【優(yōu)化方案】高三物理一輪復(fù)習(xí) 第4章第一節(jié)《曲線運(yùn)動　運(yùn)動的合成與分解》課件

第一節(jié)曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第一節(jié)曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、曲線運(yùn)動1．運(yùn)動特點(diǎn)(1)速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度，沿曲線上該點(diǎn)的______方向．(2)運(yùn)動性質(zhì)：做曲線運(yùn)動的物體，速度的_____時刻改變，所以曲線運(yùn)動一定是____運(yùn)動，即必然具有_______．切線方向變速加速度2．曲線運(yùn)動的條件(1)從動力學(xué)角度看：物體所受_____方向跟它的速度方向不在同一條直線上．(2)從運(yùn)動學(xué)角度看：物體的________方向跟它的速度方向不在同一條直線上．特別提示：曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，至少速度的方向在時刻改變，而變速運(yùn)動不一定是曲線運(yùn)動，如勻變速直線運(yùn)動．合力加速度思考感悟怎樣判斷一個物體是否做曲線運(yùn)動？提示：看合外力(加速度)與速度方向是否在一條直線上．二、運(yùn)動的合成與分解1．基本概念2．分解原則根據(jù)運(yùn)動的________分解，也可采用_________．3．遵循的規(guī)律位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循________________．實(shí)際效果正交分解平行四邊形定則(1)如果各分運(yùn)動在同一直線上，需選取_______，與___________的量取“＋”號，與__________的量取“－”號，從而將矢量運(yùn)算簡化為_________．(2)兩分運(yùn)動不在同一直線上時，按照_______________進(jìn)行合成，如圖4－1－1所示．正方向正方向同向正方向反向代數(shù)運(yùn)算平行四邊形定則圖4－1－14．合運(yùn)動和分運(yùn)動的關(guān)系(1)等時性：合運(yùn)動與分運(yùn)動經(jīng)歷的時間______．(2)獨(dú)立性：一個物體同時參與幾個分運(yùn)動時，各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動的影響．(3)等效性：各分運(yùn)動疊加起來與合運(yùn)動有完全相同的效果．相等課堂互動講練一、曲線運(yùn)動的合力、軌跡、速度之間的關(guān)系1．合力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力方向指向軌跡的“凹”側(cè)．2．合力方向與速度方向的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動時，所受合力的方向與速度方向一定不在同一條直線上，這是判斷物體是否做曲線運(yùn)動的依據(jù)．3．合力方向與速度大小變化的關(guān)系合力沿切線方向的分力改變速度的大小，沿徑向的分力改變速度的方向，如圖4－1－2所示的兩個情景．圖4－1－2(1)當(dāng)合合力力方方向向與與速速度度方方向向的的夾夾角角為為銳銳角角時時，，物物體體運(yùn)運(yùn)動動的的速速率率將將增增大大；；(2)當(dāng)合合力力方方向向與與速速度度方方向向的的夾夾角角為為鈍鈍角角時時，，物物體體運(yùn)運(yùn)動動的的速速率率將將減減小??；；(3)當(dāng)合合力力方方向向與與速速度度方方向向垂垂直直時時，，物物體體運(yùn)運(yùn)動動的的速速率率不不變變．．即時時應(yīng)應(yīng)用用(即時時突突破破，，小小試試牛牛刀刀)1.(原創(chuàng)創(chuàng)題題)““嫦娥娥二二號號”衛(wèi)星星于于2010年10月1日18時59分發(fā)發(fā)射射升升空空．．