物理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 .ppt

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1、内容要求新课标卷真题命题热点运动的合成与分解2015卷16题本专题每年都有考查，频率较高的是平抛运动、圆周运动及万有引力定律的应用考查的情景主要有：(1)速度、加速度、位移的合成与分解在实际问题中的应用；(2)平抛运动的处理方法以及平抛运动在具体生活情境中的应用；(3)描述圆周运动的物理量及它们之间的关系和应用；抛体运动2016卷25题，2016卷25题2015卷18题，2014卷15题匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力2016卷16题，2016卷24题内容要求新课标卷真题命题热点离心现象2013卷21题(4)圆周运动与牛顿运动定律、机械能守恒等内容的综合应用；(5)

2、天体质量和密度的估算；(6)第一宇宙速度的计算；(7)天体的运动及卫星的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他知识综合考查.万有引力定律及其应用2016卷17题，2016卷14题2015卷21题，2014卷19题2013卷20题，2013卷20题环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观第第1讲曲线运动、运动的合成与分讲曲线运动、运动的合成与分解解【考纲解读考纲解读】1.理解曲线运动的概念、特点，掌握曲线运理解曲线运动的概念、特点，掌握曲线运动的条件；动的条件；2.掌握运动的合成与分解的法则以及运动性质分析掌握运动的合成与分解的法则以及运动性质分析一、曲线运动1

3、速度方向：质点在某一点的瞬时速度的方向，沿曲线上该点的_方向2运动性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻改变，故曲线运动一定是_运动，即必然具有加速度考点O讲堂梳理自查切切线变速速3物体做曲线运动的条件(1)运动学角度：物体的_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_的方向跟速度方向不在同一条直线上4速率变化情况判断(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率_(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率_(3)当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率_加速度加速度合外力合外力增大增大减小减小不不变二、运动的合成与分解1合运动与分运动的关系(合运动指物体的

4、实际运动)(1)等时性：合运动和分运动经历的_相等，即同时开始、同时运动、同时停止(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动_进行，不受其他运动的影响(3)等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有_的效果2合成与分解所遵循的规律：位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循_定则时间独立独立完全相同完全相同平行四平行四边形形1物体做曲线运动的条件冰球以速度v1在水平冰面上向右运动运动员沿冰面在垂直v1的方向上快速打击冰球，冰球立即获得沿打击方向的分速度v2.不计冰面摩擦和空气阻力下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动路径的是()A BCD【答案】B【解析】物体所受的合力

5、与速度方向不在同一直线上做曲线运动，合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；实际运动的速度为合速度，根据平行四边形定则可知，合速度不可能沿打击的方向，一定沿以两分速度为邻边的平行四边形的对角线的方向，故A项错误、B项正确2对合外力方向与轨迹关系的考查质点做曲线运动，从A到B速率逐渐增加，如图所示，有四位同学用示意图表示A到B的轨迹及速度方向和加速度的方向，其中正确的是()ABCD【答案】D【解析】质点的速度沿运动轨迹的切线方向，合外力(或加速度)指向曲线的凹侧，因质点速率逐渐增加，故合外力(或加速度)与速度的夹角应为锐角，据此

6、可知选项D正确【答案】ABD1合力方向与轨迹的关系：无力不拐弯，拐弯必有力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曲线的“凹”侧2合力方向与速率变化的关系(见考点O)考点1合运动与轨迹的判断3合运动性质的判断两个互成角度的分运动合运动的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的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线，为匀变速直线运动如果v合与a合不共线，为匀变速曲线运动例1(2017届河南名校联考)如图，这是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图已知物体

7、在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是()AC点的速率小于B点的速率BA点的加速度比C点的加速度大CC点的速率大于B点的速率D从A点到C点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大思路剖析：(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率怎样变化？(2)质点做匀变速曲线运动，加速度变化吗？(3)质点做曲线运动，合力的方向总是指向轨迹的哪一侧？【答案】C【解析】质点做匀变速曲线运动，B点到C点的加速度方向与速度方向夹角小于90，所以，C点的速率比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点时的加速度与A点的相同，故选

8、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互相垂直，则有A点速度与加速度方向夹角大于90，C点的加速度方向与速度方向夹角小于90，故选项D错误练1如图所示，从广州飞往上海的波音737航班上午10时到达上海浦东机场，若飞机在降落过程中的水平分速度为60 m/s，竖直分速度为6 m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动，则飞机落地之前()A飞机的运动轨迹为曲线B经20 s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C在第20 s内，飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小

