导学教程高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航 第一节 曲线运动 运动的合成与分解课件 新人教版.ppt

第四章曲线运动万有引力与航天 2017高考备考导航 第一节曲线运动运动的合成与分解 主干回顾 切线 变速 a f 平行四边形 平行四边形 平行四边形 相等 1 判断下列说法的正误 1 速度发生变化的运动 一定是曲线运动 2 做曲线运动的物体加速度一定是变化的 3 曲线运动可能是匀变速运动 自我检测 4 两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等 5 只要两个分运动为直线运动 合运动一定是直线运动 6 分运动的位移 速度 加速度与合运动的位移 速度 加速度间满足平行四边形定则 2 一质点在某段时间内做曲线运动 则在这段时间内a 速度一定不断改变 加速度也一定不断改变b 速度一定不断改变 加速度可以不变c 速度可以不变 加速度一定不断地改变d 速度可以不变 加速度也可以不变答案b 3 如图4 1 1所示 汽车在一段弯曲水平路面上行驶 关于它受的水平方向的作用力的示意图如图所示 其中可能正确的是 图中f为牵引力 ff为汽车行驶时所受阻力 图4 1 1 答案c 4 多选 2016 贵州模拟 在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系 一物体从t 0时刻起 由坐标原点o 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4 1 2甲 乙所示 下列说法中正确的是图4 1 2 a 前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动b 后2s内物体继续做匀加速直线运动 但加速度沿y轴方向c 4s末物体坐标为 4m 4m d 4s末物体坐标为 6m 2m 答案ad 考点一合运动的性质与轨迹1 合力方向与轨迹的关系无力不拐弯 拐弯必有力 曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间 而且向合力的方向弯曲 或者说合力的方向总是指向曲线的凹侧 2 合运动性质和轨迹的判断 1 判断方法 若加速度与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 加速度恒定则为匀变速 加速度不恒定 则为非匀变速 2 几种常见的情况 两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动 一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动 当二者共线时为匀变速直线运动 不共线时为匀变速曲线运动 1 多选 如图4 1 3所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方 现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时 一支铅笔从三角板直角边的最下端 由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动 下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中 正确的是 图4 1 3 a 笔尖留下的痕迹是一条抛物线b 笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线c 在运动过程中 笔尖运动的速度方向始终保持不变d 在运动过程中 笔尖运动的加速度方向始终保持不变 解析笔尖水平方向是匀速直线运动 竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动 故笔尖做匀变速曲线运动 其轨迹是抛物线 选项a d正确 答案ad 2 如图4 1 4所示 红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升 速度为v 若在红蜡块从a点开始匀速上升的同时 玻璃管从ab位置由静止开始水平向右匀加速直线运动 加速度大小为a 则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的 图4 1 4a 直线pb 曲线qc 曲线rd 无法确定 解析蜡块同时参与了两个分运动 合运动的轨迹是直线还是曲线取决于合加速度与合初速度的方向关系 向上匀速运动 则向上的加速度为零 合加速度为水平向右的分运动的加速度 大小恒定且方向水平向右 水平向右初速度为零 则合初速度方向向上 由加速度恒定知蜡块做匀变速运动 由初速度方向与加速度方向垂直知蜡块做曲线运动 且轨迹向加速度的一侧弯曲 答案b 考点二运动的合成与分解1 合运动与分运动的关系 1 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 2 等效性各分运动叠加起来与合运动有相同的效果 3 独立性一个物体同时参与几个运动 其中的任何一个都会保持其运动性质不变 并不会受其他分运动的干扰 虽然各分运动互相独立 但是它们共同决定合运动的性质和轨迹 2 运动的合成与分解的运算法则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 考向1合运动与分运动关系的理解 例1 多选 2016 吉林模拟 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目 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a 风力越大 