2020版高考物理一轮复习第四章第1节曲线运动运动的合成与分解课件新人教版.pptx

1、第四章曲线运动万有引力与航天 第1节曲线运动运动的合成与分解,基础过关,考点研析,素养提升,基础知识,一、曲线运动,基础过关 紧扣教材自主落实,1.速度方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的 方向.,切线,2.运动性质:曲线运动一定是 运动,但速度的大小可能不变.,变速,3.曲线运动的条件,实际效果,二、运动的合成与分解,1.分解原则:根据运动的 分解,也可采用正交分解.,2.遵循的规律:位移、速度、加速度的合成或分解遵循 或 .,平行四边形定则,三角形定则,3.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

2、几个分运动,各分运动 ,不受其他运动的影响.各分运动共同决定合运动的性质和轨迹. (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 .,时间,相互独立,效果,4.合运动的性质判断,(1)加速度(或合外力),(2)加速度(或合外力)方向与速度方向,(1)速度发生变化的运动,一定是曲线运动.( ),过关巧练,1.思考判断,(2)做曲线运动的物体一定受变力作用,所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧.( ) (3)做曲线运动的物体,速度方向时刻改变,但永远不可能达到所受合外力的方向.( ) (4)做曲线运动的物体一段时间内的位移可能等于0.( ) (5)只要两个分运动是直线运动,合运动一定

3、是直线运动.( ) (6)运动合成与分解的实质是对描述运动的物理量(位移、速度、加速度)的合成与分解.( ),2.(2018河南南阳模拟)下面说法中正确的是( ) A.做曲线运动的物体速度方向必定变化 B.速度变化的运动必定是曲线运动 C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D.加速度变化的运动必定是曲线运动,A,解析:做曲线运动的物体速度大小不一定变化,但速度方向必定变化,A项正确;速度变化的运动可能是速度大小在变化,也可能是速度方向在变化,不一定是曲线运动,B项错误;加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,C项错误;加速度变化的运动可能是变加速直线运动,也可能是变加速曲

4、线运动,D项错误.,3.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福,如图(甲)所示,孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,孔明灯的运动轨迹可能为图(乙)中的( ) A.直线OAB.曲线OB C.曲线OCD.曲线OD,D,解析:孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,则合外力沿Oy方向,在水平Ox方向做匀速运动,此方向上合力为零,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,故孔明灯做曲线运动,结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为曲线OD,故选项D正确.,考点一物体做曲线运动的条件与轨迹的分析,1.条件:物体受到的合外力与初速度不共线.,考点研析 核心探究重难突破,2.合

5、力方向与轨迹的关系,曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧.,3.合力方向与速率变化的关系,(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,合力做正功,物体的速率增大. (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,合力做负功,物体的速率减小. (3)当合力方向与速度方向垂直时,合力不做功,物体的速率不变.,解析:做曲线运动的物体某点速度的方向在该点切线方向上,而加速度的方向即所受合外力的方向,指向轨迹曲线的凹侧,故B,D选项错误,A,C选项正确.,【典例1】 (多选)下列能正确描述质点运动到P点时的速度v和加速度a的方向关系的是( ),

6、AC,解析:磁铁放在A处时,小铁球受力与速度共线,但为变力,所以小铁球做变加速直线运动,选项A,B错误;磁铁放在B处时,小铁球受力与速度方向不共线,做变加速曲线运动,选项C错误,D正确.,【针对训练】如图所示,光滑水平桌面上一小铁球沿直线运动.若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,下列关于小球运动的说法正确的是( ) A.磁铁放在A处时,小铁球做匀速直线运动 B.磁铁放在A处时,小铁球做匀加速直线运动 C.磁铁放在B处时,小铁球做匀速圆周运动 D.磁铁放在B处时,小铁球做变加速曲线运动,D,考点二运动的合成与分解及运动性质的分析,两个互成角度的直线运动的合运动性质的判断,【典例2】 (

7、2019河北保定一中检测)一物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点处开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化的图像如图所示,则对该物体运动过程的描述正确的是( ) A.物体在03 s内做直线运动 B.物体在34 s内做直线运动 C.物体在34 s内做曲线运动 D.物体在03 s内做变加速运动,B,审题指导,解析:03 s,物体在x方向做匀速直线运动,y方向做初速度为0的匀加速直线运动,其合运动类似于平抛运动的曲线运动,且加速度恒定,则选项A,D错误;物体在34 s内两个方向的分运动都是匀减速运动,在3 s末的合速度与合加速度方向相反,则做匀减速直线运动,故选项B正确,C错误.,【针对训