9、相等D飞机在第20 s内，水平方向的平均速度为21 m/s【答案】D物体做曲线运动的条件及轨迹分析1条件：物体受到的合外力与初速度不共线2合力方向与轨迹的关系：无力不弯曲，弯曲必有力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”侧做曲线运动的物体，其轨迹向合力所指的方向弯曲，若已知物体的运动轨迹，可以判断出物体所受合力大致的方向；若已知物体所受合力的方向，可以判断出物体运动轨迹的大致走向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，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，物体的速率减小(3)当合力方向

10、与速度方向垂直时，物体的速率不变1小船过河问题分析思路考点2小船过河问题分析思路2三种速度：v1(船在静水中的速度)，v2(水流速度)，v(船的实际速度)例2一小船渡河，河宽d180 m，水流速度v12.5 m/s.若船在静水中的速度为v25 m/s，求：(1)欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？思路剖析：(1)可以通过分运动计算船的运动时间，也可以通过合运动计算船的运动时间，如何计算船的运动时间？(2)什么情景下船的运动时间最短，什么情景下船的位移最短？甲甲 乙乙 练2(多选)(2017届四

11、川雅安检测)河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中速度与时间的关系如图乙所示若要使船以最短时间渡河，则下列判断正确的是()A船渡河的航程是300 mB船在河水中的最大速度是5 m/sC船渡河的最短时间是100 sD船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直【答案】BCD甲乙甲乙 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解决的关键是：正确区分分运动和合运动，在船的航行方向也就是船头指向方向的运动，是分运动；船的运动也就是船的实际运动，是合运动，一般情况下与船头指向不共线3运动分解的基本方法，按实际效果分解，一般用平行四边形定则沿水流方向和船头指向分解4渡河时

12、间只与垂直河岸的船的分速度有关，与水流速度无关微课堂绳端速度分解例3(多选)如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为vB，vA，则()AvAvBBvAvBC绳的拉力等于B的重力D绳的拉力大于B的重力审题突破：(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，车沿绳方向的分速度与绳速相等；(2)小车匀速运动，B是否匀速上升，需根据vB的表达式分析【答案】AD【解析】小车A向左运动的过程中，小车的速度是合速度，可分解为沿绳方向与垂直于绳方向的速度，如图所示，由图可知vBvAcos，则vBvA，小车向左运动的过程中角减小，

13、vB增大，B向上做加速运动，故绳的拉力大于B的重力故选项A、D正确【答案】C1在运动的分解中，常利用分运动的等时性，通过求解分运动的时间来求合运动的时间2对绳端速度合成与分解的方法(1)物体的实际运动一定是合运动(2)绳端速度可分解为沿绳方向的速度和垂直于绳方向的速度(3)速度投影定理：两个物体在不可伸长的绳(或杆)连接下沿不同方向运动，则两物体沿绳(或杆)方向的分速度相同热点题组一合运动与轨迹的判断1(2017届福州模拟)如图所示，光滑水平桌面上，一个小球以速度v向右做匀速运动，它经过靠近桌边的竖直木板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，则小球在木板上的投影轨

14、迹是()模拟精选 组合专练A B C D【答案】B【解析】木板做自由落体运动，若以木板作参考系，则小球沿竖直方向的运动可视为竖直向上的初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，水平方向为匀速直线运动，所以小球在木板上的投影轨迹是B2(2017年重庆模拟)在救灾工作中，假设有一架直升机A用一长H50 m的悬索(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v010 m/s的速度匀速运动的同时，悬索在竖直方向上匀速上拉，如图所示在将伤员拉到直升机内的时间内，A，B之间的竖直距离以l505t(单位：m)的规律变化，则()A伤员经过5 s时间被拉到直升机内B伤员经过10 s时间被拉到直升

15、机内C伤员的运动速度大小为5 m/sD伤员的运动速度大小为10 m/s【答案】B【答案】C4(2017年大连质检)如图所示，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，立即沿原路线返回到O点，OA，OB分别与水流方向平行和垂直，且OAOB.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乙的大小关系为()At甲t乙Bt甲t乙Ct甲t乙D无法确定【答案】C热点题组三绳端速度分解5(2017届衡水模拟)如图所示，一铁球用细线悬挂于天花板上，静止垂在桌子的边缘，悬线穿过一光盘的中间孔，手推光盘在桌面上平移，光盘带动悬线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动，当光盘由A位置运动到图中虚线所示的B位置时，悬线与竖直方向的夹角为，此时铁球()A竖直方向速度大小为vcos B竖直方向速度大小为vsin C竖直方向速度大小为vtan D相对于地面速度大小为v【答案】B