福建省高中物理第一輪總復(fù)習(xí)第4章第1講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件魯科版新課標(biāo)

1、曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解第四章主要內(nèi)容要求說明運(yùn)動(dòng)的合成與分解斜拋運(yùn)動(dòng)只作定性要求拋體運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力離心現(xiàn)象萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用環(huán)繞速度第二宇宙速度和第三宇宙速度 曲線運(yùn)動(dòng)是高考的必考內(nèi)容之一，特別是曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法運(yùn)動(dòng)的合成與分解，運(yùn)用這一方法解決平拋或類平拋運(yùn)動(dòng)在高考中時(shí)有出現(xiàn)(如2006年江蘇卷第17題，2008年高考全國(guó)卷第14題，2009年高考福建卷第20題等)，分析近年的高考命題可以發(fā)現(xiàn)，高考對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)向心力和向心加速度的考查情有獨(dú)鐘，并經(jīng)常與電場(chǎng)、磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行深度的綜合命題 萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用是

2、高考的熱點(diǎn)(2009年高考全國(guó)各地多套試卷都有相關(guān)命題，全國(guó)卷第19題，全國(guó)卷第26題，福建卷第14題，安徽卷第15題，山東卷第18題)，2010年福建卷第16題再次從命題背景和內(nèi)容上側(cè)重考查了萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，還出現(xiàn)了考查引力大小的計(jì)算的問題(如全國(guó)卷與福建卷的“引力異?！眴栴})從題型來看，偏重于選擇題的命題 曲線運(yùn)動(dòng)與其他知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)較多，通常對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的考查和圓周運(yùn)動(dòng)的考查都是在以現(xiàn)實(shí)生活情景為背景的綜合試題中進(jìn)行因此本章的復(fù)習(xí)備考的重點(diǎn)應(yīng)將平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法和圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法放在首位，并解決好方法的歸納、遷移、轉(zhuǎn)化和類比 (1)平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法是運(yùn)動(dòng)的合成與分解，正確

3、理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理是掌握此方法的關(guān)鍵同時(shí)，要學(xué)會(huì)靈活地將此方法轉(zhuǎn)移應(yīng)用于在其他環(huán)境中的類平拋運(yùn)動(dòng)中，“化曲為直”“化難為易” (2)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量是一套自成體系的方法，首先要明確這些物理量之間的關(guān)系；其次研究圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵在于尋找向心力的來源，因此正確進(jìn)行受力分析是重要的前提，而后根據(jù)牛頓第二定律就可將力與運(yùn)動(dòng)學(xué)量聯(lián)系起來另外還要重視圓周運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系 (3)萬(wàn)有引力定律是力學(xué)的基本定律之一，在高中物理階段，萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用主要是與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合解決簡(jiǎn)單的天體運(yùn)動(dòng)問題此類問題往往背景新穎、問題多變，但是其本質(zhì)是簡(jiǎn)單的：一是天體(人造衛(wèi)星)問題，由萬(wàn)有引力提供向心力；二是地球(或某星

4、球)表面的物體，萬(wàn)有引力近似等于重力，此時(shí)可靈活選用公式進(jìn)行求解復(fù)習(xí)過程中要注意在新背景中建立合適的物理模型一、曲線運(yùn)動(dòng)1.定義：軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng).2.特點(diǎn)：速度的時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng).3.做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：質(zhì)點(diǎn)所受合外力(或加速度)的方向與速度方向上.方向不在同一直線二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.運(yùn)動(dòng)合成與分解的法則：.2.運(yùn)動(dòng)合成與分解中的幾個(gè)關(guān)系：(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間與對(duì)應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間相等.(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響.(3)等效性：合運(yùn)動(dòng)的效果與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)作用的效果是相同的.(一般情況下，質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)視為合運(yùn)動(dòng)).平行四

