高考物理总复习专题4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

1/47内容要求新课标卷真题命题热点运动合成与分解ⅡⅡ卷16题本专题每年都有考查，频率较高是平抛运动、圆周运动及万有引力定律应用．考查情景主要有：(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；抛体运动ⅡⅠ卷25题，Ⅱ卷25题Ⅰ卷18题，Ⅰ卷15题匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ匀速圆周运动向心力ⅡⅡ卷16题，Ⅲ卷24题2/47内容要求新课标卷真题命题热点离心现象ⅠⅡ卷21题(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．试题可能以选择题单独考查，也可能以计算题与其它知识综合考查.万有引力定律及其应用ⅡⅠ卷17题，Ⅲ卷14题Ⅰ卷21题，Ⅰ卷19题Ⅰ卷20题，Ⅱ卷20题围绕速度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Ⅰ3/47第1讲曲线运动、运动合成与分解【考纲解读】1.了解曲线运动概念、特点，掌握曲线运动条件；2.掌握运动合成与分解法则以及运动性质分析．4/47一、曲线运动1．速度方向：质点在某一点瞬时速度方向，沿曲线上该点________方向．2．运动性质：做曲线运动物体，速度方向时刻改变，故曲线运动一定是____________运动，即必定含有加速度．考点O讲堂梳理自查切线变速5/473．物体做曲线运动条件(1)运动学角度：物体________方向跟速度方向不在同一条直线上．(2)动力学角度：物体所受________方向跟速度方向不在同一条直线上．4．速率改变情况判断(1)当合外力方向与速度方向夹角为锐角时，物体速率________．(2)当合外力方向与速度方向夹角为钝角时，物体速率________．(3)当合外力方向与速度方向垂直时，物体速率________．加速度合外力增大减小不变6/47二、运动合成与分解1．合运动与分运动关系(合运动指物体实际运动)(1)等时性：合运动和分运动经历________相等，即同时开始、同时运动、同时停顿．(2)独立性：一个物体同时参加几个分运动，各分运动________进行，不受其它运动影响．(3)等效性：各分运动规律叠加起来与合运动规律有__________效果．2．合成与分解所遵照规律：位移、速度、加速度都是矢量，故它们合成与分解都遵照______________定则．

时间独立完全相同平行四边形7/471．[物体做曲线运动条件]冰球以速度v1在水平冰面上向右运动．运动员沿冰面在垂直v1方向上快速打击冰球，冰球马上取得沿打击方向分速度v2.不计冰面摩擦和空气阻力．以下图中虚线能正确反应冰球被击打后运动路径是()

ABCD【答案】B8/47【解析】物体所受协力与速度方向不在同一直线上做曲线运动，协力与速度方向在同一直线上做直线运动，题中冰球受打击后在水平方向上不受力，故做直线运动，故C、D两项均错误；实际运动速度为合速度，依据平行四边形定则可知，合速度不可能沿打击方向，一定沿以两分速度为邻边平行四边形对角线方向，故A项错误、B项正确．9/472．[对合外力方向与轨迹关系考查]质点做曲线运动，从A到B速率逐步增加，如图所表示，有四位同学用示意图表示A到B轨迹及速度方向和加速度方向，其中正确是()

ABCD【答案】D

10/47【解析】质点速度沿运动轨迹切线方向，合外力(或加速度)指向曲线凹侧，因质点速率逐步增加，故合外力(或加速度)与速度夹角应为锐角，据此可知选项D正确．11/47【答案】ABD12/4713/471．协力方向与轨迹关系：无力不拐弯，拐弯必有力．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曲线“凹”侧．2．协力方向与速率改变关系(见考点O)考点1合运动与轨迹判断14/473．合运动性质判断两个互成角度分运动合运动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匀变速曲线运动两个初速度为零匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零匀变速直线运动假如v合与a合共线，为匀变速直线运动假如v合与a合不共线，为匀变速曲线运动15/47例1(届河南名校联考)如图，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()A．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16/47思绪剖析：(1)当协力方向与速度方向夹角为锐角时，物体速率怎样改变？(2)质点做匀变速曲线运动，加速度改变吗？(3)质点做曲线运动，协力方向总是指向轨迹哪一侧？【答案】C【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，故选项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，故选项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°，故选项D错误．17/47练1如图所表示，从广州飞往上海波音737航班早晨10时抵达上海浦东机场，若飞机在降落过程中水平分速度为60m/s，竖直分速度为6m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于2m/s2匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于0.2m/s2匀减速直线运动，则飞机落地之前()A．飞机运动轨迹为曲线B．经20s飞机水平方向分速度与竖直方向分速度大小相等C．在第20s内，飞机在水平方向分位移与竖直方向分位移大小相等D．飞机在第20s内，水平方向平均速度为21m/s【答案】D18/4719/47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．做曲线运动物体，其轨迹向协力所指方向弯曲，若已知物体运动轨迹，能够判断出物体所受协力大致方向；若已知物体所受协力方向，能够判断出物体运动轨迹大致走向．20/473．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．21/471．小船过河问题分析思绪考点2小船过河问题分析思绪22/472．三种速度：v1(船在静水中速度)，v2(水流速度)，v(船实际速度)．23/4724/47例2一小船渡河，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？思绪剖析：(1)能够经过分运动计算船运动时间，也能够经过合运动计算船运动时间，怎样计算船运动时间？(2)什么情景下船运动时间最短，什么情景下船位移最短？25/47甲