8、练】在某次杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速运动,经过时间t,猴子沿杆向上运动的高度为h,人顶杆沿水平地面运动的距离为x,如图所示.关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( ),D,考点三小船渡河问题,三种渡河的特殊情景,【典例3】 已知河水的流速为v1,小船在静水中的速度为v2,且v2v1,下面用小箭头表示小船及船头的指向,则能正确反映小船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景的是( ) A.B.C.D.,C,核心点拨 (1)图中箭头以及所在虚线表示船头指向和各个时刻船的位置. (2)船头垂直正对岸才能使渡河时间最短. (3)

9、当v2v1时渡河的最小位移是河宽.,方法技巧,求解小船渡河问题的方法,(1)船的航行方向也就是船头指向的运动,是分运动;水流方向的运动是分运动.船的运动方向是实际运动方向,船的运动是合运动,一般情况下与船头指向不一致. (2)渡河时间只与船垂直河岸的分速度有关,与水流速度无关. (3)当水速大于静水船速,在求最短渡河位移时,由v水,v船与v合组成直角三角形,沿v合到对岸位移即为最短位移.,题组训练,1.小船渡河位移分析(多选)如图所示,河的宽度为L,河水流速为v水,甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河.出发时两船相距2L,甲、乙船头均与岸边成60角,且乙船恰好能直达正对岸的A点.则下列判断正确

10、的是( ) A.甲船正好也在A点靠岸 B.甲船在A点左侧靠岸 C.甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇 D.甲、乙两船到达对岸的时间相等,BD,2.小船渡河速度分析有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( ),B,考点四关联速度问题,1.特点:用绳、杆相牵连的物体在运动过程中的速度通常不同,但两物体沿绳或杆方向的分速度大小相等,据此就可以建立牵连物两端物体速度间的定量关系.,2.合速度与分速度,(1)合速度物体的实际运动速度v.,(3

11、)v1,v2和v间遵循平行四边形定则.,3.常见的情景,【典例4】如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为T,物体所受重力为G,则下面说法正确的是( ) A.物体做匀速运动,且v1=v2 B.物体做加速运动,且v2v1 C.物体做加速运动,且TG D.物体做匀速运动,且T=G,C,核心点拨(1)小车向左的速度是合速度. (2)物体上升的速度和小车沿绳的分速度大小相等.,解析:小车在运动的过程中,小车的速度按照沿绳子方向与垂直绳子的方向进行分解,如图所示,则有v2=v1cos ,则v2G.故选项

12、C正确,D错误.,方法总结,“关联速度”问题的解题步骤,(1)确定合速度:牵连物端点的速度(即所连接物体的速度)是运动的实际速度,为合速度. (2)分解合速度:先确定合运动的方向(物体实际运动的方向),然后分析这个合运动所产生的实际效果(一方面使绳或杆伸缩的效果;另一方面使绳或杆转动的效果)以确定两个分速度的方向. (3)作出合速度与两个分速度的平行四边形,利用相关数学知识求解或对情景作出分析判断.,题组训练,1.绳连接的关联速度如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q,另一端悬挂一物块P.设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为,初始时很小.现将P,Q由静

13、止同时释放,关于P,Q以后的运动下列说法正确的是( ) A.当=60时,P,Q的速度之比是 2 B.当=90时,Q的速度最大 C.当=90时,Q的速度为零 D.当向90增大的过程中Q的合力一直增大,B,2.杆连接的关联速度(2019东北师大附中摸底)如图所示,小球a,b用一轻杆相连,a球置于水平地面上,b球靠在竖直墙面上.释放后b球沿竖直墙面下滑,当滑至轻杆与水平面成角时,两小球的速度大小之比为( ),C,高考模拟,1.(2016全国卷,18)(多选)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( ) A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B.质点速度的方向

14、不可能总是与该恒力的方向垂直 C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变,素养提升 学科素养演练提升,BC,解析:由于施加恒力前质点做匀速直线运动,此时所受外力的合力为0,施加恒力后其合力为该恒力,则加速度不变,加速度方向与该恒力方向相同,但力的方向与速度方向关系不明确,质点可能做匀变速直线运动,也可能做匀变速曲线运动,速度方向与力的方向可能相同,也可能时刻改变;质点加速度不变说明单位时间内速度的变化量相同,但由于速度为矢量,单位时间内速率的变化量不一定相等.故选项B,C正确.,2.(2018北京卷,20)根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落

15、在正下方位置.但实际上,赤道上方 200 m 处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约 6 cm 处.这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比.现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( ) A.到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零 B.到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零 C.落地点在抛出点东侧 D.落地点在抛出点西侧,D,解析:将小球竖直上抛的运动分解为水平和竖直两个分运动.上升阶段,随着小球竖直分速度的减小,其水平向西的力逐渐变小,因此水平向西的分加速度逐渐变小,小球的水平分运动是向西的变加速运动,故小球到最高点时水平向西的速度达到最大值,水平向西的加速度为零;下落阶段,随着小球竖直分速度的变大,其水平向东的力逐渐变大,水平向东的分加速度逐渐变大,小球的水平分运动是向西的变减速运动,故