高考物理大一轮总复习（主干回顾固基础+典例突破知规律+特色培优增素养）41 曲线运动 运动的合成与分解课件.ppt

,01主干回顾固基础,知识点1曲线运动1.定义物体运动轨迹是的运动，称为“”2曲线运动物体的速度方向曲线运动中质点在某一点的速度方向就是曲线上这一点的如图,曲线,曲线运动,切线方向,3物体做曲线运动的条件物体所受的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上4曲线运动的性质做曲线运动的物体，速度的方向时刻改变，故曲线运动一定是变速运动，即必然有加速度.,知识点2运动的合成与分解1.如果一个物体产生的效果跟另外两个运动共同产生的，我们就把这一物体叫做这两个运动的，这两个运动叫做这一实际运动的2合运动与分运动是的(同时性)，分运动之间(独立性),实际发生的运动,效果相同,实际发生的运动,合运动,分运动,同时发生,不互相影响,3运动的合成与分解实际上是表示运动的矢量(_)的合成与分解，遵循(1)如果各分运动在同一条直线上，需要选取正方向，与正方向同向的量取“”号，与正方向相反的量取“”号，从而将矢量运算简化为运算,位移、速度、加速度,平行四边形定则,代数,(2)如果两分运动不在同一条直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图所示,一、基础知识题组1.曲线运动性质的理解(多选)关于曲线运动，下列说法中正确的是()a曲线运动一定是变速运动b变速运动一定是曲线运动c曲线运动可能是匀变速运动d变加速运动一定是曲线运动,解析：曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，一定是变化的，所以曲线运动一定是变速运动变速运动可能是速度的方向不变而大小变化，则可能是直线运动当物体受到的合力是大小、方向不变的恒力时，物体做匀变速运动，但力的方向可能与速度方向不在一条直线上，这时物体做匀变速曲线运动做变加速运动的物体受到的合力可能大小不变，但方向始终与速度方向在一条直线上，这时物体做变速直线运动答案：ac,2.对曲线弯曲方向的理解已知物体运动的初速度v0的方向及受恒力f的方向如图所示，则图中可能正确的运动轨迹是(),解析：由于物体所受合外力f与初速度v0不共线，故必做曲线运动，所以c项错而合外力f使曲线弯曲，也就是力向哪指，轨迹就向哪儿弯曲(合外力应指向轨迹的凹侧)故a、d项皆错答案：b,3.关于合运动和分运动的理解关于运动的合成，下列说法中正确的是()a合运动的速度一定比分运动的速度大b两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动c两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动d合运动的两个分运动的时间不一定相等,解析：根据速度合成的平行四边形定则可知，合速度的大小是在两分速度的和与两分速度的差之间，故合速度不一定比分速度大两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动两个匀变速直线运动的合运动是否是匀变速直线运动，决定于两初速度的合速度方向是否与合加速度方向在一直线上如果在一直线上，合运动是匀变速直线运动；反之，是匀变速曲线运动根据运动的同时性，合运动的两个分运动是同时的答案：c,4.曲线运动的条件某物体在几个力作用下保持平衡状态，其中一个力先减小，后增大到原来大小，其他力保持不变，则物体在此过程中，运动情况描述正确的是()a物体一定做曲线运动b物体一定做直线运动c物体的速度先减小后增大d物体的加速度先增大后减小,解析：设这个变化的力原来的大小为f，方向水平向右，那么其他力的作用效果可以等效为一个大小为f，方向水平向左的力，原来物体在这两个力的作用下处于平衡状态，现在其中一个水平向右的力先减小，后增大到原来大小，另一个力保持不变，则在此变化过程中，物体所受合外力方向水平向左，大小是先增大后减小，根据牛顿第二定律，物体的加速度先增大后减小，选项d正确；,因为不知道物体原来的运动状态，所以如果物体最初处于静止状态或者合外力和初速度在同一条直线上，物体就做直线运动，如果合外力与初速度不在一条直线上，物体就做曲线运动，选项a、b错误；若物体原来水平向左运动，在这个变化过程中，物体的加速度也向左，即与速度同向，所以物体做加速运动，选项c错误答案：d,二、规律方法题组5.合运动与分运动的等时性如图所示，两次渡河时船在静水中的速度大小和方向都不变，已知第一次实际航程为a至b，位移为s1，实际航速为v1，所用时间为t1.由于水速增大，第二次实际航程为a至c，位移为s2，实际航速为v2，所用时间为t2，则(),答案：d,6绳端速度的分解方法如图所示，一辆汽车沿水平地面匀速行驶，通过跨过定滑轮的轻绳将一物体a竖直向上提起，在此过程中，物体a的运动情况是(),a加速上升，且加速度不断增大b加速上升，且加速度不断减小c减速上升，且加速度不断减小d匀速上升解析：物体a的速率即为左段绳子上移的速率，而左段绳子上移的速率与右段绳子在沿绳方向的分速率是相等的右段绳子实际上同时参与两个运动：沿绳方向拉长及绕定滑轮逆时针转动将右段绳子与汽车相连的端点的运动速度v沿绳子方向和垂直于绳方向分解，,如图所示，则沿绳方向的速率即为物体a的速率vav1vsin.随着汽车的运动，增大，va增大，故物体a应加速上升在090范围内增大，由正弦曲线形状可知va的变化率减小，故物体a上升的加速度逐渐减小答案：b,1在运动的分解中，常利用分运动的等时性，通过求解分运动的时间来求合运动的时间2对绳端速度合成与分解的方法：(1)物体的实际运动一定是合运动(2)绳端速度可分解为沿绳方向的速度和垂直于绳方向的速度(3)速度投影定理：两个物体在不可伸长的绳(或杆)连接下沿不同方向运动，则两物体沿绳(或杆)方向的分速度相同,02典例突破知规律,考点1合运动的性质和轨迹考点解读：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,典例透析2011四川高考某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体r.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v03cm/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同学们测出某时刻r的坐标为(4,6)，此时r的速度大小为_cm/s.r在上升过程中运动轨迹的示意图是_(r视为质点),解题探究(1)某时刻r在x轴方向的分速度如何求解？