2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 第1講 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案

《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 第1講 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天 第1講 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案（16頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 【基礎(chǔ)梳理】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，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向2運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)3曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的加速度方向與速度方向不在同一條直線上二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1運(yùn)算法則：位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則2合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有完全相同的

2、效果【自我診斷】 判一判(1)曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小一定發(fā)生變化()(2)曲線運(yùn)動(dòng)的物體加速度一定是變化的()(3)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)()(4)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()(5)合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于分運(yùn)動(dòng)的速度()(6)兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在x、y方向的分量vx、vy與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，已知x、y方向相互垂直，則4 s 末該質(zhì)點(diǎn)的速度和位移大小各是多少？提示：4 s末該質(zhì)點(diǎn)在x方向上，vx3 m/s，xvxt12 m在y方向上，vy4 m/s，a1 m/s2，yat28 m所以v合5 m

3、/ss合4 m.答案：5 m/s4 m 想一想如圖所示，在軍事演習(xí)中，飛機(jī)常常一邊勻加速收攏繩索提升戰(zhàn)士，一邊沿著水平方向勻速飛行(1)戰(zhàn)士在水平方向上和豎直方向上分別做什么運(yùn)動(dòng)？(2)戰(zhàn)士的合速度的大小、合位移的大小如何計(jì)算？提示：(1)勻速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)(2) 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡判斷學(xué)生用書P63【知識(shí)提煉】1曲線運(yùn)動(dòng)的類型(1)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)：合力(加速度)恒定不變(2)變加速曲線運(yùn)動(dòng)：合力(加速度)變化2合外力方向與軌跡的關(guān)系：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合外力方向與速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“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(shí)

4、，速率增大；(2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，速率減小；(3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí)，速率不變【跟進(jìn)題組】1(多選)(2016高考全國卷)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)對(duì)其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變，則()A質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同B質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同D質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變解析：選BC.施加一恒力后，質(zhì)點(diǎn)的速度方向可能與該恒力的方向相同，可能與該恒力的方向相反，也可能與該恒力方向成某一角度且角度隨時(shí)間變化，但不可能總是與該恒力的方向垂直，若施加的恒力方向與質(zhì)點(diǎn)初速度方向垂直，則質(zhì)點(diǎn)做

5、類平拋運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)速度方向與恒力方向的夾角隨時(shí)間的增大而減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的合力為零，現(xiàn)對(duì)其施加一恒力，根據(jù)牛頓第二定律，質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同，且大小不變，由a可知，質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量v總是不變的，但速率的變化量不確定，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤2(多選)(2018濟(jì)南月考)光滑水平面上一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以速度v0通過點(diǎn)O，如圖所示，與此同時(shí)給質(zhì)點(diǎn)加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則()A因?yàn)橛蠪x，質(zhì)點(diǎn)一定做曲線運(yùn)動(dòng)B如果FyFx，質(zhì)點(diǎn)向y軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)C如果FyFxtan ，質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)D如果FxFycot

6、，質(zhì)點(diǎn)向x軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)解析：選CD.如果Fx、Fy二力的合力沿v0方向，即FyFxtan ，則質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；若FxFycot ，則合力方向在v0與x軸正方向之間，則軌跡向x軸一側(cè)彎曲而做曲線運(yùn)動(dòng)，若FxFycot ，則合力方向在v0與y軸之間，所以運(yùn)動(dòng)軌跡必向y軸一側(cè)彎曲而做曲線運(yùn)動(dòng)，因不知的大小，所以只憑Fx、Fy的大小不能確定F合是偏向x軸還是y軸，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)生用書P63【知識(shí)提煉】1合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷2兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷兩個(gè)互成角度的分運(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)

7、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)如果v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【跟進(jìn)題組】1(多選)(2018上海閘北調(diào)研)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示，下列說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/sB質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N，做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)C2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/sD2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12 m解析：選ABD.由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy4

8、 m/s，受力Fy0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項(xiàng)正確；受到的合外力為3 N，顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不在同一條直線上，B選項(xiàng)正確；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v m/s2 m/s，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s內(nèi)水平方向上位移大小xvxtat29 m，豎直方向上位移大小y8 m，合位移大小l m12 m，D選項(xiàng)正確2(2015高考全國卷)由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.5510

