山東省德州一中2018-2019學(xué)年度：高一物理《曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解》學(xué)案

1、山東省德州一中 2018-2019 學(xué)年度：人教版高一物理曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案3 .合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷課題4:曲線運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)的合成與分解(涵蓋2018年高考真題)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1掌握曲線運(yùn)動(dòng)的概念、特點(diǎn)及條件。2掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則?！局R(shí)梳理】一、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡1 .曲線運(yùn)動(dòng)(1) 速度的方向：(2) 運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：(3) 曲線運(yùn)動(dòng)的條件：2 .合外力方向與軌跡的關(guān)系變化：非勻變速運(yùn)動(dòng)不變：勻變速運(yùn)動(dòng)共線：直線運(yùn)動(dòng)不共線：曲線運(yùn)動(dòng)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)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)

2、動(dòng)如果 v合與 a合共線，如果 v合與 a合不共線，【真題透析】1.(2018 年江蘇卷)某彈射管每次彈出的小球速度相等.在沿光滑豎直軌道自由下落過(guò)程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球.忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的()A.時(shí)刻相同，地點(diǎn)相同B.時(shí)刻相同，地點(diǎn)不同C.時(shí)刻不同，地點(diǎn)相同D.時(shí)刻不同，地點(diǎn)不同2.(2018 年天津卷)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài)，某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道 AB,從滑道的 A 點(diǎn)滑行到最低點(diǎn) B 的過(guò)程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速 率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿 AB 下滑過(guò)程中4 兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)：看合初速度方向與

3、合加速度方向是否共線3 .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(shí)，物體的速率 -(2) 當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率 -(3) 當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率 -二、運(yùn)動(dòng)的合成及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析1 遵循的法則：2 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性(2)獨(dú)立性(3)等效性加速度或合外力加速度 或合外力 方向與速度方向山東省德州一中 2018-2019 學(xué)年度：人教版高一物理曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案2 / 5BA.所受合外力始終為零B. 所受摩擦力大小不變C. 合外力做功一定為零D. 機(jī)械能始終保持不變3 . （2016 全國(guó)乙卷 18）（多選）

4、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(lái)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4. 2016 江蘇卷如圖 1-所示，傾角為a的斜面 A 被固定在水平面上， 細(xì)線的一端固定于墻面, 另一端跨過(guò)斜面頂端的小滑輪與物塊B 相連，B 靜止在斜面上.滑輪左側(cè)的細(xì)線水平，右側(cè)的細(xì)線與斜面平行.A、B 的質(zhì)量均為 m.撤去固定 A 的裝置后，A、B 均做直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)一切摩擦，重力加A .帆船朝正東方向航行，速度大小為vB .帆船朝正西

5、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 2vD .帆船朝北偏東 45 方向航行，速度大小為、2v6 . （2014 四川 4）有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v 的大河.小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時(shí)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（）kvvCL1 k1 2 3D-k2-17 . （2014 四川 8（1）小文同學(xué)在探究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件時(shí)，將一條形磁鐵放在桌面的不同1 A 固定不動(dòng)時(shí)，A 對(duì) B 支持力的大小 N ;2 A 滑動(dòng)的位移為 x 時(shí)，B 的位移大小

6、s;3 A 滑動(dòng)的位移為 x 時(shí)的速度大小 VA.5.（2015 廣東理綜 14）如圖 3 所示，帆板在海面上以速度v 朝正西方向運(yùn)動(dòng)，帆船以速度v 朝正北方向航行，以帆板為參照物（）山東省德州一中 2018-2019 學(xué)年度：人教版高一物理曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案3 / 5位置，讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度V0運(yùn)動(dòng)，得到不同軌跡.圖 12 中 a、b、c、d為其中四條運(yùn)動(dòng)軌跡，磁鐵放在位置A 時(shí)，小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是 _ （填軌跡字母代號(hào)），磁鐵放在位置 B 時(shí)，小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是 _ （填軌跡字母代號(hào)）.實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向 _ （選填“在”或“不

7、在”）同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).【模擬試題】& （6 分）（2015 全國(guó)卷I22）某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車(chē)通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn).所用器材有：玩具小車(chē)、壓力式托盤(pán)秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為 R= 0.20 m）.山東省德州一中 2018-2019 學(xué)年度：人教版高一物理曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案4 / 5(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤(pán)秤上，如圖11(a)所示，托盤(pán)秤的示數(shù)為1.00 kg ；(3)將小車(chē)從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車(chē)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過(guò)程中托盤(pán)秤的最大示數(shù) 為 m;多次從同一位置釋放小車(chē)，記錄各次的m 值如下表所示：序號(hào)1

