高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第1單元 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 平拋運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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必考部分 第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天 第1單元運(yùn)動(dòng)的合成與分解平拋運(yùn)動(dòng) 網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn)提煉命題源 一 曲線運(yùn)動(dòng)1 速度方向質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向 沿曲線上該點(diǎn)的 方向 2 運(yùn)動(dòng)性質(zhì)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體 速度的 時(shí)刻改變 故曲線運(yùn)動(dòng)一定是 運(yùn)動(dòng) 即必然具有加速度 1 切線2 方向變速 讀讀教材 3 曲線運(yùn)動(dòng)的條件 1 運(yùn)動(dòng)學(xué)角度 物體的 方向跟速度方向不在同一條直線上 2 動(dòng)力學(xué)角度 物體所受 的方向跟速度方向不在同一條直線上 1 加速度 2 合外力 二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解1 分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng) 參與的這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)即為 物體的 運(yùn)動(dòng)即為合運(yùn)動(dòng) 2 運(yùn)動(dòng)的合成已知 求 包括位移 速度和加速度的合成 3 運(yùn)動(dòng)的分解已知 求 解題時(shí)應(yīng)按實(shí)際 效果 分解或正交分解 1 分運(yùn)動(dòng)實(shí)際2 分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)3 合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng) 4 遵循的規(guī)律位移 速度 加速度都是矢量 故它們的合成與分解都遵循 定則 5 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1 等時(shí)性合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的 相等 即同時(shí)開始 同時(shí)進(jìn)行 同時(shí)停止 4 平行四邊形5 時(shí)間 2 獨(dú)立性一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng) 各分運(yùn)動(dòng) 不受其他運(yùn)動(dòng)的影響 3 等效性各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有 的效果 獨(dú)立進(jìn)行完全相同 三 平拋運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律1 特點(diǎn) 1 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 初速度方向 2 受力特點(diǎn) 只受 2 性質(zhì)平拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒為重力加速度的 曲線運(yùn)動(dòng) 軌跡為 3 研究方法用運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法研究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向 運(yùn)動(dòng) 豎直方向 運(yùn)動(dòng) 1 1 水平 2 重力作用2 勻變速拋物線3 勻速直線自由落體 4 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 如下表所示 四 斜拋運(yùn)動(dòng)1 概念以一定的初速度將物體沿水平方向 斜向拋出 物體僅在 所做的曲線運(yùn)動(dòng) 2 性質(zhì)斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 軌跡是 1 成一定角度重力作用下2 拋物線 3 基本規(guī)律以斜向上拋為例說明 如圖所示 1 水平方向 v0 x F合x 0 2 豎直方向 v0y F合y mg 因此斜拋運(yùn)動(dòng)可以看做是水平方向的 和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) 1 v0cos 2 v0sin 勻速直線運(yùn)動(dòng) 1 關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體 下列說法中正確的是 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 練練基礎(chǔ) 題組一 曲線運(yùn)動(dòng) 解析 做曲線運(yùn)動(dòng)的條件只有一個(gè) 物體所受的合外力與速度方向有夾角 故A正確 B C錯(cuò)誤 當(dāng)F與v垂直時(shí) F不會(huì)改變速度的大小 只會(huì)改變速度的方向 故D正確 2 小文同學(xué)在探究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件時(shí) 將一條形磁鐵放在桌面的不同位置 讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運(yùn)動(dòng) 