高考物理大一轮复习精讲课件：第4章 曲线运动 万有引力与航天第1课时 曲线运动 运动的合成与分解

考点内容要求命题规律复习策略运动的合成与分解Ⅱ(1)速度、加速度、位移的合成与分解在实际问题中的应用；(2)平抛运动的处理方法以及平抛运动在具体生活情境中的应用；(1)掌握研究曲线运动的基本方法——运动的合成与分解，提高化曲为直的能力；抛体运动Ⅱ匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ匀速圆周运动的向心力Ⅱ(3)描述圆周运动的物理量及它们之间的关系和应用；(4)圆周运动的动力学问题；(5)圆周运动的临界问题；(6)天体质量和密度的计算；(7)第一宇宙速度的计算；(8)天体的运动及卫星的变轨问题(2)注意曲线运动特别是圆周运动与生产、生活、高科技的联系；(3)注意复习思路——将天体运动看成匀速圆周运动，万有引力提供向心力；(4)天体运动公式繁多，容易混淆，复习中注意理解和区分离心现象Ⅰ万有引力定律及其应用Ⅱ环绕速度Ⅱ第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ经典时空观和相对论时空观Ⅰ第1课时曲线运动运动的合成与分解

[知

识

梳

理]知识点一、曲线运动1．速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的

。2．运动的性质：做曲线运动的物体，速度的

时刻在改变，所以曲线运动一定是

运动。切线方向方向变速3．曲线运动的条件知识点二、运动的合成与分解1．基本概念

(1)运动的合成：已知

求合运动。

(2)运动的分解：已知

求分运动。2．分解原则：根据运动的

分解，也可采用

。3．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遵循

。分运动合运动实际效果正交分解平行四边形定则思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)做曲线运动的物体，其所受合外力一定不为零，一定具有加速度。(

)(2)做曲线运动的物体，其瞬时速度的方向就是位移方向。(

)(3)做曲线运动的物体，所受合外力的方向一定指向曲线的凹侧。(

)(4)两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等。(

)答案(1)√

(2)×

(3)

√

(4)√

[题

组

自

测]

题组一物体做曲线运动的条件及轨迹分析1．(多选)下列说法正确的是(

) A．物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动

B．物体在变力作用下一定是做曲线运动

C．物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零

D．两个直线运动的合运动一定是直线运动解析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，无论物体所受合外力是恒力还是变力，物体都做曲线运动，若两者共线，做直线运动，则选项A正确，B错误；由垂直速度方向的力改变速度的方向，沿速度方向的力改变速度的大小可知，C正确；两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，则选项D错误。答案AC2.光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角(如图1)，与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则(

)图1A．因为有Fx，质点一定做曲线运动B．如果Fy＞Fx，质点向y轴一侧做曲线运动C．质点不可能做直线运动D．如果Fx＞Fycot

α，质点向x轴一侧做曲线运动解析若Fy＝Fxtan

α，则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上，此时质点做直线运动。若Fx＞Fycot

α，则Fx、Fy的合力F与x轴正方向的夹角β＜α，则质点向x轴一侧做曲线运动，故正确选项为D。答案D题组二运动的合成与分解3．(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图2所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，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(

)图2A．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BC4．(多选)在一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－时间图像如图3甲、乙所示，下列说法中正确的是(

)图3A．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)考点一物体做曲线运动的条件及轨迹分析1．条件 物体受到的合外力与初速度不共线。2．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轨迹的“凹”侧。3．合力方向与速率变化的关系

(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大。

(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小。

(3)当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。【例1】

如图4所示，图中红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的(

)图4 A．直线P B．曲线Q C．曲线R D．无法确定解答本题时可按以下思路进行：解析红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动两个分运动，由于蜡块在任一点的合速度方向是斜向右上方的，而合加速度方向水平向右，故蜡块的轨迹是曲线，根据曲线运动中加速度方向总是指向曲线的凹侧可知，选项B正确。答案B【变式训练】1.某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图5所示。已知在B点时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(

)图5A．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加速度与速度方向始终垂直D．从B到D加速度与速度方向的夹角先增大后减小解析铅球做斜抛运动，根据曲线运动的条件和题目中在B点的速度方向与加速度方向相互垂直，即竖直方向上的分速度为零，可判断B点是轨迹的最高点，根据加速度和速度方向间的关系可知A项正确；D点和C点的加速度一样大，都等于重力加速度，B错；过了B点后，在D点加速度与速度不可能再垂直，C错；根据曲线运动的特点，可判断从B点到D点加速度与速度的夹角一直减小，D错。答案A考点二运动的合成与分解及应用1．合运动和分运动的关系

(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)独立性：一个物体同时参与几个分运动时，各分运动独立进行，互不影响。

(3)等效性：各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。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。【例2】

有一个质量为2kg的质点在x－y平面上运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图6甲、乙所示，下列说法正确的是(

)图6A．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【变式训练】2．(2014·广东汕头一模)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/s B．气球的运动轨迹是曲线

C．若气球获5m/s的水平速度，气球到达高度h的路程变长

D．若气球获5m/s的水平速度，气球到达高度h的时间变短(2)过河路径最短(v2＜v1时)：合速度垂直于河岸时，航程最短，x短＝d。图7解决这类问题的关键(1)正确区分分运动和合运动，船的划行方向也就是船头指向，是分运动。船的运动方向也就是船的实际运动方向，是合运动，一般情况下与船头指向不一致。(2)运动分解的基本方法，按实际效果分解，一般用平行四边形定则按水流方向和船头指向分解。(3)渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关，与水流速