9、3 m/s，此時(shí)衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為()A西偏北方向，1.9103 m/sB東偏南方向，1.9103 m/s C西偏北方向，2.7103 m/sD東偏南方向，2.7103 m/s解析：選B.設(shè)當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空與同步軌道高度相同的某點(diǎn)時(shí)，速度為v1，發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度為v2，該點(diǎn)在同步軌道上運(yùn)行時(shí)的速度為v.三者關(guān)系如圖，由圖知附加速度方向?yàn)闁|偏南，由余弦定理知vvv22v1vcos 30，代入數(shù)據(jù)解得v21.9103 m/s.選項(xiàng)B正確利用運(yùn)動(dòng)的分解解決的兩類模型學(xué)生用書P64【知識(shí)提

10、煉】1小船渡河模型(1)模型特點(diǎn)：兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大小、方向都不變，另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，研究其速度方向不同時(shí)對(duì)合運(yùn)動(dòng)的影響這樣的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可看做小船渡河模型(2)模型分析船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)三種速度：v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實(shí)際速度)兩個(gè)極值a過河時(shí)間最短：v1v2，tmin(d為河寬)b過河位移最?。簐v2(前提v1v2)，如圖甲所示，此時(shí)xmind，船頭指向上游與河岸夾角為，cos ；v1v(前提v1v2)，如圖乙所示，過河最小位移為xmind.2繩(桿)端速度分解模型(1)模型特點(diǎn)：繩

11、(桿)拉物體或物體拉繩(桿)，以及兩物體通過繩(桿)相連，物體運(yùn)動(dòng)方向與繩(桿)不在一條直線上，求解運(yùn)動(dòng)過程中它們的速度關(guān)系，都屬于該模型(2)模型分析合運(yùn)動(dòng)繩拉物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v分運(yùn)動(dòng)(3)解題原則：根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解常見實(shí)例如下：【典題例析】(多選)如圖所示，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車A通過一根繞過定滑輪的長繩吊起一重物B，設(shè)重物和小車速度的大小分別為vB、vA，則()AvAvBBvAvBC繩的拉力等于B的重力D繩的拉力大于B的重力審題指導(dǎo)(1)重物B沿繩方向運(yùn)動(dòng)，速度與繩速相等，小車速度與繩不在一條直線上，車沿繩方向的分速度與繩速相等；(2)小車勻速運(yùn)動(dòng)，B是否勻速上升，

12、需根據(jù)vB的表達(dá)式分析解析小車A向左運(yùn)動(dòng)的過程中，小車的速度是合速度，可分解為沿繩方向與垂直于繩方向的速度，如圖所示，由圖可知vBvAcos ，則vBvA，小車向左運(yùn)動(dòng)的過程中角減小，vB增大，B向上做加速運(yùn)動(dòng)，故繩的拉力大于B的重力故選項(xiàng)A、D正確答案AD1求解小船渡河問題的方法求解小船渡河問題有兩類：一是求最短渡河時(shí)間，二是求最短渡河位移無論哪類都必須明確以下三點(diǎn)：(1)正確區(qū)分分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)在船的航行方向也就是船頭指向方向的運(yùn)動(dòng)，是分運(yùn)動(dòng)；船的運(yùn)動(dòng)也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，是合運(yùn)動(dòng)，一般情況下與船頭指向不共線 (2)運(yùn)動(dòng)分解的基本方法是按實(shí)際效果分解，一般用平行四邊形定則沿水流方向和船頭指向分

13、解(3)渡河時(shí)間只與船垂直河岸的分速度有關(guān)，與水流速度無關(guān)2解決繩(桿)端速度分解問題的技巧(1)明確分解誰分解不沿繩(桿)方向運(yùn)動(dòng)物體的速度(2)知道如何分解沿繩(桿)方向和垂直繩(桿)方向分解(3)求解依據(jù)因?yàn)槔K(桿)不能伸長，所以沿繩(桿)方向的速度分量大小相等【遷移題組】 遷移1小船渡河問題1小船在200 m寬的河中橫渡，水流速度為2 m/s，船在靜水中的速度為4 m/s.(1)若小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸，它將在何時(shí)、何處到達(dá)對(duì)岸？(2)要使小船到達(dá)正對(duì)岸，應(yīng)如何航行？歷時(shí)多長？(3)小船渡河的最短時(shí)間為多長？(4)若水流速度是5 m/s，船在靜水中的速度是3 m/s，則怎樣渡河才能使船

