高考物理一輪復(fù)習(xí)-第四章-第1講-曲線運動-運動的合成與分解

目標(biāo)要求三年命題統(tǒng)計運動的合成與分解Ⅱ

拋體運動Ⅱ勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度Ⅰ

勻速圓周運動的向心力Ⅱ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)典時空觀和相對論時空觀Ⅰ

備考策略分析近三年命題點和對核心素養(yǎng)的要求，2022年備考要關(guān)注以下幾點(1)曲線運動、平拋運動、圓周運動、萬有引力及天體運動的基本知識和規(guī)律。(2)平拋運動、圓周運動問題常與牛頓運動定律、功能關(guān)系相結(jié)合，以計算題形式綜合考查。(3)萬有引力定律的應(yīng)用及天體運動常與現(xiàn)代科技、生產(chǎn)、生活相結(jié)合，故以現(xiàn)代航天技術(shù)為背景材料的題目，在復(fù)習(xí)中應(yīng)引起足夠重視。第1講曲線運動運動的合成與分解一、曲線運動1．速度的方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在該點的

。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．物體做曲線運動的條件：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加速度方向與速度方向不在同一條直線上。切線方向變速合外力二、運動的合成與分解1．基本概念(1)運動的合成：已知

求合運動。(2)運動的分解：已知

求分運動。2．分解原則：根據(jù)運動的

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

定則。分運動合運動實際效果正交分解平行四邊形1．曲線運動的條件及特點命題點一物體做曲線運動的條件及軌跡

條件特點情景質(zhì)點所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上(v0≠0，F(xiàn)≠0)(1)軌跡是一條曲線(2)某點的瞬時速度的方向，就是通過這一點的切線的方向(3)曲線運動的速度方向時刻在改變，所以是變速運動，一定有加速度(4)合外力F始終指向運動軌跡的內(nèi)(或凹)側(cè)自主探究2.合力方向與速率變化的關(guān)系1．(多選)(2021·湖北黃岡質(zhì)檢)初速度不為零的小球只受到一個大小不變的力的作用。下列說法正確的是(

)A．小球可能做曲線運動B．小球的位置可能保持不變C．小球的速度大小可能保持不變D．小球的加速度一定保持不變AC解析：當(dāng)小球的速度方向與力F不共線時，小球做曲線運動，選項A正確；小球所受合外力不為零，一定會運動，所以小球的位置不可能保持不變，選項B錯誤；若力F與速度垂直，力F的大小不變，方向不斷變化，則小球能做勻速圓周運動，速度的大小保持不變，選項C正確；小球所受的合外力大小不變，方向不確定，所以加速度不一定保持不變，選項D錯誤。2．(2021·四川省攀枝花統(tǒng)考)如圖，虛線為一架飛機飛行中的一段軌跡，P是軌跡上的一點，則飛機經(jīng)過P點時所受合力的方向，可能正確的是(

)A．甲 B．乙C．丙

D．丁解析：某一時刻對應(yīng)某一位置，此時的速度方向沿曲線上該點的切線方向，因此丙為P點的速度方向，而合力應(yīng)指向曲線的內(nèi)側(cè)，由圖可知，只有丁符合條件。DCD易錯警示曲線運動的2點注意

(1)曲線上某點處合外力的方向在曲線上該點的切線的哪一側(cè)，曲線就向哪一側(cè)彎曲(如第3題)；該點的力(加速度)越大、速度越小，則曲線軌跡彎曲越明顯。(2)曲線軌跡必定夾在F(a)、v方向之間。

1．合運動和分運動的關(guān)系命題點二運動的合成及運動性質(zhì)的分析

自主探究等時性各分運動經(jīng)歷的時間與合運動經(jīng)歷的時間相等獨立性一個物體同時參與幾個分運動，各分運動獨立進行，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)律有完全相同的效果2.運動的合成與分解的運算法則運動的合成與分解是指描述運動的各物理量即位移、速度、加速度的合成與分解，由于它們均是矢量，故合成與分解都遵循平行四邊形定則。4．(多選)(2021·北京海淀區(qū)聯(lián)考)某同學(xué)在研究運動的合成時做了如圖所示活動：用左手沿黑板推動直尺豎直向上運動，運動中保持直尺水平，同時，用右手沿直尺向右移動筆尖。若該同學(xué)左手的運動為勻速運動，右手相對于直尺的運動為初速度為零的勻加速運動，則關(guān)于筆尖的實際運動，下列說法正確的是(