5、邊形定則如何確定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡 一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下處于平衡，現(xiàn)去掉一個(gè)力，則物體()A.不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.不可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.可能靜止物體原來所處的平衡狀態(tài)，可能是靜止，也可能是勻速直線運(yùn)動(dòng).撤掉其中一個(gè)力后，物體所受到的合力方向可能與速度方向在同一直線上，也可能不在同一直線上.若撤掉其中一個(gè)力前物體處于靜止，則撤掉一個(gè)力后物體在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；若撤掉某一個(gè)力前物體做勻速運(yùn)動(dòng)，則撤掉一個(gè)力后合力與速度方向在同一直線上時(shí)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，合力與速度方向不在同一直線上時(shí)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng).選項(xiàng)B正確. 該題題設(shè)條件具有開放性，解答時(shí)需要全面考

6、慮.下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B.物體在變力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C.物體在變力作用下有可能做曲線運(yùn)動(dòng)D.物體所受合外力方向與它的速度方向不在一條直線上時(shí)，有可能做直線運(yùn)動(dòng)如圖4-1-1所示的起重塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，吊鉤將物體向上吊起， A、B之間的距離以d=H-2t2規(guī)律變化，則物體做( )圖4-1-1A.速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B.速度大小減小的曲線運(yùn)動(dòng)C.加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)D.加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng)物體B在水平方向上做

7、勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的變化關(guān)系為s=2t2，加速度a=4m/s2.根據(jù)矢量合成法則可得：物體B運(yùn)動(dòng)中的合速度方向沿斜向左上方，而加速度方向沿豎直方向向上，即物體B的速度方向與加速度方向不在同一直線上，故其合運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，但速度越來越大，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；選項(xiàng)C正確；選項(xiàng)D錯(cuò)誤.解決此類運(yùn)動(dòng)合成問題有兩個(gè)關(guān)鍵：(1)首先根據(jù)矢量合成法則，結(jié)合分運(yùn)動(dòng)形式掌握合運(yùn)動(dòng)的速度、加速度特點(diǎn)；(2)根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的條件判斷物體合運(yùn)動(dòng)的形式；除要求把握以上兩個(gè)關(guān)鍵之外，還要結(jié)合題意運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)挖掘物體B在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)形式.在封閉且足夠長(zhǎng)的玻璃

8、管中裝滿清水,水中放一蠟球 (直徑略小于玻璃管的內(nèi)徑).將玻璃管豎直放置,蠟球在玻璃管內(nèi)每1s 上升的距離都是5cm.從t=0開始, 在蠟球上升的同時(shí),將玻璃管由靜止水平向右勻加速平移,每1s通過的水平位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm試分析、計(jì)算:(1)蠟球做直線運(yùn)動(dòng)還是做曲線運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)述你的理由;(2)蠟球在t=2s時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度. (1)蠟球做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；蠟球在水平方向上向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(2)蠟球在t=2s時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度大小為16.8cm/s, 方向與水平方向成a=arctan5/16角運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性的理解與應(yīng)用 小船在靜水中速

9、度為v,今小船要渡過一條河流，渡河時(shí)小船垂直對(duì)岸劃行.若小船劃至河中間時(shí)，河水流速忽然增大，則渡河時(shí)間與預(yù)定時(shí)間相比，將()A.增長(zhǎng)B.不變C.縮短D.無法確定假若河水不流動(dòng)，小船在靜水中將垂直對(duì)岸劃行；假如小船不劃行，小船將隨河水一起向下游漂動(dòng).以上這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性，即無論河水是否流動(dòng)、無論河水流動(dòng)速度大小如何，小船在垂直河岸方向上的分運(yùn)動(dòng)總不受沿河水流動(dòng)方向上分運(yùn)動(dòng)的影響.因而河水流速的忽然增大不影響小船在垂直河岸方向分運(yùn)動(dòng)時(shí)間，小船渡河時(shí)間不變(注意：小船運(yùn)動(dòng)軌跡、到達(dá)對(duì)岸地點(diǎn)會(huì)變化).選項(xiàng)B正確.由運(yùn)動(dòng)和力之間關(guān)系可知，物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)決定于其受到的合外力與速度之間的關(guān)系.物體在某一

