2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第四章第1講曲線運動運動的合成與分解課件教科版

1、第四章曲線運動萬有引力與航天第1講曲線運動運動的合成與分解大一輪復(fù)習(xí)講義NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引過好雙基關(guān)研透命題點課時作業(yè)回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點限時訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度過好雙基關(guān)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 .2.運動的性質(zhì)：做曲線運動的物體，速度的方向時刻在改變，所以曲線運動一定是 運動.3.運動的條件：物體所受 的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的 方向與速度方向不在同一條直線上.4.合外力方向與軌跡的關(guān)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”

2、側(cè).切線方向變速加速度合外力速度合外力自測1 (多選)一質(zhì)點做曲線運動，它的速度方向和加速度方向的關(guān)系是A.質(zhì)點速度方向時刻在改變B.質(zhì)點加速度方向時刻在改變C.質(zhì)點速度方向一定與加速度方向相同D.質(zhì)點速度方向一定沿曲線的切線方向自測2(2018河北省定州中學(xué)承智班月考)關(guān)于力和運動，下列說法中正確的是A.物體在恒力作用下可能做曲線運動B.物體在變力作用下不可能做直線運動C.物體在恒力作用下不可能做曲線運動D.物體在變力作用下不可能保持速率不變解析平拋運動就是在恒力作用下的曲線運動.只要變力與速度方向共線，就會做直線運動，所以A正確，B、C錯誤.勻速圓周運動就是在變力作用下保持速率不變的運動，

3、D錯誤.1.遵循的法則位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循 .2.合運動與分運動的關(guān)系(1)等時性：合運動和分運動經(jīng)歷的 相等，即同時開始、同時進(jìn)行、同時停止.(2)獨立性：一個物體同時參與幾個分運動，各分運動 ，不受其他運動的影響.(3)等效性：各分運動的規(guī)律疊加起來與合運動的規(guī)律有完全相同的 .平行四邊形定則時間獨立進(jìn)行二、運動的合成與分解效果變化： 運動3.運動性質(zhì)的判斷勻變速非勻變速加速度(或合外力)不變： 運動加速度(或合外力)方向與速度方向共線： 運動不共線： 運動直線曲線4.兩個直線運動的合運動性質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)：看合初速度方向與合加速度方向是否共線.兩個互成角度的分

4、運動合運動的性質(zhì)兩個勻速直線運動勻速直線運動一個勻速直線運動、一個勻變速直線運動 運動兩個初速度為零的勻加速直線運動 運動兩個初速度不為零的勻變速直線運動如果v合與a合共線，為 運動如果v合與a合不共線，為 運動勻加速直線勻變速曲線勻變速直線勻變速曲線自測3(2018河南省駐馬店市第二次質(zhì)檢)如圖1所示，在滅火搶救過程中，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，消防隊員沿梯子勻加速向上運動的同時消防車勻速后退，則關(guān)于消防隊員的運動，下列說法正確的是A.消防隊員做勻加速直線運動B.消防隊員做勻變速曲線運動C.消防隊員做變加速曲線運動D.消防隊員水平方向的速度

5、保持不變圖1解析根據(jù)運動的合成，知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，其合加速度的方向、大小不變，所以消防隊員做勻變速曲線運動，故A、C錯誤，B正確.將消防隊員的運動分解為水平方向和豎直方向，知水平方向上的最終的速度為勻速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因為沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在變，所以消防隊員水平方向的速度在變，故D錯誤.研透命題點1.條件物體受到的合外力方向與速度方向始終不共線.2.特征(1)運動學(xué)特征：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(xué)特征：由于做曲線運動的物體所受合外力一定不為零且和速度方向始

6、終不在同一條直線上(做曲線運動的條件).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.命題點一曲線運動的條件和特征(3)軌跡特征：曲線運動的軌跡始終夾在合外力的方向與速度的方向之間，而且向合外力的一側(cè)彎曲.(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.例1(2018山東省泰安市上學(xué)期期中)一質(zhì)點做勻速直線運動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變.則該質(zhì)點A.不可能做勻變速運動B.速度的大小保持不變C.速度的方

