2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)-第4章-第1課時-曲線運動-平拋運動課件-人教大綱版2

考綱要求三年考情熱點考向考點要求2007年2008年2009年運動的合成和分解Ⅰ廣東理科(T16·選擇)寧夏理綜(T23·計算)全國理綜(T14·選擇)廣東物理(T11·選擇)江蘇物理(T13·計算)江蘇物理(T5·選擇)福建卷(T20·計算)江蘇卷(T4·選擇)全國卷Ⅱ(T23·實驗)運動的合成與分解在高考中單獨命題的機會較少，但是它是曲線運動的研究方法，也是掌握的重點．平拋運動的規(guī)律及其研究方法是高考的命題熱點，有時與電場力、磁場力一起綜合考查.曲線運動中質(zhì)點的速度沿軌道的切線方向，且必須具有加速度Ⅰ平拋運動Ⅱ第四章曲線運動萬有引力定律第1課時曲線運動平拋運動第一頁，編輯于星期一：十四點三分。第一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1．運動特點曲線運動的速度：曲線運動中速度的方向是在曲線上某點的

方向，是時刻

的，具有加速度，因此曲線運動一定是

運動，但變速運動不一定是曲線運動．切線改變變速第二頁，編輯于星期一：十四點三分。第二頁，編輯于星期四：二十點三十五分。2．物體做曲線運動的條件(1)從動力學(xué)角度看，如果物體所受合外力方向跟物體的

方向不在同一條直線上，物體就做曲線運動．(2)從運動學(xué)角度看，就是加速度方向與

方向不在同一條直線上．經(jīng)常研究的曲線運動有平拋運動和勻速圓周運動．速度速度第三頁，編輯于星期一：十四點三分。第三頁，編輯于星期四：二十點三十五分。3．運動的合成與分解

已知分運動求合運動稱為運動的

；已知合運動求分運動稱為運動的

．兩者互為逆運算．在對物體的實際運動進行分析時，可以根據(jù)

分解，也可以采用正交分解．分解實際效果合成第四頁，編輯于星期一：十四點三分。第四頁，編輯于星期四：二十點三十五分。4．合運動與分運動的關(guān)系等時性各分運動經(jīng)歷的時間與合運動經(jīng)歷的.獨立性一個物體同時參與幾個分運動，各分運動

不受其他分運動的影響等效性各分運動的規(guī)律疊加起來與合運動的規(guī)律有

的效果都按其自身規(guī)律進行時間相等完全相同5.遵循的法則

運動的合成與分解是指描述運動的各物理量，即

、

、

的合成與分解，由于它們都是矢量，故遵循

．位移速度加速度平行四邊形定則第五頁，編輯于星期一：十四點三分。第五頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1．不同運動類型的分類分析軌跡分類條件直線運動勻速直線運動F合＝0勻變速直線運動F合為恒力且與速度同線非勻變速直線運動F合為變力且與速度同線曲線運動勻變速曲線運動F合≠0為恒力與速度不同線非勻變速曲線運動F合≠0為變力與速度不同線第六頁，編輯于星期一：十四點三分。第六頁，編輯于星期四：二十點三十五分。2.合力方向與軌跡的關(guān)系

