高考物理大一輪復(fù)習(xí)精講課件：第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天第1課時(shí) 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解

考點(diǎn)內(nèi)容要求命題規(guī)律復(fù)習(xí)策略運(yùn)動(dòng)的合成與分解Ⅱ(1)速度、加速度、位移的合成與分解在實(shí)際問題中的應(yīng)用；(2)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法以及平拋運(yùn)動(dòng)在具體生活情境中的應(yīng)用；(1)掌握研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解，提高化曲為直的能力；拋體運(yùn)動(dòng)Ⅱ勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度Ⅰ勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Ⅱ(3)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及它們之間的關(guān)系和應(yīng)用；(4)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題；(5)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題；(6)天體質(zhì)量和密度的計(jì)算；(7)第一宇宙速度的計(jì)算；(8)天體的運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星的變軌問題(2)注意曲線運(yùn)動(dòng)特別是圓周運(yùn)動(dòng)與生產(chǎn)、生活、高科技的聯(lián)系；(3)注意復(fù)習(xí)思路——將天體運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力；(4)天體運(yùn)動(dòng)公式繁多，容易混淆，復(fù)習(xí)中注意理解和區(qū)分離心現(xiàn)象Ⅰ萬有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ環(huán)繞速度Ⅱ第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀Ⅰ第1課時(shí)曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解

[知

識(shí)

梳

理]知識(shí)點(diǎn)一、曲線運(yùn)動(dòng)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

。2．運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的

時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是

運(yùn)動(dòng)。切線方向方向變速3．曲線運(yùn)動(dòng)的條件知識(shí)點(diǎn)二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1．基本概念

(1)運(yùn)動(dòng)的合成：已知

求合運(yùn)動(dòng)。

(2)運(yùn)動(dòng)的分解：已知

求分運(yùn)動(dòng)。2．分解原則：根據(jù)運(yùn)動(dòng)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

。分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)實(shí)際效果正交分解平行四邊形定則思維深化判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”。(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其所受合外力一定不為零，一定具有加速度。(

)(2)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其瞬時(shí)速度的方向就是位移方向。(

)(3)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，所受合外力的方向一定指向曲線的凹側(cè)。(

)(4)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。(

)答案(1)√

(2)×

(3)

√

(4)√

[題

組

自

測(cè)]

題組一物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析1．(多選)下列說法正確的是(

) A．物體在恒力作用下能做曲線運(yùn)動(dòng)也能做直線運(yùn)動(dòng)

B．物體在變力作用下一定是做曲線運(yùn)動(dòng)

C．物體做曲線運(yùn)動(dòng)，沿垂直速度方向的合力一定不為零

D．兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)解析物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)，取決于物體所受合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向是否共線，只要兩者不共線，無論物體所受合外力是恒力還是變力，物體都做曲線運(yùn)動(dòng)，若兩者共線，做直線運(yùn)動(dòng)，則選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由垂直速度方向的力改變速度的方向，沿速度方向的力改變速度的大小可知，C正確；兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC2.光滑平面上一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以速度v通過原點(diǎn)O，v與x軸正方向成α角(如圖1)，與此同時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則(

)圖1A．因?yàn)橛蠪x，質(zhì)點(diǎn)一定做曲線運(yùn)動(dòng)B．如果Fy＞Fx，質(zhì)點(diǎn)向y軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)不可能做直線運(yùn)動(dòng)D．如果Fx＞Fycot

α，質(zhì)點(diǎn)向x軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)解析若Fy＝Fxtan

α，則Fx和Fy的合力F與v在同一直線上，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)。若Fx＞Fycot

α，則Fx、Fy的合力F與x軸正方向的夾角β＜α，則質(zhì)點(diǎn)向x軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)，故正確選項(xiàng)為D。答案D題組二運(yùn)動(dòng)的合成與分解3．(多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項(xiàng)目，如圖2所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中將會(huì)受到水平風(fēng)力的影響，下列說法中正確的是(