7、向總是與該恒力的方向垂直D.任意相等時間內(nèi)速度的變化量總相同解析施加的恒力即為質(zhì)點的合力，所以做勻變速運動，若該恒力的方向與速度方向的夾角不為90，則速度大小一定變化，A、B錯誤；速度的方向與恒力的方向的夾角多樣化，不一定總垂直，C錯誤；由于做勻變速運動，即加速度恒定，所以根據(jù)vat可知任意相等時間內(nèi)速度的變化量總相同，D正確.變式1(2018湖北省黃岡市質(zhì)檢)如圖2是碼頭的旋臂式起重機，當(dāng)起重機旋臂水平向右保持靜止時，吊著貨物的天車沿旋臂向右勻速行駛，同時天車又使貨物沿豎直方向先做勻加速運動，后做勻減速運動.該過程中貨物的運動軌跡可能是下圖中的圖2解析貨物在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方

8、向上先做勻加速運動，后做勻減速運動，根據(jù)平行四邊形定則，知合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，軌跡為曲線，貨物的加速度先向上后向下，因為加速度的方向大致指向軌跡的凹側(cè)，故C正確.1.分析運動的合成與分解問題時，一般情況下按運動效果進(jìn)行分解.2.要注意分析物體在兩個方向上的受力及運動規(guī)律，分別在兩個方向上列式求解.3.兩個方向上的分運動具有等時性，這常是處理運動分解問題的關(guān)鍵點.命題點二運動的合成與分解例2(多選)(2018廣東省韶關(guān)市質(zhì)檢)在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運動，同時人頂著直桿以速度v0水平勻速前進(jìn)，經(jīng)過時間t，猴子沿桿向上移動的高度為h，

9、人頂桿沿水平地面移動的距離為x，如圖3所示.關(guān)于猴子的運動情況，下列說法中正確的是A.相對地面的運動軌跡為直線B.相對地面做勻加速曲線運動C.t時刻猴子對地速度的大小為 v0atD.t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為圖3解析猴子在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運動，合速度與合加速度不在同一條直線上，所以猴子運動的軌跡為曲線，故A錯誤.猴子在水平方向上的加速度為0，在豎直方向上有恒定的加速度，根據(jù)運動的合成，知猴子做曲線運動的加速度不變，做勻變速曲線運動，故B正確.變式2(2019福建省廈門市調(diào)研)如圖4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

10、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圖4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，所以帆船相對帆板的速度v相對 v，方向為北偏東45，D正確.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：船在靜水中的速度v船、水的流速v水、船的實際速度v.3.兩類問題、三種情景命題點三小船渡河模型渡河時間最短當(dāng)船頭方向垂直河岸時，渡河時間最短，最短時間tmin渡河位移最短如果v船v水，當(dāng)船頭方向與上游河岸夾角滿足v船cos

11、 v水時，合速度垂直河岸，渡河位移最短，等于河寬d如果v船v水，當(dāng)船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直時，渡河位移最短，等于4.分析思路例3(多選)(2018四川省德陽市高考一診)甲、乙兩船在同一河流中同時開始渡河，河水流速為v0，船在靜水中的速率均為v，甲、乙兩船船頭均與河岸成角，如圖5所示，已知甲船恰能垂直到達(dá)河正對岸的A點，乙船到達(dá)河對岸的B點，A、B之間的距離為L，則下列判斷正確的是A.乙船先到達(dá)對岸B.若僅是河水流速v0增大，則兩船的渡河時間都不變C.不論河水流速v0如何改變，只要適當(dāng)改變角，甲船 總能到達(dá)正對岸的A點D.若僅是河水流速v0增大，則兩船到達(dá)對岸時，兩船之間的距離仍然

