高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 4.1 曲线运动 运动的合成与分解课件.ppt

必修2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 知识导图 切线 方向 变速 不在同一条直线上 不在同一条直线上 实际 平行四边形 微点拨 1 决定物体运动性质的两个因素v f 或a 1 两者共线时 物体做直线运动 2 两者不共线时 物体做曲线运动 2 合运动和分运动的关系 1 等时性 经历时间相等 2 独立性 各分运动互不影响 3 等效性 分运动叠加起来与合运动效果相同 4 同一性 同一物体参与分运动和合运动 慧眼纠错 1 做曲线运动的物体速度大小一定发生变化 纠错 2 做曲线运动的物体加速度一定是变化的 纠错 曲线运动的速度方向一定变化 但速度大小可以 不变 曲线运动的加速度一定与速度不共线 但加速度 可能变化 也可能不变化 3 曲线运动可能是匀速运动 纠错 4 合运动的速度一定大于分运动的速度 纠错 曲线运动一定是变速运动 根据平行四边形定则 合运动的速度可能小于或 等于分运动的速度 5 两个直线运动的合运动一定是直线运动 纠错 6 曲线运动不可能是匀变速运动 纠错 两个直线运动的合运动的合加速度与合速度共 线时 合运动是直线运动 否则为曲线运动 曲线运动的加速度可能是恒定的 故曲线运动 可能是匀变速运动 考点1曲线运动的性质 轨迹分析 典题探究 典例1 多选 2016 全国卷 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 则导学号04450074 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 选b c 若施加一恒力与速度方向不在同一直线 质点做匀变速曲线运动 质点速度的方向与该恒力的方向夹角越来越小 a错 b对 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 单位时间内速度的变化量总是不变 不是速率的变化量总是不变 c对 d错 通关秘籍 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 考点冲关 1 如图所示 一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动 当物体从m点运动到n点时 其速度方向恰好改变了90 则在物体从m点到n点的运动过程中 物体的速度将 a 不断增大b 不断减小c 先增大后减小d 先减小后增大 解析 选d 由于物体做曲线运动时 合力指向轨迹的凹侧 对m n点进行分析 在m点恒力可能如图甲 在n点可能如图乙 综合分析知 恒力f只可能如图丙 所以开始时恒力与速度的夹角为钝角 后来夹角为锐角 故速度先减小后增大 选项d正确 2 多选 2018 济南模拟 光滑水平面上一运动质点以速度v0通过点o 如图所示 与此同时给质点加上沿x轴正方向的恒力fx和沿y轴正方向的恒力fy 则 a 因为有fx 质点一定做曲线运动b 如果fyfycot 质点向x轴一侧做曲线运动 解析 选c d 如果fx fy二力的合力沿v0方向 即fy fxtan 则质点做直线运动 选项a错误 c正确 若fx fycot 则合力方向在v0与x轴正方向之间 则轨迹向x轴一侧弯曲而做曲线运动 若fx fycot 则合力方向在v0与y轴之间 所以运动轨迹必向y轴一侧弯曲而做曲线运动 因不知 的大小 所以只凭fx fy的大小不能确定f合是偏向x轴还是y轴 选项b错误 d正确 加固训练 一物体由静止开始自由下落 一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响 但着地前一段时间风突然停止 则其运动的轨迹可能是图中的哪一个 解析 选c 物体一开始做自由落体运动 速度向下 当受到水平向右的风力时 合力的方向右偏下 速度和合力的方向不在同一条直线上 物体做曲线运动 轨迹应夹在速度方向和合力方向之间 风停止后 物体的合力方向向下 与速度仍然不在同一条直线上 物体做曲线运动 轨迹向下凹 故c正确 a b d错误 考点2运动的合成与分解 典题探究 典例2 2018 锦州模拟 如图所示 从上海飞往北京的波音737客机上午10点10分到达首都国际机场 若飞机在降落过程中的水平分速度为60m s 竖直分速度 为6m s 已知飞机在水平方向做加速度大小等于2m s2的匀减速直线运动 在竖直方向做加速度大小等于0 2m s2的匀减速直线运动 则飞机落地之前 导学号04450075 a 飞机的运动轨迹为曲线b 经20s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等c 在第20s内 飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等d 飞机在第20s内 水平方向的平均速度为21m s 题眼直击 1 水平方向做初速度为60m s 加速度大小等于2m s2的匀减速直线运动 2 竖直方向做初速度为6m s 加速度大小等于0 2m s2的匀减速直线运动 解析 选d 由于初速度的方向与合加速度的方向相反 故飞机的运动轨迹为直线 a错误 由匀减速运动规律可知 飞机在第20s末的水平分速度为20m s 竖直方向的分速度为2m s b错误 