(新课标)高考物理总复习第20课时运动的合成与分解(双基落实课)课件

1、第四章曲线运动 万有引力与航天考情分析考纲要求运动的合成与分解抛体运动IIII匀速圆周运动、角速度、线速 度、向心加速度匀速圆周运动的向心力离心现象万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观II丄nn丄I1命题规律平抛运动的规律及其研究方 法，圆周运动的角速度.线速度和 向心加速度，人造卫星及天体的运 动问题等是该部分的命题热点，题 型既有选择题，也有计算题。2考查热点突出物理与现代科技、生产、 生活的结合，特别是现代航天技术 的密切联系，与牛顿运动定律、机 械能守恒定律等内容综合命题的 可能性也较大。 勺第20课时运动的合成与分解（双基落实课） 点点通（一

2、）物体做曲线运动的条件与轨迹分析点点通（二）运动的合成与分解的应用O点点通（三）小船渡河问题点点通（四）关联速度问题点点通(一)1.曲线运动物体做曲线运动的 条件与轨迹分析(1) 速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点 的切线方向。(2) 运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在 改变，所以曲线运动是变速运动。(3) 物体做曲线运动的条件：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。2.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。3.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，

3、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o(3) 当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。1. 一个物体在力尸2、尸3、几共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去尸2,而其他力不变，则该物体A.可能做曲线运动B. 不可能继续做直线运动C. 一定沿尸2的方向做直线运动D. 定沿八的反方向做匀减速直线运动解析：根据题意，物体开始做匀速直线运动，物体所受的合力一定为零，突然撤去尸2后，物体所受其余力的合力与巧大小相等、方向相反，而物体速度的方向未知，故有多种可能情况:若速度的方向和f2的方向在同一直线上，物体做匀变速直线运动，若速度的方向和f2的方向不在同一直线

4、上，物体做曲线运动，A正确。答案：A2（2019金华联考）春节期间人们放飞孔明灯表达对/ b新年的祝福。如图所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平&方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为图中的（）A. 直线04B.曲线OBC.曲线OCD.曲线OD解析：孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平&方向 做匀速运动，则合外力沿Oy方向，所以合运动的加速度方向 沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，故孔明灯做曲线运 动，结合合力指向轨迹凹侧可知轨迹可能为题图中的曲线OD, 故D正确。答案：D3.（多选）（2019南昌棋拟）一质量为加的质点起初以速度列做匀速直线运动，在/=0时开始受到恒力F作用

5、，速度大小先减小后增大，其最小值为q=O.5qo，由此可判断A.质点受到恒力F作用后一定做匀变速曲线运动质点受到恒力F作用后可能做圆周运动C. /=0时恒力F方向与速度方向间的夹角为60。D恒力F作用粤色时间时质点速度最小解析：在戸0时质点开始受到恒力F作用，加速度不变，做 匀变速运动，若质点做匀变速直线运动，则最小速度为零，所 以质点受到恒力F作用后一定做匀变速曲线运动，故A正确;质点在恒力F作用下不可能做囱冋运动，故B错误；设恒力F与初速度列之间的夹角为最小速度i=rosin =05如 由题意可知初速度巩与恒力F间的夹角为钝角，所以=150, 故C错误；在沿恒力F方向上速度为0时有r0co

6、s 30。-仙 =0,解得山=単，故D正确。答案：AD融会贯通已知运动轨迹，可以判断合力的大致方向， 如图所示。在电场中，经常根据这一规律判 定带电粒子所受的电场力方向，进而分析粒子的电性或场强方向。(2)运动轨迹在速度方向与合力方向所夹的区间，根据受力方向和速度方向可以判断轨迹的大致弯曲方向。等时性等效各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相点点通（二）运动的合成与分解的应用1-合运动与分运动的关系合运动和分运动经历的吐间相等，即同时开始、同 时进行、同时停止同的效果独立一个物体同时参与几个分运动，各分运动 独逆行,性不受其他运动的影响2.合运动的性质和轨迹的判断 (1)若合加速度不变，

7、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)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。小题练通ltjAFBE D1.（2019衡阳联考）如图所示，当汽车静止时，车 内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运 动。在1=0时刻，汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动，同时有一雨滴从。点下落，甲种状态启动后九时刻，乘客看到在（=0时刻从。点下落的雨滴从处离开车窗，乙种状态启动后5时刻，乘客看到在时刻从O点下落的雨滴从F处离开车窗，F为4的中点。则t2为（）A. 2 ： 1B. 1 ：C. 1 ：也D. 1 ： (a/2-I)解析：雨滴在竖直方向

8、的分运动为匀速直线运动，其速度大小4 R AF相等，与水平方向的运动无关，故h : h=v :石=2 : 1，A正确。答案：A2.（多选）如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动， 其e图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的兀 图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是（）A.C.猴子的运动轨迹为直线B.?子在02 s内做匀变速曲线运动（=0时猴子的速度大小为m/sD.?子在02 s内的加速度大小为4 m/s2解析：由题图乙可知，猴子在竖直方向做初速度为8m/s,加速度大小为m/s2=4 m/s2的匀减速运动，水平方向做速度大小为m/s=4 m/s的匀速运动，其合运动为曲线

