高考物理一輪總復習 專題四 第1講 運動的合成與分解課件 新人教版.ppt

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專題四曲線運動萬有引力定律 第1講 運動的合成與分解 1 速度的方向 質(zhì)點在某一點的速度方向 沿曲線在這一 點的 方向 變速 不在 不在 2 運動的性質(zhì) 做曲線運動的物體 速度 時刻在改變 所以曲線運動一定是 運動 3 曲線運動的條件 物體所受合外力的方向跟它的速度方向 同一條直線上或它的加速度方向與速度方向 同一條直線上 切線方向 一 曲線運動 4 合外力方向與軌跡的關(guān)系 合外力 速度 物體做曲線運動的軌跡一定夾在 方向與 方向之間 速度方向與軌跡相切 合外力方向指向軌跡的 凹 側(cè) 5 速率變化情況判斷 1 當合外力方向與速度方向的夾角為銳角時 物體的速率 增大 2 當合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時 物體的速率 減小 不變 3 當合外力方向與速度方向垂直時 物體的速率 二 運動的合成與分解 分運動 1 分運動和合運動 一個物體同時參與幾個運動 參與的這幾個運動都是 物體的實際運動就是合運動 2 運動的合成 已知分運動求合運動 叫做運動的合成 1 同一條直線上的兩個分運動的合成 同向 反向 相加 相減 2 不在同一條直線上的兩個分運動合成時 遵循 平行四邊形定則 基礎(chǔ)檢測 2014年廣東十校聯(lián)考 下列關(guān)于曲線運動的說法中 正確 的是 A 做平拋運動的物體 加速度是恒定的B 做曲線運動的物體的加速度一定是變化的C 做曲線運動的物體其速度大小一定是變化的D 騎自行車沖到圓弧形橋頂時 人對自行車車座的壓力增加 這是由于超重原因造成的 解析 物體做曲線運動的條件是合加速度與合初速度有一定的夾角 例如平拋運動是勻變速曲線運動 加速度恒定 故選項A正確 B錯誤 勻速圓周運動的速度大小不變 C錯誤 自行車沖到圓弧形橋頂時 重力和支持力的合力提供向心力 人對自行車車座壓力減小 這是由于失重原因造成的 故選項D錯誤 答案 A 考點1曲線運動的理解 重點歸納 物體所受合外力與速度不共線 物體就做曲線運動 當合外力恒定時 物體做勻變速曲線運動 如平拋運動 當合外力變化時 物體做非勻變速曲線運動 如圓周運動 考點練透 1 多選 2014年廣東惠州調(diào)研 一物體受三個恒力作用做勻速直線運動 若將其中一個力突然撤去 則物體的運動狀態(tài) 可能是 A 仍然做勻速直線運動B 勻變速直線運動C 勻速圓周運動D 類平拋運動 解析 去掉一個力后 所受的合力仍為恒力 但不為零 因此不可能做勻速直線運動 A錯 若力的方向與運動方向在一條直線上 物體做勻變速直線運動 B正確 若合力的方向與運動方向不在同一條直線上 物體做勻變速曲線運動 特別當合力的方向與初速度方向垂直時 物體做類平拋運動 D正確 由于合力大小方向不變 因此不可能做勻速圓周運動 C錯誤 答案 BD 2 2015年河北邯鄲模擬 質(zhì)點做曲線運動從A到B速率逐漸增加 如下列各圖所示 有四位同學用示意圖表示A到B的 軌跡及速度方向和加速度的方向 其中正確的是 A B C D 答案 D 考點2運動的合成與分解 1 合運動與分運動的關(guān)系 1 獨立性 一個物體同時參與的幾個分運動 彼此獨立 互不影響 這就是運動的獨立性原理 2 等時性 各個分運動與合運動總是同時開始 同時結(jié)束 經(jīng)歷時間相等 不同時的運動不能合成 3 等效性 各分運動疊加起來與合運動有相同的效果 4 同一性 各分運動與合運動 是指同一物體參與的分運動和實際發(fā)生的運動 