高考物理复习第4章曲线运动万有引力与航天基础课时8曲线运动运动的合成与分解

[高考导航]考点内容要求说明高考命题实况命题热点江苏卷江苏卷运动合成与分解Ⅱ

T1516分T74分(1)速度、加速度、位移合成与分解在实际问题中应用；(2)平抛运动处理方法以及平抛运动在详细生活情境中应用；(3)描述圆周运动物理量及它们之间关系和应用；(4)圆周运动与牛顿运动定律、机械能守恒等内容综合应用；(5)天体质量和密度估算；(6)第一宇宙速度计算；(7)天体运动及卫星变轨问题抛体运动Ⅱ斜抛运动计算不作要求T64分

圆周运动描述Ⅰ

匀速圆周运动向心力Ⅱ

开普勒行星运动定律Ⅰ计算不作要求

万有引力定律及其应用Ⅱ地球表面附近，重力近似等于万有引力

T33分第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度Ⅰ计算只限第一宇宙速度T23分

1/40基础课时8曲线运动运动合成与分解2/40[知识梳理]知识点一、曲线运动1.速度方向：质点在某一点速度方向，沿曲线在这一点

_________。2.运动性质：做曲线运动物体，速度_____时刻在改变，所以曲线运动一定是_____运动。3.曲线运动条件切线方向方向变速3/40[思索](1)如图所表示，桌面上运动小铁球在磁铁引力作用下做曲线运动；人造卫星绕地球运行，在地球引力作用下做曲线运动。①小球、人造卫星所受合外力方向有什么特点？小球、人造卫星加速度方向有什么特点？②小球靠近磁铁时，速率怎样改变？远离磁铁时呢？合外力方向怎样影响速率改变呢？4/40(2)当物体初速度v0和所受外力F分别满足以下问题中所给定条件时，物体运动情况将会是怎样？①v0＝0，F＝0。___________________________________运动②v0≠0，F＝0。___________________________________运动③v0≠0，F≠0且恒定，二者方向相同。_______________运动④v0≠0，F≠0且恒定，二者方向相反。_______________运动⑤v0≠0，F≠0且恒定，二者方向不在一条直线上。___________________________________________________运动⑥v0≠0，F≠0不恒定且大小、方向都伴随时间改变。___________________________________________________运动5/40知识点二、运动合成与分解1.基本概念(1)运动合成：已知_______求合运动。(2)运动分解：已知_______求分运动。2.分解标准：依据运动_________分解，也可采取_________。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________________。平行四边形定则分运动合运动正交分解实际效果6/40[思索]如图所表示，在军事演练中，飞机经常一边匀加速收拢绳索提升战士，一边缘着水平方向匀速飞行。(1)战士在水平方向上和竖直方向上分别做什么运动？(2)战士合速度大小、合位移大小怎样计算？7/40[诊疗自测]

1.(多项选择)以下说法正确是(

)

A.曲线运动一定是变速运动B.曲线运动速度大小可能不变C.曲线运动加速度能够为零D.曲线运动加速度能够不变

答案

ABD8/402.(多项选择)以下说法正确是(

)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，沿垂直速度方向协力一定不为零D.两个直线运动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，只要二者不共线，不论物体所受合外力是恒力还是变力，物体都做曲线运动，若二者共线，则物体做直线运动，选项A正确，B错误；由垂直速度方向力改变速度方向，沿速度方向力改变速度大小可知，C正确；两个直线运动合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，选项D错误。AC9/403.如图1所表示曲线为运动员抛出铅球运动轨迹(铅球视为质点)，A、B、C为曲线上三点，关于铅球在B点速度方向，以下说法正确是(

)图1A.沿AB方向 B.沿BC方向C.沿BD方向 D.沿BE方向解析因为做曲线运动物体在某点速度方向沿曲线在该点切线方向，所以，铅球在B点速度方向沿BD方向，C正确。答案C10/404.光滑平面上一运动质点以速度v经过原点O，v与x轴正方向成α角，如图2所表示。与此同时对质点加上沿x轴正方向恒力Fx和沿y轴正方向恒力Fy，则(

)图2A.因为有Fx，质点一定做曲线运动B.假如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11/40答案D12/405.(多项选择)(·江苏盐城二模)如图3所表示，在一端封闭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轴正方向做初速度为零匀加速直线运动，合速度方向与y轴夹角为α。则红蜡块R(