如如圖圖4－1－3所示示，，“嫦娥娥二二號號”探月月衛(wèi)衛(wèi)星星在在由由地地球球飛飛向向月月球球時時，，沿沿曲曲線線從從M點(diǎn)到到N點(diǎn)的的飛飛行行過過程程中中，，速速度度逐逐漸漸減減小小．．在在此此過過程程中中探探月月衛(wèi)衛(wèi)星星所所受受合合力力的的方方向向可可能能是是()圖4－1－3解析析：：選C.做曲曲線線運(yùn)運(yùn)動動的的物物體體所所受受合合力力的的方方向向總總是是指指向向曲曲線線凹凹側(cè)側(cè)，，A、D錯誤誤；；由由于于速速度度逐逐漸漸減減小小，，故故力力F的方方向向與與速速度度方方向向的的夾夾角角應(yīng)應(yīng)大大于于90°°，C正確確．．二、、合合運(yùn)運(yùn)動動的的性性質(zhì)質(zhì)和和軌軌跡跡的的判判定定1．物物體體運(yùn)運(yùn)動動的的性性質(zhì)質(zhì)由由加加速速度度決決定定，，常常見見的的類類型型有有(1)a＝0：勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動動或或靜靜止止．．(2)a恒定定：：性性質(zhì)質(zhì)為為勻勻變變速速運(yùn)運(yùn)動動，，分分為為：：①v、a同向向，，勻勻加加速速直直線線運(yùn)運(yùn)動動；；②v、a反向向，，勻勻減減速速直直線線運(yùn)運(yùn)動動；；③v、a成一一角角度度，，勻勻變變速速曲曲線線運(yùn)運(yùn)動動(軌跡跡在在v、a之間間，，和和速速度度v的方方向向相相切切，，方方向向逐逐漸漸向向a的方方向向接接近近，，但但不不可可能能達(dá)達(dá)到到)．(3)a變化化：：性性質(zhì)質(zhì)為為變變加加速速運(yùn)運(yùn)動動．．如如簡簡諧諧運(yùn)運(yùn)動動，，加加速速度度大大小小、、方方向向都都隨隨時時間間變變化化．．2．物體體的運(yùn)運(yùn)動軌軌跡由由物體體的速速度和和加速速度的的方向向關(guān)系系決定定，如如圖4－1－4.(1)速度與與加速速度共共線時時，物物體做做直線線運(yùn)動動．(2)速度與與加速速度不不共線線時，，物體體做曲曲線運(yùn)運(yùn)動．．圖4－1－4特別提提醒：：勻變速速曲線線運(yùn)動動的特特例是是平拋拋運(yùn)動動，非非勻變變速曲曲線運(yùn)運(yùn)動的的特例例是勻勻速圓圓周運(yùn)運(yùn)動，，非勻勻變速速直線線運(yùn)動動的特特例是是彈簧簧振子子的振振動，，掌握握這些些運(yùn)動動具有有非常常重要要的意意義．．即時應(yīng)應(yīng)用(即時突突破，，小試試牛刀刀)2.一物體體運(yùn)動動規(guī)律律是x＝3t＋3t2m，y＝4t＋4t2m，則下下列說說法中中正確確的是是()A．物體體在x軸和y軸方向向上都都是初初速度度為零零的勻勻加速速直線線運(yùn)動動B．物體體的合合運(yùn)動動是初初速度度為5m/s、加速速度為為5m/s2的勻加加速直直線運(yùn)運(yùn)動C．物體體的合合運(yùn)動動是初初速度度為5m/s、加速速度為為10m/s2的勻變變速直直線運(yùn)運(yùn)動D．物體體的合合運(yùn)動動是加加速度度為10m/s2的曲線線運(yùn)動動(3)過河路路徑最最短(v2>v1時)：合速度不不可能垂直直于河岸，，無法垂直直渡河．確確定方法如如下：如圖圖4－1－5所示，以v2矢量末端為為圓心，以以v1矢量的大小小為半徑畫畫弧，從v2矢量的始端端向圓弧作作切線，則則合速度沿沿此切線方方向航程最最短．圖4－1－5特別提醒：：(1)船的航行方方向與船頭頭指向一致致(v1的方向)，是分速度度方向，而而船的航行行方向是實(shí)實(shí)際運(yùn)動的的方向，也也就是合速速度的方向向．(2)小船過河的的最短時間間與水流速速度無關(guān)．．即時應(yīng)用(即時突破，，小試牛刀刀)3.(2011年成都模擬擬)河水的流速速隨離河岸岸的距離的的變化關(guān)系系如圖4－1－6甲所示，船船在靜水中中的速度與與時間的關(guān)關(guān)系如圖乙乙所示，若若要使船以以最短時間間渡河，則則()圖4－1－6A．