高中物理曲线运动-运动的合成与分解-新人教版必修省公开课一等奖全国示范课微课金奖

曲线运动

第1页第一节曲线运动运动合成与分解第2页基础梳理自学导引一、曲线运动1．运动特点(1)速度方向：质点在某点速度，沿曲线上该点__________方向．切线第3页(2)运动性质：做曲线运动物体，速度__________时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，即必定含有_______________．2．曲线运动条件方向加速度第4页(1)从动力学角度看：物体所受_____方向跟它速度方向不在同一条直线上．(2)从运动学角度看：物体加速度方向跟它速度方向不在同一条直线上．协力第5页尤其提醒：曲线运动一定是变速运动，最少速度方向在时刻改变，而变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动．第6页思索感悟怎样判断一个物体是否做曲线运动？提醒：看合外力(加速度)与速度方向是否在同一条直线上．第7页二、运动合成与分解1．基本概念2．分解标准依据运动__________分解，也可采取___________．实际效果正交分解第8页3．遵照规律位移、速度、加速度都是矢量，故它们合成与分解都遵照_______________________．(1)假如各分运动在同一直线上，需选取__________，与______________量取“＋”号，平行四边形定则正方向正方向同向第9页与____________量取“－”号，从而将矢量运算简化为____________．(2)两分运动不在同一直线上时，按照__________________进行合成，如图4－1－1所表示．图4－1－1正方向反向代数运算平行四边形定则第10页4．合运动和分运动关系(1)等时性：合运动与分运动经历时间______________．(2)独立性：一个物体同时参加几个分运动时，各分运动独立进行，不受其它分运动影响．(3)等效性：各分运动叠加起来与合运动有完全相同效果．相等第11页关键点透析直击高考一、曲线运动协力、轨迹、速度之间关系1．协力方向与轨迹关系物体做曲线运动轨迹一定夹在协力方向和速度方向之间，速度方向与轨迹相切，协力方向指向轨迹“凹”侧．第12页2．协力方向与速度方向关系物体做曲线运动时，所受协力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依据．3．协力方向与速度大小改变关系协力沿切线方向分力改变速度大小，沿径向分力改变速度方向，第13页如图4－1－2所表示两个情景．图4－1－2第14页(1)当协力方向与速度方向夹角为锐角时，物体运动速率将增大；(2)当协力方向与速度方向夹角为钝角时，物体运动速率将减小；(3)当协力方向与速度方向垂直时，物体运动速率不变．第15页即时应用1.(原创题)“神舟”八号飞船于年11月1日5时58分发射升空，如图4－1－3所表示，在“神舟”八号靠近轨道沿曲线从M点到N点飞行过程中，速度逐步减小．在此过程中“神舟”八号所受协力方向可能是(

)第16页图4－1－3第17页解析：选C.做曲线运动物体所受协力方向总是指向曲线凹侧，A、D错误；因为速度逐步减小，故力F方向与速度方向夹角应大于90°，C正确．第18页二、合运动性质和轨迹判定1．物体运动性质由加速度决定，常见类型有(1)a＝0：匀速直线运动或静止．(2)a恒定：性质为匀变速运动，分为：①v、a同向，匀加速直线运动；第19页②v、a反向，匀减速直线运动；③v、a成一角度，匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间，和速度v方向相切，方向逐步向a方向靠近，但不可能到达)．(3)a改变：性质为非匀变速运动．如简谐运动，加速度大小、方向都随时间改变．第20页2．物体运动轨迹由物体速度和加速度方向关系决定，如图4－1－4.(1)速度与加速度共线时，物体做直线运动．(2)速度与加速度不共线时，物体做曲线运动．第21页图4－1－4第22页尤其提醒：匀变速曲线运动特例是平抛运动，非匀变速曲线运动特例是匀速圆周运动，非匀变速直线运动特例是弹簧振子振动，掌握这些运动含有非常主要意义.第23页即时应用2．(·高考四川卷改编)某研究性学习小组进行了以下试验：如图4－1－5所表示，在一端封闭光滑细玻璃管中注满清水，图4－1－5第24页水中放一个红蜡做成小圆柱体R.将玻璃管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匀速上浮同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零匀加速直线运动．R(R视为质点)在上升过程中运动轨迹示意图是(