26/47乙

27/47练2(多项选择)(届四川雅安检测)河水流速与离河岸关系如图甲所表示，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，则以下判断正确是()A．船渡河航程是300mB．船在河水中最大速度是5m/sC．船渡河最短时间是100sD．船在行驶过程中，船头一直与河岸垂直【答案】BCD甲乙

28/4729/47求解小船渡河问题1．小船渡河问题有两类：一是求最短渡河时间，二是求最短渡河位移．2．处理关键是：正确区分分运动和合运动，在船航行方向也就是船头指向方向运动，是分运动；船运动也就是船实际运动，是合运动，普通情况下与船头指向不共线．3．运动分解基本方法，按实际效果分解，普通用平行四边形定则沿水流方向和船头指向分解．4．渡河时间只与垂直河岸船分速度相关，与水流速度无关．30/47微课堂＋绳端速度分解31/47例3(多项选择)如图所表示，做匀速直线运动小车A经过一根绕过定滑轮长绳吊起一重物B，设重物和小车速度大小分别为vB，vA，则()A．vA＞vBB．vA＜vBC．绳拉力等于B重力D．绳拉力大于B重力审题突破：(1)重物B沿绳方向运动，速度与绳速相等，小车速度与绳不在一条直线上，车沿绳方向分速度与绳速相等；(2)小车匀速运动，B是否匀速上升，需依据vB表示式分析．【答案】AD32/47【解析】小车A向左运动过程中，小车速度是合速度，可分解为沿绳方向与垂直于绳方向速度，如图所表示，由图可知vB＝vAcosθ，则vB＜vA，小车向左运动过程中θ角减小，vB增大，B向上做加速运动，故绳拉力大于B重力．故选项A、D正确．33/47【答案】C34/471．在运动分解中，常利用分运动等时性，经过求解分运动时间来求合运动时间．2．对绳端速度合成与分解方法(1)物体实际运动一定是合运动．(2)绳端速度可分解为沿绳方向速度和垂直于绳方向速度．(3)速度投影定理：两个物体在不可伸长绳(或杆)连接下沿不一样方向运动，则两物体沿绳(或杆)方向分速度相同．35/47热点题组一合运动与轨迹判断1．(届福州模拟)如图所表示，光滑水平桌面上，一个小球以速度v向右做匀速运动，它经过靠近桌边竖直木板ad边时，木板开始做自由落体运动．若木板开始运动时，cd边与桌面相齐，则小球在木板上投影轨迹是()模拟精选·组合专练ABCD

36/47【答案】B【解析】木板做自由落体运动，若以木板作参考系，则小球沿竖直方向运动可视为竖直向上初速度为零、加速度为g匀加速直线运动，水平方向为匀速直线运动，所以小球在木板上投影轨迹是B．37/472．(年重庆模拟)在救灾工作中，假设有一架直升机A用一长H＝50m悬索(重力可忽略不计)系住伤员B，直升机A和伤员B一起在水平方向上以v0＝10m/s速度匀速运动同时，悬索在竖直方向上匀速上拉，如图所表示．在将伤员拉到直升机内时间内，A，B之间竖直距离以l＝50－5t(单位：m)规律改变，则()A．伤员经过5s时间被拉到直升机内B．伤员经过10s时间被拉到直升机内C．伤员运动速度大小为5m/sD．伤员运动速度大小为10m/s【答案】B38/4739/47【答案】C40/4741/474．(年大连质检)如图所表示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，马上沿原路线返回到O点，OA，OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB.若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲，t乙大小关系为()A．t甲＜t乙B．t甲＝t乙C．t甲＞t乙D．无法确定【答案】C42/4