飞机在第20s内 水平位移竖直位移c错误 飞机在第20s内 水平方向的平均速度为21m s d正确 通关秘籍 合运动和分运动的两种分析思路 1 应用运动学公式分析 应用运动学公式可分析描述合运动的各物理量之间的关系 应用运动学公式也可以分析描述分运动的各物理量之间的关系 2 应用平行四边形定则分析 应用平行四边形定则 可分析合位移与分位移 合速度与分速度 合加速度与分加速度等之间的关系 考点冲关 1 2018 衡阳模拟 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 现从t 0时汽车由静止开始做甲 乙两种匀加速启动 甲启动后t1时刻 乘客看到雨滴从b处离开车窗 乙启动后t2时刻 乘客看到雨滴从f处离开车窗 f为ab中点 则t1 t2为 a 2 1b 1 c 1 d 1 1 解析 选a 由题意可知 在乘客看来 雨滴在竖直方向上做匀速直线运动 在水平方向做匀加速直线运动 因分运动与合运动具有等时性 则 2 1 2 在杂技表演中 猴子沿竖直杆向上做初速度为零 加速度为a的匀加速运动 同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动 经过时间t 猴子沿杆向上移动的高度为h 人顶杆沿水平地面移动的距离为x 如图所示 关于猴子的运动情况 下列说法中正确的是 a 相对地面的运动轨迹为直线b 相对地面做匀加速直线运动c t时刻猴子速度的大小为v0 atd t时间内猴子的位移大小为 解析 选d 猴子在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动 根据运动的合成 知合初速度与合加速度不在同一条直线上 所以猴子运动的轨迹为曲线 故a错误 猴子在水平方向上的加速度为零 在竖直方向上有恒定的加速度 根据运动的合成 知猴子做曲线运动的加速度不变 做匀变速 曲线运动 故b错误 t时刻猴子在水平方向上的分速度为v0 在竖直方向上的分速度为at 所以合速度v 故c错误 在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h 根据运动的合成 合位移s 故d正确 加固训练 多选 某加工厂里有宽度为1m的长条形材料 为了将材料切割成规定尺寸的矩形 使材料以v0 3m s匀速直线运动 切割刀具的速度v 5m s 切割过程中刀具与材料各自速度均不变 则下列说法正确的是 a 切割一次的时间为0 2sb 切割一次的时间为0 25sc 矩形材料的长度是0 6md 矩形材料的长度是0 75m 解析 选b d 为了使割下的材料都成规定尺寸的矩形 割刀相对材料的运动速度应垂直材料 割刀实际参与两个分运动 即沿材料的运动和垂直材料方向的运动 则割刀垂直材料方向的速度v m s 4m s 那么切割一次的时间为t 0 25s 故a错误 b正确 在0 25s内材料在水平方向的运动位移x v t 3 0 25m 0 75m 故c错误 d正确 考点3小船渡河模型 典题探究 典例3 2018 长春模拟 某物理兴趣小组的同学在研究运动的合成和分解时 驾驶一艘快艇进行了实地演练 如图所示 在宽度一定的河中的o点固定一目标靶 经测量该目标靶距离两岸的最近距离分别为mo 15m no 12m 水流的速度平行河岸向右 且速度大小为v1 8m s 快艇在静水中的速度大小为v2 10m s 现要求快艇从图示中的下方河岸出发完成以下两个过程 第一个过程以最短的时间运动到目标靶 第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸 则下列说法正确的是 导学号04450076a 第一个过程快艇的出发点位于m点左侧8m处b 第一个过程所用的时间约为1 17sc 第二个过程快艇的船头方向应垂直河岸d 第二个过程所用的时间为2s 解析 选d 快艇在水中一方面航行前进 另一方面随水流向右运动 当快艇的速度方向垂直于河岸时 到达目标靶的时间最短 所以到达目标靶所用时间t 1 5s 快艇平行河岸向右的位移为s v1t 12m 则出发点应位于m点左侧12m处 a b错误 第二个过程要求 位移最小 因此快艇应垂直到达对岸 则船头应指向河岸的上游 c错误 要使快艇由目标靶到达正对岸 快艇的位移为12m 快艇的实际速度大小为v 6m s 所用的时间为t 2s d正确 通关秘籍 小船渡河的两类问题 三种情景 考点冲关 1 如图所示 两次渡河时 船对水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x1 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x2 实际航速为v2 所用时间为t2 则 a t2 t1 v2 v1b t2 t1 v2 v1c t2 t1 v2 v1d t2 t1 v2 v1 解析 选d 两次船相对于静水的速度都是不变的 船相对于水的速度可以分解为垂直于河岸和平行于河岸两个方向 由于船速大小和方向不变 故垂直于河岸的速度不变 所以渡河的时间相等即t2 t1 渡河的位移x1 v1t1 x2 v2t2 解得v2 v1 所以选项d正确 a b c错误 2 如图所示 船从a处开出后沿直线ab到达对岸 若ab与河岸成37 角 水流速度为4m s 则船从a点开出的最小速度为 a 2m sb 2 4m sc 3m sd 3 5m s 解析 选b 设水流速度为v1 船的静水