)图313/40A.分位移y与x成正比B.分位移y平方与x成正比C.合速度v大小与时间t成正比D.tanα与时间t成正比答案

BD14/40考点一物体做曲线运动条件及轨迹分析1.条件：物体受到合外力与初速度不共线。2.协力方向与轨迹关系

无力不弯曲，弯曲必有力。曲线运动轨迹一直夹在协力方向与速度方向之间，而且向协力方向弯曲，或者说协力方向总是指向轨迹“凹”侧。3.协力方向与速率改变关系

(1)当协力方向与速度方向夹角为锐角时，物体速率增大。

(2)当协力方向与速度方向夹角为钝角时，物体速率减小。

(3)当协力方向与速度方向垂直时，物体速率不变。15/40【例1】

(·河南名校联考)如图4，这是物体做匀变速曲线运动轨迹示意图。已知物体在B点加速度方向与速度方向垂直，则以下说法中正确是(

)图4A.C点速率小于B点速率B.A点加速度比C点加速度大C.C点速率大于B点速率D.从A点到C点加速度与速度夹角先增大后减小，速率是先减小后增大16/40解析质点做匀变速曲线运动，B点到C点加速度方向与速度方向夹角小于90°，所以，C点速率比B点速率大，故A错误，C正确；质点做匀变速曲线运动，则加速度大小和方向不变，所以质点经过C点时加速度与A点相同，故B错误；若质点从A点运动到C点，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好相互垂直，则有A点速度与加速度方向夹角大于90°，C点加速度方向与速度方向夹角小于90°，故D错误。答案

C17/40【变式训练】1.如图5所表示，一圆盘可绕一经过圆心且垂直于盘面竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针转动)。某段时间圆盘转速不停增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受协力F方向四种表示(俯视图)中，正确是(

)图518/40解析因为做曲线运动物体所受协力要指向轨迹凹侧，圆盘转速不停增大，且橡皮块仍相对圆盘静止，故橡皮块所受协力其分力一是指向圆心充当向心力，二是与运动方向相同，故C正确。答案

C19/40考点二运动合成与分解及应用1.合运动和分运动关系等时性各分运动经历时间与合运动经历时间相等独立性一个物体同时参加几个分运动，各分运动独立进行，不受其它分运动影响等效性各分运动规律叠加起来与合运动规律有完全相同效果2.运动合成与分解运算法则

运动合成与分解是指描述运动各物理量即位移、速度、加速度合成与分解，因为它们均是矢量，故合成与分解都恪守平行四边形定则。20/40【例2】

(多项选择)如图6所表示，在灭火抢险过程中，消防队员有时要借助消防车上梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节约救援时间，在消防车向前前进过程中，人同时相对梯子(与消防车角度固定不变)匀速向上运动。在地面上看消防队员运动，以下说法中正确是(

)图621/40A.当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀加速直线运动B.当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀速直线运动C.当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速曲线运动D.当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速直线运动解析消防队员相对梯子匀速向上运动，当消防车匀速前进时，由两个匀速直线运动合运动一定是匀速直线运动可知，消防队员一定做匀速直线运动，选项A错误，B正确；当消防车匀加速前进时，由不在同一直线上匀速直线运动和匀变速直线运动合运动一定是匀变速曲线运动可知，消防队员一定做匀变速曲线运动，选项C正确，D错误。答案

BC22/40【变式训练】2.物体在xOy平面内做曲线运动，从t＝0时刻起，在x轴方向位移图象和y轴方向速度图象如图7所表示，则(

)图7A.物体初速度沿x轴正方向B.物体初速度大小为5m/sC.t＝2s时物体速度大小为0D.物体所受协力沿y轴正方向23/40答案

B24/40考点三小船渡河模型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：船在静水中速度v船、水流速v水、船实际速度v。3.三种情况25/40【例3】一小船渡河，河宽d＝180m，水流速度v1＝2.5m/s。若船在静水中速度为v2＝5m/s，求：

(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)欲使船渡河航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？

解析(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向。

当船头垂直河岸时，如图甲所表示。26/40有v2cosα＝v1，得α＝60°所以当船头与上游河岸成60°角时航程最短。27/4028/40反思总结1.抓住“两个区分”

(1)正确区分分运动和合运动(2)正确区分船头指向与船运动方向(航向)不一样2.解题流程29/40【变式训练】3.船在静水中速度为4m/s，河岸笔直，河宽50m，适当调整船行驶方向，使该船运动到河对岸时航程最短，设最短航程为L，以下说法中正确是(

)A.当水流速度为2m/s时，L为60mB.当水流速度为6m/s时，L为50mC.当水流速度为6m/s时，L为75mD.当水流速度为2m/s时，L为150m30/40答案

C31/401.(多项选择)跳伞演出是人们普遍喜欢观赏性体育项目，如图8所表示，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影响，以下说法中正确是(

)图832/40A.风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多动作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速度是确定，水平风力越大，落地时水平分速度越大，运动员着地时合速度越大，有可能对运动员造成伤害，B正确，D错误。答案BC33/402.手持滑轮把悬挂重物细线拉至如图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(

)图9A.大小和方向均不变

B.大小不变，方向改变C.大小改变，方向不变

D.大小和方向均改变34/40解析滑轮向右运动，使水平部分细线延长，重物上升，所以重物同时参加了两个分运动：随滑轮向右匀速运动和向上因为细线缩短匀速运动。所以两个方向上匀速运动合成为重物运动，也是匀速，故A正确，B、C、D错误。答案

A35/403.(·四川新津中学第二次摸底)如图10