第1課時(shí) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 拋體運(yùn)動(dòng)

必修2第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力定律第1課時(shí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)知識(shí)梳理考點(diǎn)透析微課拓展知識(shí)梳理教材導(dǎo)引以題扣點(diǎn)教材導(dǎo)讀1.教材中一個(gè)在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的鋼球,受到磁鐵的吸引而做曲線運(yùn)動(dòng),那么鋼球偏轉(zhuǎn)的方向與受到磁鐵的力的方向有什么關(guān)系?答案:鋼球向受力的那側(cè)偏轉(zhuǎn).2.由教材中研究平拋運(yùn)動(dòng)的速度的圖中可以看出,拋體下落的方向越來越接近哪個(gè)分運(yùn)動(dòng)的方向?答案:拋體下落的方向越來越接近豎直向下的方向.基礎(chǔ)提點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)一曲線運(yùn)動(dòng)

1.速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向是沿曲線在這一點(diǎn)的

.2.運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的

時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是

運(yùn)動(dòng).3.曲線運(yùn)動(dòng)的條件切線方向方向變速【試練1】

下列關(guān)于對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí),正確的是(

)A.曲線運(yùn)動(dòng)的合外力可以是零B.曲線運(yùn)動(dòng)的速度不斷改變,加速度也一定不斷改變C.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定不斷變化,但加速度的大小和方向可以不變D.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)解析:物體做曲線運(yùn)動(dòng),合外力一定不為零,必有加速度,但加速度的大小和方向可以不變,選項(xiàng)C正確.C運(yùn)動(dòng)的合成與分解

知識(shí)點(diǎn)二1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等時(shí)性各分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間與合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相同獨(dú)立性一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,互不干擾等效性各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有相同的效果,即分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是一種等效替代的關(guān)系2.運(yùn)算法則:位移、速度和加速度都是矢量,故它們的合成與分解遵循

定則.平行四邊形【試練2】

關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成,下列說法中正確的是(

)A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大B.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)就一定是直線運(yùn)動(dòng)D.兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析:一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng);只有當(dāng)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合初速度方向與合加速度方向在同一直線上時(shí),合運(yùn)動(dòng)才是勻變速直線運(yùn)動(dòng),只有選項(xiàng)B正確.B平拋運(yùn)動(dòng)

知識(shí)點(diǎn)三1.定義:將物體以一定的初速度沿

拋出,物體只在

作用下所做的運(yùn)動(dòng).2.性質(zhì):加速度為重力加速度的

運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是

.水平方向重力勻變速曲線拋物線3.規(guī)律見附表【試練3】(2014佛山市質(zhì)檢)“套圈圈”是小孩和大人都喜愛的一種游戲.如圖所示,某小孩和大人直立在界外,在同一條豎直線上的不同高度分別水平拋出圓環(huán),并恰好套中前方同一物體.假設(shè)圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)可以視為平拋運(yùn)動(dòng),則(

)A.大人拋出的圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較短B.大人應(yīng)以較小的速度拋出圓環(huán)C.小孩拋出的圓環(huán)發(fā)生的位移較大D.小孩拋出的圓環(huán)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量較小B斜拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)四1.性質(zhì):加速度為重力加速度的

運(yùn)動(dòng).2.基本規(guī)律

(以斜上拋為例,如圖所示)(1)水平方向:v0x=

,F合x=

,在最高點(diǎn),vx=

.

(2)豎直方向:v0y=

,F合y=

,在最高點(diǎn),vy=

.

勻變速曲線v0cosθv0cosθv0sinθ0mg0【試練4】

做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)(

)A.速度為零,加速度方向向下B.速度為零,加速度為零C.具有水平方向的速度和豎直向下的加速度D.具有水平方向的速度和加速度解析:斜拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng).因物體只受重力,且方向豎直向下,所以水平方向的分速度不變,豎直方向上的加速度也不變,所以只有選項(xiàng)C正確.C考點(diǎn)透析突破重難課堂探究合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)與軌跡分析考點(diǎn)一1.合力方向與速率變化的關(guān)系當(dāng)合力方向與速度方向的夾角

2.合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷(1)根據(jù)加速度判定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):若合加速度不變,則為勻變速運(yùn)動(dòng);若合加速度(大小或方向)變化,則為非勻變速運(yùn)動(dòng).(2)根據(jù)合加速度的方向與合初速度的方向判定合運(yùn)動(dòng)的軌跡:若合加速度的方向與合初速度的方向在同一直線上則為直線運(yùn)動(dòng),否則為曲線運(yùn)動(dòng).3.合力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合力方向與速度方向之間,速度方向與軌跡相切,合力方向指向軌跡的“凹”側(cè).【例1】

