2021高考物理一轮复习第四单元曲线运动万有引力与航天第1讲曲线运动运动的合成与分解学案新人教版

1、第四单元 曲线运动 万有引力与航天一、考情分析运动的合成与分解是解决曲线运动的基本思想和方法，高考着重考查的知识点有：曲线运动的特点、平抛运动和圆周运动的规律、万有引力与天体运动规律、宇宙速度与卫星运行及变轨问题二、知识特点本单元概念多，规律多，高考题型比较全面，考查灵活，与实际生活、新科技等结合考查的应用性题型较多三、复习方法(1)深刻理解向心加速度的概念，明确向心加速度的作用只改变线速度的方向，不改变线速度的大小(2)掌握圆周运动和平抛运动的规律，关注与其他知识点的综合应用(3)牢牢地抓住天体运动的基本规律，建立天体运动的模型复习万有引力定律的应用时分两条主线展开，一是万有引力等于天体运动

2、的向心力，二是物体在地球表面的重力近似等于万有引力第1讲曲线运动运动的合成与分解考纲考情核心素养曲线运动运动的合成与分解曲线运动的速度特点、受力特点以及物体做曲线运动的条件合运动、分运动的相关概念，位移、速度和加速度的分解满足平行四边形定则.物理观念全国卷5年2考高考指数应用运动的合成与分解分析小船过河问题绳或杆相关联的物体速度的分解方法.科学思维知识点一曲线运动 1速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向如图所示的曲线运动，va、vc的方向与v的方向相同，vb、vd的方向与v的方向相反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变速运动3曲线运

3、动的条件知识点二运动的合成与分解 1基本概念(1)运动的合成：已知分运动求合运动(2)运动的分解：已知合运动求分运动2分解原则：根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解3遵循的规律：位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则1思考判断(1)合速度一定大于分速度()(2)运动的合成与分解的实质是对描述运动的物理量(位移、速度、加速度)的合成与分解()(3)两个直线运动的合运动一定是直线运动()(4)做曲线运动的物体受到的合外力一定是变力()(5)做曲线运动的物体所受的合外力的方向一定指向轨迹的凹侧()2如图所示，水平桌面上一小铁球沿直线运动若在铁球运动的正前方a处或旁边b

4、处放一块磁铁，下列关于小铁球运动的说法正确的是(d)a磁铁放在a处时，小铁球做匀速直线运动b磁铁放在a处时，小铁球做匀加速直线运动c磁铁放在b处时，小铁球做匀速圆周运动d磁铁放在b处时，小铁球做变加速曲线运动解析：磁铁放在a处时，小铁球受磁力作用向前加速，逐渐靠近磁铁，磁力增大，加速度增大，故a、b均错误；磁铁放在b处时，小铁球受到的磁力与速度方向不共线，做曲线运动，因磁力的大小和方向均随距离的变化而变化，故加速度大小是变化的，c错误，d正确3(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响下列说法中正确的是(bc)a风

5、力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作b风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害c运动员下落时间与风力无关d运动员着地速度与风力无关解析：水平方向的风力对竖直方向的运动没有影响，运动员下落时间与风力无关无风时，运动员在水平方向速度为零，有风时，运动员在水平方向上因风力作用做加速运动，风力越大，着地时水平方向速度越大，着地速度也越大，故b、c正确，a、d错误4内壁光滑的牛顿管被抽成真空，现让牛顿管竖直倒立，如图所示，同时水平向右匀速移动，则管中羽毛的运动轨迹可能是图中的(c)解析：羽毛在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动，加速度方向向下，根据合力方向指向轨迹曲线

6、的凹侧可知，羽毛的运动轨迹可能是c.5(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(bc)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解析：质点一开始做匀速直线运动，处于平衡状态，施加恒力后，则该质点所受的合力为该恒力若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，此情况下质点速度方向时刻与恒力方向不同，a项错误；若f的方向某一时刻与质点运动方向垂直，之后质点做曲线运动，力与运动方向之间的夹角会发生变化，例如平抛运动，b项正确；由牛顿第

