山东省德州一中2018-2019学年度：高一物理《曲线运动运动的合成与分解》学案

1、山东省德州一中 2018-2019 学年度：人教版高一物理曲线运动运动的合成与分解学案3 .合运动的性质判断课题4:曲线运动及其运动的合成与分解(涵盖2018年高考真题)【学习目标】1掌握曲线运动的概念、特点及条件。2掌握运动的合成与分解法则。【知识梳理】一、物体做曲线运动的条件及轨迹1 .曲线运动(1) 速度的方向：(2) 运动的性质：(3) 曲线运动的条件：2 .合外力方向与轨迹的关系变化：非匀变速运动不变：匀变速运动共线：直线运动不共线：曲线运动两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动两个初速度为零的匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运

2、动如果 v合与 a合共线，如果 v合与 a合不共线，【真题透析】1.(2018 年江苏卷)某弹射管每次弹出的小球速度相等.在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球.忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的()A.时刻相同，地点相同B.时刻相同，地点不同C.时刻不同，地点相同D.时刻不同，地点不同2.(2018 年天津卷)滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB,从滑道的 A 点滑行到最低点 B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速 率不变，则运动员沿 AB 下滑过程中4 两个直线运动的合运动性质的判断标准：看合初速度方向与

3、合加速度方向是否共线3 .速率变化情况判断(1) 当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率 -(2) 当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率 -(3) 当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率 -二、运动的合成及运动性质分析1 遵循的法则：2 合运动与分运动的关系(1)等时性(2)独立性(3)等效性加速度或合外力加速度 或合外力 方向与速度方向山东省德州一中 2018-2019 学年度：人教版高一物理曲线运动运动的合成与分解学案2 / 5BA.所受合外力始终为零B. 所受摩擦力大小不变C. 合外力做功一定为零D. 机械能始终保持不变3 . （2016 全国乙卷 18）（多选）

4、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（）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4. 2016 江苏卷如图 1-所示，倾角为a的斜面 A 被固定在水平面上， 细线的一端固定于墙面, 另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B 相连，B 静止在斜面上.滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行.A、B 的质量均为 m.撤去固定 A 的装置后，A、B 均做直线运动.不计一切摩擦，重力加A .帆船朝正东方向航行，速度大小为vB .帆船朝正西

5、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 2vD .帆船朝北偏东 45 方向航行，速度大小为、2v6 . （2014 四川 4）有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河.小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（）kvvCL1 k1 2 3D-k2-17 . （2014 四川 8（1）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1 A 固定不动时，A 对 B 支持力的大小 N ;2 A 滑动的位移为 x 时，B 的位移大小

6、s;3 A 滑动的位移为 x 时的速度大小 VA.5.（2015 广东理综 14）如图 3 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（）山东省德州一中 2018-2019 学年度：人教版高一物理曲线运动运动的合成与分解学案3 / 5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 12 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，小钢珠的运动轨迹是 _ （填轨迹字母代号）.实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向 _ （选填“在”或“不

7、在”）同一直线上时，物体做曲线运动.【模拟试题】& （6 分）（2015 全国卷I22）某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为 R= 0.20 m）.山东省德州一中 2018-2019 学年度：人教版高一物理曲线运动运动的合成与分解学案4 / 5(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图11(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg ；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数 为 m;多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示：序号1

8、2345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，计算结果保留 2 位有效数字)11. (10 分)“嫦娥一号”探月卫星的成功发射，实现了中华民族千年奔月的梦想.假若我国的航天员登上某一星球并在该星球表面上做了如图13 所示的力学实验：让质量为 m= 1.0 kg 的小滑块(可视为质点)以 vo= 1 m/s 的初速度从倾角为 53的斜面 AB 的顶点 A 滑下，到达 B 点后恰好能沿倾角为37的斜(1)求该星球表面的重力加速度g;若测得该星球的半径为 R= 6X106则探测器运行

9、的最大速度为多少？完成下列填空:模拟器图知运动员的滑板与斜面间的动摩擦因数=0.8, cos 53 0.6)求:尸 0.1，忽略空气阻力，重力加速度_g 取 10 m/s2.( 已知 sin 53图 129. (8 分)质量为 m 的卫星发射前静止在地球赤道表面.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R.(1)已知地球质量为 M，自转周期为 T,引力常量为 G,求此时卫星对地表的压力N 的大小.(2)卫星发射后先在近地轨道上运行(轨道离地面的高度可忽略不计 变轨成为地球的同步卫星，此时离地面高度为)，运行的速度大小为V1，之后经过H，运行的速度大小为V2.面到达 C 点不计滑过 B 点时的机

10、械能损失，滑块与斜面间的动摩擦因数均为点离 B 点所在水平面的高度分别为h1= 1.2 m,h2= 0.5 m .已知 sin 37 0.6, cos 37尸 0.5，测得 A、C 两0.8,不计该星球的自转以及其他星球对它的作用.求比值：;；图 13若卫星发射前随地球一起自转的速度大小为V0,通过分析比较 V0、V1、V2三者的大小关系.若测得该星球的半径为 R= 6X106m, 取地球半径 R0= 6.4X106m，地球表面的重力加速度g0= 1010 (10 分)(2018 福建师范大学附中期中)如图 12 所示，滑板运动员从倾角为 53。的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端