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 水平风力不会影响竖直方向的运动 所以运动员下落时间与风力无关 a错误 c正确 运动员落地时竖直方向的速度是确定的 水平风力越大 落地时水平分速度越大 运动员着地时的合速度越大 有可能对运动员造成伤害 b正确 d错误 答案 bc 考向2运动的合成与分解的计算 例2 如图4 1 5所示 从广州飞往上海的波音737航班上午10点到达上海浦东机场 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 图4 1 5a 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 答案 d 考点三小船渡河模型 物理模型 解题思路 例3 一小船渡河 河宽d 180m 水流速度v1 2 5m s 船在静水中的速度为v2 5m s 求 1 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 2 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 规律总结解决小船渡河问题应注意的两个要点 1 渡河时间只与船垂直于河岸方向的分速度有关 与水流速度无关 2 船渡河位移最短值与v船和v水大小关系有关 v船 v水时 河宽即为最短位移 v船 v水时 应利用图解求极值的方法处理 1 如图4 1 7所示 一艘轮船正在以4m s的速度沿垂直于河岸方向匀速渡河 河中各处水流速度都相同 其大小为v1 3m s 行驶中 轮船发动机的牵引力与船头朝向的方向相同 某时刻发动机突然熄火 轮船牵引力随之消失 轮船相对于水的速度逐渐减小 但船头方向始终未发生变化 求 图4 1 7 1 发动机未熄火时 轮船相对于静水行驶的速度大小 2 发动机熄火后 轮船相对于河岸速度的最小值 2 熄火前 船的牵引力沿v2的方向 水的阻力与v2的方向相反 熄火后 牵引力消失 在阻力作用下 v2逐渐减小 但其方向不变 当v2与v1的矢量和与v2垂直时 轮船的合速度最小 则vmin v1cos 3 0 8m s 2 4m s 答案 1 5m s 2 2 4m s 图4 1 8 例4 如图4 1 9所示 一人站在岸上 利用绳和定滑轮拉船靠岸 在某一时刻绳的速度为v 绳ao段与水平面的夹角为 ob段与水平面的夹角为 不计摩擦和滑轮的质量 则此时小船的速度多大 图4 1 9 规律总结解决此类问题时应把握以下两点 1 确定合速度 它应是小船的实际速度 2 小船的运动引起了两个效果 一是绳子的收缩 二是绳绕滑轮的转动 应根据实际效果进行运动的分解 2 多选 如图4 1 10所示 做匀速直线运动的小车a通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物b 设重物和小车速度的大小分别为vb va 则图4 1 10 a va vbb va vbc 绳的拉力等于b的重力d 绳的拉力大于b的重力解析小车a向左运动的过程中 小车的速度是合速度 可分解为沿绳方向与垂直于绳方向的速度 如图所示 由图可知vb vacos 则vb va 小车向左运动的过程中 角减小 vb增大 b做向上的加速运动 故绳的拉力大于b的重力 故a d正确 答案ad 1 某学生在体育场上抛出铅球 其运动轨迹如图4 1 11所示 已知在b点时的速度与加速度相互垂直 则下列说法中正确的是 随堂巩固 图4 1 11 a d点的速率比c点的速率大b d点的加速度比c点的加速度大c 从b到d加速度与速度始终垂直d 从b到d加速度与速度的夹角先增大后减小答案a 2 2016 宜昌模拟 在杂技表演中 猴子沿竖直杆向上做初速度为0 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4 1 12所示 关于猴子的运动情况 下列说法中正确的是 图4 1 12a 相对地面的运动轨迹为直线b 相对地面做变加速曲线运动c t时刻猴子对地速度的大小为v0 at 答案d 3 2015 山东理综 距地面高5m的水平直轨道上a b两点相距2m 在b点用细线悬挂一小球 离地高度为h 如图4 1 13所示 小车始终以4m s的速度沿轨道匀速运动 经过a点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下 小车运动至b点时细线被轧断 最后两球同时落地 不计空气阻力 取重力加速度的大小g 10m s2 可求得h等于 图4 1 13a 1 25mb 2 25mc 3 75md 4 75m 答案a 4 2016 豫东 豫北模拟 如图4 1 14所示 细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个橡胶球 橡胶球静止时 竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿 现将cd光盘按在桌面上 并沿桌面边缘以速度v匀速移动 移动过程中 cd光盘中央小孔始终紧挨桌面边线 当悬线与竖直方向的夹角为 时 小球上升的速度大小为 图4 1 14a vsin b vcos c vtan d vcot 解析将光盘水平向右移动的速度v分解为沿细线方向的速度和垂直于细线方向的速度 而小球上升的速度大小与速度v沿细线方向的分速度大小相等 故可得 v球 vsin a正确 答案a 5 2014 四川理综 小文同学在探究物体做曲线运动的条件时 将一条形磁铁放在桌面的不同位置 让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动 得到不同轨迹 图4 1 15中a b c d为其中四条运动轨迹 磁铁放在位置a时 小钢珠的运动轨迹是 填轨迹字母代号 磁铁放在位置b时 小钢珠的运