高考物理一轮总复习 专题四 第1讲 运动的合成与分解课件 新人教版.ppt

专题四曲线运动万有引力定律 第1讲 运动的合成与分解 1 速度的方向 质点在某一点的速度方向 沿曲线在这一 点的 方向 变速 不在 不在 2 运动的性质 做曲线运动的物体 速度 时刻在改变 所以曲线运动一定是 运动 3 曲线运动的条件 物体所受合外力的方向跟它的速度方向 同一条直线上或它的加速度方向与速度方向 同一条直线上 切线方向 一 曲线运动 4 合外力方向与轨迹的关系 合外力 速度 物体做曲线运动的轨迹一定夹在 方向与 方向之间 速度方向与轨迹相切 合外力方向指向轨迹的 凹 侧 5 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 增大 2 当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时 物体的速率 减小 不变 3 当合外力方向与速度方向垂直时 物体的速率 二 运动的合成与分解 分运动 1 分运动和合运动 一个物体同时参与几个运动 参与的这几个运动都是 物体的实际运动就是合运动 2 运动的合成 已知分运动求合运动 叫做运动的合成 1 同一条直线上的两个分运动的合成 同向 反向 相加 相减 2 不在同一条直线上的两个分运动合成时 遵循 平行四边形定则 基础检测 2014年广东十校联考 下列关于曲线运动的说法中 正确 的是 A 做平抛运动的物体 加速度是恒定的B 做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C 做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的D 骑自行车冲到圆弧形桥顶时 人对自行车车座的压力增加 这是由于超重原因造成的 解析 物体做曲线运动的条件是合加速度与合初速度有一定的夹角 例如平抛运动是匀变速曲线运动 加速度恒定 故选项A正确 B错误 匀速圆周运动的速度大小不变 C错误 自行车冲到圆弧形桥顶时 重力和支持力的合力提供向心力 人对自行车车座压力减小 这是由于失重原因造成的 故选项D错误 答案 A 考点1曲线运动的理解 重点归纳 物体所受合外力与速度不共线 物体就做曲线运动 当合外力恒定时 物体做匀变速曲线运动 如平抛运动 当合外力变化时 物体做非匀变速曲线运动 如圆周运动 考点练透 1 多选 2014年广东惠州调研 一物体受三个恒力作用做匀速直线运动 若将其中一个力突然撤去 则物体的运动状态 可能是 A 仍然做匀速直线运动B 匀变速直线运动C 匀速圆周运动D 类平抛运动 解析 去掉一个力后 所受的合力仍为恒力 但不为零 因此不可能做匀速直线运动 A错 若力的方向与运动方向在一条直线上 物体做匀变速直线运动 B正确 若合力的方向与运动方向不在同一条直线上 物体做匀变速曲线运动 特别当合力的方向与初速度方向垂直时 物体做类平抛运动 D正确 由于合力大小方向不变 因此不可能做匀速圆周运动 C错误 答案 BD 2 2015年河北邯郸模拟 质点做曲线运动从A到B速率逐渐增加 如下列各图所示 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 A B C D 答案 D 考点2运动的合成与分解 1 合运动与分运动的关系 1 独立性 一个物体同时参与的几个分运动 彼此独立 互不影响 这就是运动的独立性原理 2 等时性 各个分运动与合运动总是同时开始 同时结束 经历时间相等 不同时的运动不能合成 3 等效性 各分运动叠加起来与合运动有相同的效果 4 同一性 各分运动与合运动 是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动 不是几个不同物体发生的不同运动 重点归纳 2 两个直线运动的合运动的性质判断 根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动 典例剖析例1 关于合运动与分运动的关系 下列说法正确的是 A 合运动的速度一定大于分运动的速度B 分运动的位移一定小于合运动的位移C 合运动的时间等于各分运动的时间之和D 组成合运动的各个分运动具有独立性思维点拨 运动的合成遵循的法则是平行四边形定则或三角形定则 合运动与分运动具有等效性 等时性和分运动的独立性 解析 运动的合成遵循的法则是平行四边形法则或三角形定则 由三角形定则可知 合运动的速度与两个分运动的速度构成了三角形的三边 两个分速度首尾相连 合速度是首对首 尾对尾 在三角形中 哪条边都有可能表示合速度 也都有可能表示分速度 故不能明确说明合速度与分速度的大小关系 对速度如此 对加速度 位移也都如此 所以A B错误 依照合运动与分运动的等效性 等时性和分运动的独立性可知 C错误 D正确 答案 D 备考策略 在实际中物体所做的运动一般都是曲线运动 所有曲线运动都涉及运动的合成与分解 考点练透 3 多选 2014年广东东莞万江中学月考 有关运动的合成 下列说法正确的是 A 两个直线运动的合运动一定是直线运动B 两个不在同一直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动C 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动D 匀加速直线运动和匀速直线运动的合运动一定是直线运动答案 BC 4 多选 2015年山西太原模拟 如图4 1 1所示 在灭火抢险的过程中 消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业 为了节省救援时间 在消防车向前前进的过程中 人同时相对梯子匀速向上运动 