新課標(biāo)2018高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運動第1講曲線運動運動的合成與分解課件

物理課標(biāo)版第1講曲線運動運動的合成與分解考點一曲線運動的理解(條件與軌跡分析)

1.運動性質(zhì)質(zhì)點在曲線運動中的速度方向時刻在改變,所以曲線運動一定是變速運

動,但變速運動不一定是曲線運動。2.速度方向質(zhì)點在某一點(或某時刻)的速度方向沿曲線在這一點的①切線

方

向。3.質(zhì)點做曲線運動的條件(1)從動力學(xué)角度看:物體所受合外力方向跟物體的速度方向②不在同一條直線上

,物體就做曲線運動。(2)從運動學(xué)角度看:物體加速度方向與速度方向③不在同一條直線上

,物體就做曲線運動。(1)速度發(fā)生變化的運動,一定是曲線運動。

(

)(2)做曲線運動的物體加速度一定是變化的。

(

)(3)曲線運動可能是勻變速運動。

(

)答案(1)?

(2)?

(3)√

1.合力方向與速度方向的關(guān)系物體做曲線運動時,合力的方向與速度方向一定不在同一條直線上,這

是判斷物體是否做曲線運動的依據(jù)。2.合力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運動的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間,速度方向與

軌跡相切,合力方向指向曲線的“凹”側(cè)。3.速率變化情況判斷(1)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體的速率增大。(2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體的速率減小。(3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時,物體的速率不變。

1-1

(2016安徽合肥質(zhì)量檢測,2)在長約一米的一端封閉的玻璃管中注

滿清水,水中放一個適當(dāng)?shù)膱A柱形的紅蠟塊,玻璃管的開口端用膠塞塞

緊,將其迅速豎直倒置,紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底?，F(xiàn)

將此玻璃管倒置安裝在置于粗糙水平桌面上的小車上,小車從位置A以

初速度v0開始運動,同時紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經(jīng)過一段時間后,小

車運動到圖甲中虛線位置B。按照圖甲建立的坐標(biāo)系,在這一過程中紅

蠟塊實際運動的軌跡可能是圖乙中的

(

)

甲

乙答案

A根據(jù)題述,紅蠟塊沿玻璃管勻速上升,即沿y方向做勻速直線

運動;在粗糙水平桌面上的小車從A位置以初速度v0開始運動,即小車做

勻減速直線運動,則沿x方向紅蠟塊也做勻減速直線運動,分析各圖可知

紅蠟塊實際運動的軌跡可能是圖乙中的A。1-2一物體在xOy平面內(nèi)運動的軌跡如圖所示,下列判斷正確的是

(

)

A.若物體在x軸方向上始終勻速,則在y軸方向上先加速后減速B.若物體在x軸方向上始終勻速,則在y軸方向上始終勻速C.若物體在y軸方向上始終勻速,則在x軸方向上先減速后加速D.若物體在y軸方向上始終勻速,則在x軸方向上先加速后減速答案

D

解法一物體運動軌跡上各點的切線方向為物體的合速度方向,若物體在x軸方向上始終勻速,根據(jù)合速度方向的變化(由軌跡圖可

知物體的合速度方向與x軸正方向的夾角先減小后增大),結(jié)合下面圖甲

可知:物體在y軸方向上的速度應(yīng)先減小再增大,選項A、B錯誤;同理,若

物體在y軸方向上始終勻速,根據(jù)合速度方向的變化,結(jié)合下面圖乙可知:

物體在x軸方向上的速度先增加后減小,選項C錯誤、D正確。

解法二

若物體在x軸方向上始終勻速,則在x軸方向上物體受合力為零,物體受力與y軸平行,再根據(jù)合外力指向軌跡的凹側(cè),可知在軌跡OA

段受合外力指向y軸負(fù)方向,如圖丙所示,物體受合外力與物體實際速度

在y軸方向的分矢量(vy)方向相反,所以在軌跡OA段物體在y軸方向上減

速,同理可知物體在軌跡AB段在y軸方向上加速,選項A、B錯誤;同樣的

方法可知:若物體在y軸方向上始終勻速,則在x軸方向上應(yīng)先加速后減

速,選項C錯誤、D正確。方法指導(dǎo)

