广东省2011年高考物理一轮复习 第四章第一讲《曲线运动运动的合成与分解》课件 新人教版

1、考考点点点点击击1.运动的合成与分解运动的合成与分解2.抛体运动抛体运动3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度4.匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力5.离心现象离心现象6.万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用7.环绕速度环绕速度8.第二宇宙速度和第三宇宙速度第二宇宙速度和第三宇宙速度9.经典时空观和相对论时空观经典时空观和相对论时空观说明：说明： 斜抛运动只作定性要求斜抛运动只作定性要求考考情情播播报报1.速度、加速度、位移的合成与分解在实际问题中的应用是速度、加速度、位移的合成与分解在实际问题中的应用是 高考考查的重点高考考查的重点2.

2、抛体运动，特别是平抛运动、类平抛运动的规律及应用是抛体运动，特别是平抛运动、类平抛运动的规律及应用是 高考考查的热点高考考查的热点3.描述圆周运动的物理量以及它们之间的关系和应用是高考描述圆周运动的物理量以及它们之间的关系和应用是高考 必考的内容，特别是竖直平面内轨道的必考的内容，特别是竖直平面内轨道的“最高点最高点”和和“最最 低点低点”以及和磁场中带电粒子的运动相结合的问题，更是以及和磁场中带电粒子的运动相结合的问题，更是 高考的热点高考的热点4.万有引力、天体运动、人造卫星等知识与现代航天事业相万有引力、天体运动、人造卫星等知识与现代航天事业相 联系也是高考考查的重点内容联系也是高考考查

3、的重点内容.1通过认真分析平抛运动的规律，掌握曲线运动的分析方通过认真分析平抛运动的规律，掌握曲线运动的分析方 法，能够熟练地运用平行四边形定则将曲线运动转化为法，能够熟练地运用平行四边形定则将曲线运动转化为 直线运动直线运动2圆周运动的知识可以与带电粒子在磁场中的运动综合出圆周运动的知识可以与带电粒子在磁场中的运动综合出 题，就圆周运动本身而言有临界问题，如圆周运动中在最题，就圆周运动本身而言有临界问题，如圆周运动中在最 高点和最低点时各物理量临界值的分析和计算，同时该部高点和最低点时各物理量临界值的分析和计算，同时该部 分知识又往往与机械能守恒结合在一起命题，所以应作为分知识又往往与机械能

4、守恒结合在一起命题，所以应作为 复习中的重点进行突破抓住向心力的来源是解决圆周运复习中的重点进行突破抓住向心力的来源是解决圆周运 动的问题的突破口，在复习中要让学生养成动的问题的突破口，在复习中要让学生养成“分析向心力分析向心力 确定圆心、找出半径和转过的角度确定圆心、找出半径和转过的角度”的思维方法的思维方法对万有引力定律单独考查的可能性不大，一般与航天问对万有引力定律单独考查的可能性不大，一般与航天问题联系在一起考查，所以复习时应该把万有引力与航天题联系在一起考查，所以复习时应该把万有引力与航天相结合的问题作为复习的重点复习时分两条主线展开：相结合的问题作为复习的重点复习时分两条主线展开：

5、一是万有引力等于向心力，二是重力与万有引力的关系一是万有引力等于向心力，二是重力与万有引力的关系. 3一、曲线运动一、曲线运动1速度方向：速度方向：质点在某一点的速度沿曲线在这一点的质点在某一点的速度沿曲线在这一点的 方向方向 切线切线2运动的性质：运动的性质：做曲线运动的物体，速度的做曲线运动的物体，速度的 时刻在时刻在 改变，所以曲线运动一定是改变，所以曲线运动一定是 运动运动方向方向变速变速3做曲线运动的条件做曲线运动的条件(1)从运动学角度：物体的加速度方向跟它的从运动学角度：物体的加速度方向跟它的 不在不在 同一直线上同一直线上(2)从动力学角度：物体所受从动力学角度：物体所受 的方