得到不同軌跡 圖中a b c d為其中四條運(yùn)動(dòng)軌跡 磁鐵放在位置A時(shí) 小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是 填軌跡字母代號(hào) 磁鐵放在位置B時(shí) 小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是 填軌跡字母代號(hào) 實(shí)驗(yàn)表明 當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向 填 在 或 不在 同一直線上時(shí) 物體做曲線運(yùn)動(dòng) 解析 因條形磁鐵與鋼珠間的作用力為引力 方向沿二者的連線方向 而物體所受合力與速度共線時(shí)做直線運(yùn)動(dòng) 不共線時(shí)做曲線運(yùn)動(dòng) 且運(yùn)動(dòng)軌跡向合力方向的一側(cè)彎曲 由圖知磁鐵在A位置時(shí)對(duì)鋼珠的引力與v0同向 軌跡為b 磁鐵在B位置時(shí)鋼珠所受合力指向B點(diǎn) a c d三條軌跡中只有c是向B點(diǎn)彎曲的 故對(duì)應(yīng)于軌跡c 3 在一個(gè)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)間圖象如圖甲 乙所示 下列說法中正確的是 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末物體的坐標(biāo)為 4m 4m D 4s末物體的坐標(biāo)為 6m 2m 題組二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 4 質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示 已知質(zhì)點(diǎn)在y方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng) 則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述正確的是 A 質(zhì)點(diǎn)在x方向先減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng)B 質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向先沿x正方向后沿x負(fù)方向C 質(zhì)點(diǎn)的加速度方向始終與速度方向垂直D 質(zhì)點(diǎn)所受合外力的大小不可能恒定不變 質(zhì)點(diǎn)所受合外力方向與加速度方向相同 質(zhì)點(diǎn)在y方向勻速運(yùn)動(dòng) Fy 0 合外力一定在x方向上 由于質(zhì)點(diǎn)在x方向上先加速后減速運(yùn)動(dòng) 因此加速度方向先沿x正方向后沿x負(fù)方向 合外力方向先沿x正方向后沿x負(fù)方向 B項(xiàng)正確 加速度總沿x方向 而速度并不總沿y方向 因此加速度方向并不始終與速度方向垂直 C項(xiàng)錯(cuò)誤 質(zhì)點(diǎn)在x方向的加速度大小可能是恒定值 因此合外力的大小也可能是恒定值 D項(xiàng)錯(cuò)誤 題組三 拋體運(yùn)動(dòng) 6 如圖所示 將一籃球從地面上方B點(diǎn)斜向上拋出 剛好垂直擊中籃板上的A點(diǎn) 不計(jì)空氣阻力 若拋射點(diǎn)B向籃板方向移動(dòng)一小段距離 仍使拋出的籃球垂直擊中A點(diǎn) 則可行的是 A 增大拋出速度v0 同時(shí)減小拋射角 B 減小拋出速度v0 同時(shí)減小拋射角 C 增大拋射角 同時(shí)減小拋出速度v0D 增大拋射角 同時(shí)增大拋出速度v0 討論 當(dāng)x減小后 v0增加 減小 由 式知t一定減小 由 得不能垂直擊中A點(diǎn) 故A錯(cuò)誤 如果v0減小 減小 由 得t減小 由 得h減小 故B錯(cuò)誤 如果 增大 v0減小 t可能不變 由 得h不變 故C正確 如果 增大 v0增大 由 得t增大 由 得h增大 故D錯(cuò)誤 1 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) 變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng) 2 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定改變 速度大小不一定變化 3 合運(yùn)動(dòng)是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng) 而分運(yùn)動(dòng)是物體同時(shí)參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng) 并不是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng) 4 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng) 也可能是曲線運(yùn)動(dòng) 這是由合初速度與合加速度是否共線決定的 5 平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng) 一般先確定分運(yùn)動(dòng)的速度和位移 再確定合運(yùn)動(dòng)的速度和位移 小思考微總結(jié) 細(xì)研核心點(diǎn)練透經(jīng)典題 1 合力方向與軌跡的關(guān)系無力不拐彎 拐彎必有力 曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間 并且向合力的方向彎曲 或者說合力的方向總是指向曲線的 凹 側(cè) 2 合力方向與速率變化的關(guān)系 1 當(dāng)合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)合力方向與速率方向垂直時(shí) 物體的速率不變 考點(diǎn)一合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)與軌跡判斷 3 