其他知识的结合点较多 通常对平抛运动的考查和圆周运动的考查都是在以现实生活情景为背景的综合试题中进行 因此本章的复习备考的重点应将平抛运动的研究方法和圆周运动的分析方法放在首位 并解决好方法的归纳 迁移 转化和类比 1 平抛运动的研究方法是运动的合成与分解 正确理解运动的独立性原理是掌握此方法的关键 同时 要学会灵活地将此方法转移应用于在其他环境中的类平抛运动中 化曲为直 化难为易 2020 1 27 5 2 描述圆周运动的物理量是一套自成体系的方法 首先要明确这些物理量之间的关系 其次研究圆周运动的关键在于寻找向心力的来源 因此正确进行受力分析是重要的前提 而后根据牛顿第二定律就可将力与运动学量联系起来 另外还要重视圆周运动中的功能关系 2020 1 27 6 3 万有引力定律是力学的基本定律之一 在高中物理阶段 万有引力定律的应用主要是与圆周运动相结合解决简单的天体运动问题 此类问题往往背景新颖 问题多变 但是其本质是简单的 一是天体 人造卫星 问题 由万有引力提供向心力 二是地球 或某星球 表面的物体 万有引力近似等于重力 此时可灵活选用公式进行求解 复习过程中要注意在新背景中建立合适的物理模型 2020 1 27 7 2020 1 27 8 一 曲线运动1 定义 轨迹是曲线的运动 2 特点 速度的时刻改变 是变速运动 3 做曲线运动的条件 质点所受合外力 或加速度 的方向与速度方向上 方向 不在同一直线 2020 1 27 9 二 运动的合成与分解1 运动合成与分解的法则 2 运动合成与分解中的几个关系 1 等时性 合运动所需时间与对应的每个分运动所需时间相等 2 独立性 一个物体可以同时参与几个不同的分运动 各分运动独立进行 互不影响 3 等效性 合运动的效果与几个分运动同时作用的效果是相同的 一般情况下 质点的实际运动视为合运动 平行四边形定则 2020 1 27 10 如何确定合运动的性质和轨迹一个物体在共点力作用下处于平衡 现去掉一个力 则物体 A 不可能做匀变速直线运动B 可能做匀变速曲线运动C 不可能做匀加速直线运动D 可能静止 2020 1 27 11 物体原来所处的平衡状态 可能是静止 也可能是匀速直线运动 撤掉其中一个力后 物体所受到的合力方向可能与速度方向在同一直线上 也可能不在同一直线上 若撤掉其中一个力前物体处于静止 则撤掉一个力后物体在恒力作用下做匀加速直线运动 若撤掉某一个力前物体做匀速运动 则撤掉一个力后合力与速度方向在同一直线上时做匀变速直线运动 合力与速度方向不在同一直线上时做匀变速曲线运动 选项B正确 该题题设条件具有开放性 解答时需要全面考虑 2020 1 27 12 下列关于力和运动的说法正确的是 A 物体在恒力作用下不可能做曲线运动B 物体在变力作用下不可能做曲线运动C 物体在变力作用下有可能做曲线运动D 物体所受合外力方向与它的速度方向不在一条直线上时 有可能做直线运动 2020 1 27 13 如图4 1 1所示的起重塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A 小车下装有吊着物体B的吊钩 在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时 吊钩将物体向上吊起 A B之间的距离以d H 2t2规律变化 则物体做 图4 1 1 2020 1 27 14 A 速度大小不变的曲线运动B 速度大小减小的曲线运动C 加速度大小 方向均不变的曲线运动D 加速度大小 方向均变化的曲线运动 2020 1 27 15 物体B在水平方向上做匀速运动 在竖直方向上做匀加速直线运动 其位移与时间的变化关系为s 2t2 加速度a 4m s2 根据矢量合成法则可得 物体B运动中的合速度方向沿斜向左上方 而加速度方向沿竖直方向向上 即物体B的速度方向与加速度方向不在同一直线上 故其合运动为匀变速曲线运动 加速度恒定 但速度越来越大 选项AB错误 选项C正确 选项D错误 2020 1 27 16 解决此类运动合成问题有两个关键 1 首先根据矢量合成法则 