物體做曲線運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，合力方向指向曲線的“凹”側(cè)．3．速率變化情況判斷第七頁，編輯于星期一：十四點三分。第七頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1.2008年5月12日，四川省發(fā)生里氏8.0級強烈地震，全國很多地區(qū)有明顯震感，給中國造成很大損失．由于交通隔斷，給救援工作帶來很大困難，5月14日，國務(wù)院抗震救災(zāi)總指揮部決定調(diào)用直升機趕赴災(zāi)區(qū)救援，如此大規(guī)模的航空運力調(diào)用是民航歷史上的首次．如圖4－1－1所示，在一次救災(zāi)工作中，一架沿水平直線飛行的直升飛機A，用懸索(重力可忽略不計)緊急救護傷員B.在直升飛機A和傷員B以相同的水平速度勻速運動的同時，懸索將傷員提起，在某一段時間內(nèi)，第八頁，編輯于星期一：十四點三分。第八頁，編輯于星期四：二十點三十五分。A、B之間的距離以l＝H－t2(式中H為直升飛機A離地面的高度，各物理量的單位均為國際單位制單位)規(guī)律變化，則在這段時間內(nèi)，下面判斷中正確的是(不計空氣阻力)()A．懸索的拉力小于傷員的重力B．懸索成傾斜直線C．傷員做速度減小的曲線運動D．傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運動第九頁，編輯于星期一：十四點三分。第九頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：傷員B參與了兩個方向上的運動：水平方向上和飛機A以相同的速度沿水平方向勻速運動；豎直方向上，由于A、B之間的距離以l＝H－t2規(guī)律變化，H為直升飛機A離地面的高度，所以傷員B與地面的豎直距離關(guān)系為s＝t2＝×a×t2，則a＝2m/s2，由此判斷傷員B在豎直方向上以2m/s2的加速度做勻加速直線運動．根據(jù)以上分析，傷員B應(yīng)該做加速度恒定的勻變速曲線運動，且速度不斷增加，C選項錯誤；由于加速度豎直向上，由牛頓第二定律可知懸索拉力大于傷員B的重力，A選項錯誤；由于傷員B水平方向勻速運動，傷員B和飛機在水平方向上保持相對靜止，所以懸索應(yīng)成豎直狀態(tài)，B選項錯誤．答案：D第十頁，編輯于星期一：十四點三分。第十頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1．定義：水平方向拋出的物體只在

作用下的運動．2．性質(zhì)：平拋運動是加速度為g的

曲線運動，其運動軌跡是

．3．平拋物體運動條件：(1)v0≠0，沿

，(2)只受

作用．重力勻加速拋物線水平方向重力第十一頁，編輯于星期一：十四點三分。第十一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。4．研究方法

運動的合成與分解．把平拋運動分解為水平方向的

運動和豎直方向的

運動．5．運動規(guī)律

以拋出點為坐標原點，水平初速度v0方向為x軸正方向，豎直向下的方向為y軸正方向，建立如圖4－1－2所示的坐標系，則平拋運動規(guī)律如下表．圖4－1－2勻速自由落體第十二頁，編輯于星期一：十四點三分。第十二頁，編輯于星期四：二十點三十五分。水平方向vx＝v0

x＝

豎直方向vy＝

y＝

合運動合速度：vt＝合位移：s＝合速度與水平方向的夾角tanα＝合位移與水平方向的夾角tanθ＝gtv0t第十三頁，編輯于星期一：十四點三分。第十三頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1．平拋運動的特點 (1)平拋運動是勻變速曲線運動，故相等的時間內(nèi)速度的變化量相等． 由Δv＝gt，速度的變化必沿豎直方向，如圖4－1－3所示． (2)物體由一定高度做平拋運動，其運動時間由下落高度決定，與初速度無 關(guān)，由公式y(tǒng)＝