6、向跟物体的的方向跟物体的 不在同一直线上不在同一直线上速度方向速度方向合外力合外力速度速度 方向方向4曲线运动的分类曲线运动的分类曲曲线线运运动动匀变速曲匀变速曲, ,线运动线运动物体所受合外力方向与物体所受合外力方向与 不在不在同一直线上同一直线上合外力是合外力是 速度方向速度方向恒力恒力变加速曲变加速曲, ,线运动线运动物体所受合外力方向与物体所受合外力方向与 不在不在, ,同一直线上合外力是同一直线上合外力是 (可以是力的可以是力的大小变化，也可以是大小变化，也可以是 ，还可以，还可以二者同时变化二者同时变化速度方向速度方向变力变力方向变化方向变化二、运动的合成与分解二、运动的合成与分解

7、1基本概念基本概念(1)运动的合成：已知运动的合成：已知 求合运动求合运动(2)运动的分解：已知运动的分解：已知 求分运动求分运动2分解原则：分解原则：根据运动的根据运动的 分解，也可采用分解，也可采用 分运动分运动合运动合运动实际效果实际效果 正交分解正交分解3遵循的规律遵循的规律 位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都 遵循遵循 (1)如果各分运动在同一直线上，需选取如果各分运动在同一直线上，需选取 ，与，与 的量取的量取“”号，与号，与 的量取的量取“”号号，从而，从而 将矢量运算简化为将矢量运算简化为 (2)两分运动不在同一直线

8、上时，按照两分运动不在同一直线上时，按照 进行进行 合成，如图合成，如图411所示所示平行四边形定则平行四边形定则正方向正方向正方向正方向 同向同向正方向反向正方向反向代数运算代数运算平行四边形定则平行四边形定则(3)两个分运动垂直时的合成满足：两个分运动垂直时的合成满足： a合合 s合合 v合合 合运动一定是物体参与的实际运动处理复杂的曲线合运动一定是物体参与的实际运动处理复杂的曲线运动的常用方法是把曲线运动按实际效果分解为两个方向运动的常用方法是把曲线运动按实际效果分解为两个方向上的直线运动上的直线运动1合力方向与速度方向的关系合力方向与速度方向的关系 物体做曲线运动时，所受合力的方向与速

9、度方向一定不在物体做曲线运动时，所受合力的方向与速度方向一定不在 同一条直线上，这是判断物体是否做曲线运动的依据同一条直线上，这是判断物体是否做曲线运动的依据2合力方向与轨迹的关系合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间，物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间， 速度方向与轨迹相切，合力方向指向轨迹的速度方向与轨迹相切，合力方向指向轨迹的“凹凹”侧侧3速率变化情况判断速率变化情况判断 合力沿切线方向的分力改变速度的大小，沿径向的分力合力沿切线方向的分力改变速度的大小，沿径向的分力 改变速度的方向，如图改变速度的方向，如图412所示的两个情景所示的两个

10、情景(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体运动的速当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体运动的速 率将增大；率将增大；(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体运动的速当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体运动的速 率将减小；率将减小；(3)当合力方向与速度方向垂直时，物体运动的速率不变当合力方向与速度方向垂直时，物体运动的速率不变4两个直线运动的合运动性质的判断两个直线运动的合运动性质的判断(1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动(2)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一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运

11、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 为匀变速曲线运动为匀变速曲线运动(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速 直线运动直线运动(4)两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动仍然是匀两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动仍然是匀 变速运动若合初速度与合加速度在同一直线上，则合变速运动若合初速度与合加速度在同一直线上，则合 运动为匀变速直线运动，如图运动为匀变速直线运动，如图413甲所示；不共线时甲所示；不共线时 为匀变速曲线运动，如图为匀变速曲线运动，如

12、图413乙所示乙所示图图4131判断物体是否做匀变速运动，关键是分析物体所受合力判断物体是否做匀变速运动，关键是分析物体所受合力 是否为恒力；判断物体的运动轨迹是否为曲线，关键是是否为恒力；判断物体的运动轨迹是否为曲线，关键是 看合力和合初速度的方向是否共线看合力和合初速度的方向是否共线2公式公式vv0at、xv0t at2等是匀变速直线运动的等是匀变速直线运动的 规律，不适用于曲线运动只有分解成匀变速直线运动规律，不适用于曲线运动只有分解成匀变速直线运动 后才可使用后才可使用1如图如图414所示，汽车在一段弯曲水平路面上匀所示，汽车在一段弯曲水平路面上匀 速行驶，关于它受的水平方向的作用力的

