第四章學(xué)案16.doc

第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天學(xué)案16 曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解一、概念規(guī)律題組1關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C曲線運(yùn)動(dòng)不可能是勻變速運(yùn)動(dòng)D變加速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)2下列說(shuō)法中正確的是()A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定具有加速度B做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度一定是變化的C物體在恒力的作用下，不可能做曲線運(yùn)動(dòng)D物體在變力的作用下，只能做曲線運(yùn)動(dòng)3在曲線運(yùn)動(dòng)中下列現(xiàn)象可能出現(xiàn)的有()A.平均速度不等于零，平均速率不等于零B.平均速度不等于零，平均速率等于零C.平均速度等于零，平均速率不等于零D.平均速度等于零，平均速率等于零4關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解，以下說(shuō)法中不正確的是()A由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)是唯一確定的B由合運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，可以有不同的分解方法C物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能將這個(gè)運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)D任何形式的運(yùn)動(dòng)，都可以用幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)代替二、思想方法題組5如圖1所示，物體在恒力F的作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)突然使它所受的力反向，大小不變，即由F變?yōu)镕.在此力作用下，關(guān)于物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是()圖1A物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D物體可能沿原曲線由B返回到A6雨滴由高層建筑的屋檐邊自由下落，遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng)關(guān)于雨滴的運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A風(fēng)速越大，雨滴下落的時(shí)間越長(zhǎng)B無(wú)論風(fēng)速多大，雨滴下落的時(shí)間不變C風(fēng)速越大，雨滴落地時(shí)的速度越小D無(wú)論風(fēng)速多大，雨滴落地時(shí)的速度不變一、對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)一步理解1運(yùn)動(dòng)類型的判斷(1)判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)，要分析合外力是否為恒力(2)判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)，要分析合外力方向是否與速度方向在同一條直線上2運(yùn)動(dòng)類型的分類(1)直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，條件：F合0.勻變速直線運(yùn)動(dòng)，條件：F合為恒力、不等于零且與速度同線非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，條件：F合為變力且與速度同線(2)曲線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，條件：F合0，為恒力且與速度不同線非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，條件：F合0，為變力且與速度不同線3兩個(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)兩個(gè)互成角度(0180)的分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)如v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)如v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【例1】 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)互成銳角的恒力F1和F2作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持二力方向不變，但F1突然增大到F1F，則質(zhì)點(diǎn)以后()A一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化一定相等C可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)D可能做變加速曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)范思維針對(duì)訓(xùn)練1下圖中，能正確描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度v和加速度a的方向關(guān)系的是()二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解1原則：當(dāng)定量研究一個(gè)較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往按實(shí)際效果把它分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)2運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則(1)兩分運(yùn)動(dòng)在同一直線上時(shí)，同向相加，反向相減(2)兩分運(yùn)動(dòng)不在同一直線上時(shí)，按照平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖2所示圖2(3)兩分運(yùn)動(dòng)垂直或正交分解后的合成a合，v合，x合.圖3【例2】 (2010江蘇單科1)如圖3所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度()A大小和方向均不變B大小不變，方向改變C大小改變，方向不變D大小和方向均改變規(guī)范思維針對(duì)訓(xùn)練2(2010上海單科12)降落傘在勻速下降過(guò)程中遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng)，若風(fēng)速越大，則降落傘()A下落的時(shí)間越短 B下落的時(shí)間越長(zhǎng)C落地時(shí)速度越小 D落地時(shí)速度越大三、兩種典型模型1小船過(guò)河問(wèn)題模型(1)涉及的三個(gè)速度： v1：船在靜水中的速度v2：水流的速度v：船的實(shí)際速度(2)小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)分別是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)(3)兩種情景怎樣渡河，過(guò)河時(shí)間最短？