高考物理大一轮复习专题四曲线运动万有引力定律第1讲运动的合成与分解课件.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 一 曲线运动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 切线方向 方向 变速 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 不在 不在 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 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 减小 2 当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时 物体的速率 不变 3 当合外力方向与速度方向垂直时 物体的速率 基础检测 1 多选 2016年广东广州模拟 关于做曲线运动的物体 下列说法中正确的是 A 它所受的合外力一定不为零B 它所受的合外力一定是变力C 其速度可以保持不变D 其动能可以保持不变解析 物体做曲线运动 其速度方向一定改变 故物体的加速度一定不为零 合外力也一定不为零 合外力若与速度始终垂直 动能可以保持不变 故A D正确 B C错误 答案 AD 二 运动的合成与分解 分运动 相加 相减 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 四边形定则 2 不在同一条直线上的两个分运动合成时 遵循 平行 基础检测 2 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 典例剖析例1 某学生在体育场上抛出铅球 其运动轨迹如图4 1 1所示 已知在B点时的速度方向与加速度方向相互垂直 则下列 说法中正确的是 图4 1 1A D点的速率比C点的速率大B D点的加速度比C点的加速度大C 从B到D加速度与速度方向始终垂直D 从B到D加速度与速度方向的夹角先增大后减小 解析 铅球做斜抛运动 根据曲线运动的条件和题目中在B点的速度方向与加速度方向相互垂直 即竖直方向上的分速度为零 可判断B点是轨迹的最高点 根据加速度和速度方向间的关系可知A项正确 D点和C点的加速度一样大 都等于重力加速度 B错误 过了B点后 在D点加速度与速度不可能再垂直 C错误 根据曲线运动的特点 可判断从B点到D点加速度与速度的夹角一直减小 D错误 答案 A 考点练透 1 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 典例剖析例2 有一个质量为2kg的质点在x y平面上运动 在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图4 1 2甲 乙所 示 下列说法正确的是 甲 乙 图4 1 2 4m s 在x方向上做匀加速直线运动 a A 质点所受的合外力为3NB 质点的初速度为3m sC 质点做匀变速直线运动D 质点初速度的方向与合外力的方向垂直 解析 由题图乙可知 质点在y方向上做匀速运动 vy xt v t 1 5m s2 故质点所受合外力F ma 3N A正确 质点的初速度v 5m s B错误 质点做匀变速曲线运动 C错误 质点初速度的方向与合外力的方向不垂直 如图4 1 3所示 图4 1 3 53 D错误 答案 A 考点练透 2 一光滑水平面内建立平面直角坐标系 一物体从t 0时刻起 由坐标原点O 0 0 开始运动 其沿x轴和y轴方向运动的速度 时间图象如图4 1 4甲 乙所示 下列说法中正确的是 甲 乙 图4 1 4 A 前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动 B 后2s内物体继续做匀加速直线运动 但加速度沿y轴 方向 C 4s末物体坐标为 4m 4m D 4s末物体坐标为 6m 2m 解析 前2s内物体在y轴方向速度为0 由题图甲知只沿x轴方向做匀加速直线运动 A正确 后2s内物体在x轴方向做匀速运动 在y轴方向做初速度为0的匀加速运动 加速度沿y轴方向 合运动是曲线运动 B错误 4s内物体在x轴方 向上的位移是x m 6m 在y轴方向上的位 C错误 D正确 答案 AD 移为y 2 2m 2m 所以4s末物体坐标为 6m 2m 模型1小船渡河 1 小船渡河问题的分析思路 2 小船渡河的两类问题 三种情景 例3 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 去程时船头垂直于河岸 用时最短 回程时位移垂直于河岸 位移最短 答案 B 触类旁通 1 一小船渡河 河宽d 180m 水流速度v1 2 5m s 若船 在静水中的速度为v2 5m 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 解 1 欲使船在最短时间内渡河 船头应朝垂直河岸方向当船头垂直河岸时 如图D18甲所示 甲 乙 图D18 2 欲使船渡河航程最短 合运动应垂直河岸 船头应朝上游与河岸方向成某一夹角 如图乙所示有v2cos v1 得 60 所以当船头与上游河岸成60 角时航程最短x d 180m 模型2关联速度的绳杆模型1 模型特点沿绳 或杆 方向的速度分量大小相等 2 思路与方法合速度 物体的实际运动速度v 方法 v1与v2的合成遵循平行四边形定则 3 常见模型 把物体的实际速度分解为沿绳 杆 和垂直于绳 杆 的两个分量 根据沿绳 杆 方向的分速度大小相等求解 常见的模型如下列各图所示 例4 如图4 1 5所示 将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端 轻绳的另一端系一质量为m的小环 小环套在竖直固定的光滑直杆上 光滑定滑轮与直杆的距离为d 现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放 当小环沿直杆下滑距离也为d时 图中B处 下列说法正确的是 重力加速度为g 图4 1 5 A 小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg 解析 小环释放后 v增加 而v1 vcos v1增大 由此可知小环刚释放时重物具有向上的加速度 故绳中张力一定大于2mg A项正确 小环到达B处时 绳与直杆间的夹角为45 重物上升的高度h 1 d B项正确 如图4 1 6所示 将 小环速度v进行正交分解 其分速度v1与重物上升的速度大小 相等 v1 vcos45 v 所以 小环在B处的速度与重物上 升的速度大小之比等于 C项错误 D项正确 图4 1 6答案 ABD 触类旁通 2 多选 2016年东北师大附中模拟 如图4 1 7所示 人在岸上拉船 已知船的质量为m 水的阻力恒为Ff 当轻绳与水平面的夹角为 时 船的速度为v 此时人的拉力大小为F 则 此时 A 人拉绳行走的速度为vcos B 人拉绳行走的速度为 vcos C 船的加速度为 Fcos Ffm D 船的加速度为 F Ffm 图4 1 7 解析 人拉绳行走的速度等于船的速度v沿绳方向的分量vcos A正确 B错误 由牛顿第二定律得 Fcos Ff ma 答案 AC