13、示意图如速行驶，关于它受的水平方向的作用力的示意图如 图图415所示，其中可能正确的是所示，其中可能正确的是(图中图中F为牵引为牵引 力，力，Ff为它行驶时所受阻力为它行驶时所受阻力) ()图图414图图415解析：解析：汽车行驶时所受阻力汽车行驶时所受阻力Ff总与该时刻它的速度方向相总与该时刻它的速度方向相反，故反，故D错误做曲线运动的物体所受合力的方向不仅与错误做曲线运动的物体所受合力的方向不仅与其速度方向成一角度，而且总是指向曲线的凹侧，其速度方向成一角度，而且总是指向曲线的凹侧，A、B两两选项中选项中F与与Ff的合力方向都不满足这一条件，只有的合力方向都不满足这一条件，只有C选项中选项

14、中F与与Ff的合力方向指向曲线的凹侧，且可能垂直于速度的方的合力方向指向曲线的凹侧，且可能垂直于速度的方向，所以向，所以C正确正确答案：答案：C1船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合 运动运动2三种速度：三种速度：v1(船在静水中的速度船在静水中的速度)、v2(水流速度水流速度)、v(船船 的实际速度的实际速度)3三种情景三种情景(1)过河时间最短：船头正对河岸时，渡河时间最短，过河时间最短：船头正对河岸时，渡河时间最短，t短短 (d为河宽为河宽)(2)v2v1时过河路径最短：合速度不可能垂时过河路径最短：合速度不可能垂 直于河岸，无法垂

15、直渡河确定方法如直于河岸，无法垂直渡河确定方法如 下：如图下：如图416所示，以所示，以v2矢量末端为矢量末端为 圆心，以圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，从矢量的大小为半径画弧，从 v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向时航矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向时航 程最短程最短 由图可知：由图可知：sin ，最短航程：，最短航程：x短短图图416 解决渡河问题关键是分清三种速度船的划行方向与解决渡河问题关键是分清三种速度船的划行方向与船头指向一致船头指向一致(v1的方向的方向)，是分速度方向，而船的航行方向，是分速度方向，而船的航行方向是实际运动的方向，也就是合速度的方向是

16、实际运动的方向，也就是合速度的方向2(2010广东省实验中学模拟广东省实验中学模拟)如图如图 417所示为某人游珠江，他所示为某人游珠江，他 以一定的速度且面部始终垂直以一定的速度且面部始终垂直 于河岸向对岸游去设江中各于河岸向对岸游去设江中各 处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时 间与水速的关系是间与水速的关系是 ()A水速大时，路程长，时间长水速大时，路程长，时间长B水速大时，路程长，时间短水速大时，路程长，时间短C水速大时，路程长，时间不变水速大时，路程长，时间不变D路程、时间与水速无关路程、时间与水速无关解析：解析：游泳者相对于岸的速度为

17、他相对于水的速度和水流游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间路程越长，但过河时间t ，与水速无关，故，与水速无关，故A、B、D均错误，均错误，C正确正确答案：答案：C 一个质点受两个互成锐角的恒力一个质点受两个互成锐角的恒力F1和和F2作用，由作用，由静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但F1突然增突然增大到大到F1F，则质点以后，则质点以后 () A一定做匀变速曲线运动一定做匀变速曲线运动 B在相等的时间内速度

18、的变化一定相等在相等的时间内速度的变化一定相等 C可能做匀速直线运动可能做匀速直线运动 D可能做变加速曲线运动可能做变加速曲线运动思路点拨思路点拨解答本题应注意以下三点：解答本题应注意以下三点：(1)F1增大后质点所受合力的方向与速度方向间的关系；增大后质点所受合力的方向与速度方向间的关系；(2)质点所受的合力是否为恒力；质点所受的合力是否为恒力；(3)质点做曲线运动的条件质点做曲线运动的条件课堂笔记课堂笔记F1、F2为恒力，质点从静止开始做匀加速直线为恒力，质点从静止开始做匀加速直线运动，运动，F1突变后仍为恒力，合力仍为恒力，但合力的方向与突变后仍为恒力，合力仍为恒力，但合力的方向与速度方