，可得t＝；落地點距拋出點的水平距 離x＝v0t，由水平速度和下落時間共同決定． (3)水平方向和豎直方向的兩個分運動同時存在，互不影響，具有獨立性．圖4－1－3第十四頁，編輯于星期一：十四點三分。第十四頁，編輯于星期四：二十點三十五分。2．平拋運動的幾個重要推論 推論1：從拋出點開始，任意時刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角的 正切值的2倍． 推論2：從拋出點開始，任意時刻速度的反向延長線與x軸的交點為此 時刻對應(yīng)水平位移的中點． 這兩個推論也可用于分析類平拋運動問題．物體做平拋運動的條件：只受重力作用，初速度不為零且沿水平方向．物體受恒力作用，且初速度與恒力垂直，物體做類平拋運動．第十五頁，編輯于星期一：十四點三分。第十五頁，編輯于星期四：二十點三十五分。如圖4－1－4所示，一小球以v0＝10m/s的速度水平拋出，在落地之前經(jīng)過空中A、B兩點，在A點小球速度方向與水平方向的夾角為45°，在B點小球速度方向與水平方向的夾角為60°(空氣阻力忽略不計，g取10m/s2)，以下判斷中正確的是()A．小球經(jīng)過A、B兩點間的時間t＝(－1)sB．小球經(jīng)過A、B兩點間的時間t＝sC．A、B兩點間的高度差h＝10mD．A、B兩點間的高度差h＝15m2.第十六頁，編輯于星期一：十四點三分。第十六頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：設(shè)A點豎直速度為vyA，vyA＝v0＝gtA，得tA＝1s，設(shè)B點的豎直速度為vyB，vyB＝v0tan60°＝gtB得tB＝s，則小球經(jīng)過A、B兩點間的時間為tB－tA＝(－1)s，故A正確．B錯誤，A、B兩點間的高度差hAB＝

＝10m．故C正確，D錯誤．答案：AC

第十七頁，編輯于星期一：十四點三分。第十七頁，編輯于星期四：二十點三十五分。【例1】一快艇要從岸邊某一不確定位置處到達河中離岸邊100m遠的一浮標處，已知快艇在靜水中的速度vx圖象和流水的速度vy圖象如圖4－1－5甲、乙所示，則() A．快艇的運動軌跡為直線 B．快艇的運動軌跡為曲線 C．能找到某一位置使快艇最 快到達浮標處的時間為20s D．快艇最快到達浮標處經(jīng)過的位移為100m第十八頁，編輯于星期一：十四點三分。第十八頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：艇沿河岸方向的勻速運動與垂直于河岸的勻加速運動的合運動是類平拋性質(zhì)的曲線運動．最快到達浮標處的方式是使垂直于河岸的速度vx保持圖甲所示的加速度a＝0.5m/s2的勻加速運動，則at2＝x，代入x＝100m有t＝20s．但實際位移為x＝＞100m，D項錯．答案：BC第十九頁，編輯于星期一：十四點三分。第十九頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1．此類題應(yīng)用矢量合成與分解的方法，因為速度是矢量，在合成和分解時，采用矢量合成與分解的平行四邊形定則．將艇的運動分解為沿河岸的勻速運動和垂直于河岸的勻加速運動．2．研究曲線運動的思維過程(欲知)曲線運動規(guī)律

(只需研究)兩分運動規(guī)律

(得知)曲線運動規(guī)律．第二十頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十頁，編輯于星期四：二十點三十五分。1－1現(xiàn)在城市的滑板運動非常流行．在水平地面上一名滑板運動員雙腳站在滑板上以一定速度向前滑行，在橫桿前起跳并越過桿，從而使人與滑板分別從桿的上下通過，如圖4－1－6所示．假設(shè)人和滑板運動過程中受到的各種阻力忽略不計，運動員能順利完成該動作，最終仍落在滑板原來的位置上．要使這個表演成功，運動員除了跳起的高度足夠外，在起跳時雙腳對滑板作用力的合力方向應(yīng)該() A．豎直向下 B.豎直向上 C．向下適當偏后 D．向下適當偏前第二十一頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：本題考查運動的合成與分解，要使運動員落在滑板原來的位置，則運動員在跳起后和滑板在水平方向的運動情況相同，由于慣性，運動員和滑板的水平初速度相同，因此只要水平方向上不受力即可，故雙腳對滑板的作用力方向應(yīng)該豎直向下，A正確．答案：A第二十二頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點三十五分?！纠?】如圖4－1－7所示，一架在500m高空以200m/s的速度水平勻速飛行的轟炸機，要用兩枚炸彈分別炸山腳和山頂?shù)哪繕薃和B.已知山高180m，山腳與山頂?shù)乃骄嚯x為600m，若不計空氣阻力，g取10m/s2，則投彈的時間間隔應(yīng)為() A．6s B．5s C．3s D．2s第二十三頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：第一枚炸彈從釋放到落地過程中水平方向通過的位移為：s1＝

