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文档简介
第1讲曲线运动运动的合成与分解第四章
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第四章曲线运动万有引力内容索引过好双基关回扣基础知识训练基础题目研透命题点细研考纲和真题分析突破命题点课时作业限时训练练规范练速度随堂测试随堂自测检测课堂学习效果内容索引过好双基关研透命题点课时作业随堂测试过好双基关过好双基关一、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,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是
运动.3.运动的条件:物体所受
的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的
方向与速度方向不在同一条直线上.4.合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在
方向与
方向之间,速度方向与轨迹相切,合外力方向指向轨迹的“凹”侧.切线方向变速合外力加速度合外力速度一、曲线运动1.速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在答案自测1
(多选)一质点做曲线运动,它的速度方向和加速度方向的关系是
A.质点速度方向时刻在改变B.质点加速度方向时刻在改变C.质点速度方向一定与加速度方向相同D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向√√答案自测1(多选)一质点做曲线运动,它的速度方向和加速度方答案自测2
(多选)关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是
A.它所受的合外力一定不为零B.它所受的合外力一定是变力C.其速度可以保持不变D.其速度的大小可以保持不变√√答案自测2(多选)关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是二、运动的合成与分解1.遵循的法则位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循___________
.2.合运动与分运动的关系(1)等时性:合运动和分运动经历的
相等,即同时开始、同时进行、同时停止.(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动
,不受其他运动的影响.平行四边形定则时间独立进行二、运动的合成与分解1.遵循的法则平行四边形定则时间独立进行1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞:用脚跳舞,用思想跳舞,用言语跳舞,不用说,还需用笔跳舞。2、一切真理要由学生自己获得,或由他们重新发现,至少由他们重建。3、教育始于母亲膝下,孩童耳听一言一语,均影响其性格的形成。4、好的教师是让学生发现真理,而不只是传授知识。5、数学教学要“淡化形式,注重实质.6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。四月241:39上午4月-2401:39April2,20247、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2024/4/21:39:3101:39:3102April20248、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心,这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进,不知自勉,任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方,儿童才会产生上进心。1:39:31上午1:39上午01:39:314月-24
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞:用脚跳舞(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的
.3.运动性质的判断非匀变速匀变速直线曲线效果(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同4.两个直线运动的合运动性质的判断标准:看合初速度方向与合加速度方向是否共线.两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动
运动两个初速度为零的匀加速直线运动
运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线,为
运动如果v合与a合不共线,为
运动匀变速曲线匀加速直线匀变速直线匀变速曲线4.两个直线运动的合运动性质的判断两个互成角度的分运动合运动自测3