14、漂向下游的距離最短？最短距離是多少？解析：(1)小船參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，即船隨水漂流的運(yùn)動(dòng)和船在靜水中的運(yùn)動(dòng)因?yàn)榉诌\(yùn)動(dòng)之間具有獨(dú)立性和等時(shí)性，故小船渡河的時(shí)間等于垂直于河岸方向的分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，即t s50 s小船沿水流方向的位移s水v水t250 m100 m即船將在正對(duì)岸下游100 m處靠岸(2)要使小船到達(dá)正對(duì)岸，合速度v應(yīng)垂直于河岸，如圖1所示，則cos ，故60即船的航向與上游河岸成60，渡河時(shí)間t s s.(3)考慮一般情況，設(shè)船頭與上游河岸成任意角，如圖2所示船渡河的時(shí)間取決于垂直于河岸方向的分速度vv船sin ，故小船渡河的時(shí)間為t.當(dāng)90，即船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間

15、為tmin50 s.(4)因?yàn)関船3 m/sv2，則B若v1v2，則C若v1v2，則D若v1v2，船過河位移最短時(shí)，船的合速度垂直河岸，v，t2，解得，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；若v1v2，小船不可能垂直河岸過河要使過河位移最短，根據(jù)合運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的疊加，當(dāng)v1和v2的合速度v的方向與河岸方向的夾角最大時(shí)，小船過河的位移最短當(dāng)速度v1與合速度v垂直時(shí)，最大，此時(shí)合位移s，合速度v，sin ，解得t2，故，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確10.如圖所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)用一枝鉛筆貼著細(xì)線的左側(cè)水平向右以速度v勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中保持鉛筆的高度不變，懸掛橡皮的那段細(xì)線保持豎直，則在鉛筆未碰到

16、橡皮前，橡皮的運(yùn)動(dòng)情況是()A橡皮在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)B橡皮在豎直方向上做加速運(yùn)動(dòng)C橡皮的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線D橡皮在圖示虛線位置時(shí)的速度大小為v解析：選AB.懸掛橡皮的細(xì)線一直保持豎直，說明橡皮水平方向具有和鉛筆一樣的速度，A正確；在豎直方向上，橡皮的速度等于細(xì)線收縮的速度，把鉛筆與細(xì)線接觸的地方的速度沿細(xì)線方向和垂直細(xì)線方向分解，沿細(xì)線方向的分速度v1vsin ，增大，沿細(xì)線方向的分速度增大，B正確；橡皮的加速度向上，與初速度不共線，所以做曲線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；橡皮在題圖虛線位置時(shí)的速度vtv，D錯(cuò)誤三、非選擇題11.如圖所示，一艘輪船正在以4 m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水

17、流速度都相同，其大小為v13 m/s，行駛中，輪船發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力與船頭朝向的方向相同某時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火，輪船牽引力隨之消失，輪船相對(duì)于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化求：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí)，輪船相對(duì)于靜水行駛的速度大小(2)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，輪船相對(duì)于河岸速度的最小值解析：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí)，輪船運(yùn)動(dòng)速度v與水流速度v1方向垂直，如圖所示，故此時(shí)船相對(duì)于靜水的速度v2的大?。簐2 m/s5 m/s，設(shè)v與v2的夾角為，則cos 0.8.(2)熄火前，船的牽引力沿v2的方向，水的阻力與v2的方向相反，熄火后，牽引力消失，在阻力作用下，v2逐漸減小，但其方向不變，當(dāng)v2與v1的矢量和與

18、v2垂直時(shí)，輪船的合速度最小，則vminv1cos 30.8 m/s2.4 m/s.答案：(1)5 m/s(2)2.4 m/s12.(2018無錫模擬)一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩提升一個(gè)質(zhì)量為m的重物，開始車在滑輪的正下方，繩子的端點(diǎn)離滑輪的距離是H.車由靜止開始向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t繩子與水平方向的夾角為，如圖所示試求：(1)車向左運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；(2)重物m在t時(shí)刻速度的大小解析：(1)車在時(shí)間t內(nèi)向左運(yùn)動(dòng)的位移：x由車做勻加速運(yùn)動(dòng)得：xat2解得：a.(2)車的速度：v車at由運(yùn)動(dòng)的分解知識(shí)可知，車的速度v車沿繩的分速度與重物m的速度相等，即：v物v車cos 解得：v物.答案：(1)(2)16