9、运动, 故猴子在02 s内做匀变速曲线运动，选项A错误，B正确; / = 0 时猴子的速度大小为 Vo=lv0x2+v0y2 = a/42+82 m/s = 4躬m/s,选项C错误；猴子在02 s内的加速度大小为4 m/s2,选项D正确o 答案：BD融会贯通“化曲为直”思想在运动的合成与分解中的应用(1) 分析运动的合成与分解问题时，要注意运动的分解方向,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分方向上的受力及运动规律，分别列式求解。(3) 两个分方向上的运动具有等时性，这常是处理运动分解问题的关键点。点点通（三）小船渡河问题1. 三种速度船在

10、静水中的速度“、水流速度血和船的实际运动速度 V,其中e是可与卩2的合速度。2. 三种情景（1）渡河时间最短d船头正对河岸时，渡河时间最短，缢in=5（为河宽）。渡河位移最短他V时）合速度垂直于河岸时，位移最短，xmin= d o船头指向上游，与河岸夹角为弘5cos a=oVi（3）渡河位移最短（v2Vi时）合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河。确定方法如下:女口图所不,以矢量末端为圆心,以可矢量的大小为半径画弧，从矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向时位移最短。由图可知sin 3=最短位移Xmin d V2sin 3Vi小题练通1. 有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为e的大河。小

11、明驾 着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路 线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中 的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为() kv, pkvvB、/1k2G、/lk2D、护J解析：设大河宽度为，小船在静水中的速度为,则小船去 程渡河所用时间为1=丫，小船回程渡河所用时间为t2= 7 T 2由题意知7=氐，联立以上各式得Qo= ,7。选项Wa vtilkB正确，A、C、D错误。答案：B2. 船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图乙所示，经过一段时间该船以最短时间成功渡河。下列对该船渡河的说法错误的是A船在河水中的

12、最大速度是5m/sB.船渡河的时间是150 sC船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直D船渡河的位移是佰X IO? m解析：由题图乙可知，水流的最大速度为4m/s,根据速度的合成 可知，船在河水中的最大速度是5m/s,选项A正确；当船头始终 与河岸垂直时，渡河时间最短，有s = 100s,因此船渡 河的时间不是150 s,选项B错误，C正确；在渡河时间内，船沿水流方向的位移X在数值上等于水流速度与时间图像所围成的面积大小，根据速度变化的对称性可得=4000 m=200m 船沿垂直河岸方向的位移为y=300 m,再根据运动的合成与分解可 得，船渡河的位移x2+/=V13X102m,选项D正确。答

13、案：B,P/iM N速的河水中同时开始渡河，M、N分别是甲、乙两船的出发点，两船船头与河岸均成次角，甲船3. （2019泰安质检）如图所示，甲、乙两船在同一匀船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点。如果甲、乙两船在静水中的速度大小相同，且甲、乙两船相遇不影响各自的航行，下列判断正确的是A. 甲船也能到达M点正对岸B. 甲船渡河时间一定比乙船短C. 甲、乙两船相遇在NP直线上的某点（非P点）D. 渡河过程中两船不会相步解析：乙船垂直河岸到达正对岸，说明水流方向向右，甲船参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速运动，随着水流方向的匀速运动，故不可能到达M点正对岸，故A错误；船渡河的

14、速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=vsinaf船渡河的时间/=匸=7需，故甲、乙两船到达对岸的时间相同,C/y /olIl Ch故B错误；船沿垂直河岸方向的位移丁=r/ =vtr sin a,可知任意时刻两船沿垂直河岸方向的位移相等，又由于乙船沿着NP方向运动，故相遇点在NP直线上的某点（非P点），故C正确，D错误。答案:C融会贯通(1) 解决船渡河冋题的关键是：正确区分分运动和合运动，船的航行方向也就是船头所指方向的运动，是分运动，船的 运动也就是船的实际运动，是合运动，一般情况下与船头指向不共线。(2) 应用运动分解的基本方法，按实际效果分解，一般用平行四边形定则沿水流方向和船头

15、指向分解。(3) 渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关，与水流速度无关。(4) 求最短渡河位移时，根据船在静水中的速度P船与水流速度e水的大小情况，用三角形定则求极限的方法处理。点点通（四）关联速度问题问题特点：沿绳（或杆）方向的速度分量大小相等。2.思路与原则 思路 明确合速度一物体的实际运动速度s沿绳或杆的分速度U明确分速度A与绳或杆垂直的分速度及。（2）原则：与的合成遵循平行四边形定则。3.解题方法 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。常见的模小题练通1如图所示，不计所有接触面之间的摩擦,斜面体固定,两物体质量分别为加1和

