高中物理曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)-運(yùn)動(dòng)的合成與分解-新人教版必修省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)

曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

第1頁(yè)第一節(jié)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)合成與分解第2頁(yè)基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)1．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(1)速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)速度，沿曲線(xiàn)上該點(diǎn)__________方向．切線(xiàn)第3頁(yè)(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體，速度__________時(shí)刻改變，所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，即必定含有_______________．2．曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)條件方向加速度第4頁(yè)(1)從動(dòng)力學(xué)角度看：物體所受_____方向跟它速度方向不在同一條直線(xiàn)上．(2)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看：物體加速度方向跟它速度方向不在同一條直線(xiàn)上．協(xié)力第5頁(yè)尤其提醒：曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，最少速度方向在時(shí)刻改變，而變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．第6頁(yè)思索感悟怎樣判斷一個(gè)物體是否做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)？提醒：看合外力(加速度)與速度方向是否在同一條直線(xiàn)上．第7頁(yè)二、運(yùn)動(dòng)合成與分解1．基本概念2．分解標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)運(yùn)動(dòng)__________分解，也可采取___________．實(shí)際效果正交分解第8頁(yè)3．遵照規(guī)律位移、速度、加速度都是矢量，故它們合成與分解都遵照_______________________．(1)假如各分運(yùn)動(dòng)在同一直線(xiàn)上，需選取__________，與______________量取“＋”號(hào)，平行四邊形定則正方向正方向同向第9頁(yè)與____________量取“－”號(hào)，從而將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為_(kāi)___________．(2)兩分運(yùn)動(dòng)不在同一直線(xiàn)上時(shí)，按照__________________進(jìn)行合成，如圖4－1－1所表示．圖4－1－1正方向反向代數(shù)運(yùn)算平行四邊形定則第10頁(yè)4．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)關(guān)系(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間______________．(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參加幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其它分運(yùn)動(dòng)影響．(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來(lái)與合運(yùn)動(dòng)有完全相同效果．相等第11頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)透析直擊高考一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)協(xié)力、軌跡、速度之間關(guān)系1．協(xié)力方向與軌跡關(guān)系物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡一定夾在協(xié)力方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，協(xié)力方向指向軌跡“凹”側(cè)．第12頁(yè)2．協(xié)力方向與速度方向關(guān)系物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受協(xié)力方向與速度方向一定不在同一條直線(xiàn)上，這是判斷物體是否做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)依據(jù)．3．協(xié)力方向與速度大小改變關(guān)系協(xié)力沿切線(xiàn)方向分力改變速度大小，沿徑向分力改變速度方向，第13頁(yè)如圖4－1－2所表示兩個(gè)情景．圖4－1－2第14頁(yè)(1)當(dāng)協(xié)力方向與速度方向夾角為銳角時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率將增大；(2)當(dāng)協(xié)力方向與速度方向夾角為鈍角時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率將減??；(3)當(dāng)協(xié)力方向與速度方向垂直時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速率不變．第15頁(yè)即時(shí)應(yīng)用1.(原創(chuàng)題)“神舟”八號(hào)飛船于年11月1日5時(shí)58分發(fā)射升空，如圖4－1－3所表示，在“神舟”八號(hào)靠近軌道沿曲線(xiàn)從M點(diǎn)到N點(diǎn)飛行過(guò)程中，速度逐步減?。诖诉^(guò)程中“神舟”八號(hào)所受協(xié)力方向可能是(