(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图1所示,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图1答案√√自测3(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图研透命题点研透命题点1.曲线运动条件(1)动力学角度:物体受到的合外力方向与速度方向不共线.(2)运动学角度:物体的加速度方向与速度方向不共线.2.合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间,而且向合外力的一侧弯曲.命题点一曲线运动条件基础考点自主悟透1.曲线运动条件命题点一曲线运动条件基础考点自主悟透3.合外力对运动的影响合外力在垂直于速度方向上的分力改变物体速度的方向,合外力在沿速度方向上的分力改变物体速度的大小.(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大;(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小;(3)当合外力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变.3.合外力对运动的影响例1
(2017·南京市、淮安市5月模拟)在光滑水平面上运动的物体,受到水平恒力F作用后,沿曲线MN运动,速度方向改变了90°,如图2所示,则此过程中,物体受到的恒力可能是
A.F1
B.F2C.F3
D.F4√图2解析由题图可知,物体从M向N运动的过程中,沿初速度的方向做减速运动,所以具有与初速度方向相反的力;同时物块向右做加速运动,所以物体还受到向右的作用力,所以物体受到的合力的方向沿F3的方向,故C正确,A、B、D错误.答案解析例1(2017·南京市、淮安市5月模拟)在光滑水平面上运动变式1
(多选)(2018·田家炳中学期中)关于物体做曲线运动,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B.物体在变力作用下有可能做曲线运动C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向不在一条直线上D.物体在变力作用下不可能做直线运动答案√√变式1(多选)(2018·田家炳中学期中)关于物体做曲线运1.分析运动的合成与分解问题时,一般情况下按运动效果进行分解.2.要注意分析物体在两个方向上的受力及运动规律,分别在两个方向上列式求解.3.两个方向上的分运动具有等时性,这常是处理运动分解问题的关键点.命题点二运动的合成与分解能力考点师生共研1.分析运动的合成与分解问题时,一般情况下按运动效果进行分解例2
(多选)(2018·阜宁中学模拟)一质量为2kg的质点在xOy平面内运动,在x轴方向的x-t图象和y轴方向的v-t图象分别如图3所示.则该质点
A.初速度大小为5m/sB.所受的合外力为3NC.做匀变速曲线运动D.初速度方向与合外力方向垂直图3答案√解析√√例2(多选)(2018·阜宁中学模拟)一质量为2kg的质合力沿y轴方向,而初速度方向既不在x轴方向,也不在y轴方向,所以质点做曲线运动,且质点初速度的方向与合外力方向不垂直,加速度恒定,做匀变速曲线运动,故C正确,D错误.合力沿y轴方向,而初速度方向既不在x轴方向,也不在y轴方向,变式2
(多选)(2017·南阳中学月考)如图4所示,甲运动员在球场上得到篮球之后,甲、乙以相同的速度v匀速并排向对方半场奔跑,随后甲运动员将球传给乙运动员,不计空气阻力,则
A.甲抛球时对球施加的水平方向推力应沿图中箭头1所指的方向B.甲抛球时对球施加的水平方向推力应沿图中箭头
2所指的方向C.坐在场边的观众看到球向箭头1所指的方向运动D.坐在场边的观众看到球向箭头2所指的方向运动图4答案√√变式2(多选)(2017·南阳中学月考)如图4所示,甲运动1.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.2.三种速度:船在静水中的速度v船、水的流速v水、船的实际速度v.3.两类问题、三种情景命题点三小船渡河模型能力考点师生共研模型构建渡河时间最短当船头方向垂直河岸时,渡河时间最短,最短时间tmin=1.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.命渡河位移最短如果v船>v水,当船头方向与上游河岸夹角θ满足v船cosθ=v水时,合速度垂直河岸,渡河位移最短,等于河宽d如果v船<v水,当船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直时,渡河位移最短,等于渡河位移最短如果v船>v水,当船头方向与上游河岸夹角θ满足v4.分析思路4.分析思路例3
(多选)(2017·响水中学模拟)如图5所示,小船自A点渡河,到达正对岸B点,现在水流速度变大,仍要使船到达正对岸B点,下列可行的办法是
A.船行方向不变,船速变大B.航行方向不变,船速变小C.船速不变,减小船与上游河岸的夹角αD.船速不变,增大船与上游河岸的夹角α答案解析√图5√例3(多选)(2017·响水中学模拟)如图5所示,小船自A解析若航行方向不变,根据平行四边形定则可知,船速变大,才能确保合速度垂直河岸,故A正确,B错误;若船速不变,根据平行四边形定则可知,必须减小船与上游河岸的夹角α,才能确保合速度垂直河岸,故C正确,D错误.解析若航行方向不变,根据平行四边形定则可知,船速变大,才能变式3