＝2000m，第二枚炸彈從釋放到落地過程中水平方向通過的位移為：s2＝

＝1600m，則兩枚炸彈水平距離為s＝s0＋s1－s2＝1000m，由t＝ ＝5s.答案：B第二十四頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點三十五分。2－1 “5·12”汶川大地震，牽動了全國人民的心．一架裝載救災(zāi)物資的直升飛機，以10m/s的速度水平飛行，在距地面180m的高度處，欲將救災(zāi)物資準確投放至地面目標，若不計空氣阻力，g取10m/s2，則() A．物資投出后經(jīng)過6s到達地面目標 B．物資投出后經(jīng)過18s到達地面目標 C．應(yīng)在距地面目標水平距離60m處投出物資 D．應(yīng)在距地面目標水平距離180m處投出物資第二十五頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：本題考查平拋運動的規(guī)律．物資投出后做平拋運動，其落地所用時間由高度決定，t＝＝6s，A項正確，B項錯誤；拋出后至落地的水平位移為s＝vt＝60m，C項正確，D項錯誤．答案：AC第二十六頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點三十五分?！纠?】如圖4－1－8所示，從傾角為θ的足夠長的斜面頂端P以速度v0拋出一個小球，落在斜面上某處Q點，小球落在斜面上的速度與斜面的夾角α，若把初速度變?yōu)?v0，則() A．空中的運動時間變?yōu)樵瓉淼?倍 B．夾角α將變大 C．PQ間距一定大于原來間距的3倍 D．夾角α與初速度大小無關(guān)第二十七頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：由 故A正確； ，所以若v0加倍，PQ間距將為原來的4倍，C正確；設(shè)小球落到斜面上的速度與水平方向夾角為β，則tanβ＝＝2tanθ，可見β與v0無關(guān)，因此α＝β－θ也與初速度無關(guān)，B錯誤，D正確．答案：ACD第二十八頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點三十五分。若初速度變?yōu)?v0，則(1)小球落在斜面上的速率變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?2)小球離斜面的最遠距離為原來的多少倍？解析：(1)因為vt＝vt′＝所以vt′＝2vt所以速率變?yōu)樵瓉淼?倍．第二十九頁，編輯于星期一：十四點三分。第二十九頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(2)把初速度、重力加速度g沿斜面、垂直斜面兩個方向分解，則小球離斜面最遠距離滿足：h＝h′＝所以h′＝4h，即最遠距離變?yōu)樵瓉淼?倍．答案：(1)2(2)4第三十頁，編輯于星期一：十四點三分。第三十頁，編輯于星期四：二十點三十五分。研究平拋運動的基本思路是1．突出落點問題一般要建立水平位移和豎直位移之間的關(guān)系．2．突出末速度的大小和方向問題的，一般要建立水平速度和豎直速度之間的關(guān)系．3．要注意挖掘和利用好合運動、分運動及題設(shè)情景之間的幾何關(guān)系．第三十一頁，編輯于星期一：十四點三分。第三十一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。3－1如圖4－1－9所示，在斜面頂端a處以速度va水平拋出一小球，經(jīng)過時間ta恰好落在斜面底端P處；今在P點正上方與a等高的b處以速度vb水平拋出另一小球，經(jīng)過時間tb恰好落在斜面的中點處．若不計空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是() A．va＝vb B．va＝vb C．ta＝tb D．ta＝tb第三十二頁，編輯于星期一：十四點三分。第三十二頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：本題考查平拋運動，中檔題．做平拋運動的物體運動時間由豎直方向的高度決定t＝，a物體下落的高度是b的2倍，有ta＝tb，D正確；水平方向的距離由高度和初速度決定x＝v0，由題意得a的水平位移是b的2倍，可知va＝vb，B正確．答案：BD第三