10、方向上的分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)決定于該方向上的分力與分速度之間的關(guān)系，而與物體在其他方向上受到的力無關(guān).如本題中的小船無論在河流方向上是否有運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)情況如何變化，垂直河流方向的分運(yùn)動(dòng)都不會(huì)隨之變化.如圖4-1-2所示，水平拋出的物體，抵達(dá)斜面上端P處，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面無摩擦滑下，下列圖象是描述物體沿x方向和y方向運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象，其中正確的是()圖4-1-2 分析x、y兩個(gè)方向上的受力，推知a的大小(圖線中的斜率)關(guān)于繩拉物體運(yùn)動(dòng)的速度分解 如圖4-1-3所示，在離水面高為H的岸邊有人以v0的速度勻速向左拉繩使船靠岸，船靠岸的速度是2v0時(shí)，船到定滑輪的水平距離s是多少？圖4-1-

11、3設(shè)此時(shí)繩與水面的夾角為，對(duì)船的速度進(jìn)行分解，如圖所示，有，所以=60因此(1)本題的解題關(guān)鍵是明確船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)，其速度為合速度，可把此速度分解到沿繩收縮的方向(即與拉繩的速度相同)和垂直繩(使繩繞軸轉(zhuǎn)動(dòng))兩個(gè)方向上.容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤解法是把拉繩的速度當(dāng)成合速度，然后分解成豎直向上和水平方向.(2)用不可伸長(zhǎng)的繩連接的各物體的速度不相同，但其速度在繩方向的投影是相同的.如圖4-1-4所示，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，通過定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體，若汽車和被吊物體在同一時(shí)刻的速度分別為v1和v2，則下面說法正確的是( )A.物體做勻速運(yùn)動(dòng)，且v1=v2B.物體做減速運(yùn)動(dòng)，且v1v2C

12、.物體做加速運(yùn)動(dòng)，且v1v2D.物體做加速運(yùn)動(dòng)，且v1v2圖4-1-4可以根據(jù)連接體沿繩方向投影的分速度相同，找出汽車速度與物體速度的關(guān)系式：v1cosa=v2，a為繩與水平方向夾角1.某質(zhì)點(diǎn)同時(shí)受到同一平面內(nèi)的幾個(gè)力的作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中撤去某一個(gè)力，則該質(zhì)點(diǎn)(其余力為恒力)( )A一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B一定做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C其軌跡可能是拋物線 D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【解析】撤去其中一個(gè)力則余下的力的合力為恒力，但質(zhì)點(diǎn)初速度方向不確定，故可判斷該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是勻變速的，但曲線還是直線不能確定 基礎(chǔ)訓(xùn)練C2.(2010江蘇卷)如圖415所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的

13、左側(cè)水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度( )A大小和方向均不變B大小不變，方向改變C大小改變，方向不變D大小和方向均改變基礎(chǔ)訓(xùn)練圖415A【解析】筆勻速向右移動(dòng)時(shí)，x隨時(shí)間均勻增長(zhǎng)，y隨時(shí)間均勻減小，說明橡皮水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向也是勻速運(yùn)動(dòng)所以橡皮實(shí)際運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，A正確基礎(chǔ)訓(xùn)練3.在平面上運(yùn)動(dòng)的物體，其x方向上的分速度vx和y方向上的分速度vy隨時(shí)間變化的圖線如圖416所示，則最能反映物體運(yùn)動(dòng)軌跡的是下圖中的( )基礎(chǔ)訓(xùn)練圖416C【解析】該物體在x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在y方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)(其初速度方向沿x方向)基礎(chǔ)訓(xùn)