船渡河的的最短時間間是60sB．船在行駛駛過程中，，船頭始終終與河岸垂垂直C．船在河水水中航行的的軌跡是一一條直線D．船在河水水中的最大大速度是5m/s經(jīng)典題型探究題型一對曲線運(yùn)動的理解例1一個質(zhì)點(diǎn)受受兩個互成成銳角的恒恒力F1和F2作用，由靜靜止開始運(yùn)運(yùn)動，若運(yùn)運(yùn)動過程中中保持二力力方向不變變，但F1突然增大到到F1＋ΔF，則質(zhì)點(diǎn)以以后()A．繼續(xù)做勻勻變速直線線運(yùn)動B．在相等時時間內(nèi)速度度的變化一一定相等C．可能做勻勻速直線運(yùn)運(yùn)動D．可能做變變加速曲線線運(yùn)動【思路點(diǎn)撥】先判定是曲曲線運(yùn)動還還是直線運(yùn)運(yùn)動，方法法是看力的的方向與速速度方向是是否在一條條直線上；；再判定是是加速運(yùn)動動還是勻速速運(yùn)動，方方法是看F合是否為零以以及是否變變化．【答案】B【規(guī)律總結(jié)】對于質(zhì)量一一定的物體體，我們應(yīng)應(yīng)抓住加速速度與合力力兩個關(guān)鍵鍵因素，判判斷一個物物體的運(yùn)動動軌跡是曲曲線還是直直線，就是是要看其速速度方向與與合力的方方向是否在在同一直線線上．變式訓(xùn)練1(2011年浙江金華華模擬)一質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)的運(yùn)運(yùn)動軌跡如如圖4－1－7所示，下列列判斷正確確的是()圖4－1－7A．若在x方向始終勻勻速運(yùn)動，，則在y方向先減速速后加速運(yùn)運(yùn)動B．若在x方向始終勻勻速運(yùn)動，，則在y方向先加速速后減速運(yùn)運(yùn)動C．若在y方向始終勻勻速運(yùn)動，，則在x方向一直加加速運(yùn)動D．若在y方向始終勻勻速運(yùn)動，，則在x方向一直減減速運(yùn)動解析：選A.若在某一坐坐標(biāo)軸方向向上為勻速速運(yùn)動，因因s＝vt.即s正比于時間間t，則軸可看看作時間軸軸．再根據(jù)據(jù)圖象分析析另一坐標(biāo)標(biāo)軸方向上上的運(yùn)動性性質(zhì)．可以以看出，若若x方向勻速，，y方向位移的的斜率是先先減小后增增大，故y方向先減速速后加速，，同理，若若y方向勻速，，x方向是先加加速后減速速．如圖4－1－8所示，一一個長直直輕桿兩兩端分別別固定一一個小球球A和B，兩球的的質(zhì)量均均為m，兩球半半徑忽略略不計(jì)，，桿AB的長度為為l，現(xiàn)將桿桿AB豎直靠放放在豎直直墻上，，輕輕振振動小球球B，使小球球B在水平地地面上由由靜止向向右運(yùn)動動，求當(dāng)當(dāng)A球沿墻下下滑距離離為時時A、B兩球的速速度vA和vB的大?。?不計(jì)一切切摩擦)題型二“關(guān)聯(lián)”速度的求解例2【思路點(diǎn)撥撥】解答本題題時要注注意兩點(diǎn)點(diǎn)：(1)A、B兩球的實(shí)實(shí)際運(yùn)動動是它們們各自的的合運(yùn)動動；(2)A、B兩球沿桿桿方向的的分速度度相等．．圖4－1－8圖4－1－9【名師歸納納】繩、桿等等長度不不變的物物體，在在運(yùn)動過過程中，，其兩端端點(diǎn)的速速度通常常不一樣樣，但是是有聯(lián)系系的，稱稱之為“關(guān)聯(lián)”速度．關(guān)關(guān)聯(lián)速度度的關(guān)系系——沿桿(或繩)方向的速速度分量量大小相相等．變式訓(xùn)練練2如圖4－1－10所示，在在不計(jì)滑滑輪摩擦擦和繩子子質(zhì)量的的條件下下，當(dāng)小小車勻速速向右運(yùn)運(yùn)動時，，物體A的受力情情況是()A．繩子的的拉力大大于A的重力B．繩子的的拉力等等于A的重力C．繩子的的拉力小小于A的重力D．拉力先先大于重重力，后后變?yōu)樾⌒∮谥亓αD4－1－10解析：選A.車水平向向右的速速度(也就是繩繩子末端端的運(yùn)動動速度)為合速度度，它的的兩個分分速度v1、v2如圖所示示，其中中v2就是拉動動繩子的的速度，，它等于于