2022届高考物理一轮复习-第4章-第1课时-曲线运动-平抛运动课件-人教大纲版2

考纲要求三年考情热点考向考点要求2007年2008年2009年运动的合成和分解Ⅰ广东理科(T16·选择)宁夏理综(T23·计算)全国理综(T14·选择)广东物理(T11·选择)江苏物理(T13·计算)江苏物理(T5·选择)福建卷(T20·计算)江苏卷(T4·选择)全国卷Ⅱ(T23·实验)运动的合成与分解在高考中单独命题的机会较少，但是它是曲线运动的研究方法，也是掌握的重点．平抛运动的规律及其研究方法是高考的命题热点，有时与电场力、磁场力一起综合考查.曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向，且必须具有加速度Ⅰ平抛运动Ⅱ第四章曲线运动万有引力定律第1课时曲线运动平抛运动第一页，编辑于星期一：十四点三分。第一页，编辑于星期四：二十点三十五分。1．运动特点曲线运动的速度：曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的

方向，是时刻

的，具有加速度，因此曲线运动一定是

运动，但变速运动不一定是曲线运动．切线改变变速第二页，编辑于星期一：十四点三分。第二页，编辑于星期四：二十点三十五分。2．物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度看，如果物体所受合外力方向跟物体的

方向不在同一条直线上，物体就做曲线运动．(2)从运动学角度看，就是加速度方向与

方向不在同一条直线上．经常研究的曲线运动有平抛运动和匀速圆周运动．速度速度第三页，编辑于星期一：十四点三分。第三页，编辑于星期四：二十点三十五分。3．运动的合成与分解

已知分运动求合运动称为运动的

；已知合运动求分运动称为运动的

．两者互为逆运算．在对物体的实际运动进行分析时，可以根据

分解，也可以采用正交分解．分解实际效果合成第四页，编辑于星期一：十四点三分。第四页，编辑于星期四：二十点三十五分。4．合运动与分运动的关系等时性各分运动经历的时间与合运动经历的.独立性一个物体同时参与几个分运动，各分运动

不受其他分运动的影响等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有

的效果都按其自身规律进行时间相等完全相同5.遵循的法则

运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即

、

、

的合成与分解，由于它们都是矢量，故遵循

．位移速度加速度平行四边形定则第五页，编辑于星期一：十四点三分。第五页，编辑于星期四：二十点三十五分。1．不同运动类型的分类分析轨迹分类条件直线运动匀速直线运动F合＝0匀变速直线运动F合为恒力且与速度同线非匀变速直线运动F合为变力且与速度同线曲线运动匀变速曲线运动F合≠0为恒力与速度不同线非匀变速曲线运动F合≠0为变力与速度不同线第六页，编辑于星期一：十四点三分。第六页，编辑于星期四：二十点三十五分。2.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，速度方向与轨迹相切，合力方向指向曲线的“凹”侧．3．速率变化情况判断第七页，编辑于星期一：十四点三分。第七页，编辑于星期四：二十点三十五分。1.2008年5月12日，四川省发生里氏8.0级强烈地震，全国很多地区有明显震感，给中国造成很大损失．由于交通隔断，给救援工作带来很大困难，5月14日，国务院抗震救灾总指挥部决定调用直升机赶赴灾区救援，如此大规模的航空运力调用是民航历史上的首次．如图4－1－1所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升飞机A，用悬索(重力可忽略不计)紧急救护伤员B.在直升飞机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员提起，在某一段时间内，第八页，编辑于星期一：十四点三分。第八页，编辑于星期四：二十点三十五分。A、B之间的距离以l＝H－t2(式中H为直升飞机A离地面的高度，各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化，则在这段时间内，下面判断中正确的是(不计空气阻力)()A．悬索的拉力小于伤员的重力B．悬索成倾斜直线C．伤员做速度减小的曲线运动D．伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动第九页，编辑于星期一：十四点三分。第九页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：伤员B参与了两个方向上的运动：水平方向上和飞机A以相同的速度沿水平方向匀速运动；竖直方向上，由于A、B之间的距离以l＝H－t2规律变化，H为直升飞机A离地面的高度，所以伤员B与地面的竖直距离关系为s＝t2＝×a×t2，则a＝2m/s2，由此判断伤员B在竖直方向上以2m/s2的加速度做匀加速直线运动．根据以上分析，伤员B应该做加速度恒定的匀变速曲线运动，且速度不断增加，C选项错误；由于加速度竖直向上，由牛顿第二定律可知悬索拉力大于伤员B的重力，A选项错误；由于伤员B水平方向匀速运动，伤员B和飞机在水平方向上保持相对静止，所以悬索应成竖直状态，B选项错误．答案：D第十页，编辑于星期一：十四点三分。第十页，编辑于星期四：二十点三十五分。1．定义：水平方向抛出的物体只在