某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):如圖所示,在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水,水中放一個(gè)紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0=3cm/s勻速上浮的同時(shí),玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為(4,6),此時(shí)R的速度大小為

cm/s.R在上升過程中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖是

.(R視為質(zhì)點(diǎn))

思路探究:

(1)R的合速度可用什么方法確定?答案:R的合速度可由平行四邊形定則求解.(2)小圓柱體R的運(yùn)動(dòng)軌跡與加速度有怎樣的定性關(guān)系?答案:小圓柱體R的運(yùn)動(dòng)軌跡向加速度方向彎曲.答案:5

D方法技巧(1)做類平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度方向越來越接近勻加速分運(yùn)動(dòng)的方向.(2)曲線的軌跡只能平滑變化,不會(huì)出現(xiàn)急折,且趨向于分速度大的分運(yùn)動(dòng)方向.變式訓(xùn)練1-1:(2014天津南開中學(xué)檢測(cè))各種大型的貨運(yùn)站中少不了旋臂式起重機(jī),如圖(甲)所示,該起重機(jī)的旋臂保持不動(dòng),可沿旋臂“行走”的天車有兩個(gè)功能,一是吊著貨物沿豎直方向運(yùn)動(dòng),二是吊著貨物沿旋臂水平方向運(yùn)動(dòng).現(xiàn)天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛,同時(shí)又使貨物沿豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng).此時(shí),我們站在地面上觀察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖(乙)中的(

)D解析:由于貨物在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),在豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng),故貨物所受的合外力豎直向下,由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):所受的合外力要指向圓弧內(nèi)側(cè)可知,對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為D.“關(guān)聯(lián)”速度問題考點(diǎn)二把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.常見的模型如圖所示.【例2】(2014天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)模擬)(多選)如圖所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán),小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放,當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處),下列說法正確的是(重力加速度為g)(

)ABD思路探究:(1)如何求出重物上升高度?答案:圖中直角三角形的斜邊與直角邊之差是重物上升高度,或滑輪右側(cè)繩子縮短的長度就是重物上升高度.(2)小環(huán)實(shí)際上是沿桿下落,該運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng),其分運(yùn)動(dòng)是哪兩個(gè)?答案:兩個(gè)分運(yùn)動(dòng):沿繩方向的運(yùn)動(dòng)和垂直于繩方向的運(yùn)動(dòng).(3)如何求重物上升速度的大小?答案:重物上升速度的大小等于小環(huán)沿繩方向的分速度的大小.方法技巧解決此類問題時(shí)的方法(1)確定合速度,它應(yīng)是物體的實(shí)際速度;(2)物體的運(yùn)動(dòng)引起了兩個(gè)效果:一是繩子的收縮,二是繩繞滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng).應(yīng)根據(jù)實(shí)際效果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分解.A平拋運(yùn)動(dòng)與斜面結(jié)合問題考點(diǎn)三常見兩種情況:(1)物體從空中拋出落在斜面上;(2)從斜面上拋出落在斜面上.見附表審題圖示答案:(1)1.7m

(2)0.125物理建模

平拋運(yùn)動(dòng)模型(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):具有初速度.(2)受力特點(diǎn):只受大小方向均不變化的恒力作用.(3)恒力與初速度方向垂直.B

平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題考點(diǎn)四【例4】

如圖所示,水平屋頂高H=5m,圍墻高h(yuǎn)=3.2m,圍墻到房子的水平距離L=3m,圍墻外空地寬x=10m,為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的空地上,g取10m/s2.求:(1)小球離開屋頂時(shí)的速度v0的大小范圍;(2)小球落在空地上的最小速度大小.審題圖示方法技巧

(1)極限分析法確定臨界狀態(tài),v0不能太大,否則小球?qū)⒙湓诳盏赝膺?v0又不能太小,否則被圍墻擋住而不能落在空地上.因而只要分析落在空地上的兩個(gè)臨界狀態(tài),即可解得所求的范圍.(2)要畫出過程示意圖,它既直觀,又可以使隱含的條件顯露出來.小球落在墻外的空地上,其速度最小值所對(duì)應(yīng)的落點(diǎn)不是空地的內(nèi)側(cè)邊緣,而是圍墻的最高點(diǎn).答案:見解析微課拓展探究動(dòng)向拓寬視野類平拋運(yùn)動(dòng)探究ABC

1.高考命題新動(dòng)向高考中類平拋運(yùn)動(dòng)常被考到,特別是帶電粒子在電場(chǎng)中偏