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1 運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè) 或多個(gè) 運(yùn)動(dòng) 其中的任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)并不會(huì)受其他分運(yùn)動(dòng)的干擾 而保持其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不變 這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理 雖然各分運(yùn)動(dòng)互不干擾 但是它們共同決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡 2 運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始 同時(shí)結(jié)束 經(jīng)歷時(shí)間相等 不同時(shí)的運(yùn)動(dòng)不能合成 3 運(yùn)動(dòng)的等效性各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有相同的效果 調(diào)研1 某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 如圖所示 在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水 水中放一個(gè)紅蠟做成的小圓柱體R 將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合 在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0 3cm s勻速上浮的同時(shí) 玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為 4 6 此時(shí)R的速度大小為 cm s R在上升過程中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖是 R視為質(zhì)點(diǎn) 試題調(diào)研 解題探究 1 R在運(yùn)動(dòng)過程中 同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng) 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡是什么 提示 R在運(yùn)動(dòng)過程中 同時(shí)參與水平方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng) 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng) 軌跡為曲線 2 從坐標(biāo)原點(diǎn)到坐標(biāo)為 4 6 的過程中 運(yùn)動(dòng)時(shí)間如何計(jì)算 能否求出合速度 提示 根據(jù)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)可計(jì)算時(shí)間 根據(jù)水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)可計(jì)算加速度 進(jìn)而求出兩個(gè)分速度 再求合速度 兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng) 具體分以下幾種情況 名師歸納點(diǎn)題破疑 1 1 一個(gè)物體在F1 F2 F3 Fn共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng) 若突然撤去外力F2 而其他力不變 則該物體 A 可能做曲線運(yùn)動(dòng)B 不可能繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)C 一定沿F2的方向做直線運(yùn)動(dòng)D 一定沿F2的反方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 類題練熟 解析 根據(jù)題意 物體開始做勻速直線運(yùn)動(dòng) 物體所受的合外力一定為零 突然撤去F2后 物體所受其余力的合力與F2大小相等 方向相反 而物體速度的方向未知 故有很多種情況 若速度和F2在同一直線上 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 若速度和F2不在同一直線上 物體做曲線運(yùn)動(dòng) A正確 1 2 如圖所示 一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí) 其速度方向恰好改變了90 則在物體從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中 物體的速度將 A 不斷增大B 不斷減小C 先增大后減小D 先減小后增大 解析 根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡夾在合外力與速度方向之間 對(duì)M N點(diǎn)進(jìn)行分析 在M點(diǎn)恒力可能如圖甲 在N點(diǎn)可能如圖乙 綜合分析知 恒力F只可能如圖丙 所以開始時(shí)恒力與速度的夾角為鈍角 后來夾角為銳角 故速度先減小后增大 D項(xiàng)正確 處理小船渡河問題一般在水流方向和垂直水流方向進(jìn)行正交分解 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解研究這兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng) 有以下兩種特殊情況 考點(diǎn)二運(yùn)動(dòng)合成與分解的應(yīng)用 小船渡河模型 試題調(diào)研 解題探究 1 去程時(shí)小船的運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn) 