2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題四 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力定律 第1講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件.ppt

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專題四曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律 第1講運(yùn)動(dòng)的合成與分解 考點(diǎn)1 曲線運(yùn)動(dòng)的條件和軌跡的判斷 1 曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向 質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn) 或某一時(shí)刻 的速度方向?yàn)檠厍€上這一點(diǎn)的 方向 2 曲線運(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)刻改變 因此曲線運(yùn)動(dòng)是變 速運(yùn)動(dòng) 必有加速度 切線 方向 3 合外力一定不為零 必受到外力作用 2 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 1 從動(dòng)力學(xué)的角度看 物體所受的 方向跟它的 速度方向不在同一條直線上 合外力 加速度 2 從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看 物體的 方向跟它的速度方向不在同一條直線上 3 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力方向與軌跡的關(guān)系做曲線運(yùn)動(dòng)的物體 所受的合外力總是指向物體運(yùn)動(dòng)軌跡曲線的凹側(cè) 物體的加速度也指向曲線的凹側(cè) 考點(diǎn)2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1 分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1 等時(shí)性 獨(dú)立性 等效性各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí) 同時(shí) 經(jīng)歷的時(shí)間一定 各分運(yùn)動(dòng)是各自 不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響 各分運(yùn)動(dòng)的疊加與合運(yùn)動(dòng)具有 的效果 2 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定的 開(kāi)始 結(jié)束 相同 獨(dú)立的 相同 2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1 運(yùn)動(dòng)的合成 合運(yùn)動(dòng) 平行四邊形定則 由幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)求 合成的方法是 2 運(yùn)動(dòng)的分解 分運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 互逆 已知合運(yùn)動(dòng)求 分解時(shí)應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的效果確定 的方向 然后由平行四邊形定則確定大小 分解時(shí)也可按正交分解法分解 運(yùn)動(dòng)的分解與合成是 運(yùn)算 基礎(chǔ)自測(cè) 1 多選 2016年廣東廣州模擬 關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體 下列說(shuō)法正確的是 A 它所受的合外力一定不為零B 它所受的合外力一定是變力C 其速度可以保持不變D 其動(dòng)能可以保持不變答案 AD 2 一物體由靜止開(kāi)始自由下落 下落的同時(shí)受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響 但著地前一段時(shí)間風(fēng)突然停止 則其運(yùn)動(dòng) 的軌跡可能是圖中的哪一個(gè) A B C D 答案 C 3 如圖4 1 1所示 一名92歲的南非婦女從距地面大約2700m的飛機(jī)上 與跳傘教練綁在一起跳下 成為南非已知的年齡最大的高空跳傘者 假設(shè)沒(méi)有風(fēng)的時(shí)候 落到地面所用的時(shí)間為t 而實(shí)際上在下落過(guò)程中受到了水平方向的風(fēng)的影響 則 實(shí)際下落所用時(shí)間 圖4 1 1 A 仍為t B 大于t C 小于t D 無(wú)法確定 答案 A 4 一條河寬300m 水流速度為3m s 小船在靜水中的速 度為4m s 則小船橫渡該河所需的最短時(shí)間是 B 60sD 100s A 43sC 75s答案 C 熱點(diǎn)1考向1 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件與軌跡分析曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡特征 熱點(diǎn)歸納 曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力的方向與速度的方向之間 而且向合力的一側(cè)彎曲 或者說(shuō)合力的方向總指向曲線的凹側(cè) 曲線軌跡只能平滑變化 不會(huì)出現(xiàn)折線 典題1 質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)從A到B速率逐漸增加 如下列各圖所示 有四位同學(xué)用示意圖表示A到B的軌跡及速度方 向和加速度的方向 其中正確的是 A B C D 解析 質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向一定沿曲線在該點(diǎn)的切線方向 而加速度方向一定指向軌跡凹側(cè) 故B C均錯(cuò)誤 因質(zhì)點(diǎn)從A到B的過(guò)程中速率逐漸增加 故加速度與速度方向間的夾角為銳角 D正確 A錯(cuò)誤 答案 D 考向2 曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 熱點(diǎn)歸納 若合外力為變力 則為變加速運(yùn)動(dòng) 若合外力為恒力 則為勻變速運(yùn)動(dòng) 若合外力為恒力且與初速度方向不在一條直線上 則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 典題2 多選 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1和F2的作用 由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 若運(yùn)動(dòng)中保持兩個(gè)力的方向不變 但F1突然增大 F 則質(zhì)點(diǎn)此后 A 一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B 在相等時(shí)間內(nèi)速度變化一定相等C 可能做變加速曲線運(yùn)動(dòng)D 一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)答案 AB 考向3 速率變化情況的判斷 熱點(diǎn)歸納 1 當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí) 物體的速率增大 2 當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí) 物體的速率減小 3 當(dāng)合外力方向始終與速度方向垂直時(shí) 物體的速率不變 典題3 如圖4 1 2所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖 且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直 則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 A 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大B 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90 C 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大 圖4 1 2 D 質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小 解析 質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 所以加速度不變 由于在D點(diǎn)速度方向與加速度方向垂直 則在C點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向的夾角為鈍角 所以質(zhì)點(diǎn)由C到D速率減小 所以C點(diǎn)速率比D點(diǎn)大 答案 A 熱點(diǎn)2考向1 運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法 熱點(diǎn)歸納 1 對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解時(shí) 要根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果來(lái)確定兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的方向 否則分解無(wú)實(shí)際意義 也可以根據(jù)實(shí)際情況 對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行正交分解 2 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的判斷 合運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)某一參考系 如地面 所做的實(shí)際運(yùn)動(dòng) 