12、為L圖5解析將小船的運動分解為平行于河岸和垂直于河岸兩個方向，抓住分運動和合運動具有等時性，知甲、乙兩船到達(dá)對岸的時間相等，渡河的時間t ，故A錯誤；若僅是河水流速v0增大，渡河的時間t ，則兩船的渡河時間都不變，故B正確；只有甲船速度大于水流速度時，不論河水流速v0如何改變，甲船總能到達(dá)河的正對岸A點，故C錯誤；若僅是河水流速v0增大，則兩船到達(dá)對岸時間不變，根據(jù)速度的分解，船在水平方向相對于靜水的分速度仍不變，則兩船之間的距離仍然為L，故D正確.變式3(2018湖南省衡陽市第二次聯(lián)考)一只小船渡過兩岸平行的河流，河中水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于河岸.小船的初速度均相同，且船頭方向

13、始終垂直于河岸，小船相對于水分別做勻加速、勻減速和勻速直線運動，其運動軌跡如圖6所示.下列說法錯誤的是A.沿AC和AD軌跡小船都是做勻變速運動B.AD是勻減速運動的軌跡C.沿AC軌跡渡河所用時間最短D.小船沿AD軌跡渡河，船靠岸時速度最大圖6解析船沿著船頭指向方向做勻加速直線運動的同時還要隨著水流一起勻速運動，曲線運動的加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè)，故AC軌跡船相對于靜水沿垂直于河岸方向做勻加速運動，同理可知，AB軌跡船相對于靜水沿垂直于河岸方向做勻速運動，AD軌跡船相對于靜水沿垂直于河岸方向做勻減速運動，沿AD軌跡，船是勻減速運動，則船到達(dá)對岸的速度最小，故A、B正確，D錯誤；船相對于水的初速度大小

14、均相同，方向垂直于岸邊，由于AC軌跡船相對于靜水沿垂直于河岸方向做勻加速運動，AB軌跡船相對于靜水沿垂直于河岸方向做勻速運動，AD軌跡船相對于靜水沿垂直于河岸方向做勻減速運動，故沿三條不同路徑渡河的時間不同，沿AC軌跡渡河所用的時間最短，故C正確.1.模型特點沿繩(桿)方向的速度分量大小相等.2.思路與方法合速度繩(桿)拉物體的實際運動速度v命題點四繩(桿)端速度分解模型方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則.3.解題的原則把物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.常見的模型如圖7所示.圖7例4(2018廣東省深圳市高級中學(xué)月考)質(zhì)

15、量為m的物體P置于傾角為1的固定光滑斜面上，輕細(xì)繩跨過光滑定滑輪分別連接著P與小車，P與滑輪間的細(xì)繩平行于斜面，小車以速率v水平向右做勻速直線運動.當(dāng)小車與滑輪間的細(xì)繩和水平方向成夾角2時(如圖8)，下列判斷正確的是A.P的速率為v B.P的速率為vcos 2C.繩的拉力等于mgsin 1 D.繩的拉力小于mgsin 1圖8模型1繩端速度分解模型解析將小車速度沿繩子和垂直繩子方向分解為v1、v2，P的速率等于v1vcos 2，A錯誤，B正確；小車向右做勻速直線運動，2減小，P的速率增大，繩的拉力大于mgsin 1，C、D錯誤.變式4A、B兩物體通過一根跨過光滑輕質(zhì)定滑輪的不可伸長的輕繩相連放在

16、水平面上，現(xiàn)物體A以v1的速度向右勻速運動，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是、時，如圖9所示，物體B的運動速度vB為(繩始終有拉力)圖9物體A的合運動對應(yīng)的速度為v1，它的速度分解如圖乙所示，則有v繩Av1cos 由于對應(yīng)同一根繩，其長度不變，故v繩Bv繩A例5如圖10所示，AB桿以恒定角速度繞A點轉(zhuǎn)動，并帶動套在光滑水平桿OC上的質(zhì)量為M的小環(huán)運動，運動開始時，AB桿在豎直位置，則小環(huán)M的速度將A.逐漸增大B.先減小后增大C.先增大后減小D.逐漸減小圖10模型2桿端速度分解模型將小環(huán)M的速度沿AB桿方向和垂直于AB桿方向分解，垂直于AB桿方向的分速度大小等于小環(huán)M繞A點運動的線速度v，小環(huán)的速度