回程時(shí)又有何特點(diǎn) 提示 去程時(shí)船頭方向始終與河岸垂直 即v船 v水 此時(shí)渡河時(shí)間最短 回程時(shí)行駛路線與河岸垂直 即v合 v水 此時(shí) 渡河位移最短 2 畫出去程和回程的運(yùn)動(dòng)軌跡及三個(gè)速度的示意圖 提示 如圖所示 名師歸納點(diǎn)題破疑 2 1 一艘小船在靜水中的速度大小為4m s 要橫渡水流速度為5m s的河 河寬為80m 設(shè)船加速啟動(dòng)和減速停止的階段時(shí)間很短 可忽略不計(jì) 下列說法正確的是 A 船無法渡過此河B 小船渡河的最小位移 相對(duì)岸 為80mC 船渡河的最短時(shí)間為20sD 船渡過河的位移越短 相對(duì)岸 船渡過河的時(shí)間也越短 類題練熟 2 2 多選 甲 乙兩船在同一河流中同時(shí)開始渡河 河水流速為v0 兩船在靜水中的速率均為v 甲 乙兩船船頭均與河岸成 角 如圖所示 已知甲船恰好能垂直到達(dá)河正對(duì)岸的A點(diǎn) 乙船到達(dá)河對(duì)岸的B點(diǎn) A B之間的距離為l 則下列判斷正確的是 A 甲 乙兩船同時(shí)到達(dá)對(duì)岸B 若僅是河水流速v0增大 則兩船的渡河時(shí)間都不變C 不論河水流速v0如何改變 只要適當(dāng)改變 角 甲船總能到達(dá)正對(duì)岸的A點(diǎn)D 若僅是河水流速v0增大 則兩船到達(dá)對(duì)岸時(shí) 兩船之間的距離仍然為l 考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng) 試題調(diào)研 解題探究 1 小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為多少 從拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的水平位移為多少 化曲為直 思想在平拋運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的一般解題思路是化曲為直 在水平和豎直的兩個(gè)方向上 質(zhì)點(diǎn)分別做勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng) 因此在化曲為直的同時(shí) 也就將較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解成了簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng) 名師歸納點(diǎn)題破疑 3 1 2014 浙江杭州一模 多選 2013年7月7日 溫網(wǎng)女雙決賽開打 海峽組合 彭帥 謝淑薇擊敗澳大利亞組合奪得職業(yè)生涯首個(gè)大滿貫冠軍 如圖所示是比賽場(chǎng)地 已知底線到網(wǎng)的距離為L(zhǎng) 彭帥在網(wǎng)前截?fù)?若她在球網(wǎng)正上方距地面H處 將球以水平速度沿垂直球網(wǎng)的方向擊出 球剛好落在底線上 將球的運(yùn)動(dòng)視做平拋運(yùn)動(dòng) 重力加速度為g 則下列說法正確的是 A 根據(jù)題目條件能求出球的水平速度vB 根據(jù)題目條件能求出球從擊出至落地所用時(shí)間tC 球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于LD 球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移與球的質(zhì)量無關(guān) 類題練熟 3 2 2014 山東濰坊一模 如圖所示 水平地面的B點(diǎn)右側(cè)有一圓形擋板 圓的半徑R 4m B為圓心 BC連線與豎直方向的夾角為37 滑塊靜止在水平地面上的A點(diǎn) AB間距L 4 5m 現(xiàn)用水平拉力F 18N沿AB方向拉滑塊 持續(xù)作用一段距離后撤去 滑塊恰好落在圓形擋板的C點(diǎn) 已知滑塊質(zhì)量m 2kg 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 4 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 拉力F作用的距離 2 滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓弧上C點(diǎn)所用的時(shí)間 答案 1 2 5m 2 2 3s 平拋 斜面 模型 歸類 建模 提能 四 名師點(diǎn)睛 平拋運(yùn)動(dòng)與斜面相結(jié)合的模型 其特點(diǎn)是做平拋運(yùn)動(dòng)的物體落在斜面上 包括兩種情況 1 物體從空中拋出落在斜面上 2 物體從斜面上拋出落在斜面上 在解答該類問題時(shí) 除要運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的位移和速度規(guī)律外 還要充分利用斜面傾角 找出斜面傾角同位移和速度的關(guān)系 從而使問題得到順利解決 經(jīng)典范例 2015 四川綿陽質(zhì)檢 多選 如圖所示 足夠長(zhǎng)的斜面上有a b c d e五個(gè)點(diǎn) ab bc cd de 從a點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球 初速度為v時(shí) 小球落在斜面上的b點(diǎn) 落在斜面上時(shí)的速度方向與斜面夾角為 不計(jì)空氣阻力 初速度為2v時(shí) A 小球可能落在斜面上的c點(diǎn)與d點(diǎn)之間B 小球一定落在斜面上的e點(diǎn)C 小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角大于 D 小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為 多維思考技法提煉 物體從斜面上平拋后又落在斜面上 滿足下列二級(jí)結(jié)論 1 位移的方向即為斜面方向 即位移與水平方向的夾角即為斜面的傾角 2 落點(diǎn)速度方向與水平方向的夾角的正切tan 2tan 落點(diǎn)速度的反向延長(zhǎng)線交于水平位移x的中點(diǎn)