高考物理大一轮复习 第04章 曲线运动 万有引力定律 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解课件 新人教版.ppt

曲线运动万有引力定律 第四章 第一讲曲线运动运动的合成与分解 栏 目 导 航 1 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 速度的方向时刻在改变 所以曲线运动一定是 运动 3 曲线运动的条件 物体所受 的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的 方向与速度方向不在同一条直线上 切线方向 变速 合外力 加速度 4 曲线运动一定是变速运动吗 变速运动一定是曲线运动吗 请举例说明 提示 曲线运动一定是变速运动 变速运动不一定是曲线运动 如匀变速直线运动 5 对照教材 在探究物体做曲线运动的条件时 将一条形磁铁放在桌面的不同位置 让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动 得到不同轨迹 图中a b c d为其中四条运动轨迹 磁铁放在位置a时 小钢珠的运动轨迹是 填轨迹字母代号 磁铁放在位置b时 小钢珠的运动轨迹是 填轨迹字母代号 实验表明 当物体所受合外力的方向跟它的速度方向 选填 在 或 不在 同一直线上时 物体做曲线运动 当磁铁放在位置b时 在小钢珠的运动轨迹上任取一点p 试画出小钢珠在p点的速度方向及受力方向 你能总结出做曲线运动的物体所受合外力的方向与轨迹的关系吗 提示 b c 不在 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间 速度方向与轨迹相切 合外力方向指向轨迹的 凹 侧 1 遵循的法则位移 速度 加速度都是矢量 故它们的合成与分解都遵循 2 合运动与分运动的关系 1 等时性 合运动和分运动经历的 相等 即同时开始 同时进行 同时停止 2 独立性 一个物体同时参与几个分运动 各分运动 不受其他运动的影响 3 等效性 各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的 平行四边形定则 时间 各自独立 效果 变加速 匀变速 直线 曲线 4 两个互成一定角度的直线运动的合运动的性质如何确定 5 如图所示 在长约100cm一端封闭的玻璃管中注满清水 水中放一个用红蜡做成的小圆柱体 小圆柱体恰能在管中匀速上浮 将玻璃管的开口端用胶塞塞紧 然后将玻璃管竖直倒置 在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动 你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹不可能是下面的哪一个 提示 红蜡块的实际运动是竖直向上的匀速直线运动与水平方向的匀加速运动的合运动 故是曲线运动 又合加速度的方向水平向右 其轨迹是c 故不可能是abd 1 判断正误 1 速度发生变化的运动 一定是曲线运动 2 做曲线运动的物体加速度一定是变化的 3 曲线运动可能是匀变速运动 4 合运动的速度一定比分运动的速度大 5 只要两个分运动为直线运动 合运动一定是直线运动 答案 1 2 3 4 5 2 高台跳水比赛时 运动员起跳后在空中做出各种动作 最后沿竖直方向进入水中 若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示 a b c d为运动轨迹上的四个点 关于运动员头部经过这四个点时的速度方向 下列说法中正确的是 a 经过a b c d四个点的速度方向均可能竖直向下b 只有经过a c两个点的速度方向可能竖直向下c 只有经过b d两个点的速度方向可能竖直向下d 只有经过c点的速度方向可能竖直向下答案 b 3 教科版必修2p4第2题 多选 一质点做曲线运动 它的速度方向和加速度方向的关系是 a 质点速度方向时刻在改变b 质点加速度方向时刻在改变c 质点速度方向一定与加速度方向相同d 质点速度方向一定沿曲线的切线方向答案 ad 答案 bc 5 人教版必修2p4演示实验改编 如图甲所示 在一端封闭 长约1m的玻璃管内注满清水 水中放置一个蜡块 将玻璃管的开口端用胶塞塞紧 然后将这个玻璃管倒置 在蜡块沿玻璃管上升的同时 将玻璃管水平向右移动 假设从某时刻开始计时 蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm 玻璃管向右匀加速平移 每1s通过的水平位移依次是2 5cm 7 5cm 12 5cm 17 5cm 图乙中 y表示蜡块竖直方向的位移 x表示蜡块随玻璃管运动的水平位移 t 0时蜡块位于坐标原点 1 请在图乙中画出蜡块4s内的运动轨迹 2 求出玻璃管向右平移的加速度大小 3 求t 2s时蜡块的速度大小v 解析 1 蜡块在竖直方向做匀速直线运动 在水平方向向右做匀加速直线运动 根据题中的数据画出的轨迹如图所示 1 合外力的方向与轨迹的关系 1 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向与速度方向之间 2 合力一定指向物体运动轨迹的凹侧2 曲线运动中速率变化的判断 当合力方向与速度方向的夹角为锐角时 物体的速率增大 当合力方向与速度方向的夹角为钝角时 物体的速率减小 当合力方向与速度方向垂直时 物体的速率不变 2016 新课标 多选 一质点做匀速直线运动 现对其施加一恒力 且原来作用在质点上的力不发生改变 则 a 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同b 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直c 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同d 质点单位时间内速率的变化量总是不变 bc 解析 因为原来质点做匀速直线运动 合外力为0 现在施加一恒力 质点所受的合力就是这个恒力 所以质点可能做匀变速直线运动 也有可能做匀变速曲线运动 这个过程中加速度不变 速度的变化率不变 但若做匀变速曲线运动 单位时间内速率的变化量是变化的 故c正确 d错误 若做匀变速曲线运动 则质点速度的方向不会总是与该恒力的方向相同 故a错误 不管做匀变速直线运动 还是做匀变速曲线运动 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 故b正确 曲线运动的特征曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向 故曲线运动为变速运动 合外力恒定的曲线运动为匀变速曲线运动 特例 抛体运动 合外力变化的曲线运动为变加速曲线运动 特例 圆周运动 2018 贵州黔南州三校联考 如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹 质点从m点出发经p点到达n点 已知弧长mp大于弧长pn 质点由m点运动到p点与从p点运动到n点的时间相等 下列说法中正确的是 a 质点从m到n过程中速度大小保持不变b 质点在这两段时间内的速度变化量大小相等 方向相同c 质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等 方向相同d 质点在mn间的运动是加速运动 b 解析 根据题述质点在恒力作用下的运动 其加速度不变 做匀变速曲线运动 质点从m到n过程中速度大小一定变化 选项a错误 由于质点运动的加速度不变 说明相等时间内的速度变化量大小相等 方向相同 即质点在这两段时间内的速度变化量大小相等 方向相同 选项b正确c错误 根据题述弧长mp大于弧长pn 质点由m点运动到p点与从p点运动到n点的时间相等 可知质点在pn之间做加速运动 而在mn之间可能是先减速后加速 选项d错误 1 运动员掷链球时 链球在运动员的牵引下做曲线运动 一旦运动员放手 链球即刻飞出 放手的时刻不同 链球飞出的方向不同 这说明 a 做曲线运动的物体 不同时刻的加速度具有不同的大小b 做曲线运动的物体 不同时刻的加速度具有不同的方向c 做曲线运动的物体 不同时刻的速度具有不同的大小d 做曲线运动的物体 不同时刻的速度具有不同的方向 d 解析 做曲线运动的物体 不同时刻的加速度大小和方向可以相同 例如平抛运动 其加速度为g 选项ab错误 做曲线运动的物体 不同时刻的速度具有不同的方向 可以具有相同大小的速度 例如匀速圆周运动 选项c错误d正确 2 下列关于运动和力的叙述中 正确的是 a 做曲线运动的物体 其加速度方向一定是变化的b 物体做圆周运动 所受的合力一定指向圆心c 物体所受合力方向与运动方向相反 该物体一定做直线运动d 物体运动的速率在增加 所受合力方向一定与运动方向相同 c 解析 做曲线运动的物体 其加速度方向也可能是不变的 例如平抛运动 选项a错误 只有当物体做匀速圆周运动时 所受的合力才指向圆心 选项b错误 物体所受合力方向与运动方向相反 该物体一定做匀减速直线运动 选项c正确 物体运动的速率在增加 所受合力方向不一定与运动方向相同 例如平抛运动的物体 选项d错误 1 分析运动的合成与分解问题时 要注意运动的分解方向 一般情况下按运动效果进行分解 切记不可按分解力的思路来分解运动 2 要注意分析物体在两个方向上的受力及运动规律 分别在两个方向上列式求解 3 两个方向上的分运动具有等时性 这常是处理运动分解问题的关键点 2015 新课标全国 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 如图所示 发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 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 b 2018 海淀区联考 多选 某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动 用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动 运动中保持直尺水平 同时 用右手沿直尺向右移动笔尖 若该同学左手的运动为匀速运动 右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动 则关于笔尖的实际运动 下列说法中正确的是 a 笔尖做匀速直线运动b 笔尖做匀变速直线运动c 笔尖做匀变速曲线运动d 笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小 cd 解析 由题意知 笔尖的初速度竖直向上 水平向右的加速度恒定 故做匀变速曲线运动 选项a b错误 c正确 由于竖直方向速度大小恒定 水平方向速度大小逐渐增大 故笔尖的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小 d正确 3 物体在xoy平面内做曲线运动 从t 0时刻起 在x轴方向的位移图象和y轴方向的速度图象如图所示 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 b 4 2017 湖南永州一模 在一个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 时间图象如图甲 乙所示 下列说法中正确的是 a 前2s内物体做匀加速曲线运动b 后2s内物体做匀加速曲线运动 加速度方向与x轴的正方向夹角为45 c 3s末物体坐标为 4m 0 5m d 3s末物体坐标为 3 5m 1m c 解析 由题图可知物体在x轴上的分运动为先匀加速运动再匀速直线运动 在y轴方向上先静止再做匀加速直线运动 前2s内加速度a 1m s2 为匀加速直线运动 a错误 后2s内只有y轴方向的加速度 加速度方向与x轴的正方向夹角为90 b错误 速度 时间图象中图线与时间轴所围面积表示位移 3s末时 x 4m y 0 5m c正确 d错误 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 v1 船在静水中的速度 v2 水流速度 v 船的实际速度 3 三种情景 bd 解决这类问题的关键 1 正确区分分运动和合运动 船的划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 2 知道在垂直于河岸方向上做匀速直线运动 位移随时间均匀增大 根据河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸边的距离成正比 则水流速度随时间先均匀增大后均匀减小 从而根据匀变速直线运动求出平均速度 ac 5 2018 山西太原联考 如图所示 竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水 内有一个红蜡块能在水中匀速上浮 在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时 使玻璃管以速度v水平向右匀速运动 红蜡块由管口上升到顶端 所需时间为t 相对地面通过的路程为l 则下列说法正确的是 a v增大时 l减小b v增大时 l增大c v增大时 t减小d v增大时 t增大 b 解析 由合运动与分运动的等时性知 红蜡块沿管上升的高度和速度不变 运动时间不变 管匀速运动的速度越大 则合速度越大 合位移越大 b正确 bc 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 常见的模型如图所示 多选 如图所示 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 ac 关联速度分解方法 1 运动的分解是按运动的实际运动效果进行分解的 2 在