)圖2A．風(fēng)力越大，運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間越長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)員可完成更多的動(dòng)作B．風(fēng)力越大，運(yùn)動(dòng)員著地速度越大，有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害C．運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力無關(guān)解析水平風(fēng)力不會(huì)影響豎直方向的運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無關(guān)，A錯(cuò)誤，C正確；運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)豎直方向的速度是確定的，水平風(fēng)力越大，落地時(shí)水平分速度越大，運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)的合速度越大，有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害，B正確，D錯(cuò)誤。答案BC4．(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(shí)刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0)開始運(yùn)動(dòng)，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖像如圖3甲、乙所示，下列說法中正確的是(

)圖3A．前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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)考點(diǎn)一物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析1．條件 物體受到的合外力與初速度不共線。2．合力方向與軌跡的關(guān)系 無力不拐彎，拐彎必有力。曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，或者說合力的方向總是指向軌跡的“凹”側(cè)。3．合力方向與速率變化的關(guān)系

(1)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率增大。

(2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率減小。

(3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變。【例1】

如圖4所示，圖中紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升，若紅蠟塊在A點(diǎn)勻速上升的同時(shí)，使玻璃管水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的(

)圖4 A．直線P B．曲線Q C．曲線R D．無法確定解答本題時(shí)可按以下思路進(jìn)行：解析紅蠟塊參與了豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，由于蠟塊在任一點(diǎn)的合速度方向是斜向右上方的，而合加速度方向水平向右，故蠟塊的軌跡是曲線，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)中加速度方向總是指向曲線的凹側(cè)可知，選項(xiàng)B正確。答案B【變式訓(xùn)練】1.某學(xué)生在體育場(chǎng)上拋出鉛球，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5所示。已知在B點(diǎn)時(shí)的速度方向與加速度方向相互垂直，則下列說法中正確的是(

)圖5A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大B．D點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大C．從B到D加速度與速度方向始終垂直D．從B到D加速度與速度方向的夾角先增大后減小解析鉛球做斜拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件和題目中在B點(diǎn)的速度方向與加速度方向相互垂直，即豎直方向上的分速度為零，可判斷B點(diǎn)是軌跡的最高點(diǎn)，根據(jù)加速度和速度方向間的關(guān)系可知A項(xiàng)正確；D點(diǎn)和C點(diǎn)的加速度一樣大，都等于重力加速度，B錯(cuò)；過了B點(diǎn)后，在D點(diǎn)加速度與速度不可能再垂直，C錯(cuò)；根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，可判斷從B點(diǎn)到D點(diǎn)加速度與速度的夾角一直減小，D錯(cuò)。答案A考點(diǎn)二運(yùn)動(dòng)的合成與分解及應(yīng)用1．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

(1)等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷時(shí)間相等(不同時(shí)的運(yùn)動(dòng)不能合成)。

(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響。

(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有完全相同的效果。2．運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則 運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)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?！纠?】

有一個(gè)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在x－y平面上運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖像和y方向的位移圖像分別如圖6甲、乙所示，下列說法正確的是(

)圖6A．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(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力的方向垂直【變式訓(xùn)練】2．(2014·廣東汕頭一模)無風(fēng)時(shí)氣球勻速豎直上升，速度為3m/s。現(xiàn)吹水平方向的風(fēng)，使氣球獲4m/s的水平速度，氣球經(jīng)一定時(shí)間到達(dá)某一高度h，則有風(fēng)后(

) A．氣球?qū)嶋H速度的大小為7m/s B．氣球的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線

C．若氣球獲5m/s的水平速度，氣球到達(dá)高度h的路程變長(zhǎng)

D．若氣球獲5m/s的水平速度，氣球到達(dá)高度h的時(shí)間變短(2)過河路徑最短(v2＜v1時(shí))：合速度垂直于河岸時(shí)，航程最短，x短＝d。圖7解決這類問題的關(guān)鍵(1)正確區(qū)分分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)，船的劃行方向也就是船頭指向，是分運(yùn)動(dòng)。船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，是合運(yùn)動(dòng)，一般情況下與船頭指向不一致。(2)運(yùn)動(dòng)分解的基本方法，按實(shí)際效果分解，一般用平行四邊形定則按水流方向和船頭指向分解。(3)渡河時(shí)間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān)，與水流速