高考物理鲁科版必修2 5.1《曲线运动运动的合成与分解》课件

欢迎进入物理课堂 1 掌握曲线运动的条件和特点 会用运动的合成与分解分析曲线运动 2 掌握平抛运动的性质和规律 能灵活应用平抛运动的规律处理有关问题 3 掌握描述圆周运动的物理量 理解匀速圆周运动的概念和规律 4 会用牛顿第二定律计算匀速圆周运动的向心加速度和向心力 会分析生产 生活中的圆周运动 5 通过有关史实了解万有引力定律的发现过程 知道万有引力定律 认识发现万有引力定律的重要意义 体会科学定律对人类探索未知世界的作用 6 会计算人造卫星的环绕速度 知道第二和第三宇宙速度 本章内容是高中物理的难点内容之一 纵观近几年高考 涉及本章内容的考题难度一般在中等及中等偏上的层次 对能力的要求较高 出题形式比较灵活 常与生产 生活和前沿科技相结合 考查知识的综合应用能力 本章中平抛运动 匀速圆周运动和万有引力定律的应用是高考的热点内容 常与其他知识综合起来进行考查 所占分值较高 万有引力定律及其应用是高考中必考的内容 特别是有关人造卫星 宇宙飞船的问题 考查的频率很高 这类问题贴近科技前沿 蕴涵丰富的物理知识 以此为背景的高考命题立意高 情景新 对考生的理解能力 分析综合能力提出了较高的要求 题型以选择题为主 也可能出计算题 1 曲线运动 1 定义 质点的运动轨迹是曲线的运动 2 曲线运动的速度特点 质点做曲线运动时 在某一时刻瞬时速度的方向在通过这一点的方向上 所以曲线运动一定是运动 但是 变速运动不一定是曲线运动 切线 变速 3 物体做曲线运动的条件 从运动学角度说 物体的加速度方向跟它的不在同一直线上 物体就做曲线运动 从动力学角度说 如果物体所受的方向跟物体的不在同一直线上 物体就做曲线运动 速度方向 合外力 速度方向 技巧提示 当物体受到的合力为恒力 大小恒定 方向不变 时 物体做匀变速曲线运动 如平抛运动 2 运动的合成与分解 1 分运动和合运动 一个物体同时参与两种运动时 这两种运动都是 而物体的实际运动就是 2 分运动和合运动的特征 运动的独立性 一个物体同时参与两个 或多个 运动 其中任意一个运动不会因有另外的运动存在而有所改变 运动的同时性 各分运动与合运动总是同时开始 同时结束 经历的时间一定相等 运动的等效性 合运动与分运动的效果相同 分运动 合运动 3 运动的合成与分解的意义 法则及关系 合成与分解的目的在于将复杂运动转化为运动 将曲线运动转化为运动 以便于研究 由于合成和分解的物理量是矢量 运算法则 两分运动垂直或正交分解后的合成法则 简单 直线 平行四边形定则 技巧提示 运动的合成与分解是根据运动的实际效果将描述合运动规律的合物理量 如位移 速度 加速度 按平行四边形定则分别分解 或进行正交分解 考点一运动类型的分类分析及合运动的性质和轨迹的判定 2 3种不同运动的类比 案例1 如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A 小车下装有吊着物体B的吊钩 在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时 吊钩将物体B向上吊起 A B之间的距离以d H 2t2 SI SI表示国际单位制 式中H为吊臂离地面的高度 规律变化 则物体做 A 速度大小不变的曲线运动B 速度大小增加的曲线运动C 加速度大小方向均不变的曲线运动D 加速度大小方向均变化的曲线运动 解析 利用速度的合成与分解的知识 分析物体的运动 分别分析速度和加速度 再确定 曲直 物体B在水平方向做匀速直线运动 竖直方向上A B间距离变化的规律为d H 2t2 而B与地面的高度为 即位移与时间成二次函数关系 所以物体B竖直方向上从地面开始向上做匀加速直线运动 由x v0t 可知v0 0 a 4 物体B实际上做类平抛运动 故应选B C 答案 B C 即时巩固1 2010 江苏高考 如图所示 一块橡皮用细线悬挂于O点 用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动 运动中始终保持悬线竖直 则橡皮运动的速度 A 大小和方向均不变B 大小不变 方向改变C 大小改变 方向不变D 大小和方向均改变 解析 笔匀速向右移动时 x随时间均匀增大 y随时间均匀减小 说明橡皮水平方向匀速运动 竖直方向也是匀速运动 所以橡皮实际运动是匀速直线运动 A正确 答案 A 考点二小船过河类问题的分析与求解方法小船过河时 实际上参与了两个方向的分运动 即随水流的运动 水冲船的运动 和船相对水的运动 即在静水中的船的运动 船的实际运动是合运动 技巧提示 1 分析船渡河问题时应特别注意合运动和分运动的关系 即 等时性 独立性 等效性 2 船的划行方向与船头指向一致 而船的航行方向是船实际的运动方向 案例2 2011 江苏单科 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乙的大小关系为 A t甲t乙D 无法确定 答案 C 即时巩固2 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 A 船渡河的最短时间是100sB 船在行驶过程中 船头始终指向河对岸下游C 船在河水中航行的轨迹是一条直线D 船在河水中的最大速度是4m s 考点三绳子末端速度的分解1 绳子末端运动速度的分解 应按运动的实际效果进行 2 速度投影定理 不可伸长的杆或绳 尽管各点速度不同 但各点速度沿杆或绳方向的投影相同 案例3 人用绳子通过定滑轮拉物体A A穿在光滑的竖直杆上 当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时 绳与竖直杆的夹角为 则物体A实际运动的速度是 解析 由运动的合成与分解可知 物体A参与这样的两个分运动 一个是沿着与它相连接的绳子的运动 另一个是垂直于绳子向上的运动 而物体A实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的 这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动 它们之间的关系如图所示 由三角函数可得 所以D选项是正确的 答案 D 即时巩固3 如图所示 重物M沿竖直杆下滑 并通过绳带动小车沿斜面升高 问 当滑轮右侧的绳与竖直方向成 角 且重物下滑的速率为v时 小车的速度为多少 解析 重物M的速度v的方向是合运动的速度方向 这个v产生两个效果 一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动 二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v 运动 如图所示 由图可知 v vcos 答案 vcos 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全