7、二定律可知，质点加速度方向与其所受合力方向相同，c项正确；根据加速度的定义，相等时间内速度变化量相同，速率变化量不一定相同，d项错误考点1曲线运动性质、轨迹的判断1运动轨迹的判断(1)若物体所受合力方向与速度方向在同一直线上，则物体做直线运动；若物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动(2)物体做曲线运动时，合力指向轨迹的凹侧；运动轨迹在速度方向与合力方向所夹的区间2速率变化的判断3合运动的性质的判断合运动的性质由合加速度的特点决定(1)根据合加速度是否恒定判定合运动的性质：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

8、与合初速度的方向关系判定合运动的轨迹：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1一个质点受两个互成锐角的恒力f1和f2作用，由静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但f1突然增大到f1f，则质点以后(b)a继续做匀变速直线运动b在相等时间内速度的变化一定相等c可能做匀速直线运动d可能做非匀变速曲线运动解析：f1、f2为恒力，质点从静止开始做匀加速直线运动，f1突变后仍为恒力，合力仍为恒力，但合力的方向与速度方向不再共线，所以质点将做匀变速曲线运动，故a、d错误；由加速度的定义式a知，在相等时间t内，vat一定相等，故b正确；做匀速直线运动的条件是f合0，

9、所以质点不可能做匀速直线运动，故c错误2.如图所示，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针转动)某段时间圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力f的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是(c)解析：因为做曲线运动的物体所受的合力要指向轨迹凹侧，圆盘转速不断增大，且橡皮块仍相对圆盘静止，故橡皮块所受的合力其分力一是指向圆心充当向心力，二是与运动的方向相同，故正确答案为c.3如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到d点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从a点运动到e点的过程中，下列

10、说法中正确的是(a)a质点经过c点的速率比d点的大b质点经过a点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90c质点经过d点时的加速度比b点的大d质点从b到e的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析：质点做匀变速曲线运动，所以加速度不变，c错误；由于在d点速度方向与加速度方向垂直，则在a、b、c点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角，所以质点由a到b到c到d速率减小，所以c点速率比d点的大，a正确，b错误；质点由b到e的过程中，加速度方向与速度方向的夹角一直减小，d错误考点2运动合成与分解1分运动与合运动的关系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)

11、等效性各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果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2.两个直线运动的合运动性质的判断(不共线)分运动合运动两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动(续表)两个初速度不为零的匀变速直线运动若v0合与a合共线，则合运动为匀变速直线运动若v0合与a合不共线，则合运动为匀变速曲线运动1.在光滑无摩擦的水平面上有一冰球以速度v0沿直线匀速从a点运动到b点，忽略空气阻力，如图为俯视图当冰球运动到b点时受到图示中黑箭头方向的快速一击，这之后冰球有可能沿如下哪一条轨迹运动

12、(b)解析：当冰球运动到b点时受到图示中黑箭头方向的快速一击，由动量定理可知瞬间产生与ab垂直的速度，与原来ab方向的速度合成后仍然做匀速直线运动，故b正确，a、c、d错误2根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置但实际上，赤道上方200 m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6 cm处这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球(d)a到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零b到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零c落地点

13、在抛出点东侧d落地点在抛出点西侧解析：小球在上升过程中，水平方向的“力”向西，竖直方向受到竖直向下的重力，当小球运动到最高点时竖直方向的速度为零，由水平方向小球受到的“力”与竖直方向的速度大小成正比知，到最高点时小球在水平方向上受到的力为零，故水平方向的加速度为零，由于小球在上升过程中水平方向的“力”方向不变，故到最高点时小球在水平方向的速度最大，不为零，选项a、b错误；小球在下落过程中，水平方向的“力”向东，则小球在水平方向上做减速运动，由对称性知，小球返回地面时水平方向的速度为零，故小球落在抛出点的西侧，选项c错误，d正确3(多选)在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t0时刻起，由坐标原点(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(ad)a前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动b后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向c4 s末物体坐标为(4 m,4 m)d4 s末物体坐标为(6 m,2 m)解析：前2 s内，物体在y轴方向没有速度，由题图甲可以看出，物体沿x轴方向做匀加速直线运动，a正确；在后2 s内，物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，根据运动的合成知，物体做匀加速曲线运