)第16頁(yè)圖4－1－3第17頁(yè)解析：選C.做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體所受協(xié)力方向總是指向曲線(xiàn)凹側(cè)，A、D錯(cuò)誤；因?yàn)樗俣戎鸩綔p小，故力F方向與速度方向夾角應(yīng)大于90°，C正確．第18頁(yè)二、合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡判定1．物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由加速度決定，常見(jiàn)類(lèi)型有(1)a＝0：勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或靜止．(2)a恒定：性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)，分為：①v、a同向，勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；第19頁(yè)②v、a反向，勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；③v、a成一角度，勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(軌跡在v、a之間，和速度v方向相切，方向逐步向a方向靠近，但不可能到達(dá))．(3)a改變：性質(zhì)為非勻變速運(yùn)動(dòng)．如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，加速度大小、方向都隨時(shí)間改變．第20頁(yè)2．物體運(yùn)動(dòng)軌跡由物體速度和加速度方向關(guān)系決定，如圖4－1－4.(1)速度與加速度共線(xiàn)時(shí)，物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．(2)速度與加速度不共線(xiàn)時(shí)，物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．第21頁(yè)圖4－1－4第22頁(yè)尤其提醒：勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)特例是平拋運(yùn)動(dòng)，非勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)特例是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，非勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)特例是彈簧振子振動(dòng)，掌握這些運(yùn)動(dòng)含有非常主要意義.第23頁(yè)即時(shí)應(yīng)用2．(·高考四川卷改編)某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下試驗(yàn)：如圖4－1－5所表示，在一端封閉光滑細(xì)玻璃管中注滿(mǎn)清水，圖4－1－5第24頁(yè)水中放一個(gè)紅蠟做成小圓柱體R.將玻璃管開(kāi)口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0＝3cm/s勻速上浮同時(shí)，玻璃管沿x軸正方向做初速為零勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．R(R視為質(zhì)點(diǎn))在上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖是(

)第25頁(yè)解析：選D.豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)和水平方向勻加速運(yùn)動(dòng)合成，軌跡為曲線(xiàn)，曲線(xiàn)切線(xiàn)方向(速度方向)逐步趨向加速度方向(水平方向)，故D對(duì)．圖4－1－6第26頁(yè)三、渡河問(wèn)題1．船實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)．2．三種速度：v1(船在靜水中速度)、v2(水流速度)、v(船實(shí)際速度)．3．三種情景第27頁(yè)第28頁(yè)(3)過(guò)河路徑最短(v2>v1時(shí))：合速度不可能垂直于河岸，無(wú)法垂直渡河．確定方法以下：如圖4－1－7所表示，以v2矢量末端為圓心，以v1矢量大小為半徑畫(huà)弧，從v2矢量始端向圓弧作切線(xiàn)，則合速度沿此切線(xiàn)方向航程最短．第29頁(yè)圖4－1－7第30頁(yè)尤其提醒：(1)船在靜水中航行方向與船頭指向一致(v1方向)，是分速度方向，而船航行方向是實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，也就是合速度方向.(2)小船過(guò)河最短時(shí)間與水流速度無(wú)關(guān).第31頁(yè)即時(shí)應(yīng)用3．(·成都模擬)河水流速隨離河岸距離改變關(guān)系如圖4－1－8甲所表示，船在靜水中速度與時(shí)間關(guān)系如圖乙所表示，若要使船以最短時(shí)間渡河，則(

)第32頁(yè)圖4－1－8第33頁(yè)A．船渡河最短時(shí)間是60sB．船在行駛過(guò)程中，船頭一直與河岸垂直C．船航行軌跡是一條直線(xiàn)D．船最大速度是5m/s第34頁(yè)第35頁(yè)題型探究講練互動(dòng)例1題型1對(duì)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了解

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)互成銳角恒力F1和F2作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持二力方向不變，但F1突然增大到F1＋ΔF，則質(zhì)點(diǎn)以后(

)第36頁(yè)A．繼續(xù)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．在相等時(shí)間內(nèi)速度改變一定相等C．可能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D．可能做變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)第37頁(yè)【思緒點(diǎn)撥】先判定是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，方法是看力方向與速度方向是否在一條直線(xiàn)上；再判定是加速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)，方法是看F合是否為零以及是否改變．第38頁(yè)【解析】F1、F2為恒力，物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1突變后仍為恒力，協(xié)力仍為恒力，但協(xié)力方向與速度方向不再共線(xiàn)，所以物體將做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)．第39頁(yè)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)條件是F合＝0，所以物體不可能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)．因?yàn)镕1突變后，F(xiàn)1＋ΔF和F2協(xié)力仍為恒力，故加速度不可能改變，故D錯(cuò)．【答案】B第40頁(yè)【規(guī)律總結(jié)】判斷一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線(xiàn)還是直線(xiàn)，一看其速度方向與協(xié)力方向是否在同一直線(xiàn)上．二看合速度方向是否發(fā)生改變．第41頁(yè)變式訓(xùn)練1