不是幾個不同物體發(fā)生的不同運動 重點歸納 2 兩個直線運動的合運動的性質(zhì)判斷 根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運動是直線運動還是曲線運動 典例剖析例1 關(guān)于合運動與分運動的關(guān)系 下列說法正確的是 A 合運動的速度一定大于分運動的速度B 分運動的位移一定小于合運動的位移C 合運動的時間等于各分運動的時間之和D 組成合運動的各個分運動具有獨立性思維點撥 運動的合成遵循的法則是平行四邊形定則或三角形定則 合運動與分運動具有等效性 等時性和分運動的獨立性 解析 運動的合成遵循的法則是平行四邊形法則或三角形定則 由三角形定則可知 合運動的速度與兩個分運動的速度構(gòu)成了三角形的三邊 兩個分速度首尾相連 合速度是首對首 尾對尾 在三角形中 哪條邊都有可能表示合速度 也都有可能表示分速度 故不能明確說明合速度與分速度的大小關(guān)系 對速度如此 對加速度 位移也都如此 所以A B錯誤 依照合運動與分運動的等效性 等時性和分運動的獨立性可知 C錯誤 D正確 答案 D 備考策略 在實際中物體所做的運動一般都是曲線運動 所有曲線運動都涉及運動的合成與分解 考點練透 3 多選 2014年廣東東莞萬江中學月考 有關(guān)運動的合成 下列說法正確的是 A 兩個直線運動的合運動一定是直線運動B 兩個不在同一直線上的勻速直線運動的合運動一定是直線運動C 兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動一定是勻加速直線運動D 勻加速直線運動和勻速直線運動的合運動一定是直線運動答案 BC 4 多選 2015年山西太原模擬 如圖4 1 1所示 在滅火搶險的過程中 消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進行救人或滅火作業(yè) 為了節(jié)省救援時間 在消防車向前前進的過程中 人同時相對梯子勻速向上運動 在地面上看消防隊 員的運動 下列說法中正確的是 圖4 1 1 A 當消防車勻速前進時 消防隊員一定做勻加速直線運 動 B 當消防車勻速前進時 消防隊員一定做勻速直線運動C 當消防車勻加速前進時 消防隊員一定做勻變速曲線 運動 D 當消防車勻加速前進時 消防隊員一定做勻變速直線 運動 答案 BC 模型1 小船渡河 1 小船的運動是水流的運動和船相對靜水的運動的合運動 2 三種渡河情形的分析 圖4 1 2 3 若v水 v船 這時無論船頭指向什么方向 都無法使船垂直河岸渡河 即最短位移不可能等于河寬d 按水流速度和船在靜水中的速度大小的作圖 如圖4 1 3所示 圖4 1 3以出發(fā)點A作矢量v水 以v水末端為圓心 v船為半徑畫圓弧 自出發(fā)點A向圓弧作切線 就是船位移最小時的合運動的 方向 這時船頭與河岸的夾角 滿足cos 最短位移s短 例2 2014年四川卷 有一條兩岸平直 河水均勻流動 流速恒為v的大河 小明駕著小船渡河 去程時船頭指向始終與河岸垂直 回程時行駛路線與河岸垂直 去程與回程所用時間的比值為k 船在靜水中的速度大小相同 則小船在靜水中 的速度大小為 思維點撥 去時船頭垂直于河岸 用時最短 回時位移垂直于河岸 位移最短 答案 B 觸類旁通 1 多選 2015年湖北重點中學聯(lián)考 一只小船在靜水中的速度為3m s 它要渡過一條寬為30m的河 河水流速為4m s 則這只船 A 過河時間不可能小于10sB 不能沿垂直于河岸方向過河C 渡過這條河所需的時間可以為6sD 不可能渡過這條河答案 AB 2 如圖4 1 4所示 人沿平直的河岸以速度v行走 且通過不可伸長的繩拖船 船沿繩的方向行進 此過程中繩始終與 