2019版高考物理大一輪復習 專題四 曲線運動 萬有引力定律 第1講 運動的合成與分解課件.ppt

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專題四曲線運動萬有引力定律 第1講 運動的合成與分解 一 曲線運動1 速度的方向 質(zhì)點在某一點的速度方向 沿曲線在這一 點的 切線方向 方向 2 運動的性質(zhì) 做曲線運動的物體 速度 時刻在改變 所以曲線運動一定是 運動 變速 3 曲線運動的條件 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系物體做曲線運動的軌跡一定夾在 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 當合外力方向與速度方向垂直時 物體的速率 二 運動的合成與分解1 分運動和合運動 一個物體同時參與幾個運動 參與的這幾個運動都是 物體的實際運動就是合運動 2 運動的合成 已知分運動求合運動 叫做運動的合成 1 同一條直線上的兩個分運動的合成 同向 反向 分運動 相加 2 不在同一條直線上的兩個分運動合成時 遵循 相減 平行四邊形定則 基礎檢測 1 多選 2016年廣東廣州模擬 關于做曲線運動的物體 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 下列關于曲線運動的說法中 正確的是 A 做平拋運動的物體 加速度是恒定的B 做曲線運動的物體的加速度一定是變化的C 做曲線運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1 曲線運動的理解 重點歸納1 曲線運動的理解 2 曲線運動特征 1 運動學特征 由于做曲線運動的物體的瞬時速度方向沿曲線上物體位置的切線方向 所以做曲線運動的物體的速度方向時刻發(fā)生變化 即曲線運動一定為變速運動 2 動力學特征 由于做曲線運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表示物體運動的軌跡 其 中正確的是 A B C D 解析 物體運動的速度方向與運動軌跡一定相切 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)點做勻變速曲線運動軌跡的示意圖 且質(zhì)點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直 則 質(zhì)點從A點運動到E點的過程中 下列說法中正確的是 A 質(zhì)點經(jīng)過C點的速率比D點的大B 質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90 C 質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度比B點的大D 質(zhì)點從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2 運動的合成與分解 重點歸納合運動與分運動的關系 1 等時性 各個分運動與合運動總是同時開始 同時結(jié)束 經(jīng)歷時間相等 不同時的運動不能合成 2 等效性 各分運動疊加起來與合運動有相同的效果 3 獨立性 一個物體同時參與幾個運動 其中的任何一個都會保持其運動性質(zhì)不變 并不會受其他分運動的干擾 雖然各分運動互相獨立 但是它們共同決定合運動的性質(zhì)和軌跡 考向1 合運動性質(zhì)的判定和計算 1 根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運動是直線運動還是曲線運動 具體分以下幾種情況 2 運動的合成與分解的運算法則 1 運動的合成與分解是指描述運動的各物理量 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 從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算 考題題組 3 多選 2017年江蘇連云港模擬 如圖4 1 2所示 一塊橡皮用細線懸掛于O點 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勻速運動 運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)整再進入地球同步軌道 當衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時 發(fā)動機點火 給衛(wèi)星一附加速度 使衛(wèi)星沿同步軌道運行 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)點在x y平面上運動 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)點所受的合外力為3NB 質(zhì)點的初速度為3m sC 質(zhì)點做勻變速直線運動 D 質(zhì)點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)建立平面直角坐標系 一物體從t 0時刻起 由坐標原點O 0 0 開始運動 其沿x軸和y軸方向運動的速度 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軸做勻加速直線運動 B 后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運動 但加速度沿y軸 方向 C 4s末物體坐標為 4m 4m D 4s末物體坐標為 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 船頭應朝什么方向 用多長時 間 位移是多少 模型2 關聯(lián)速度的繩桿模型 1 對 關聯(lián)速度 問題的理解用繩 桿相牽連的兩物體在運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系 2 思路與方法合速度 物體的實際運動速度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