17、將不斷變大，故A正確，B、C、D錯誤.變式5兩根光滑的桿互相垂直地固定在一起，上面分別穿有兩個小球a和b，小球a、b間用一細(xì)直棒相連，如圖11所示.當(dāng)細(xì)直棒與豎直桿夾角為時，求小球a、b實際速度大小之比.圖11答案tan 解析根據(jù)速度的分解特點，可作出兩小球的速度關(guān)系如圖所示.由圖中幾何關(guān)系可得，a、b沿棒方向的分速度分別為vacos 和vbsin ，根據(jù)“關(guān)聯(lián)速度”的特點可知，兩小球沿棒的分速度大小相等，課時作業(yè)1.(2018甘肅省蘭州一中模擬)下列說法中正確的是A.曲線運動不可能是勻變速運動B.曲線運動一定是變速運動C.恒力作用下的物體一定做直線運動D.變力作用下的物體一定做曲線運動雙基鞏

18、固練12345678910111213解析做曲線運動的物體的加速度不一定變化，如平拋運動，重力加速度是不變的，故A錯誤；曲線運動的速度的方向是不斷改變的，所以曲線運動一定是變速運動，故B正確；在恒力作用下，物體可以做曲線運動，如平拋運動，故C錯誤；物體在變力的作用下也可能做直線運動，如變加速直線運動，故D錯誤.123456789101112132.(2018江西省贛州市十四縣市期中)下列關(guān)于力與運動的敘述中正確的是A.物體所受合力方向與運動方向有夾角時，該物體速度一定變化，加速度也變化B.物體做圓周運動，所受的合力一定指向圓心C.物體運動的速率在增加，所受合力方向與運動方向夾角小于90D.物體

19、在變力作用下有可能做曲線運動，做曲線運動物體一定受到變力作用12345678910111213解析物體所受合力方向與運動方向有夾角時，該物體速度一定變化，但加速度不一定變化，如平拋運動，A錯誤；若物體做變速圓周運動，則存在一個切向加速度，合力不指向圓心，B錯誤；合力方向與運動方向夾角小于90時合力做正功，速度增大，C正確；如果變力與速度方向不共線，則做曲線運動，但做曲線運動的物體受到的合力可以為恒力，如平拋運動，D錯誤.123456789101112133.一個物體在光滑水平面上沿曲線MN運動，如圖1所示，其中A點是曲線上的一點，虛線1、2分別是過A點的切線和法線，已知該過程中物體所受的合外力

20、是恒力，曲線MN關(guān)于虛線2對稱，則當(dāng)物體運動到A點時，合外力的方向可能是A.沿F1或F5的方向B.沿F3或F4的方向C.沿F2的方向D.不在MN曲線所確定的水平面內(nèi)12345678910111213圖14.如圖所示，“嫦娥號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時，沿曲線從M點向N點飛行的過程中，速度逐漸減小，在此過程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能是下列圖中的123456789101112135.(2019山東省青島市模擬)如圖2所示，光滑水平面內(nèi)的xOy直角坐標(biāo)系中，一質(zhì)量為1 kg的小球沿x軸正方向勻速運動，速度大小為1 m/s，經(jīng)過坐標(biāo)原點O時，小球受到的一沿y軸負(fù)方向、大小為1 N的恒力F突然撤去，其