(2017·南通市如东县、徐州市丰县10月联考)一只小船渡河,运动轨迹如图6所示,水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于岸边;小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于岸边,且船在渡河过程中船头方向始终不变.由此可以确定
A.船沿AD轨迹运动时,船相对于静水做匀加速
直线运动B.船沿三条不同路径渡河的时间相同C.船沿AB轨迹渡河所用的时间最短D.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大图6答案√变式3(2017·南通市如东县、徐州市丰县10月联考)一只命题点四绳(杆)关联速度问题能力考点师生共研模型构建1.模型特点沿绳(杆)方向的速度分量大小相等.2.思路与方法合速度→绳(杆)拉物体的实际运动速度v方法:v1与v2的合成遵循平行四边形定则.命题点四绳(杆)关联速度问题能力考点师生共研模型构建1.3.解题的原则把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解.常见的模型如图7所示.图73.解题的原则图7例4
(2018·连云港市期中)如图8所示,物体A和B的质量均为m,且分别与跨过光滑轻质定滑轮的轻绳连接,在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,下列说法正确的是
A.物体A也做匀速直线运动B.物体A做匀加速直线运动C.绳子对物体A的拉力等于物体A的重力D.绳子对物体A的拉力大于物体A的重力图8答案解析√例4(2018·连云港市期中)如图8所示,物体A和B的质量解析将B物体的速度vB进行分解如图所示,则vA=vBcosα,α减小,vB不变,则vA逐渐增大,说明A物体在竖直向上做加速直线运动,故A、B错误.对A,由牛顿第二定律有FT-mg=ma,得FT=mg+ma,可知绳子对A的拉力FT>mg,故C错误,D正确.解析将B物体的速度vB进行分解如图所示,则vA=随堂测试随堂测试1.(多选)(2017·涟水中学第一次检测)如图9所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一红蜡块R(R视为质点).将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动,合速度的方向与y轴夹角为α.则红蜡块R的
A.分位移y与x成正比B.分位移y的平方与x成正比C.合速度v的大小与时间t成正比D.tanα与时间t成正比√答案解析123图9√1.(多选)(2017·涟水中学第一次检测)如图9所示,在一1231232.(2017·射阳二中模拟)光滑水平面上有一直角坐标系,质量m=4kg的质点静止在坐标原点O处.先用沿x轴正方向的力F1=8N作用了2s;然后撤去F1,并立即用沿y轴正方向的力F2=24N作用1s,则质点在这3s内的轨迹为图中的
答案123√2.(2017·射阳二中模拟)光滑水平面上有一直角坐标系,质1233.(2017·南通市第一次调研)小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相对于静水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图10中虚线所示.则小船在此过程中
A.做匀变速运动B.越接近河岸,水流速度越大C.所受合外力方向平行于河岸D.渡河的时间随水流速度变化而改变答案√图10解析1233.(2017·南通市第一次调研)小船横渡一条两岸平行123解析从题图轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有向下游的加速度,后具有向上游的加速度,故加速度是变化的,所受合外力方向平行于河岸,由于水流是先加速后减速,即越接近河岸水流速度越小,故A、B错误,C正确;由于船身方向垂直于河岸,无论水流速度是否变化,这种渡河方式耗时不变且最短,故D错误.123解析从题图轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有向课时作业课时作业1.(2018·高邮中学模拟)一质点做曲线运动,速率逐渐减小.关于它在运动过程中P点的速度v和加速度a的方向,下列各图描述准确的是
答案1234567891011双基巩固练解析√1.(2018·高邮中学模拟)一质点做曲线运动,速率逐渐减小解析题图A中,加速度方向与速度方向夹角小于90°,质点做加速运动,故A错误;题图B中,加速度的方向不能沿曲线的切线方向,应与合力同向指向曲线凹侧,故B错误;题图C中,加速度方向与速度方向夹角大于90°,质点做减速运动,故C正确;题图D中,速度方向应该沿曲线的切线方向,故D错误.1234567891011解析题图A中,加速度方向与速度方向夹角小于90°,质点做加2.已知物体运动的初速度v0的方向及恒力F的方向如下列各图所示,则图中运动轨迹可能正确的是
答案1234567891011√2.已知物体运动的初速度v0的方向及恒力F的方向如下列各图所3.(2017·泰州中学下学期初考)如图1所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸.若水流速度增大,为保持航线不变,下列措施与结论正确的是