在地面上看消防队 员的运动 下列说法中正确的是 图4 1 1 A 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀加速直线运 动 B 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀速直线运动C 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速曲线 运动 D 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速直线 运动 答案 BC 模型1 小船渡河 1 小船的运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动 2 三种渡河情形的分析 图4 1 2 3 若v水 v船 这时无论船头指向什么方向 都无法使船垂直河岸渡河 即最短位移不可能等于河宽d 按水流速度和船在静水中的速度大小的作图 如图4 1 3所示 图4 1 3以出发点A作矢量v水 以v水末端为圆心 v船为半径画圆弧 自出发点A向圆弧作切线 就是船位移最小时的合运动的 方向 这时船头与河岸的夹角 满足cos 最短位移s短 例2 2014年四川卷 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 思维点拨 去时船头垂直于河岸 用时最短 回时位移垂直于河岸 位移最短 答案 B 触类旁通 1 多选 2015年湖北重点中学联考 一只小船在静水中的速度为3m s 它要渡过一条宽为30m的河 河水流速为4m s 则这只船 A 过河时间不可能小于10sB 不能沿垂直于河岸方向过河C 渡过这条河所需的时间可以为6sD 不可能渡过这条河答案 AB 2 如图4 1 4所示 人沿平直的河岸以速度v行走 且通过不可伸长的绳拖船 船沿绳的方向行进 此过程中绳始终与 水面平行 当绳与河岸的夹角为 时 船的速度大小为 图4 1 4 A vsin B vsin C vcos D vcos 答案 C 模型2 关联速度的绳杆模型 1 模型的几类情况 1 收绳 每段绳子至少有一端固定 2 转杆 杆一端固定转动 3 滑杆 杆两端不固定 同时以不同的方式运动 比如在竖直墙壁上往下滑 2 特点 1 合运动 两端点 或端点连接的物体 的实际运动速度为 合速度 2 速度关联 沿绳或杆方向的速度分量大小相等 这是模型的核心 注意 绳 杆两端点的速度是其各分速度的合速度 3 角速度 同一时刻 收绳和转杆上每处的角速度都相等 垂直绳子或杆方向的分速度与该点到固定点的距离成正比 v r 可能会随时间而改变 滑杆每点的速度都不同 角速度也不同 垂直壁面时 该点的轨迹是椭圆弧 滑杆中点的轨迹是圆弧 3 速度分析 1 绳上某点的速度 先求端点沿绳方向的分速度v 和垂直 的垂直分速度 最后结合v v 求出合速度 2 转杆的合速度 杆方向上的分速度为零 故垂直杆方向 的分速度就是该点的合速度 3 滑杆杆上的速度分析 杆上每点的运动按两端点的实际运动方向分解 由滑杆三角比例关系建立分速度与端点速度之间的关系 再利用平行四边形定则或三角形定则进行分析求解 4 解题方法和步骤 确定物体的实际运动 沿绳方向分解 速度 沿垂直绳方向分解速度 离为时 A B两球的速度vA和vB的大小 不计一切摩擦 例3 如图4 1 5所示 一根长直轻杆两端分别固定一个小球A和B 两球的质量均为m 两球半径忽略不计 杆AB的长度为l 现将杆AB竖直靠放在竖直墙上 轻轻振动小球B 使小球B在水平地面上由静止向右运动 求当A球沿墙下滑距 l 2 图4 1 5 审题突破 解答本题时要注意两点 A B两球的实际运动是它们各自的合运动 A B两球沿杆方向的分速度相等 解 A B两球速度的分解情况如图4 1 6所示 由题意知 30 由运动的合成与分解得 图4 1 6 vAsin vBcos 又A B组成的系统机械能守恒 所以 题外拓展 如果要求轻杆中点的速度大小 则需将中点的速度沿两个端点 小球 实际运动的方向分解 并通过三角相似性质确立它们的关系 从而进行求解 触类旁通 3 2015年山东烟台模拟 如图4 1 7所示 物体A B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起 A物体受水平向右的力F的 作用 此时B匀速下降 A水平向左运动 可知 图4 1 7A 物体A做匀速运动B 物体A做加速运动C 物体A所受摩擦力逐渐增大D 物体A所受摩擦力不变 解析 设系在A上的细线与水平方向夹角为 物体B的速度为vB 大小不变 细线的拉力为FT 则物体A的速度vA 物体A做加速运动 A错误 B正确 物体B匀速下降 FT不变 故随 增大 FfA减小 C D均错误 答案 B 4 2015年山西太原一中检测 如图4 1 8所示 开始时A B间的细绳呈水平状态 现由计算机控制物体A的运动 使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑 经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动 则下列v t图象中 最接近物体B的运动 情况的是 图4 1 8 AC BD 解析 如图D25所示 与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度v1和垂直于绳方向的速度v2 则物体B的速度vB v1 vsin 在t 0时刻 0 vB 0 C项错误 之后随 增大 sin 增大 B的速度增大 但开始时 变化快 速度增加得快 图线的斜率大 若绳和杆足够长 则物体B的速度趋近于A的速度 A项正确 图D25 答案 A