21、他力不變，則關(guān)于小球的運動，下列說法正確的是A.做變加速曲線運動B.任意兩段時間內(nèi)速度變化大小都相等C.經(jīng)過x、y坐標(biāo)相等的位置時所用時間為1 sD.1 s末速度大小為 m/s圖2123456789101112136.如圖3所示，人沿平直的河岸以速度v行走，且通過不可伸長的繩拖船，船沿繩的方向行進(jìn)，此過程中繩始終與水面平行.當(dāng)繩與河岸的夾角為時，船的速率為圖312345678910111213解析將人的運動分解為沿繩方向的分運動(分速度為v1)和與繩垂直方向的分運動(分速度為v2)，如圖所示.船的速率等于沿繩方向的分速度v1vcos ，選項C正確.7.(2018湖北省荊州市模擬)帆船船頭指向正

22、東以速度v(靜水中速度)航行，海面正刮著南風(fēng)，風(fēng)速為 v，以海岸為參考系，不計阻力.關(guān)于帆船的實際航行方向和速度大小，下列說法中正確的是A.帆船沿北偏東30方向航行，速度大小為2vB.帆船沿東偏北60方向航行，速度大小為 vC.帆船沿東偏北30方向航行，速度大小為2vD.帆船沿東偏南60方向航行，速度大小為 v12345678910111213解析由于帆船的船頭指向正東，并以相對靜水中的速度v航行，南風(fēng)以 v的風(fēng)速向北吹來，12345678910111213設(shè)帆船實際航行方向與正北方向夾角為，即帆船沿北偏東30方向航行，選項A正確.8.(2018山西省孝義市質(zhì)量檢測三)一個質(zhì)量為2 kg的物體

23、，在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài).現(xiàn)同時撤去大小分別為6 N和10 N的兩個力，另一個力保持不變，此后該物體的運動A.可能做勻變速直線運動，加速度大小可能等于1.5 m/s2B.可能做類平拋運動，加速度大小可能等于12 m/s2C.可能做勻速圓周運動，向心加速度大小可能等于3 m/s2D.定做勻變速運動，加速度大小可能等于6 m/s2123456789101112139.(多選)(2018安徽省蚌埠市一質(zhì)檢)運動軌跡既不是拋物線也不是圓周的曲線運動，稱為一般的曲線運動，研究一般的曲線運動，可以把曲線分隔成許多小段，分析質(zhì)點在每一小段的運動時，下列方法錯誤的是A.每一小段的運動可以看成直線運動B

24、.每一小段運動中物體受到的合力為零C.每一小段運動中物體受到恒力的作用D.每一小段運動可以看成圓周運動的一部分12345678910111213綜合提升練解析把曲線分隔成許多小段，每一小段的運動可以看成圓周運動的一部分，故D項正確，A項錯誤.做圓周運動的物體受到的力為變力且不為零，故B、C項錯誤.10.(2018甘肅省平?jīng)鍪匈|(zhì)檢)如圖4所示，水平面上固定一個與水平面夾角為的斜桿A，另一豎直桿B以速度v水平向左做勻速直線運動，則從兩桿開始相交到最后分離的過程中，兩桿交點P的速度方向和大小分別為A.水平向左，大小為vB.豎直向上，大小為vtan C.沿A桿斜向上，大小為D.沿A桿斜向上，大小為vc

25、os 12345678910111213圖411.如圖5所示，河水由西向東流，河寬為800 m，河中各點的水流速度大小為v水，各點到較近河岸的距離為x，v水與x的關(guān)系為v水 x(m/s)(x的單位為m)，讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河，小船劃水速度大小恒為v船4 m/s，則下列說法中正確的是A.小船渡河的軌跡為直線B.小船在河水中的最大速度是5 m/sC.小船在距南岸200 m處的速度小于在距北岸200 m處的速度D.小船渡河的時間是160 s12345678910111213圖5解析小船在南北方向上為勻速直線運動，在東西方向上先加速，到達(dá)河中間后再減速，速度與加速度不共線，小船的合運動是曲線運動，A錯.當(dāng)小船運動到河中間時，東西方向上的分速度最大，為3 m/s，此時小船的合速度最大，最大值vm5 m/s，B對.小船在距南岸200 m處的速度等于在距北岸200 m處的速度，C錯.小船的渡河時間t 200 s，D錯.12