高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解课件.ppt

第1讲曲线运动运动的合成与分解 第四章曲线运动万有引力与航天 考试标准 内容索引 过好双基关回扣基础知识训练基础题目 研透命题点细研考纲和真题分析突破命题点 课时作业限时训练练规范练速度 过好双基关 一 曲线运动 1 速度的方向 质点在某一点的速度 沿曲线在这一点的方向 2 运动性质 做曲线运动的物体 速度的方向时刻改变 故曲线运动一定是运动 即必然具有加速度 3 物体做曲线运动的条件 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 4 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方向与方向之间 速度方向与轨迹相切 合外力方向指向轨迹的 凹 侧 切线 变速 加速度 合外力 合外力 速度 自测1 2017 嘉兴市期末 做曲线运动的物体 在运动过程中 一定发生变化的物理量是a 速度b 动能c 加速度d 合外力 答案 自测2如图1所示 一小球在光滑水平桌面上做匀速运动 若沿桌面对小球施加一个恒定外力 则小球一定做a 直线运动b 曲线运动c 匀变速运动d 匀加速直线运动 答案 图1 解析根据牛顿运动定律知 产生的加速度是恒定的 故做匀变速运动 但不知受力方向与速度方向的关系 可以是匀变速直线运动或匀变速曲线运动 c项正确 解析 二 运动的合成与分解 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 平行四边形 定则 时间 独立进行 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 3 合运动的性质判断 效果 加速度 或合外力 变化 运动不变 运动 非匀变速 匀变速 加速度 或合外力 方向与速度方向 共线 运动不共线 运动 直线 曲线 自测3如图2所示 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风 则风速越大 降落伞a 下落的时间越短b 下落的时间越长c 落地时速度越小d 落地时速度越大 图2 答案 解析风沿水平方向吹 不影响竖直速度 故下落时间不变 a b项均错误 风速越大 落地时合速度越大 故c项错误 d项正确 解析 研透命题点 命题点一曲线运动的条件及轨迹 1 曲线运动的特点 2 判断物体是否做曲线运动的方法判断物体是做曲线运动还是做直线运动 关键要看a和v的方向 两者方向在同一直线上则做直线运动 不在同一直线上则做曲线运动 3 判断物体速度增减的方法根据合力方向与速度方向的夹角 判断物体的速率变化情况 夹角为锐角时 速率变大 夹角为钝角时 速率变小 合力方向与速度方向总是垂直时 速率不变 a 电动车的速度一直保持不变b 电动车沿弯道bcd运动过程中 车一直具有加速度c 电动车绕跑道一周需40s 此40s内电动车的平均速度等于10m sd 跑完一圈过程中 由于电动车的速度没有发生改变 故电动车所受合力一直为零 例1电动自行车绕如图3所示的400m标准跑道运动 车上的车速表指针一直指在36km h处不动 则下列说法中正确的是 图3 答案 解析 解析电动车经bcd的运动为曲线运动 速度方向时刻变化 车一直有加速度 车受到的合力不为零 b项正确 a d项错误 电动车跑完一周的位移为零 其平均速度为零 c项错误 a b c d 变式1 2017 湖州市高三上学期期末 如图4所示 飞机水平飞行时向下投出一重物 不计空气阻力 图中虚线为重物的运动轨迹 下列表示重物在p位置时速度和加速度方向的箭头分别为 图4 答案 a 一直增大b 一直减小c 先增大后减小d 先减小后增 变式2在光滑水平面上沿直线运动的钢球 若在钢球运动路线旁放一磁铁 钢球将做曲线运动 如图5所示 钢球在曲线运动过程中的速度 图5 答案 变式3 2016 舟山中学期中 在长约1 0m的一端封闭的玻璃管中注满清水 水中放一个适当的球形的红蜡块 将玻璃管的开口端用胶塞塞紧 并迅速竖直倒置 红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底 将此玻璃管倒置安装在小车上 并将小车置于水平导轨上 若小车一端连接细线绕过光滑定滑轮悬挂小物体 小车从a位 置由静止开始运动 同时红蜡块沿玻璃管匀速上升 经过一段时间后 小车运动到b位置 如图6所示 建立坐标系 在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是 图6 答案 解析蜡块所受合外力沿x轴正方向 指向轨迹的凹侧 解析 命题点二运动的合成与分解 1 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 2 两个分方向上的运动具有等时性 