(·南京模擬)手持滑輪把懸掛重物細(xì)線(xiàn)拉至如圖4－1－9所表示實(shí)線(xiàn)位置，然后滑輪水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中一直保持懸掛重物細(xì)線(xiàn)豎直，則重物運(yùn)動(dòng)速度(

)第42頁(yè)圖4－1－9第43頁(yè)A．大小和方向均不變B．大小不變，方向改變C．物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D．物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)第44頁(yè)解析：選AC.重物參加兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是豎直向上運(yùn)動(dòng)，由細(xì)線(xiàn)收縮運(yùn)動(dòng)決定；一個(gè)水平方向分運(yùn)動(dòng)，由滑輪運(yùn)動(dòng)決定，這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)均是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以重物合運(yùn)動(dòng)也是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A、C正確．

第45頁(yè)例2題型2“關(guān)聯(lián)”速度求解A、B兩物體經(jīng)過(guò)一根跨過(guò)定滑輪輕繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以v1速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是α、β時(shí)，如圖4－1－10所表示．物體B運(yùn)動(dòng)速度vB為(繩一直有拉力)(

)第46頁(yè)A．v1sinα/sinβ

B．v1cosα/sinβC．v1sinα/cosβ

D．v1cosα/cosβ圖4－1－10第47頁(yè)【思緒點(diǎn)撥】解答本題時(shí)要注意兩點(diǎn)：(1)A、B兩物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)是它們各自合運(yùn)動(dòng)；(2)A、B兩物體沿繩方向分速度相等．【解析】A、B兩物體速度分解如圖4－1－11.第48頁(yè)圖4－1－11第49頁(yè)由圖可知：v繩A＝v1cosαv繩B＝vBcosβ因?yàn)関繩A＝v繩B所以vB＝v1cosα/cosβ，故D對(duì)．【答案】D第50頁(yè)【名師歸納】繩、桿等長(zhǎng)度不變物體，兩端點(diǎn)速度關(guān)系：(1)兩端點(diǎn)都沿著繩(桿)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端點(diǎn)速度相等；(2)當(dāng)兩端點(diǎn)不沿繩(桿)運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿繩(桿)方向分速度相等．第51頁(yè)變式訓(xùn)練2如圖4－1－12所表示，在水平地面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車(chē)，經(jīng)過(guò)定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體，若小車(chē)和被吊物體在同一時(shí)刻速度分別為v1和v2，繩子對(duì)物體拉力為FT，物體所受重力為G，則下面說(shuō)法正確是(

)第52頁(yè)圖4－1－12第53頁(yè)A．物體做勻速運(yùn)動(dòng)，且v1＝v2B．物體做加速運(yùn)動(dòng)，且v2＞v1C．物體做加速運(yùn)動(dòng)，且FT＞GD．物體做勻速運(yùn)動(dòng)，且FT＝G答案：C第54頁(yè)例3題型3渡河問(wèn)題分析與計(jì)算(滿(mǎn)分樣板13分)河寬l＝300m，水速u(mài)＝1m/s，船在靜水中速度v＝3m/s，欲分別按以下要求過(guò)河時(shí)，船頭應(yīng)與河岸成多大角度？過(guò)河時(shí)間是多少？(1)以最短時(shí)間過(guò)河；第55頁(yè)(1)以最短時(shí)間過(guò)河；(2)以最小位移過(guò)河；(3)抵達(dá)正對(duì)岸上游100m處．【