19、向不再共线，所以质点将做匀变速曲线运动，故速度方向不再共线，所以质点将做匀变速曲线运动，故A对由加速度的定义对由加速度的定义a 知，在相等的时间知，在相等的时间t内内vat必相等，故必相等，故B对做匀速直线运动的条件是对做匀速直线运动的条件是F合合0，所以，所以质点不可能做匀速直线运动，故质点不可能做匀速直线运动，故C错由于错由于F1突变后，突变后，F1F和和F2的合力仍为恒力，故加速度不可能变化，所以的合力仍为恒力，故加速度不可能变化，所以D错错答案答案AB 只要质点所受合外力的方向与速度方向不共线，质点只要质点所受合外力的方向与速度方向不共线，质点就做曲线运动如果合外力为恒力，可进一步判断

20、质点做就做曲线运动如果合外力为恒力，可进一步判断质点做匀变速直线运动匀变速直线运动. (2010华中师大附中模拟华中师大附中模拟)如图如图418所示，所示，汽车向右沿水平面做匀速直线运动，通过绳子提升重物汽车向右沿水平面做匀速直线运动，通过绳子提升重物m.若不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦，则在提升重物的若不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦，则在提升重物的过程中，下列有关判断正确的是过程中，下列有关判断正确的是 ()A重物加速上升重物加速上升B重物减速上升重物减速上升C绳子的张力不断减小绳子的张力不断减小D地面对汽车的支持力增大地面对汽车的支持力增大图图418思路点拨思路点拨因绳子不可伸长，重物

21、因绳子不可伸长，重物m的速度和汽车沿的速度和汽车沿绳子方向的分速度大小是相等的绳子方向的分速度大小是相等的课堂笔记课堂笔记汽车的速度可分解为如图所示的沿绳子方向汽车的速度可分解为如图所示的沿绳子方向的速度的速度v1和垂直于绳子方向的速度和垂直于绳子方向的速度v2，由图可得：，由图可得：v1=vcos.当汽车沿水平面做匀速直线运动时，角当汽车沿水平面做匀速直线运动时，角逐渐减逐渐减小，速度小，速度v1逐渐增大，逐渐增大，A正确，正确，B错误；重物加速上升，重错误；重物加速上升，重物处于超重状态，通过微元法可求得加速度越来越小，由物处于超重状态，通过微元法可求得加速度越来越小，由FT-mg=ma知

22、绳子的拉力逐渐减小，知绳子的拉力逐渐减小，C正确；对汽车正确；对汽车(设其质设其质量为量为M)进行受力分析可得：进行受力分析可得：FN+FTsin=Mg，随着角，随着角的减的减小，小，FTsin减小，故减小，故FN增大，增大，D正确正确答案答案ACD 绳、杆等有长度的物体，在运动过程中，其两端点的绳、杆等有长度的物体，在运动过程中，其两端点的速度通常是不一样的，但两端点的速度是有联系的，称之速度通常是不一样的，但两端点的速度是有联系的，称之为为“关联关联”速度速度“关联关联”速度的关系速度的关系沿杆沿杆(或绳或绳)方方向的速度分量大小相等向的速度分量大小相等. (13分分)(2010海门模拟海

23、门模拟)小船匀速横渡一条小船匀速横渡一条河流若船头垂直于对岸航行，在出发后河流若船头垂直于对岸航行，在出发后10 min到达对岸到达对岸下游下游120 m处；若船头保持与河岸成处；若船头保持与河岸成角向上游航行，出角向上游航行，出发后发后12.5 min到达正对岸求：到达正对岸求：(1)水流的速度；水流的速度；(2)船在静水中的速度；船在静水中的速度；(3)河的宽度；河的宽度；(4)船头与河岸间的夹角船头与河岸间的夹角.思路点拨思路点拨小船渡河问题，主要说明水的流速和船在静小船渡河问题，主要说明水的流速和船在静水中的速度是分速度，而船在河中的实际速度是合速度，水中的速度是分速度，而船在河中的实