r的合速度可由什么定则确定？(2)由x轴、y轴方向分运动的特征，可确定小圆柱体r的合加速度为哪个方向？合外力方向为哪个方向？提示：r的合加速度沿x轴正方向，合外力也沿x轴正方向，并且合外力指向轨迹曲线的凹侧,决定物体运动的因素一是初速度，二是合力，而物体运动的轨迹在合力与速度方向的夹角范围内，且弯向受力方向，这是分析该类问题的技巧,变式训练(多选)一质点在xoy平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是()a若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速b若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速c若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速d若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速,解析：若x方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，则y方向的高度先增加地越来越慢，说明竖直速度在减小，后来y方向的高度增加地越来越快，说明竖直速度增大，所以物体速度先减小后增大，故a错误，b正确若y方向始终匀速，经过相同的时间竖直间距相同，则x方向的水平距离先增加地越来越快，说明水平速度在增大，后来x方向的水平间距增加地越来越慢，说明水平速度减小，所以物体的速度先增大后减小，故c正确，d错误答案：bc,考点2小船渡河问题分析考点解读：1三种速度：船在静水中的速度v1、水的流速v2、船的实际速度v.2合运动分析：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,温馨提示船的划行方向与船头指向一致(v1的方向)，是分速度方向，而船的航行方向是实际运动的方向，也就是合速度的方向,典例透析河宽l300m，河水流速u3m/s，船在静水中的速度v5m/s.欲按下列要求渡河，则船的航向应与河岸成多大角度？渡河时间为多少？(1)以最短时间过河；(2)以最小位移渡河,解题探究(1)“以最短时间过河”船在静水中的速度v的方向_；提示：垂直河岸(如图甲)(2)“以最小位移渡河”船的实际速度的方向_,提示：垂直河岸(如图乙),答案：c,考点3牵连速度考点解读：用绳、杆相牵连的物体，在运动过程中，其两物体的速度通常不同，但物体沿绳或杆方向的速度分量大小相等(原因是绳和杆的长度不发生变化),常用的解题思路和方法：先确定合运动的方向(物体实际运动的方向)，然后分析这个合运动所产生的实际效果(一方面使绳或杆伸缩的效果；另一方面使绳或杆转动的效果)以确定两个分速度的方向(沿绳或杆方向的分速度和垂直绳或杆方向的分速度，而沿绳或杆方向的分速度大小相同),典例透析2011上海高考如图，人沿平直的河岸以速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行当绳与河岸的夹角为，船的速率为(),解题探究(1)谁的速度为合速度？_.提示：实际运动速度(2)合速度产生的效果是_提示：其一是使绳子转动，其二是沿绳子方向前进,尝试解答选c.将人的运动分解为沿绳方向的分运动v1和与绳垂直方向的分运动v2，如图所示船的速率等于沿绳方向的分速度v1vcos，c正确,不可伸长的绳或杆上，尽管两端点的速度不同，但两端点速度沿绳或杆方向的分速度一定相同,变式训练如图，重物m沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车m沿斜面升高则：当滑轮右侧的绳与竖直方向成角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为多少？,解析：解决此类问题的重要思想就是通过对物体的运动进行分解，找到两个物体速度之间的关系就本题而言，重物m的速度v是它的合速度，绳运动的速度既是小车的合速度又是重物的一个分速度；问题就是另一个分速度是什么，实质上重物在下滑的过程中，既有沿绳向下运动的趋势，同时又有绕滑轮转动的速度，绳的伸长效果与转动效果相互垂直，且为m的两个分运动如图乙所示，将重物的速度v分解，由几何关系得出小车的速度vvcos.答案：vcos,03特色培优增素养,建模提能：小船渡河模型1模型构建在运动的合成与分解问题中，两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动，其中一个速度大小和方向都不变，另一个速度大小不变，方向在180范围内(在速度不变的分运动所在直线的一侧)变化我们对合运动或分运动的速度、时间、位移等问题进行研究这样的运动系统可看作“小船渡河模型”,2模型条件(1)物体同时参与两个匀速直线运动(2)一个分运动速度大小和方向保持不变，另一个分运动速度大小不变，方向可在一定范围内变化3模型特点(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v1、水的流速v2、船的实际速度v.,典题例证一小船渡河，河宽d180m，水流速度v12.5m/s.(1)若船在静水中的速度为v25m/s，求：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？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？(2)若船在静水中的速度v21.5m/s，要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？,解析将船实际的速度(合速度)分解为垂直河岸方向和平行河岸方向的两个分速度，垂直分速度影响渡河的时间，而平行分速度只影响船在平行河岸方向的位移(1)若v25m/s.欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向，当船头垂直河岸时，如图1所示，合速度为倾斜方向，垂直分速度为v25m/s.,答案(1)见解析(2)见解析,名师指津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