水面平行 當繩與河岸的夾角為 時 船的速度大小為 圖4 1 4 A vsin B vsin C vcos D vcos 答案 C 模型2 關(guān)聯(lián)速度的繩桿模型 1 模型的幾類情況 1 收繩 每段繩子至少有一端固定 2 轉(zhuǎn)桿 桿一端固定轉(zhuǎn)動 3 滑桿 桿兩端不固定 同時以不同的方式運動 比如在豎直墻壁上往下滑 2 特點 1 合運動 兩端點 或端點連接的物體 的實際運動速度為 合速度 2 速度關(guān)聯(lián) 沿繩或桿方向的速度分量大小相等 這是模型的核心 注意 繩 桿兩端點的速度是其各分速度的合速度 3 角速度 同一時刻 收繩和轉(zhuǎn)桿上每處的角速度都相等 垂直繩子或桿方向的分速度與該點到固定點的距離成正比 v r 可能會隨時間而改變 滑桿每點的速度都不同 角速度也不同 垂直壁面時 該點的軌跡是橢圓弧 滑桿中點的軌跡是圓弧 3 速度分析 1 繩上某點的速度 先求端點沿繩方向的分速度v 和垂直 的垂直分速度 最后結(jié)合v v 求出合速度 2 轉(zhuǎn)桿的合速度 桿方向上的分速度為零 故垂直桿方向 的分速度就是該點的合速度 3 滑桿桿上的速度分析 桿上每點的運動按兩端點的實際運動方向分解 由滑桿三角比例關(guān)系建立分速度與端點速度之間的關(guān)系 再利用平行四邊形定則或三角形定則進行分析求解 4 解題方法和步驟 確定物體的實際運動 沿繩方向分解 速度 沿垂直繩方向分解速度 離為時 A B兩球的速度vA和vB的大小 不計一切摩擦 例3 如圖4 1 5所示 一根長直輕桿兩端分別固定一個小球A和B 兩球的質(zhì)量均為m 兩球半徑忽略不計 桿AB的長度為l 現(xiàn)將桿AB豎直靠放在豎直墻上 輕輕振動小球B 使小球B在水平地面上由靜止向右運動 求當A球沿墻下滑距 l 2 圖4 1 5 審題突破 解答本題時要注意兩點 A B兩球的實際運動是它們各自的合運動 A B兩球沿桿方向的分速度相等 解 A B兩球速度的分解情況如圖4 1 6所示 由題意知 30 由運動的合成與分解得 圖4 1 6 vAsin vBcos 又A B組成的系統(tǒng)機械能守恒 所以 題外拓展 如果要求輕桿中點的速度大小 則需將中點的速度沿兩個端點 小球 實際運動的方向分解 并通過三角相似性質(zhì)確立它們的關(guān)系 從而進行求解 觸類旁通 3 2015年山東煙臺模擬 如圖4 1 7所示 物體A B經(jīng)無摩擦的定滑輪用細線連在一起 A物體受水平向右的力F的 作用 此時B勻速下降 A水平向左運動 可知 圖4 1 7A 物體A做勻速運動B 物體A做加速運動C 物體A所受摩擦力逐漸增大D 物體A所受摩擦力不變 解析 設(shè)系在A上的細線與水平方向夾角為 物體B的速度為vB 大小不變 細線的拉力為FT 則物體A的速度vA 物體A做加速運動 A錯誤 B正確 物體B勻速下降 FT不變 故隨 增大 FfA減小 C D均錯誤 答案 B 4 2015年山西太原一中檢測 如圖4 1 8所示 開始時A B間的細繩呈水平狀態(tài) 現(xiàn)由計算機控制物體A的運動 使其恰好以速度v沿豎直桿勻速下滑 經(jīng)細繩通過定滑輪拉動物體B在水平面上運動 則下列v t圖象中 最接近物體B的運動 情況的是 圖4 1 8 AC BD 解析 如圖D25所示 與物體A相連的繩端速度v分解為沿繩伸長方向的速度v1和垂直于繩方向的速度v2 則物體B的速度vB v1 vsin 在t 0時刻 0 vB 0 C項錯誤 之后隨 增大 sin 增大 B的速度增大 但開始時 變化快 速度增加得快 圖線的斜率大 若繩和桿足夠長 則物體B的速度趨近于A的速度 A項正確 圖D25 答案 A