8、2345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車(chē)經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，計(jì)算結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字)11. (10 分)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星的成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了中華民族千年奔月的夢(mèng)想.假若我國(guó)的航天員登上某一星球并在該星球表面上做了如圖13 所示的力學(xué)實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量為 m= 1.0 kg 的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以 vo= 1 m/s 的初速度從傾角為 53的斜面 AB 的頂點(diǎn) A 滑下，到達(dá) B 點(diǎn)后恰好能沿傾角為37的斜(1)求該星球表面的重力加速度g;若測(cè)得該星球的半徑為 R= 6X106則探測(cè)器運(yùn)行

9、的最大速度為多少？完成下列填空:模擬器圖知運(yùn)動(dòng)員的滑板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.8, cos 53 0.6)求:尸 0.1，忽略空氣阻力，重力加速度_g 取 10 m/s2.( 已知 sin 53圖 129. (8 分)質(zhì)量為 m 的衛(wèi)星發(fā)射前靜止在地球赤道表面.假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為R.(1)已知地球質(zhì)量為 M，自轉(zhuǎn)周期為 T,引力常量為 G,求此時(shí)衛(wèi)星對(duì)地表的壓力N 的大小.(2)衛(wèi)星發(fā)射后先在近地軌道上運(yùn)行(軌道離地面的高度可忽略不計(jì) 變軌成為地球的同步衛(wèi)星，此時(shí)離地面高度為)，運(yùn)行的速度大小為V1，之后經(jīng)過(guò)H，運(yùn)行的速度大小為V2.面到達(dá) C 點(diǎn)不計(jì)滑過(guò) B 點(diǎn)時(shí)的機(jī)

10、械能損失，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為點(diǎn)離 B 點(diǎn)所在水平面的高度分別為h1= 1.2 m,h2= 0.5 m .已知 sin 37 0.6, cos 37尸 0.5，測(cè)得 A、C 兩0.8,不計(jì)該星球的自轉(zhuǎn)以及其他星球?qū)λ淖饔?求比值：;；圖 13若衛(wèi)星發(fā)射前隨地球一起自轉(zhuǎn)的速度大小為V0,通過(guò)分析比較 V0、V1、V2三者的大小關(guān)系.若測(cè)得該星球的半徑為 R= 6X106m, 取地球半徑 R0= 6.4X106m，地球表面的重力加速度g0= 1010 (10 分)(2018 福建師范大學(xué)附中期中)如圖 12 所示，滑板運(yùn)動(dòng)員從傾角為 53。的斜坡頂端滑下，滑下的過(guò)程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端

11、有一高h(yuǎn)= 1.4 m、寬 L = 1.2 m 的長(zhǎng)方體障礙物，為了不觸及這個(gè)障礙物，他必須在距水平地面高度H = 3.2 m 的 A 點(diǎn)沿水平方向跳起離開(kāi)斜面(豎直方向的速度變?yōu)?).已m/s2，求該星球的平均密度與地球的平均密度之比專(zhuān)題 4:曲線運(yùn)動(dòng)+運(yùn)動(dòng)的合成與分解(答案)(1)運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的加速度的大小;將玩具小車(chē)靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤(pán)秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為kg；若運(yùn)動(dòng)員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間;運(yùn)動(dòng)員為了不觸及障礙物，他從A 點(diǎn)沿水平方向起跳的最小速度.N ;小車(chē)通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為m,航天員要在該星球上發(fā)射一顆探測(cè)器

12、繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng),山東省德州一中 2018-2019 學(xué)年度：人教版高一物理曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案5 / 5定不為零，A錯(cuò)誤,運(yùn)動(dòng)員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力的合力充當(dāng)I可心力故有FN-mgcas6 = m-=FN=+mgeos#運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率怛定，且。在減小，所以.曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員I支持力越來(lái)越大，根據(jù) 2 呱可知摩擷力越來(lái)越大，B錯(cuò)誤運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率不變，質(zhì)量不變，同能不變，動(dòng)能變化量為霧，根據(jù)動(dòng)能定理可知合力做功為剽C正羸因?yàn)榭朔崃ψ龉?，機(jī)械能不守冷3 .答案：BC解析：質(zhì)點(diǎn)原來(lái)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明所受合外力為0,當(dāng)對(duì)其施加一恒力后，恒力的方向與原