结合分运动形式掌握合运动的速度 加速度特点 2 根据物体做曲线运动或直线运动的条件判断物体合运动的形式 除要求把握以上两个关键之外 还要结合题意运用数学知识挖掘物体B在竖直方向上的分运动形式 2020 1 27 17 在封闭且足够长的玻璃管中装满清水 水中放一蜡球 直径略小于玻璃管的内径 将玻璃管竖直放置 蜡球在玻璃管内每1s上升的距离都是5cm 从t 0开始 在蜡球上升的同时 将玻璃管由静止水平向右匀加速平移 每1s通过的水平位移依次是4cm 12cm 20cm 28cm 试分析 计算 1 蜡球做直线运动还是做曲线运动 简述你的理由 2 蜡球在t 2s时的运动速度 2020 1 27 18 1 蜡球做匀变速曲线运动 蜡球在水平方向上向右做匀加速直线运动 竖直方向做匀速直线运动 其合运动为匀变速曲线运动 2 蜡球在t 2s时的运动速度大小为16 8cm s 方向与水平方向成a arctan5 16角 2020 1 27 19 运动独立性的理解与应用小船在静水中速度为v 今小船要渡过一条河流 渡河时小船垂直对岸划行 若小船划至河中间时 河水流速忽然增大 则渡河时间与预定时间相比 将 A 增长B 不变C 缩短D 无法确定 2020 1 27 20 假若河水不流动 小船在静水中将垂直对岸划行 假如小船不划行 小船将随河水一起向下游漂动 以上这两个运动具有独立性 即无论河水是否流动 无论河水流动速度大小如何 小船在垂直河岸方向上的分运动总不受沿河水流动方向上分运动的影响 因而河水流速的忽然增大不影响小船在垂直河岸方向分运动时间 小船渡河时间不变 注意 小船运动轨迹 到达对岸地点会变化 选项B正确 2020 1 27 21 由运动和力之间关系可知 物体的运动性质决定于其受到的合外力与速度之间的关系 物体在某一方向上的分运动性质决定于该方向上的分力与分速度之间的关系 而与物体在其他方向上受到的力无关 如本题中的小船无论在河流方向上是否有运动或运动情况如何变化 垂直河流方向的分运动都不会随之变化 2020 1 27 22 如图4 1 2所示 水平抛出的物体 抵达斜面上端P处 其速度方向恰好沿斜面方向 然后沿斜面无摩擦滑下 下列图象是描述物体沿x方向和y方向运动的速度 时间图象 其中正确的是 图4 1 2 2020 1 27 23 分析x y两个方向上的受力 推知a的大小 图线中的斜率 2020 1 27 24 关于绳拉物体运动的速度分解如图4 1 3所示 在离水面高为H的岸边有人以v0的速度匀速向左拉绳使船靠岸 船靠岸的速度是2v0时 船到定滑轮的水平距离s是多少 图4 1 3 2020 1 27 25 设此时绳与水面的夹角为 对船的速度进行分解 如图所示 有 所以 60 因此 2020 1 27 26 1 本题的解题关键是明确船的实际运动是合运动 其速度为合速度 可把此速度分解到沿绳收缩的方向 即与拉绳的速度相同 和垂直绳 使绳绕轴转动 两个方向上 容易出现的错误解法是把拉绳的速度当成合速度 然后分解成竖直向上和水平方向 2 用不可伸长的绳连接的各物体的速度不相同 但其速度在绳方向的投影是相同的 2020 1 27 28 如图4 1 4所示 在水平地面上做匀速直线运动的汽车 通过定滑轮用绳子吊起一个物体 若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2 则下面说法正确的是 A 物体做匀速运动 且v1 v2B 物体做减速运动 且v1 v2C 物体做加速运动 且v1 v2D 物体做加速运动 且v1 v2 图4 1 4 2020 1 27 29 可以根据连接体沿绳方向投影的分速度相同 找出汽车速度与物体速度的关系式 v1cosa v2 a为绳与水平方向夹角 2020 1 27 30 1 某质点同时受到同一平面内的几个力的作用而做匀速直线运动 在运动过程中撤去某一个力 则该质点 其余力为恒力 A 一定做匀加速直线运动B 一定做匀减速直线运动C 其轨迹可能是抛物线D 可能做匀速圆周运动 解析 撤去其中一个力则余下的力的合力为恒力 但质点初速度方向不确定 