这是处理运动分解问题的切入点 3 合运动是物体的实际运动 而分运动是物体同时参与的几个运动 并不是物体的实际运动 4 两个分运动是直线运动的合运动可能是直线运动 也可能是曲线运动 这是由合初速度与合加速度是否共线决定的 例2有一个质量为2kg的质点在xoy平面上运动 在x方向的速度 时间图象和y方向的位移 时间图象如图7甲 乙所示 下列说法正确的是 a 质点所受的合外力为3nb 质点的初速度为3m sc 质点做匀变速直线运动d 质点初速度的方向与合外力的方向垂直 图7 答案 解析 质点的初速度与f合不垂直 也不同向 故选项c d错误 变式4如图8所示 帆板在海面上以速度v朝正西方向运动 帆船以速度v朝正北方向航行 以帆板为参照物a 帆船朝正东方向航行 速度大小为vb 帆船朝正西方向航行 速度大小为vc 帆船朝南偏东45 方向航行 速度大小为d 帆船朝北偏东45 方向航行 速度大小为 图8 答案 解析 命题点三运动合成与分解的实例分析 例3 2016 宁波市奉化区调研 如图9所示 一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶 在炮艇上发射炮弹射击北岸正北方向的目标 要击中目标 射击方向应a 对准目标b 偏向目标的西侧c 偏向目标的东侧d 无论对准哪个方向都无法击中目标 图9 答案 解析 解析炮弹的实际速度方向沿目标方向 该速度是炮艇的速度与射击速度的合速度 根据平行四边形定则 知射击的方向应偏向目标的西侧 故b正确 a c d错误 变式5某人骑自行车以4m s的速度向正东方向行驶 天气预报报告当时是正北风 风速为4m s 那么 骑车人感觉到的风向和风速为a 西北风风速为4m sb 西北风风速为c 东北风风速为4m sd 东北风风速为 答案 变式6民族运动会上有一骑射项目如图10所示 运动员骑在奔跑的马上 弯弓放箭射击侧向的固定目标 假设运动员骑马奔驰的速度为v1 运动员静止时射出的弓箭速度为v2 跑道离固定目标的最近距离为d 要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短 则 图10 a 运动员放箭处离目标的距离为b 运动员放箭处离目标的距离为c 箭射到固定目标的最短时间为d 箭射到固定目标的最短时间为 答案 解析 课时作业 1 2017 绍兴一中高一期末 一质点在某段时间内做曲线运动 则在这段时间内a 速度一定在不断地改变 加速度也一定在不断地改变b 速度一定在不断地改变 加速度可以不变c 速度可以不变 加速度一定在不断地改变d 速度可以不变 加速度也可以不变 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析做曲线运动的物体速度方向一定变化 故速度一定在变 加速度可以不变 选项b正确 a c d错误 解析 2 做曲线运动的物体 在其轨迹上某一点的加速度方向a 为通过该点的曲线的切线方向b 与物体在这一点时所受的合外力方向垂直c 与物体在这一点的速度方向一致d 与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析做曲线运动的物体 所受合力方向与速度方向不在同一条直线上 而加速度方向与合外力方向相同 速度的方向与该点曲线的切线方向相同 所以加速度方向与速度方向不在同一直线上 故d正确 解析 3 2017 湖州市高一期末 如图1所示 一辆汽车在水平公路上转弯 沿曲线由m向n行驶 速度逐渐增大 下图中分别画出了汽车转弯时所受合力f的四种方向 其中正确的是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图1 解析 解析合力的方向应指向轨迹的凹侧 由m n速度逐渐增大 知f与v 轨迹切线方向 的夹角为锐角 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图2 答案 4 如图2所示 小铁球在光滑水平面上以速度v做直线运动 当它经过磁铁后的运动轨迹可能是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 a oab obc ocd od 5 如图3所示 光滑水平桌面上 一小球以速度v向右匀速运动 当它经过靠近桌边的竖直木板的ad边正前方时 木板开始做自由落体运动 若木板开始运动时 cd边与桌面相齐 则小球在木板上的正投影轨迹是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图3 解析小球在木板上的正投影在水平方向做匀速直线运动 竖直方向上做加速运动 故小球正投影的合加速度方向竖直向上 合速度与合加速度不共线 故轨迹为曲线且向上弯曲 故选b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6 2017 台州市期末 