2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題四 曲線運(yùn)動 萬有引力定律 第1講 運(yùn)動的合成與分解課件.ppt

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專題四曲線運(yùn)動萬有引力定律 第1講 運(yùn)動的合成與分解 一 曲線運(yùn)動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 方向 2 運(yùn)動的性質(zhì) 做曲線運(yùn)動的物體 速度 時刻在改變 所以曲線運(yùn)動一定是 運(yùn)動 變速 3 曲線運(yùn)動的條件 物體所受合外力的方向跟它的速度方向 同一條直線上或它的加速度方向與速度方向 同一條直線上 不在 不在 4 合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動的軌跡一定夾在 方向與 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) 合外力 速度 5 速率變化情況判斷 1 當(dāng)合外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)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時 物體的速率 減小 不變 3 當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時 物體的速率 二 運(yùn)動的合成與分解1 分運(yùn)動和合運(yùn)動 一個物體同時參與幾個運(yùn)動 參與的這幾個運(yùn)動都是 物體的實(shí)際運(yùn)動就是合運(yùn)動 2 運(yùn)動的合成 已知分運(yùn)動求合運(yùn)動 叫做運(yùn)動的合成 1 同一條直線上的兩個分運(yùn)動的合成 同向 反向 分運(yùn)動 相加 2 不在同一條直線上的兩個分運(yùn)動合成時 遵循 相減 平行四邊形定則 基礎(chǔ)檢測 1 多選 2016年廣東廣州模擬 關(guān)于做曲線運(yùn)動的物體 下列說法中正確的是 A 它所受的合外力一定不為零B 它所受的合外力一定是變力C 其速度可以保持不變D 其動能可以保持不變 解析 物體做曲線運(yùn)動 其速度方向一定改變 故物體的加速度一定不為零 合外力也一定不為零 合外力若與速度始終垂直 動能可以保持不變 故A D正確 B C錯誤 答案 AD 2 下列關(guān)于曲線運(yùn)動的說法中 正確的是 A 做平拋運(yùn)動的物體 加速度是恒定的B 做曲線運(yùn)動的物體的加速度一定是變化的C 做曲線運(yùn)動的物體其速度大小一定是變化的D 騎自行車沖到圓弧形橋頂時 人對自行車車座的壓力增加 這是由于超重原因造成的 答案 A 考點(diǎn)1 曲線運(yùn)動的理解 重點(diǎn)歸納1 曲線運(yùn)動的理解 2 曲線運(yùn)動特征 1 運(yùn)動學(xué)特征 由于做曲線運(yùn)動的物體的瞬時速度方向沿曲線上物體位置的切線方向 所以做曲線運(yùn)動的物體的速度方向時刻發(fā)生變化 即曲線運(yùn)動一定為變速運(yùn)動 2 動力學(xué)特征 由于做曲線運(yùn)動的物體的速度時刻變化 說明物體具有加速度 根據(jù)牛頓第二定律可知 物體所受合外力一定不為零且和速度方向始終不在一條直線上 曲線運(yùn)動條件 合外力在垂直于速度方向上的分力改變物體速度的方向 合外力在沿速度方向上的分力改變物體速度的大小 3 軌跡特征 曲線運(yùn)動的軌跡始終夾在合力的方向與速度的方向之間 而且向合力的一側(cè)彎曲 或者說合力的方向總指向曲線的凹側(cè) 曲線軌跡只能平滑變化 不會出現(xiàn)折線 4 能量特征 如果物體所受的合外力始終和物體的速度垂直 則合外力對物體不做功 物體的動能不變 若合外力不與物體的速度方向垂直 則合外力對物體做功 物體的動能發(fā)生變化 考題題組 1 若已知物體運(yùn)動的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向 圖中M N P Q表示物體運(yùn)動的軌跡 其 中正確的是 A B C D 解析 物體運(yùn)動的速度方向與運(yùn)動軌跡一定相切 而且合外力F的方向一定指向軌跡的凹側(cè) 故只有B正確 答案 B 2 如圖4 1 1所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動軌跡的示意圖 且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直 則 質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中 下列說法中正確的是 A 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大B 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時的加速度方向與速度方向的夾角小于90 C 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時的加速度比B點(diǎn)的大D 質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中加速度方向 圖4 1 1 與速度方向的夾角先增大后減小 答案 A 考點(diǎn)2 運(yùn)動的合成與分解 重點(diǎn)歸納合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系 1 等時性 各個分運(yùn)動與合運(yùn)動總是同時開始 同時結(jié)束 經(jīng)歷時間相等 不同時的運(yùn)動不能合成 2 等效性 各分運(yùn)動疊加起來與合運(yùn)動有相同的效果 3 獨(dú)立性 一個物體同時參與幾個運(yùn)動 其中的任何一個都會保持其運(yùn)動性質(zhì)不變 并不會受其他分運(yùn)動的干擾 雖然各分運(yùn)動互相獨(dú)立 但是它們共同決定合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡 考向1 合運(yùn)動性質(zhì)的判定和計(jì)算 