16、加2,且m1m2o若将加2从位置A由静止释放,当落到位置B时，加2的速度为且绳子与竖直方向的夹角为伏则这时加1的速度大小Qi等于A.r2sin 0B.2sin 0C.QqCos 0D.2COS 0解析：伽的速度与绳子上各点沿绳子方向的速度大小相等，所以绳子的速度等于加1的速度0，而加2的实际运动应是合运动（沿杆向下），合速度S可由卩2沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度来合成（即两个实 际运动效果）。因此跟血的关系如图所示，由图可得加1的 速度大小P1=P2COS伏C正确。答案：C2轻杆两端分别固定质量为 如和mB的两个小球4和（可视为质点），将其放在一个光滑球形 容器中从位置1开始下滑，如

17、图所示。当轻杆到达位置2时，球A与球形容器球心等高，其速度大小为已知此时轻杆与水平方向成=30涌，球B的速度大小为血，则（）C V2 = V!B v2=2vxD. V2=l3V!05护1解析：球A与球形容器球心等高，速度方向竖直向下，速度分解如图所示，有vn =Pisin =舟可，由几何关系知，球B此时的速度方向与杆成么=60涌，因此P21=Q2COS a=qv2,沿杆方向两球速度相等，即v2i=v119解得v2=v1, C项正确。答案:C3.如图所示，悬线一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一点冷 / 个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着6水平桌面的边缘。现将

18、CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以 速度e匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌pDetail 0面边线，当悬线与竖直方向的夹角为3时，小球上升的速度大小为()A. rsin 0B rcos 0C. rtan 0解析：由题意可知，悬线与光盘交点参与两个运动，一是沿着悬线方向的运动，二是垂直悬线方向的运动，合运动的速度大小为S由数学三角函数关系，则有V线=”加0；而悬线速度的大小，即为小球 上升的速度大小，故A正确。答案：A融会贯通绳（杆）关联问题的解题技巧（1）解题关键：找出合速度与分速度的关系是求解关联问题的 关键。（2）基本思路先确定合速度的方向（物体实际运动方向）O分析合运动所

19、产生的实际效果：一方面使绳（杆）伸缩；另 方面使绳（杆）转动。定两个分速度的方向：沿绳（杆）方向的分速度和垂直绳（杆）方向的分速度，而沿绳（杆）方向的分速度大小相同。归纳迁移综合提能1. 物体做直线运动还是做曲线运动是由物体的速度与合外力是否在同一直线上决定的。2. 两个分运动的合运动是直线运动还是曲线运动要看两个分运动的合速度与合加速度是否在同一直线上。3. 小船渡河问题与关联速度问题的本质及解题方法是运动的合成与分解，具体说就是小船实际运动的速度等于它在静水中的速度与水流速度的合速度，合速度垂直于河岸，小船才能刚好到达正对岸即航程最短；用绳（或杆）连接的两物体，把两物体的速度在沿绳（或杆）

20、及垂直于绳（或杆）的方向上进行分解，则有 沿绳（或杆）方向的分速度大小相等，这就是关联”所在。课堂综合训练1. （2019永州模拟）跳伞表演是人们普遍喜欢的运动项目，当跳伞=101!运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中若受到水平风力的影响，下列说法正确的是（）A. 风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的空中表演动作B. 风力越大，运动员下落时间越短，有可能对运动员造成伤害C. 运动员下落时间与风力大小无关D. 运动员着地速度与风力大小无关解析：运动员同时参与了两个分运动，即竖直方向向下落和水 平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；因此，水平 分速度越大，即水平风力越大，落

21、地的合速度越大，但落地时 间不变，故A、B、D错误，C正确。答案：C2如图所示，长为乙的直棒一端可绕固定轴O转动,另一端搁在升降平台上，平台以速度v匀速上升。)当棒与竖直方向的夹角为。时，棒的角速度为（rsin avB Lsin avcos aC LVD Lcos AL解析：由题图可知，棒与平台接触点的实际运动即合运动，其速度方向是垂直于棒指向左上方，合速度沿竖直向上的分量等于 s 艮卩 coLsin a=Vf答案:B所以少=Zsinc?B正确。V的距离为仏则小环M的速度将()C3如图所示，AB杆以恒定角速度绕A点转动，并带 动套在水平杆OC上的质量为M的小环运动。运 动开始时，AB杆在竖直位

22、置，水平杆OC到A点A逐渐增大B.先减小后增大C.先增大后减小D.解析：设经过时间6 ZOAB=cot,逐渐减小则AM的长度为册,则AB杆上小环M绕A点的线速度v=co-co将小环M的 速度沿AB杆方向和垂直于AB杆方向分解，垂直于AB杆上 分速度大小等于小环M绕A点的线速度大小s则小环M的估畔 /v速度V cos厂COS?如厂，随着时间的延长，则小环M的速度逐渐增大，故A正确，B、C、D错误。答案：A4. （2019滩扮统考）如图所示，河水由西向东流，河宽为=800m,河中各点的水流速度大小为V水,各点到较近河C 4 mIof 船3岸的距离为X, v水与X的关系为v zK=x（m/s）（x的单位为m）。让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船=4m/so则下列说法正确的是（）A.小船渡河的轨迹为直线C.B.小船在河水中的最大速