)第25页解析：选D.竖直方向匀速运动和水平方向匀加速运动合成，轨迹为曲线，曲线切线方向(速度方向)逐步趋向加速度方向(水平方向)，故D对．图4－1－6第26页三、渡河问题1．船实际运动是水流运动和船相对静水运动合运动．2．三种速度：v1(船在静水中速度)、v2(水流速度)、v(船实际速度)．3．三种情景第27页第28页(3)过河路径最短(v2>v1时)：合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河．确定方法以下：如图4－1－7所表示，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量大小为半径画弧，从v2矢量始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向航程最短．第29页图4－1－7第30页尤其提醒：(1)船在静水中航行方向与船头指向一致(v1方向)，是分速度方向，而船航行方向是实际运动方向，也就是合速度方向.(2)小船过河最短时间与水流速度无关.第31页即时应用3．(·成都模拟)河水流速随离河岸距离改变关系如图4－1－8甲所表示，船在静水中速度与时间关系如图乙所表示，若要使船以最短时间渡河，则(

)第32页图4－1－8第33页A．船渡河最短时间是60sB．船在行驶过程中，船头一直与河岸垂直C．船航行轨迹是一条直线D．船最大速度是5m/s第34页第35页题型探究讲练互动例1题型1对曲线运动了解

一个质点受两个互成锐角恒力F1和F2作用，由静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但F1突然增大到F1＋ΔF，则质点以后(

)第36页A．继续做匀变速直线运动B．在相等时间内速度改变一定相等C．可能做匀速直线运动D．可能做变加速曲线运动第37页【思绪点拨】先判定是曲线运动还是直线运动，方法是看力方向与速度方向是否在一条直线上；再判定是加速运动还是匀速运动，方法是看F合是否为零以及是否改变．第38页【解析】F1、F2为恒力，物体从静止开始做匀加速直线运动，F1突变后仍为恒力，协力仍为恒力，但协力方向与速度方向不再共线，所以物体将做匀变速曲线运动，故A错．第39页做匀速直线运动条件是F合＝0，所以物体不可能做匀速直线运动，故C错．因为F1突变后，F1＋ΔF和F2协力仍为恒力，故加速度不可能改变，故D错．【答案】B第40页【规律总结】判断一个物体运动轨迹是曲线还是直线，一看其速度方向与协力方向是否在同一直线上．二看合速度方向是否发生改变．第41页变式训练1

(·南京模拟)手持滑轮把悬挂重物细线拉至如图4－1－9所表示实线位置，然后滑轮水平向右匀速移动，运动中一直保持悬挂重物细线竖直，则重物运动速度(

)第42页图4－1－9第43页A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．物体做直线运动D．物体做曲线运动第44页解析：选AC.重物参加两个分运动，一个是竖直向上运动，由细线收缩运动决定；一个水平方向分运动，由滑轮运动决定，这两个分运动均是匀速直线运动，所以重物合运动也是匀速直线运动，A、C正确．

第45页例2题型2“关联”速度求解A、B两物体经过一根跨过定滑轮轻绳相连放在水平面上，现物体A以v1速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时，如图4－1－10所表示．物体B运动速度vB为(绳一直有拉力)(

)第46页A．v1sinα/sinβ

B．v1cosα/sinβC．v1sinα/cosβ

D．v1cosα/cosβ图4－1－10第47页【思绪点拨】解答本题时要注意两点：(1)A、B两物体实际运动是它们各自合运动；(2)A、B两物体沿绳方向分速度相等．【解析】A、B两物体速度分解如图4－1－11.第48页图4－1－11第49页由图可知：v绳A＝v1cosαv绳B＝vBcosβ因为v绳A＝v绳B所以vB＝v1cosα/cosβ，故D对．【答案】D第50页【名师归纳】绳、杆等长度不变物体，两端点速度关系：(1)两端点都沿着绳(杆)运动时，两端点速度相等；(2)当两端点不沿绳(杆)运动时，沿绳(杆)方向分速度相等．第51页变式训练2如图4－1－12所表示，在水平地面上做匀速直线运动小车，经过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确是(

)第52页图4－1－12第53页A．物体做匀速运动，且v1＝v2B．物体做加速运动，且v2＞v1C．物体做加速运动，且FT＞GD．物体做匀速运动，且FT＝G答案：C第54页例3题型3渡河问题分析与计算(满分样板13分)河宽l＝300m，水速u＝1m/s，船在静水中速度v＝3m/s，欲分别按以下要求过河时，船头应与河岸成多大角度？过河时间是多少？(1)以最短时间过河；第55页(1)以最短时间过河；(2)以最小位移过河；(3)抵达正对岸上游100m处．【