)A．筆尖做勻速直線運動B．筆尖做勻變速直線運動C．筆尖做勻變速曲線運動D．筆尖的速度方向與水平方向夾角逐漸變小CD解析：由題意知，筆尖的初速度豎直向上，水平向右的加速度恒定，故做勻變速曲線運動，選項A、B錯誤，C正確；由于豎直方向速度大小恒定，水平方向速度大小逐漸增大，故筆尖的速度方向與水平方向的夾角逐漸變小，D正確。5．如圖所示，豎直放置的玻璃管內(nèi)有一蠟塊，當(dāng)蠟塊從玻璃管的底端勻速上升時，玻璃管水平向右勻速運動，直至蠟塊上升到玻璃管的頂端。關(guān)于蠟塊的運動，下列說法正確的是(

)A．蠟塊的軌跡是曲線B．蠟塊的軌跡是直線C．若在運動中增大玻璃管的水平速度，蠟塊上升的時間將變短D．若在運動中增大玻璃管的水平速度，蠟塊上升的時間將變長B6．(多選)(2021·四川眉山模擬)如圖甲所示，在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上運動，其v-t圖像如圖乙所示，人頂桿沿水平地面運動的x-t圖像如圖丙所示。若以地面為參考系，下列說法正確的是(

)A．猴子的運動軌跡為直線B．猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運動C．t＝0時猴子的速度大小為8m/sD．t＝2s時猴子的加速度大小為4m/s2BD

模型一小船過河模型1．三種速度：船在靜水中的速度v船、水的流速v水、船的實際速度v合。2．兩類問題、三種情景命題點三運動分解中的兩類模型

師生互動2．常見的模型分解示例情景圖示(注：A沿斜面下滑)分解圖示定量結(jié)論vB＝vA

cos

θvA

cos

θ＝v0vA

cos

α＝vB

cos

βvBsinα＝vAcosα小船過河模型分析[典例1]

小船在200m寬的河中橫渡，水流速度為2m/s，船在靜水中的速度為4m/s。(1)若小船的船頭始終正對對岸，它將在何時、何處到達對岸？(2)要使小船到達正對岸，應(yīng)如何航行？歷時多長？(3)若水流速度是5m/s，船在靜水中的速度是3m/s，則怎樣渡河才能使船漂向下游的距離最短？最短距離是多少？

[答案]

見解析C

[解析]

物體m2的實際運動情況是沿桿豎直下滑，這個實際運動是合運動，m1的速度與繩上各點沿繩方向的速度大小相等，所以繩的速度等于m1的速度v1，而m2的合速度v2(實際運動)可由沿繩子方向的分速度和垂直于繩子的分速度來合成(即兩個實際運動效果)。因此v1跟v2的關(guān)系如圖所示，由圖可看出m1的速度大小v1＝v2cosθ，C正確。C兩類運動模型的應(yīng)用技巧及易錯警示模型名稱解決辦法易錯警示小船渡河問題實際效果分解，平行四邊形定則必須先判斷水速和船在靜水中速度的大小關(guān)系，情況不同，解決方法不一樣；但渡河時間只與垂直于河岸的分速度有關(guān)，與水速無關(guān)繩(桿)端速度分解問題沿繩(桿)和垂直于繩(桿)進行分解利用沿繩(桿)方向速度相等來聯(lián)系繩(桿)兩端的速度關(guān)系A(chǔ)8.(多選)(2021·四川省內(nèi)江模考)如圖所示，一不可伸縮、質(zhì)量不計的細線跨過同一高度處的兩個光滑輕質(zhì)定滑輪連接著質(zhì)量相同的物體A和B，A套在固定的光滑水平桿上，物體、細線、滑輪和桿都在同一豎直平面內(nèi)，水平細線與桿的距離為h＝0.2m。當(dāng)傾斜細線與桿的夾角α＝53°時，同時無初速度釋放A和B。關(guān)于A、B此后的運動，下列判斷正確的是(cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)(

)A．當(dāng)53°<α<90°時，A、B的速率之比vA∶vB＝1∶cosαB．當(dāng)53°<α<90°時，A、B的速率之比vA∶vB＝cos

α∶1C．A獲得最大速率時α＝90°D．B獲得最大速率時α＝90°AC解析：將A的速度分解為沿細線方向和垂直于細線方向的速度，在沿細線方向上，A的分速度等于B的速度大小，有vA

cos

α＝vB，則vA∶vB＝1∶cos