13、來(lái)運(yùn)動(dòng)的速度方向關(guān)系不確定，則質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)動(dòng)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)，但加速度的方向一定解析 以帆板為參照物，帆船具有正東方向的速度v 和正北方向的速度 v，所以帆船相對(duì)帆板的【解析】設(shè)大河寬度為必小船在靜水中的速度為畑貝怯程渡河所用時(shí)間A二己回程渡河所用時(shí)間彳說(shuō)一識(shí)7.【答案】b c 不在【解析】因?yàn)榇盆F對(duì)小鋼珠只能提供引力，磁錢(qián)在月處a寸，尸與w同向，小鋼珠做勻加速直線運(yùn)動(dòng),【真題透析】1.【答案】B【解析】本題考查合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系及時(shí)刻和位墨的概念，意在考查考生的理解能力。彈射管在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)八所嘆彈出小球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，因此兩球應(yīng)同時(shí)落地,由于兩小(2)根據(jù)幾何關(guān)

14、系丘=工-(1一 gwu),Sisina先后彈出，且厘出小球的初速度相同，所以小球在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不等，因小球在水平方向做勻速動(dòng)，所以水平位移相等，因此落點(diǎn)不相同，故選項(xiàng)B正確。2.【答案】C【解析】根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析物體受力情況，根將牛頓第二定律求解出運(yùn)動(dòng)員與曲面間的正壓：？變化情況，從而分析運(yùn)動(dòng)員所受摩撫力變化；根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能變化情況，結(jié)合動(dòng)能定理分析合外力做根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否只有重力做功來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能是否守恒因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員俶曲線運(yùn)動(dòng)所以合力解得syl2(1cos)JC根據(jù)機(jī)械能守恒定律貳+扌根據(jù)速度的走義得Ax2Vff=A?與該恒力的方向相同，選項(xiàng) B、C 正確。2gxsi

15、na4 .【答案】(1)mgcosa(2) .2 (1 cosa) x (3)-V 32cosa【解析】 支持力的大小 N= mgcosa運(yùn)動(dòng)軌跡為h當(dāng)磁鐵放在占處時(shí)戸與誡不在同一B處，引力指向曲線的凹側(cè)，運(yùn)動(dòng)軌跡為匸當(dāng)合外力方向與速度方向不在同一直線上時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng).8. (2)1.40(4)7.91.4貝VB=A/2(1cosa)M解得速度 v相對(duì)=.2v，方向?yàn)楸逼珫| 45 , D 正確.6 .【答案】Bh=q說(shuō)$由題東也二匕聯(lián)立汰上各式得誡二車(chē)選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)乩Cv D錯(cuò)誤.山東省德州一中 2018-2019 學(xué)年度：人教版高一物理曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案6 / 5解析(2)由題

16、圖(b)可知托盤(pán)秤量程為 10 kg，指針?biāo)傅氖緮?shù)為1.40 kg.(3)為了不觸及障礙物，運(yùn)動(dòng)員以速度v 沿水平方向起跳后豎直下落高度為H -動(dòng)的距離為諾勞七，設(shè)該段時(shí)間為 t,則 H -h=ggt2H53 七 Lit過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為FN= mg mg7.9 N ;根據(jù)徑向合力提供向心力，即7.9 N (1.40 同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，而半徑大于地球半徑，根據(jù) 所以V1V2V0.10. (1)7.4 m/s2(2)0.8 s (3)6.0 m/s解析(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin53 mgos 53 = ma

17、,解得運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的加速度a= 7.4 m/s2.(2)運(yùn)動(dòng)員從斜面上起跳后沿豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，一 12根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有 H = ?gt，解得 t = 0.8 s.1.00)X9.8 N=1.4 m/s.2Mm 4nR(1)GRm v1v2v0解析(1)衛(wèi)星靜止在地球赤道表面時(shí)，隨地球一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得Mm ,4nRGR2N=mT2.解得 N = G2Mm 4nRR2mT2.根據(jù)牛頓第三定律可知衛(wèi)星對(duì)地表的壓力2Mm 4nRR2mT2.衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，則有2Mm V1GR2=mR，GMmR+ H2V22=mR+H解得v1=V2R+ H2311.(1)6 m/s (2)6M0 m/s (3)0.64解析(1)小滑塊從 A 到 C 的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mg(h1 h2)卩 mgos 53h1sin 53mgos 37h2sin 3712三 0；mv