(1)做曲線運動的物體,所受合外力一定指向曲線的凹側(cè),曲線運動

的軌跡一般不會出現(xiàn)急折,只能平滑變化,軌跡總在力與速度的夾角中,

若已知物體的運動軌跡,可判斷出合外力的大致方向;若已知合外力方向和速度方向,可知道物體運動軌跡的大致情況。(2)做曲線運動的物體其合外力可沿切線方向與垂直切線方向分解,其

中沿切線方向的分力只改變速度的大小,而垂直切線方向的分力只改變

速度的方向。考點二運動的合成及合運動性質(zhì)分析

1.合運動與分運動一個物體同時參與幾個運動,參與的這幾個運動都是分運動,物體的①實際

運動是合運動。2.運動的合成(1)同一條直線上的兩分運動合成時,同向相加,反向相減。(2)不在同一條直線上的兩分運動的合成,按照②矢量運算

法則進(jìn)行。3.運動的分解(1)運動的分解是運動的合成的逆運算。(2)分解原則:根據(jù)運動的③實際效果

分解或正交分解。4.合運動和分運動的特點等時性各分運動經(jīng)歷的時間均與合運動經(jīng)歷的時間④相等

等效性各分運動疊加起來的效果與合運動的效果相同同體性各分運動和合運動必須描述同一個物體的運動獨立性一個物體同時參與幾個分運動,各分運動獨立進(jìn)行,不受其他分運動的

影響

(1)兩個分運動的時間一定與它們的合運動的時間相等。

(

)(2)只要兩個分運動為直線運動,合運動一定是直線運動。

(

)(3)分運動的位移、速度、加速度與合運動的位移、速度、加速度間滿

足平行四邊形定則。

(

)答案

(1)√

(2)?

(3)√

運動

1.運動類型與分類2.運動性質(zhì)與軌跡(1)兩個勻速直線運動的合運動為一勻速直線運動,因為a合=0。(2)一個勻速直線運動與一個勻變速直線運動的合運動為一勻變速運

動,因為a合=恒量。若二者共線,則為勻變速直線運動,如豎直上拋運動;若二者不共線,則為勻變速曲線運動,如平拋運動。(3)兩個勻變速直線運動的合運動為一勻變速運動,因為a合=恒量。若合

初速度與合加速度共線,則為勻變速直線運動;若合初速度與合加速度

不共線,則為勻變速曲線運動。

2-1

(2016新疆第二次適應(yīng)性檢測,14)(多選)如圖所示,在滅火搶險的過

程中,消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作

業(yè)。為了節(jié)省救援時間,在消防車向前前進(jìn)的過程中,人同時相對梯子

(與消防車的角度固定不變)勻速向上運動。在地面上看消防隊員的運

動,下列說法中正確的是

(

)A.當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻加速直線運動B.當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻速直線運動C.當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻變速曲線運動D.當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻變速直線運動答案

BC消防隊員相對梯子勻速向上運動,當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時,消

防隊員一定做勻速直線運動,選項A錯誤、B正確;當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時,由不在同一直線上的勻速直線運動和勻變速直線運動的合運動一定

是勻變速曲線運動可知,消防隊員一定做勻變速曲線運動,選項C正確、

D錯誤。2-2

(2015廣東理綜,14,4分)如圖所示,帆板在海面上以速度v朝正西方

向運動,帆船以速度v朝正北方向航行。以帆板為參照物

(

)