如图4所示 车载升降平台将货物竖直匀速举起 同时车向右做匀加速直线运动 下列描绘货物相对于地面的运动轨迹的图正确的是 图4 解析货物参与了两个分运动 水平方向上的匀加速直线运动 竖直方向上的匀速直线运动 合加速度方向沿水平方向 合速度与合加速度不在同一条直线上 货物的轨迹是曲线 加速度大致指向轨迹凹侧 可知c正确 a b d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7 2016 温州市月考 如图5所示 某人游珠江 他以一定速度且面部始终垂直河岸向对岸游去 江中各处水流速度相等 他游过的路程 过河所用的时间与水速的关系是 答案 图5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 a 水速大时 路程长 时间长b 水速大时 路程长 时间短c 水速大时 路程长 时间不变d 路程 时间与水速无关 解析 8 如图6所示 一架执行救援任务的直升飞机用缆绳将被救人员竖直向上匀速拉起 同时直升飞机沿水平方向匀速飞行 若仅增大飞机水平匀速飞行的速度 以地面为参考系 则被救人员 答案 图6 a 上升时间变短b 上升时间变长c 运动速度不变d 运动速度变大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析由题意可知 仅增大飞机水平匀速飞行的速度时 没有影响直升飞机沿竖直方向拉起被救人员的速度 则上升时间不变 根据矢量的合成法则 合速度会变大 故a b c错误 d正确 解析 9 2017 浙江 七彩阳光 联考 如图7所示 暑假里老杨带着小杨去重庆玩 到北碚时 想坐船渡过嘉陵江到对岸的桃花山上玩 等渡船时 细心的小杨发现艄公为了将他们送到正对岸 船头并不正对江对岸 而是略朝向上游 请问艄公这样做的目的主要是a 为了使船的路程最小b 为了节省体力c 为了节省时间d 为了多绕点路看风景 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图7 解析 解析渡江过程中 船参与两个分运动 沿着船头的运动和随着江水的流动 艄公为了将他们送到正对岸 船头并不正对江对岸 而是略朝向上游 使合速度垂直江岸 是最短位移渡江 不是最短时间渡江 故a正确 c d错误 由于不是最短时间渡江 故不是节省体力 故b错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10 已知河水的流速为v1 小船在静水中的速度为v2 且v2 v1 下面用小箭头表示小船及船头的指向 则能正确反映小船在最短时间内渡河 最短位移渡河的情景依次是图8中的 a b c d 解析 解析船头垂直河岸时 渡河时间最短 因v2 v1 合速度垂直河岸方向时 渡河位移最短 为河宽 图8 11 如图9所示 一小钢球在光滑水平桌面上沿ab直线运动 c处有一小球门 bc垂直于ab 现用同一根细管分别沿甲 乙 丙三个方向对准b处吹气 可将钢球吹进球门的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图9 a 甲方向b 乙方向c 丙方向d 都有可能 解析小钢球若进入球门 则速度的方向沿bc的方向 画出小钢球的初速度 末速度的方向 由平行四边形定则画出小钢球速度变化的方向如图 所以应沿丙的方向对准b处吹气 故c正确 a b d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12 大河向东流 水速5m s 北风那个吹 风速4m s 若将一艘小船无驱动地置于水面上 忽略一切阻力 则在流水和北风的共同作用下 小船最终稳定的速度可描述为a 大小5m s 方向向东b 大小m s 方向东偏北c 大小9m s 方向向北d 大小m s 方向东偏南 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13 如图10所示 有一长为80cm的玻璃管竖直放置 当红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时 玻璃管水平向右匀速运动 经过20s 红蜡块到达玻璃管的最上端 此过程玻璃管的水平位移为60cm 不计红蜡块的大小 则红蜡块运动的合速度大小为 答案 图10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 a 3cm sb 4cm sc 5cm sd 7cm s 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14 无风时气球匀速竖直上升 速度为3m s 现吹水平方向的风 使气球获得4m s的水平速度 气球经一定时间到达某一高度h 则有风后a 气球实际速度的大小为7m sb 气球的运动轨迹是曲线c 若气球获得5m s的水