A.增大船速,过河时间不变B.增大船速,过河时间缩短C.减小船速,过河时间变长D.减小船速,过河时间不变答案1234567891011√图1解析3.(2017·泰州中学下学期初考)如图1所示,小船沿直线A123456789101112345678910114.如图2所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是
答案1234567891011图2A.D点的速率比C点的速率大B.A点的加速度与速度的夹角小于90°C.A点的加速度比C点的加速度大D.从A到C加速度与速度的夹角先增大后减小√4.如图2所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹5.(多选)(2017·苏州市期中)有人驾一小船准备渡河,已知河宽200m,河水的流速为v1=3m/s,船在静水中的速度为v2=4m/s,下列有关小船渡河的说法正确的是
A.小船在河中运动的轨迹是一条曲线B.小船在河中运动的实际速度一定是5m/sC.小船渡河的最短距离是200mD.小船运动到对岸的最短时间是50s√答案解析1234567891011√5.(多选)(2017·苏州市期中)有人驾一小船准备渡河,已解析由题意可知,两分速度不变,则合运动是直线运动,那么船在河中的运动轨迹是一条直线,故A错误;1234567891011解析由题意可知,两分速度不变,则合运动是直线运动,那么船在由于小船在静水中的速度为v2大于水的速度v1,故小船过河最短路程为:s=d=200m,故C正确;1234567891011由于小船在静水中的速度为v2大于水的速度v1,故小船过河最短6.(多选)(2018·兴化一中期初)在光滑的水平面上有一质量为2kg的物体,在几个共点力的作用下做匀速直线运动.现突然将与速度反方向的2N的力水平旋转90°,则关于物体运动情况的叙述正确的是
A.物体做速度大小不变的曲线运动B.物体做加速度大小为
m/s2的匀变速曲线运动C.物体做速度越来越大的曲线运动D.物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大√答案1234567891011√解析6.(多选)(2018·兴化一中期初)在光滑的水平面上有一质123456789101112345678910117.如图3所示,高为H的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A,小车A下的绳索吊着重物B.在小车A与重物B以相同的水平速度沿塔吊臂向右匀速运动的同时,绳索将重物B向上吊起,A、B之间的距离以d=H-2t2规律随时间t变化,则在上述过程中
A.绳索受到的拉力不断增大B.绳索对重物做功的功率不断增大C.重物做匀变速直线运动D.重物做加速度大小不断减小的曲线运动√答案1234567891011图3解析7.如图3所示,高为H的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车解析A、B之间的距离以d=H-2t2规律随时间变化知重物在竖直方向做初速度为0,加速度为4m/s2的匀加速直线运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向有,F-mg=ma,F=mg+ma.因为加速度不变,所以拉力不变,故A错误.根据P=Fvcosθ,拉力不变,vcosθ为在竖直方向上的速度,竖直方向上做匀加速直线运动,所以绳索对重物做功的功率不断增大,故B正确.根据运动的合成,合加速度与合速度方向不在同一条直线上,重物做加速度不变的曲线运动,故C、D错误.1234567891011解析A、B之间的距离以d=H-2t2规律随时间变化知重物在8.(2017·江苏省联盟2月大联考)现在很多教室都安装可以沿水平方向滑动的黑板,如图4所示.在黑板以某一速度向左匀速运动的同时,一位教师用粉笔在黑板上画线,粉笔相对于墙壁从静止开始先匀加速向下画,接着匀减速向下画直到停止,则粉笔在黑板画出的轨迹可能为
答案解析1234567891011图4√8.(2017·江苏省联盟2月大联考)现在很多教室都安装可以解析由题意知,黑板向左运动,水平方向粉笔相对黑板向右匀速运动,竖直方向先向下加速再减速,根据运动的合成可知,粉笔受合外力先竖直向下,再竖直向上,根据力与轨迹的关系,即力指向轨迹弯曲的内侧,故D正确,A、B、C错误.1234567891011解析由题意知,黑板向左运动,水平方向粉笔相对黑板向右匀速运9.(2017·泰兴中学检测)如图5所示,中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上,通过光滑轻滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动,则下列说法正确的是
A.拉力F变小B.杆对A的弹力FN不变C.拉力F的功率P不变D.绳子自由端的速率v增大√答案解析1234567891011图5综合提升练9.(2017·泰兴中学检测)如图5所示,中间有孔的物块A套解析设A的质量为m,绳子与竖直方向上的夹角为θ,因为A做匀速直线运动,在竖直方向上合力为零,有:Fcosθ=mg,因为θ增大,则F增大.A在水平方向上合力为零,有:FN=Fsinθ=mgtanθ,θ增大,FN增大,故A、B错误.物块A沿绳子方向上的分速度v=vAcosθ,该速度等于自由端的速度,θ增大,自由端速度减小,拉力的功率P=Fv=
·vAcosθ=mg
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