作用下的运动．2．性质：平抛运动是加速度为g的

曲线运动，其运动轨迹是

．3．平抛物体运动条件：(1)v0≠0，沿

，(2)只受

作用．重力匀加速抛物线水平方向重力第十一页，编辑于星期一：十四点三分。第十一页，编辑于星期四：二十点三十五分。4．研究方法

运动的合成与分解．把平抛运动分解为水平方向的

运动和竖直方向的

运动．5．运动规律

以抛出点为坐标原点，水平初速度v0方向为x轴正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，建立如图4－1－2所示的坐标系，则平抛运动规律如下表．图4－1－2匀速自由落体第十二页，编辑于星期一：十四点三分。第十二页，编辑于星期四：二十点三十五分。水平方向vx＝v0

x＝

竖直方向vy＝

y＝

合运动合速度：vt＝合位移：s＝合速度与水平方向的夹角tanα＝合位移与水平方向的夹角tanθ＝gtv0t第十三页，编辑于星期一：十四点三分。第十三页，编辑于星期四：二十点三十五分。1．平抛运动的特点 (1)平抛运动是匀变速曲线运动，故相等的时间内速度的变化量相等． 由Δv＝gt，速度的变化必沿竖直方向，如图4－1－3所示． (2)物体由一定高度做平抛运动，其运动时间由下落高度决定，与初速度无 关，由公式y＝

，可得t＝；落地点距抛出点的水平距 离x＝v0t，由水平速度和下落时间共同决定． (3)水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在，互不影响，具有独立性．图4－1－3第十四页，编辑于星期一：十四点三分。第十四页，编辑于星期四：二十点三十五分。2．平抛运动的几个重要推论 推论1：从抛出点开始，任意时刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角的 正切值的2倍． 推论2：从抛出点开始，任意时刻速度的反向延长线与x轴的交点为此 时刻对应水平位移的中点． 这两个推论也可用于分析类平抛运动问题．物体做平抛运动的条件：只受重力作用，初速度不为零且沿水平方向．物体受恒力作用，且初速度与恒力垂直，物体做类平抛运动．第十五页，编辑于星期一：十四点三分。第十五页，编辑于星期四：二十点三十五分。如图4－1－4所示，一小球以v0＝10m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计，g取10m/s2)，以下判断中正确的是()A．小球经过A、B两点间的时间t＝(－1)sB．小球经过A、B两点间的时间t＝sC．A、B两点间的高度差h＝10mD．A、B两点间的高度差h＝15m2.第十六页，编辑于星期一：十四点三分。第十六页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：设A点竖直速度为vyA，vyA＝v0＝gtA，得tA＝1s，设B点的竖直速度为vyB，vyB＝v0tan60°＝gtB得tB＝s，则小球经过A、B两点间的时间为tB－tA＝(－1)s，故A正确．B错误，A、B两点间的高度差hAB＝

＝10m．故C正确，D错误．答案：AC

第十七页，编辑于星期一：十四点三分。第十七页，编辑于星期四：二十点三十五分。【例1】一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度vx图象和流水的速度vy图象如图4－1－5甲、乙所示，则() A．快艇的运动轨迹为直线 B．快艇的运动轨迹为曲线 C．能找到某一位置使快艇最 快到达浮标处的时间为20s D．快艇最快到达浮标处经过的位移为100m第十八页，编辑于星期一：十四点三分。第十八页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：艇沿河岸方向的匀速运动与垂直于河岸的匀加速运动的合运动是类平抛性质的曲线运动．最快到达浮标处的方式是使垂直于河岸的速度vx保持图甲所示的加速度a＝0.5m/s2的匀加速运动，则at2＝x，代入x＝100m有t＝20s．但实际位移为x＝＞100m，D项错．答案：BC第十九页，编辑于星期一：十四点三分。第十九页，编辑于星期四：二十点三十五分。1．此类题应用矢量合成与分解的方法，因为速度是矢量，在合成和分解时，采用矢量合成与分解的平行四边形定则．将艇的运动分解为沿河岸的匀速运动和垂直于河岸的匀加速运动．2．研究曲线运动的思维过程(欲知)曲线运动规律

