高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解课件 新人教版必修2.ppt

第四章曲线运动万有引力 必修二 1 抛体运动和圆周运动规律是本章的重点考查内容 高难度的压轴题经常都和本专题有关 题型以选择题和计算题为主 有时也通过与生产 生活 科技相联系的命题进行考查 2 万有引力定律及其应用和人造地球卫星也是本章的重点考查内容 主要以选择题的形式出现 1 根据高考对本章的命题特点 复习时 应加强各类题型的总结归纳 如竖直平面内的圆周运动模型 锥体运动的临界问题等 2 复习过程中要让学生理解处理复杂运动的基本方法 运动的合成与分解 使学生具备将所学到的知识进行合理的迁移的能力和综合运用数学知识的能力 3 本章的另一个重点是万有引力定律的应用 卫星问题 学习过程中要注意从圆周运动与牛顿第二定律出发分析天体运动规律 第1讲曲线运动运动的合成与分解 知识梳理自测 1 速度方向 质点在某一点的速度方向 沿曲线上该点的 方向 2 运动性质 做曲线运动的物体 速度的 时刻改变 故曲线运动一定是 运动 即必然具有加速度 3 曲线运动的条件 1 运动学角度 物体的 方向跟速度方向不在同一条直线上 2 动力学角度 物体所受 的方向跟速度方向不在同一条直线上 曲线运动 切线 方向 变速 加速度 合外力 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 答案 1 不断变化 不断变化 增大 减小 合外力的方向与速度的夹角大于90 时 速率减小 小于90 时 速率增大 等于90 时 速率不变 静止 匀速直线 匀加速直线 匀变速直线 匀变速曲线 变速曲线 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 运动的合成与分解 开始 结束 相等 独立的 相同 2 运动的合成与分解 1 运动的合成由几个分运动求 合成的方法是 2 运动的分解已知合运动求 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 合运动 平行四边形定则 分运动 两分运动 互逆 思考 如图所示 在军事演习中 飞机常常一边匀加速收拢绳索提升战士 一边沿着水平方向匀速飞行 1 战士在水平方向上和竖直方向上分别做什么运动 2 战士的合速度的大小 合位移的大小如何计算 答案 1 水平方向做匀速直线 竖直方向做匀加速直线 2 求出分速度 分位移 再利用平行四边形定则求合速度 合位移 思维辨析 1 曲线运动一定是变速运动 2 曲线运动的速度大小可能不变 3 曲线运动的加速度可以为零 4 曲线运动的加速度可以不变 5 合运动不一定是物体的实际运动 6 合运动的速度一定大于分运动的速度 答案 1 2 3 曲线运动为变速运动 其加速度一定不为零 4 5 合运动一定为物体的实际行动 6 合运动的速度可能大于 等于或小于分运动的速度 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 ad 解析 合外力的方向指向轨迹弯曲的方向 a b错误 摩擦力的方向与相对运动的方向相反 c对d错 c b 解析 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上 但是力的大小不一定变化 所以物体受到的可以是恒力 如平抛运动 所以a错误 当物体受到的是恒力的作用的时候 物体的加速度就不变 如平抛运动 所以b正确 物体做曲线运动时 物体速度的方向是一定变化的 但是速度的大小可以不变 比如匀速圆周运动 所以动能也可以不变 所以c错误 平衡状态是指物体处于静止或者是匀速直线运动状态 物体做曲线运动时 物体速度的方向是一定变化的 物体不可能处于平衡状态 所以d错误 解析 河水流速从两岸到中心逐渐增大 即小船从河岸到河心时沿河岸方向做加速运动 加速度指向下游 轨迹的凹侧指向下游 从河心到另一侧河岸时 小船沿河岸方向做减速运动 加速度指向上游 凹侧指向上游 故选c c 核心考点突破 1 运动类型的判断 1 判断物体是否做匀变速运动 要分析合力是否为恒力 2 判断物体是否做曲线运动 要分析合力方向是否与速度方向成一定夹角 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 合运动的性质和轨迹 2 合运动的性质和轨迹的判断合运动的性质和轨迹 由两个分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定 1 根据加速度判定合运动的性质 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 3 合力 或合加速度 方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力 或合加速度 方向和速度方向之间 速度方向与轨迹相切 合力 或合加速度 方向指向曲线的凹侧 ad 解题探究 1 笔尖在水平方向和竖直方向上的运动性质 水平方向 竖直方向 2 请根据两个分运动确定笔尖的运动性质及轨迹 答案 2 笔尖做匀变速曲线运动 其轨迹是抛物线 匀速直线运动 初速度为零的匀加速直线运动 解析 笔尖水平方向是匀速直线运动 竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动 故笔尖做匀变速曲线运动 其轨迹是抛物线 选项a d正确 名师归纳 两个直线运动的合运动性质的判断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 类题演练1 c 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 1 合运动和分运动的关系 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 独立性 一个物体同时参与几个分运动时 各分运动独立进行 互不影响 运动的合成与分解及应用 3 等效性 各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果 4 同一性 各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动 不能是几个不同物体发生的不同运动 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 bc 解题探究 1 消防员同时参与了哪两个分运动 2 两个直线运动的合运动是什么运动取决于什么 答案 1 沿梯子向上和随车前进 2 合初速度与合加速度的方向 解析 两个互成角度的匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动 一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动是匀变速曲线运动 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 名师归纳 求解运动的合成与分解的技巧 1 求解运动的合成与分解问题 应抓住合运动与分运动具有等时性 独立性 2 物体的实际运动是合运动 类题演练2 ad 绳 杆上速度的分解 牵连速度问题 常见的模型如图所示 c 解题探究 1 小船的运动有两个运动效果 分别是什么 2 将小船的速度沿哪两个方向分解 答案 1 沿绳方向的平动效果和绕定滑轮的转动效果 2 沿绳方向和垂直绳方向 解析 实际发生的运动为合运动 小船实际水平向左运动 因此合速度即v1水平向左 选项a b d错误 船在运动的同时 绳子长度变短 因此一个分速度沿绳子方向 与人的速度v大小相同 除去绳子长度变化不考虑 即可发现另外一个效果是绳子和竖直方向的夹角变小 即在以定滑轮为圆心以绳长为半径做圆周运动 线速度方向和绳子垂直 所以另外一个分速度是和绳子垂直的 选项c对 名师归纳 解决 牵连 速度问题的三问第一问 分解谁 分解物体实际运动的速度即合速度 第二问 如何分解 沿杆或绳方向和垂直杆或绳方向分解 第三问 有何关系 沿杆或绳方向的速率相等 类题演练3 a 阶段培优微专题 解题探究 1 发动机未熄火时 哪个速度是合速度 画出三个速度的矢量关系 2 轮船相对于河岸速度最小时 轮船相对于水的速度是零吗 如何确定 名师归纳 求解小船渡河问题的方法求解小船渡河问题有两类 一是求渡河时间 二是求渡河位移 无论哪类都必须明确以下四点 1 解决这类问题的关键