船頭正對(duì)河岸，渡河時(shí)間最短，t短(d為河寬)怎樣渡河，路徑最短(v2100 m，D項(xiàng)錯(cuò)規(guī)范思維(1)首先根據(jù)運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性確定船頭垂直岸(即vx垂直岸)時(shí)最快(2)再將艇的運(yùn)動(dòng)分解為沿河岸的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于河岸的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并由此確定軌跡例4 A物體B向左的速度vB是合速度，根據(jù)其效果，分解為如右圖所示的兩個(gè)速度v1和v2，其中v2vA，又因v2vBcos ，當(dāng)物體B向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，vB大小不變，變小，cos 增大，所以v2增大，即物體A向上做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得FTmgma，可知：FTmgmamg，故A正確規(guī)范思維(1)在進(jìn)行速度分解時(shí)，首先要分清合速度與分速度合速度就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度，由物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況確定，分速度由合速度所產(chǎn)生的實(shí)際效果利用平行四邊形定則確定(2)對(duì)繩連物體的問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，物體的速度一般分解為沿繩方向和垂直于繩方向兩個(gè)分速度針對(duì)訓(xùn)練1AC物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向沿軌跡的切線方向，所受合外力(或加速度)的方向指向曲線的凹側(cè)2D風(fēng)沿水平方向吹，不影響豎直速度，故下落時(shí)間不變，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)風(fēng)速越大，落地時(shí)合速度越大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確3AC根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解v合5 m/s，C正確從圖象得物體的加速度a2 m/s2，由于物體在x方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在y方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且合初速度的方向與合加速度的方向不共線，所以物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A正確4BDvA可分解為沿繩方向和垂直繩方向的兩個(gè)分速度，如右圖所示而小球B的速度等于沿繩方向的分速度，即vBvAcos ，故B正確；根據(jù)能量守恒可知，小球B減小的勢(shì)能等于物塊A增加的機(jī)械能和小球B增加的動(dòng)能之和，C錯(cuò)；當(dāng)物塊A上升到與滑輪等高時(shí)，vA沿繩方向分速度為0，即vB0，小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為A的機(jī)械能，故此時(shí)A的機(jī)械能最大，D正確【課時(shí)效果檢測(cè)】1A2.B3.C4A質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，合力的大小方向均不變，加速度不變，C錯(cuò)誤由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D過(guò)程，合力做正功，速率增大，A正確A點(diǎn)的加速度方向與沿曲線在A點(diǎn)的切線也即速度方向夾角大于90，B錯(cuò)誤從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤5AC船的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了兩個(gè)效果：一是滑輪與船間的繩縮短，二是繩繞滑輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因此將船的速度分解如右圖所示，人拉繩行走的速度v人vcos ，A對(duì)，B錯(cuò)；繩對(duì)船的拉力等于人拉繩的力，即繩的拉力大小為F，與水平方向成角，因此Fcos Ffma，得a，C對(duì)，D錯(cuò)6B由右圖知船合速度沿AB方向，當(dāng)v船與AB垂直時(shí)，v船最小所以，v船v水sin 374 m/s2.4 m/s，B項(xiàng)正確7B跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力，其大小不變且方向豎直向下，還受到空氣阻力，其始終與速度反向，大小隨速度的增大而增大，反之則減小在水平方向上，運(yùn)動(dòng)員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力，故可知運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)在豎直方向上運(yùn)動(dòng)員在重力與空氣阻力在豎直方向上的分力的共同作用下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)由以上分析結(jié)合vt圖象的性質(zhì)可知只有B選項(xiàng)正確8AD前2 s內(nèi)物體只受x軸方向的作用力，故沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；其加速度為ax2 m/s2，位移為x1axt24 m后2 s內(nèi)物體沿x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移為x28 m，沿y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為ay2 m/s2，位移為yayt24 m，故4 s末物體坐標(biāo)為(12 m,4 m)，C錯(cuò)誤，D正確；后2 s內(nèi)物體的加速度方向和初速度方向垂直，故做曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤9ABC當(dāng)船頭正對(duì)河岸時(shí)，t最短，t最短 s50 s，此時(shí)小船沿水流方向的位移為xv水t200 m，因此B、C正確由于v水v船，所以船不可能到達(dá)正對(duì)岸，位移一定大于河寬150 mA項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤10(1)見解析圖(2)5102 m/s2(3) m/s解析(1)蠟塊在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向向右做勻加速直線運(yùn)