(只需研究)两分运动规律

(得知)曲线运动规律．第二十页，编辑于星期一：十四点三分。第二十页，编辑于星期四：二十点三十五分。1－1现在城市的滑板运动非常流行．在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，如图4－1－6所示．假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员能顺利完成该动作，最终仍落在滑板原来的位置上．要使这个表演成功，运动员除了跳起的高度足够外，在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该() A．竖直向下 B.竖直向上 C．向下适当偏后 D．向下适当偏前第二十一页，编辑于星期一：十四点三分。第二十一页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：本题考查运动的合成与分解，要使运动员落在滑板原来的位置，则运动员在跳起后和滑板在水平方向的运动情况相同，由于惯性，运动员和滑板的水平初速度相同，因此只要水平方向上不受力即可，故双脚对滑板的作用力方向应该竖直向下，A正确．答案：A第二十二页，编辑于星期一：十四点三分。第二十二页，编辑于星期四：二十点三十五分。【例2】如图4－1－7所示，一架在500m高空以200m/s的速度水平匀速飞行的轰炸机，要用两枚炸弹分别炸山脚和山顶的目标A和B.已知山高180m，山脚与山顶的水平距离为600m，若不计空气阻力，g取10m/s2，则投弹的时间间隔应为() A．6s B．5s C．3s D．2s第二十三页，编辑于星期一：十四点三分。第二十三页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：第一枚炸弹从释放到落地过程中水平方向通过的位移为：s1＝

＝2000m，第二枚炸弹从释放到落地过程中水平方向通过的位移为：s2＝

＝1600m，则两枚炸弹水平距离为s＝s0＋s1－s2＝1000m，由t＝ ＝5s.答案：B第二十四页，编辑于星期一：十四点三分。第二十四页，编辑于星期四：二十点三十五分。2－1 “5·12”汶川大地震，牵动了全国人民的心．一架装载救灾物资的直升飞机，以10m/s的速度水平飞行，在距地面180m的高度处，欲将救灾物资准确投放至地面目标，若不计空气阻力，g取10m/s2，则() A．物资投出后经过6s到达地面目标 B．物资投出后经过18s到达地面目标 C．应在距地面目标水平距离60m处投出物资 D．应在距地面目标水平距离180m处投出物资第二十五页，编辑于星期一：十四点三分。第二十五页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：本题考查平抛运动的规律．物资投出后做平抛运动，其落地所用时间由高度决定，t＝＝6s，A项正确，B项错误；抛出后至落地的水平位移为s＝vt＝60m，C项正确，D项错误．答案：AC第二十六页，编辑于星期一：十四点三分。第二十六页，编辑于星期四：二十点三十五分。【例3】如图4－1－8所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角α，若把初速度变为2v0，则() A．空中的运动时间变为原来的2倍 B．夹角α将变大 C．PQ间距一定大于原来间距的3倍 D．夹角α与初速度大小无关第二十七页，编辑于星期一：十四点三分。第二十七页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：由 故A正确； ，所以若v0加倍，PQ间距将为原来的4倍，C正确；设小球落到斜面上的速度与水平方向夹角为β，则tanβ＝＝2tanθ，可见β与v0无关，因此α＝β－θ也与初速度无关，B错误，D正确．答案：ACD第二十八页，编辑于星期一：十四点三分。第二十八页，编辑于星期四：二十点三十五分。若初速度变为2v0，则(1)小球落在斜面上的速率变为原来的多少倍？(2)小球离斜面的最远距离为原来的多少倍？解析：(1)因为vt＝vt′＝所以vt′＝2vt所以速率变为原来的2倍．第二十九页，编辑于星期一：十四点三分。第二十九页，编辑于星期四：二十点三十五分。(2)把初速度、重力加速度g沿斜面、垂直斜面两个方向分解，则小球离斜面最远距离满足：h＝h′＝所以h′＝4h，即最远距离变为原来的4倍．答案：(1)2(2)4第三十页，编辑于星期一：十四点三分。第三十页，编辑于星期四：二十点三十五分。研究平抛运动的基本思路是1．突出落点问题一般要建立水平位移和竖直位移之间的关系．2．突出末速度的大小和方向问题的，一般要建立水平速度和竖直速度之间的关系．3．要注意挖掘和利用好合运动、分运动及题设情景之间的几何关系．第三十一页，编辑于星期一：十四点三分。第三十一页，编辑于星期四：二十点三十五分。3－1如图4－1－9所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点处．若不计空气阻力，下列关系式正确的是() A．va＝vb B．va＝vb C．ta＝tb D．ta＝tb第三十二页，编辑于星期一：十四点三分。第三十二页，编辑于星期四：二十点三十五分。解析：本题考查平抛运动，中档题．做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定t＝，a物体下落的高度是b的2倍，有ta＝tb，D正确；水平方向的距离由高度和初速度决定x＝v0，由题意得a的水平位移是b的2倍，可知va＝vb，B正确．答案：BD第三