11、有一高h= 1.4 m、宽 L = 1.2 m 的长方体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须在距水平地面高度H = 3.2 m 的 A 点沿水平方向跳起离开斜面(竖直方向的速度变为0).已m/s2，求该星球的平均密度与地球的平均密度之比专题 4:曲线运动+运动的合成与分解(答案)(1)运动员在斜面上滑行的加速度的大小;将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为kg；若运动员不触及障碍物，他从斜面上起跳后到落至水平面的过程所经历的时间;运动员为了不触及障碍物，他从A 点沿水平方向起跳的最小速度.N ;小车通过最低点时的速度大小为m,航天员要在该星球上发射一颗探测器

12、绕其做匀速圆周运动,山东省德州一中 2018-2019 学年度：人教版高一物理曲线运动运动的合成与分解学案5 / 5定不为零，A错误,运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当I可心力故有FN-mgcas6 = m-=FN=+mgeos#运动过程中速率怛定，且。在减小，所以.曲面对运动员I支持力越来越大，根据 2 呱可知摩撷力越来越大，B错误运动员运动过程中速率不变，质量不变，同能不变，动能变化量为雾，根据动能定理可知合力做功为剽C正羸因为克服摩撫力做功，机械能不守冷3 .答案：BC解析：质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0,当对其施加一恒力后，恒力的方向与原

13、来运动的速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定解析 以帆板为参照物，帆船具有正东方向的速度v 和正北方向的速度 v，所以帆船相对帆板的【解析】设大河宽度为必小船在静水中的速度为畑贝怯程渡河所用时间A二己回程渡河所用时间彳说一识7.【答案】b c 不在【解析】因为磁铁对小钢珠只能提供引力，磁钱在月处a寸，尸与w同向，小钢珠做匀加速直线运动,【真题透析】1.【答案】B【解析】本题考查合运动与分运动的关系及时刻和位墨的概念，意在考查考生的理解能力。弹射管在竖直方向做自由落体运动八所叹弹出小球在竖直方向运动的时间相等，因此两球应同时落地,由于两小(2)根据几何关

14、系丘=工-(1一 gwu),Sisina先后弹出，且厘出小球的初速度相同，所以小球在水平方向运动的时间不等，因小球在水平方向做匀速动，所以水平位移相等，因此落点不相同，故选项B正确。2.【答案】C【解析】根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根將牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压：？变化情况，从而分析运动员所受摩撫力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒因为运动员俶曲线运动所以合力解得syl2(1cos)JC根据机械能守恒定律贰+扌根据速度的走义得Ax2Vff=A?与该恒力的方向相同，选项 B、C 正确。2gxsi

15、na4 .【答案】(1)mgcosa(2) .2 (1 cosa) x (3)-V 32cosa【解析】 支持力的大小 N= mgcosa运动轨迹为h当磁铁放在占处时戸与诫不在同一B处，引力指向曲线的凹侧，运动轨迹为匸当合外力方向与速度方向不在同一直线上时物体做曲线运动.8. (2)1.40(4)7.91.4贝VB=A/2(1cosa)M解得速度 v相对=.2v，方向为北偏东 45 , D 正确.6 .【答案】Bh=q说$由题东也二匕联立汰上各式得诫二車选项B正确，选项乩Cv D错误.山东省德州一中 2018-2019 学年度：人教版高一物理曲线运动运动的合成与分解学案6 / 5解析(2)由题

16、图(b)可知托盘秤量程为 10 kg，指针所指的示数为1.40 kg.(3)为了不触及障碍物，运动员以速度v 沿水平方向起跳后竖直下落高度为H -动的距离为諾劳七，设该段时间为 t,则 H -h=ggt2H53 七 Lit过凹形桥最低点时对桥的压力为FN= mg mg7.9 N ;根据径向合力提供向心力，即7.9 N (1.40 同步卫星与地球自转的角速度相等，而半径大于地球半径，根据 所以V1V2V0.10. (1)7.4 m/s2(2)0.8 s (3)6.0 m/s解析(1)设运动员连同滑板的质量为m,运动员在斜面上滑行的过程中，根据牛顿第二定律有mgsin53 mgos 53 = ma

17、,解得运动员在斜面上滑行的加速度a= 7.4 m/s2.(2)运动员从斜面上起跳后沿竖直方向做自由落体运动，一 12根据自由落体运动规律有 H = ?gt，解得 t = 0.8 s.1.00)X9.8 N=1.4 m/s.2Mm 4nR(1)GRm v1v2v0解析(1)卫星静止在地球赤道表面时，随地球一起做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得Mm ,4nRGR2N=mT2.解得 N = G2Mm 4nRR2mT2.根据牛顿第三定律可知卫星对地表的压力2Mm 4nRR2mT2.卫星围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有2Mm V1GR2=mR，GMmR+ H2V22=mR+H解得v1=V2R+ H2311.(1)6 m/s (2)6M0 m/s (3)0.64解析(1)小滑块从 A 到 C 的过程中，由动能定理得mg(h1 h2)卩 mgos 53h1sin 53mgos 37h2sin 3712三 0；mv