14、練4.如圖417所示，平行豎直的兩塊鋼板高為H，相距距離為s，現(xiàn)從左上方D點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球，球在C、B兩處與板發(fā)生彈性碰撞后剛好落到A點(diǎn)，則B、C、D三點(diǎn)高度之比為( )A135B985C589D無法確定 基礎(chǔ)訓(xùn)練圖417C【解析】雖然小球在水平方向不斷受到碰撞，但在豎直方向上從開始就做自由落體運(yùn)動(dòng)且該分運(yùn)動(dòng)不受影響；小球在水平方向上的各段內(nèi)(DC段、CB段、BA段)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，故小球在DC段、CB段、BA段的豎直方向位移之比為135，則B、C、D高度之比為589，故選項(xiàng)C正確基礎(chǔ)訓(xùn)練5.一個(gè)物體以初速度v0從A點(diǎn)開始在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，一個(gè)水平力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖418

15、中實(shí)線所示，圖中B為軌跡上的一點(diǎn)，虛線是過A、B兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，虛線和實(shí)線將水平面劃分為5個(gè)區(qū)域，則關(guān)于施力物體的位置，下面說法正確的是( )基礎(chǔ)訓(xùn)練圖418A如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在區(qū)域B如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在區(qū)域C如果這個(gè)力是斥力，則施力物體可能在區(qū)域D如果這個(gè)力是斥力，則施力物體可能在區(qū)域基礎(chǔ)訓(xùn)練圖418答案：C【解析】物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受合外力方向總是指向曲線的凹側(cè)由此知物體若是受引力作用，施力物體一定在區(qū)域，若受斥力作用，則施力物體一定是在區(qū)域基礎(chǔ)訓(xùn)練6.在抗洪搶險(xiǎn)中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人，假設(shè)江岸是直的，洪水沿江而下，水流速度為v1，摩托艇在靜水中的航速

16、為v2，戰(zhàn)士救人地點(diǎn)A離岸邊最近處O點(diǎn)的距離為d，若戰(zhàn)士想在最短時(shí)間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為( )C基礎(chǔ)訓(xùn)練【解析】先運(yùn)用矢量三角形方法進(jìn)行速度合成，同時(shí)建立題設(shè)距離組成的幾何三角形，再根據(jù)速度矢量三角形與該幾何三角形相似關(guān)系求解基礎(chǔ)訓(xùn)練7.如圖419所示，在不計(jì)滑輪質(zhì)量、摩擦和繩子質(zhì)量的條件下，當(dāng)小車勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體A的受力情況是( )A繩子拉力大于物體A的重力B繩子拉力等于物體A的重力C繩子拉力小于物體A的重力D拉力先大于重力，后變?yōu)樾∮谥亓Α窘馕觥寇囁较蛴业乃俣?即繩末端速度)為合速度，其分速度在沿繩子方向和垂直繩子方向，物塊A加速上升提升訓(xùn)練圖419A8.兩

17、個(gè)寬度相同但長(zhǎng)度不同的臺(tái)球框固定在水平面上，從兩個(gè)框的長(zhǎng)邊同時(shí)以相同的速度分別發(fā)出小球A和B，如圖4110所示，設(shè)球與框邊碰撞時(shí)無機(jī)械能損失，不計(jì)摩擦，則兩球回到最初出發(fā)的框邊的先后是( )提升訓(xùn)練圖4110AA球先回到出發(fā)框邊BB球先回到出發(fā)框邊C兩球同時(shí)回到出發(fā)框邊D因兩框長(zhǎng)度不明，故無法確定哪一個(gè)先回到出發(fā)框邊提升訓(xùn)練圖4110答案：C【解析】根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性關(guān)系可知，A、B兩球沿垂直長(zhǎng)邊框方向的分運(yùn)動(dòng)完全一樣，故兩球同時(shí)回到出發(fā)邊框提升訓(xùn)練9.有一項(xiàng)趣味競(jìng)賽，從光滑桌面的角A向B發(fā)射一個(gè)乒乓球，要求參賽者在角B處用細(xì)管吹，將乒乓球吹進(jìn)角C處的圓圈中，趙、錢、孫、李四位參賽者的吹氣方向如圖4111中各自的箭頭所示，其中有可能成功的參賽者是(