故可判断该质点的运动是匀变速的 但曲线还是直线不能确定 基础训练 C 2020 1 27 31 2 2010 江苏卷 如图4 1 5所示 一块橡皮用细线悬挂于O点 用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动 运动中始终保持悬线竖直 则橡皮运动的速度 A 大小和方向均不变B 大小不变 方向改变C 大小改变 方向不变D 大小和方向均改变 基础训练 图4 1 5 A 2020 1 27 32 解析 笔匀速向右移动时 x随时间均匀增长 y随时间均匀减小 说明橡皮水平方向匀速运动 竖直方向也是匀速运动 所以橡皮实际运动是匀速直线运动 A正确 基础训练 2020 1 27 33 3 在平面上运动的物体 其x方向上的分速度vx和y方向上的分速度vy随时间变化的图线如图4 1 6所示 则最能反映物体运动轨迹的是下图中的 基础训练 图4 1 6 C 2020 1 27 34 解析 该物体在x方向做匀速直线运动 在y方向做初速度为零的匀加速直线运动 其合运动为类平抛运动 其初速度方向沿x方向 基础训练 2020 1 27 35 4 如图4 1 7所示 平行竖直的两块钢板高为H 相距距离为s 现从左上方D点水平抛出一个小球 球在C B两处与板发生弹性碰撞后刚好落到A点 则B C D三点高度之比为 A 1 3 5B 9 8 5C 5 8 9D 无法确定 基础训练 图4 1 7 C 2020 1 27 36 解析 虽然小球在水平方向不断受到碰撞 但在竖直方向上从开始就做自由落体运动且该分运动不受影响 小球在水平方向上的各段内 DC段 CB段 BA段 匀速运动时间相等 故小球在DC段 CB段 BA段的竖直方向位移之比为1 3 5 则B C D高度之比为5 8 9 故选项C正确 基础训练 2020 1 27 37 5 一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动 一个水平力作用在物体上 物体的运动轨迹如图4 1 8中实线所示 图中B为轨迹上的一点 虚线是过A B两点并与轨迹相切的直线 虚线和实线将水平面划分为5个区域 则关于施力物体的位置 下面说法正确的是 基础训练 图4 1 8 2020 1 27 38 A 如果这个力是引力 则施力物体一定在 区域B 如果这个力是引力 则施力物体一定在 区域C 如果这个力是斥力 则施力物体可能在 区域D 如果这个力是斥力 则施力物体可能在 区域 基础训练 图4 1 8 答案 C 2020 1 27 39 解析 物体做曲线运动时 受合外力方向总是指向曲线的凹侧 由此知物体若是受引力作用 施力物体一定在 区域 若受斥力作用 则施力物体一定是在 区域 基础训练 2020 1 27 40 6 在抗洪抢险中 战士驾驶摩托艇救人 假设江岸是直的 洪水沿江而下 水流速度为v1 摩托艇在静水中的航速为v2 战士救人地点A离岸边最近处O点的距离为d 若战士想在最短时间内将人送上岸 则摩托艇登陆的地点离O点的距离为 C 基础训练 2020 1 27 41 解析 先运用矢量三角形方法进行速度合成 同时建立题设距离组成的几何三角形 再根据速度矢量三角形与该几何三角形相似关系求解 基础训练 2020 1 27 42 7 如图4 1 9所示 在不计滑轮质量 摩擦和绳子质量的条件下 当小车匀速向右运动时 物体A的受力情况是 A 绳子拉力大于物体A的重力B 绳子拉力等于物体A的重力C 绳子拉力小于物体A的重力D 拉力先大于重力 后变为小于重力 解析 车水平向右的速度 即绳末端速度 为合速度 其分速度在沿绳子方向和垂直绳子方向 物块A加速上升 提升训练 图4 1 9 A 2020 1 27 43 8 两个宽度相同但长度不同的台球框固定在水平面上 从两个框的长边同时以相同的速度分别发出小球A和B 如图4 1 10所示 设球与框边碰撞时无机械能损失 不计摩擦 则两球回到最初出发的框边的先后是 提升训练 图4 1 10 2020 1 27 44 A A球先回到出发框边B B球先回到出发框边C 两