即物體合運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡 物體相對(duì)于參考系的速度即為合速度 3 曲線運(yùn)動(dòng)一般可以分解成兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng) 通過(guò)對(duì)已知規(guī)律的直線運(yùn)動(dòng)的研究 可以知道曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 這是我們研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法 典題4 多選 在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系 一物體從t 0時(shí)刻起 由坐標(biāo)原點(diǎn)O 0 0 開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 其沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)間圖象如圖4 1 3甲 乙所示 下列 說(shuō)法正確的是 甲 乙 圖4 1 3 A 前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B 后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 但加速度沿y軸 方向 C 4s末物體坐標(biāo)為 4m 4m D 4s末物體坐標(biāo)為 6m 2m 解析 前2s內(nèi)物體在y軸方向速度為0 由題圖甲知只沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) A正確 后2s內(nèi)物體在x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng) 在y軸方向做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng) 加速度沿y軸方向 合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng) B錯(cuò)誤 4s內(nèi)物體在x軸方 D正確 C錯(cuò)誤 答案 AD 考向2 兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷 熱點(diǎn)歸納 1 運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷 1 若物體所受合力方向與速度方向在同一直線上 則物體做直線運(yùn)動(dòng) 2 若物體所受合力方向與速度方向不在同一直線上 則物體做曲線運(yùn)動(dòng) 2 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)的判斷 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由合加速度的特點(diǎn)決定 1 根據(jù)合加速度是否恒定判定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 若合加速度不變 則為勻變速運(yùn)動(dòng) 若合加速度 大小或方向 變化 則為非勻變速運(yùn)動(dòng) 2 根據(jù)合加速度的方向與合初速度的方向關(guān)系判定合運(yùn)動(dòng)的軌跡 若合加速度的方向與合初速度的方向在同一直線上 則為直線運(yùn)動(dòng) 否則為曲線運(yùn)動(dòng) 典題5 多選 如圖4 1 4所示 在滅火搶險(xiǎn)的過(guò)程中 消防隊(duì)員有時(shí)要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè) 為了節(jié)省救援時(shí)間 在消防車向前前進(jìn)的過(guò)程中 人同時(shí)相對(duì)梯子勻速向上運(yùn)動(dòng) 在地面上看消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法 正確的是 A 當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí) 消防隊(duì)員一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B 當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí) 消防隊(duì)員一定做勻 速直線運(yùn)動(dòng) 圖4 1 4 C 當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí) 消防隊(duì)員一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D 當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí) 消防隊(duì)員一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 解析 當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí) 消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)B正確 A錯(cuò)誤 當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí) 消防隊(duì)員一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)C正確 D錯(cuò)誤 答案 BC 方法技巧 合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的具體判斷 熱點(diǎn)3 小船渡河問(wèn)題 熱點(diǎn)歸納 小船渡河的兩類問(wèn)題 三種情景 續(xù)表 典題6 有一條兩岸平直 河水均勻流動(dòng) 流速恒為v的大河 小明駕著小船渡河 去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直 回程時(shí)行駛路線與河岸垂直 去程與回程所用時(shí)間的比值為k 船在靜水中的速度大小相同 則小船在靜水中的速度大小為 答案 B方法技巧 解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是正確區(qū)分分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng) 船的航行方向也就是船頭指向 是分運(yùn)動(dòng) 船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向 是合運(yùn)動(dòng) 一般情況下與船頭指向不一致 渡河時(shí)間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān) 與水流速度無(wú)關(guān) 繩或桿末端速度的分解 1 對(duì) 關(guān)聯(lián)速度 問(wèn)題的理解 用繩 桿相牽連的兩物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度通常不同 但兩物體沿繩或桿方向的分速度大小相等 據(jù)此就可以建立牽連的兩物體速度間的定量關(guān)系 2 關(guān)聯(lián)速度 問(wèn)題的解題步驟 1 確定合速度 牽連物體端點(diǎn)的速度 即所連接物體的速度 是運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度 為合速度 2 分解合速度 先確定合運(yùn)動(dòng)的方向 物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向 然后分析這個(gè)合運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效果 從而確定兩個(gè)分速度的方向 說(shuō)明 在分析用繩或桿相連的兩個(gè)物體的速度關(guān)系時(shí) 均是將物體的速度沿平行于繩或桿和垂直于繩或桿的方向進(jìn)行分解 3 沿繩或桿方向的分速度大小相等 列方程求解 典題7 2017年河北石家莊實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè) 一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB的兩個(gè)小球A和B 可視為質(zhì)點(diǎn) 將其放在一個(gè)光滑球形容器中從位置1開(kāi)始下滑 如圖4 1 5所示 當(dāng)輕桿到達(dá)位置2時(shí) 球A與球形容器球心等高 其速度大小為v1 已知此時(shí)輕桿與水平方向成 30 角 B球的速度大小 為v2 則 圖4 1 5 圖4 1 6答案 C 圖4 1 7 為d時(shí) 到達(dá)B處 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 重力加速度為g 觸類旁通 如圖4 1 7所示 將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端 輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán) 小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上 光滑定滑輪與直桿的距離為d 現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放 當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也 解析 如圖D22所示 將小環(huán)速度v進(jìn)行正交分解 其分速度v1與重物上升的速度大小相等 小環(huán)釋放后 速度v增加 而v1 vcos 減小 故v1增大 由此可知 小環(huán)剛釋放時(shí) 重物具有向上的加速度 故繩中拉力一定大于2mg 選項(xiàng)A正確 小環(huán)到達(dá)B處時(shí) 繩與直桿的夾角為45 重物上升的高度h 1 d 選項(xiàng)B正確 由 于v1 vcos45 v 所以小環(huán)在B處的速度 與重物上升的速度大小之比等于 1 選項(xiàng)C 圖D22 錯(cuò)誤 選項(xiàng)D正確 故選項(xiàng)C符合題意 答案 C