A.帆船朝正東方向航行,速度大小為vB.帆船朝正西方向航行,速度大小為vC.帆船朝南偏東45°方向航行,速度大小為

vD.帆船朝北偏東45°方向航行,速度大小為

v答案

D以帆板為參照物時,帆船相對于帆板同時具有向正北的速度v與向正東的速度v,故由平行四邊形定則可知,帆船相對于帆板的速度

大小為

v,方向為北偏東45°,D正確?？键c三小船渡河問題

1.船的實際運動是水流的運動和船相對靜水的運動的合運動。2.三種速度:v船(船在靜水中的速度)、v水(水流速度)、v(船的實際速

度)。

1.渡河問題解題流程情況圖示說明渡河時間最短

當(dāng)船頭垂直河岸時,渡河時間最短,最短時間tmin=?渡河位移最短

當(dāng)v水<v船時,如果滿足v水-v船

cos

θ=0,渡河位移最短,xmin=d

當(dāng)v水>v船時,如果船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直,渡河位移最短,最短渡河位移為xmin=

2.三種特殊情況圖解

注意

(1)船的劃行方向與船頭指向一致(v船的方向),是分速度方向,而船的航行方向是實際運動的方向,也就是合速度的方向。(2)小船過河的最短時間與水流速度無關(guān)。

3-1

(2017湖北武漢)(多選)如圖所示,小船自A點渡河,航行方向與上游

河岸夾角為α?xí)r,到達(dá)正對岸B點。現(xiàn)在水流速度變大,仍要使船到達(dá)正

對岸B點,下列可行的辦法是

(

)A.航行方向不變,船速變大B.航行方向不變,船速變小C.船速不變,減小船與上游河岸的夾角αD.船速不變,增大船與上游河岸的夾角α答案

AC設(shè)船速為v1,水速為v2。把船速沿河岸與垂直于河岸正交分

解,則當(dāng)v1

cos

α=v2時,就能保證船到達(dá)正對岸,由此可見,當(dāng)水流速度v2變大時,若α不變,可增大v1,若v1不變,可減小α,均可使船到達(dá)正對岸,故A、

C正確。3-2

(2014四川理綜,4,6分)有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒

為v的大河。小明駕著小船渡河,去程時船頭指向始終與河岸垂直,回程

時行駛路線與河岸垂直。去程與回程所用時間的比值為k,船在靜水中

的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為

(

)A.

B.

C.

D.

確。

答案

B去程時船頭垂直河岸如圖所示,由合運動與分運動具有等時

性并設(shè)河寬為d,則去程時間t1=

;回程時行駛路線垂直河岸,故回程時間t2=

,由題意有

=k,則k=

,得v1=

=

,選項B正考點四關(guān)聯(lián)速度問題

1.“關(guān)聯(lián)速度”特點用繩、桿相牽連的兩物體,在運動過程中,兩物體的速度通常不同,由于

繩或桿的形變可以忽略,所以物體沿繩或桿方向的分速度大小相等。2.常用的解題思路和步驟先確定合運動的方向(物體實際運動的方向——即繩或桿兩端點的速

度),然后根據(jù)合運動所產(chǎn)生的實際效果(一方面使繩或桿伸縮的效果;另

一方面使繩或桿轉(zhuǎn)動的效果)確定兩個分速度的方向(沿繩或桿方向的

分速度和垂直于繩或桿方向的分速度,繩或桿兩端沿繩或桿方向的分速度大小相同)。據(jù)此可得本類問題的基本解答步驟:(1)確定繩或桿兩端點的速度——合速度;(2)將合速度按實際效果進(jìn)行分解(在分析用繩或桿相連的兩個物體的

速度關(guān)系時,均是將物體的速度沿繩或桿和垂直于繩或桿的方向進(jìn)行分

解);(3)根據(jù)“繩或桿兩端沿繩或桿方向的分速度相等”列方程求解。

情景圖示

(注:A沿斜面下滑)分解圖示

定量結(jié)論vB=vA

cos

θvA

cos

θ=v0vA

cos

α=vB

cos

βvBsinα=vA

cos

α“關(guān)聯(lián)速度”常見情景示例

4-1如圖所示,長為L的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動,另一端擱在水平升

降臺上,升降臺以速度v勻速上升,當(dāng)棒與豎直方向的夾角為θ時,棒的角

速度為

(

)

A.

B.

C.

D.

向左上方,如圖所示。

合速度v實=ωL,沿豎直向上方向上的速度分量等于v,即ωLsinθ=v,所以ω

=

,選項A、B