24、际速度是合速度，也是其合运动也是其合运动解题样板解题样板船头垂直于对岸航行时，如图船头垂直于对岸航行时，如图419所示所示图图419因为因为xv2t1(2分分)所以水的流速所以水的流速v2 m/s0.2 m/s (1分分)而且有而且有dv1t1 船头保持与岸成船头保持与岸成角航行时，如图角航行时，如图4110所示所示图图4110v2v1cos(2分分)dv1t2sin(2分分)由由式得：式得：Sin 0.8(1分分)所以所以53 (2分分)由由得：得：v1 m/s (1分分)dv1t1200 m. (2分分)答案答案(1)0.2 m/s(2) m/s(3)200 m(4)53 小船渡河是典型的

25、运动的合成与分解问题，此类问题，小船渡河是典型的运动的合成与分解问题，此类问题，一定要搞清船速、水流速度和船的实际速度的大小和方向一定要搞清船速、水流速度和船的实际速度的大小和方向的关系，才可分析渡河时间和渡过位移的关系，才可分析渡河时间和渡过位移1下列说法正确的是下列说法正确的是 () A物体在恒力作用下不可能做曲线运动物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B物体在变力作用下有可能做曲线运动物体在变力作用下有可能做曲线运动 C物体做曲线运动，沿垂直于速度方向的合力一定不为零物体做曲线运动，沿垂直于速度方向的合力一定不为零 D沿垂直于速度方向的合力为零时，物体一定做直线运动沿垂直于速度方向的合力为

26、零时，物体一定做直线运动解析：解析：物体是否做曲线运动，取决于物体所受合外力方向物体是否做曲线运动，取决于物体所受合外力方向与物体运动方向是否共线，只要两者不共线，无论物体所与物体运动方向是否共线，只要两者不共线，无论物体所受合外力是恒力还是变力，物体都做曲线运动，故受合外力是恒力还是变力，物体都做曲线运动，故A错误，错误，B正确由垂直于速度的力改变速度的方向、沿速度方向正确由垂直于速度的力改变速度的方向、沿速度方向的力改变速度的大小知，的力改变速度的大小知，C、D正确正确答案：答案：BCD2在地面上观察下列物体的运动，其中物体一定做曲线运动在地面上观察下列物体的运动，其中物体一定做曲线运动

27、的是的是 () A向东运动的质点受到一个向西的力的作用向东运动的质点受到一个向西的力的作用 B正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风 C河水匀速流动，正在河里匀速驶向对岸的汽艇河水匀速流动，正在河里匀速驶向对岸的汽艇 D在匀速行驶的列车上，相对列车水平向后抛出的一在匀速行驶的列车上，相对列车水平向后抛出的一 个小球个小球解析：解析：A项中，力的方向与速度的方向相反，在一条直线上，项中，力的方向与速度的方向相反，在一条直线上，质点仍做直线运动；质点仍做直线运动；B项中，气球的运动方向与受力方向不共线，做曲线运动；项中，气球的运动方向与受力方向不共线，做曲线运动；C项

28、中，两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动；项中，两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动；D项中，若小球相对列车向后抛出的速度与列车前进的速度项中，若小球相对列车向后抛出的速度与列车前进的速度大小相同，则小球相对地面的初速度为零，故做自由落体大小相同，则小球相对地面的初速度为零，故做自由落体运动，为直线运动故只有运动，为直线运动故只有B正确正确答案：答案：B3如图如图4111所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨 迹示意图，已知质点在迹示意图，已知质点在B点的速度方向与加速度方向相互点的速度方向与加速度方向相互 垂直，则下列说法中正确的是垂直，则下列说法中正确的是 ()图图4111AD点的速率比点的速率比C点的速率大点的速率大BA点的加速度与速度的夹角小于点的加速度与速度的夹角小于90CA点的加速度比点的加速度比D点的加速度大点的加速度大D从从A到到D加速度与速度的夹角先增