1 根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動 具體分以下幾種情況 2 運(yùn)動的合成與分解的運(yùn)算法則 1 運(yùn)動的合成與分解是指描述運(yùn)動的各物理量 即位移 速度 加速度的合成與分解 由于它們均是矢量 故合成與分解都遵守平行四邊形定則 2 如果各分運(yùn)動在同一直線上 需選取正方向 與正方向同向的量取 號 與正方向反向的量取 號 從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算 考題題組 3 多選 2017年江蘇連云港模擬 如圖4 1 2所示 一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn) 用釘子靠著線的左側(cè)沿與水平方向成30 角的斜面向右上以速度v勻速運(yùn)動 運(yùn)動中始終保持懸線豎直 下列說法正確的是 A 橡皮的速度大小為vB 橡皮的速度大小為vC 橡皮的速度與水平方向成60 角D 橡皮的速度與水平方向成45 角 圖4 1 2 解析 橡皮斜向右上方運(yùn)動 具有沿斜面向上的分速度 與釘子沿斜面向上的速度相等 即為v 橡皮還具有豎直向上的分速度 大小也等于v 其實(shí)際速度大小 合速度 是兩個分速度的合成 如圖D20所示 故橡皮的實(shí)際速度大小 合速度 B C正確 圖D20 答案 BC 4 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 發(fā)動機(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 1 103m s 某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1 55 103m s 此時衛(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4 1 3所示 發(fā)動機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小 約為 圖4 1 3 A 西偏北方向 1 9 103m sB 東偏南方向 1 9 103m sC 西偏北方向 2 7 103m sD 東偏南方向 2 7 103m s 圖D21 答案 B 考向2 與運(yùn)動圖象結(jié)合的合成與分解問題 考題題組 5 有一個質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在x y平面上運(yùn)動 在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象分別如圖4 1 4甲 乙所示 下 列說法正確的是 乙 圖4 1 4 甲 A 質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3NB 質(zhì)點(diǎn)的初速度為3m sC 質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動 D 質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力的方向垂直 6 多選 在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系 一物體從t 0時刻起 由坐標(biāo)原點(diǎn)O 0 0 開始運(yùn)動 其沿x軸和y軸方向運(yùn)動的速度 時間圖象如圖4 1 5甲 乙所示 下列說法中 正確的是 甲 乙 圖4 1 5 A 前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動 B 后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動 但加速度沿y軸 方向 C 4s末物體坐標(biāo)為 4m 4m D 4s末物體坐標(biāo)為 6m 2m 答案 AD 模型1 小船渡河 1 小船渡河問題的分析思路 2 小船渡河的兩類問題 三種情景 A 小船渡河的軌跡為直線 B 小船在河水中的最大速度是5m s C 小船在距南岸200m處的速度小于其在距北岸200m 處的速度 D 小船渡河的時間是160s 觸類旁通 1 一小船渡河 河寬d 180m 水流速度v1 2 5m s 若 船在靜水中的速度為v2 5m s 求 1 欲使船在最短的時間內(nèi)渡河 船頭應(yīng)朝什么方向 用多 長時間 位移是多少 2 欲使船渡河的航程最短 船頭應(yīng)朝什么方向 用多長時 間 位移是多少 模型2 關(guān)聯(lián)速度的繩桿模型 1 對 關(guān)聯(lián)速度 問題的理解用繩 桿相牽連的兩物體在運(yùn)動過程中的速度通常不同 但兩物體沿繩或桿方向的分速度大小相等 據(jù)此就可以建立牽連的兩物體速度間的定量關(guān)系 2 思路與方法合速度 物體的實(shí)際運(yùn)動速度v 分速度 其一 沿繩 或桿 的分速度v1其二 與繩 或桿 垂直的分速度v2 方法 v1與v2的合成遵循平行四邊形定則 3 常見模型把物體的實(shí)際速度分解為沿繩 或桿 和垂直于繩 或桿 的兩個分量 根據(jù)沿繩 或桿 方向的分速度大小相等求解 常見的模型如下列各圖所示 續(xù)表 例2 多選 如圖4 1 7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 圖中B處 下列說法正確的是 重力加速度為g A 小環(huán)剛釋放時輕繩中的張力一定大于2mgB 小環(huán)到達(dá)B處時 重物上升的高度為 1 d C 小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于 D 小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于 圖4 1 7 觸類旁通 2 2017年上海四區(qū)聯(lián)考 如圖4 1 9所示 長為L的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動 另一端擱在升降平臺上 平臺以速度 v勻速上升 當(dāng)棒與豎直方向的夾角為 時 棒的角速度為 圖4 1 9 A vsin L B vLsin C vcos L D vLcos 答案 B