《本章復(fù)習與檢測》教學設(shè)計(廣東省縣級優(yōu)課)-物理教案

《曲線運動運動的合成分解》教學設(shè)計【考情解讀】1.掌握曲線運動的概念、特點及條件.2.掌握運動的合成與分解法則．【重點知識梳理】一、物體做曲線運動的條件及軌跡1．曲線運動(1)速度的方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的切線方向．(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變速運動．(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．2．合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運動的軌跡一定夾在合外力方向與速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè)．3．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??；(3)當合外力方向與速度方向垂直時，物體的速率不變．二、運動的合成分解及運動性質(zhì)分析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．1．遵循的法則：位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則．2．合運動與分運動的關(guān)系(1)等時性合運動和分運動經(jīng)歷的時間相等，即同時開始、同時進行、同時停止．(2)獨立性一個物體同時參與幾個分運動，各分運動獨立進行，不受其他運動的影響．(3)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．3．合運動的性質(zhì)判斷eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加速度或合外力\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(變化：非勻變速運動,不變：勻變速運動)),\x(加速度或合外力方向與速度方向)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共線：直線運動,不共線：曲線運動))))4．兩個直線運動的合運動性質(zhì)的判斷標準：看合初速度方向與合加速度方向是否共線.兩個互成角度的分運動合運動的性質(zhì)兩個勻速直線運動勻速直線運動一個勻速直線運動、一個勻變速直線運動勻變速曲線運動兩個初速度為零的勻加速直線運動勻加速直線運動兩個初速度不為零的勻變速直線運動如果v合與a合共線，為勻變速直線運動如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運動【高頻考點突破】高頻考點一曲線運動例1．(多選)關(guān)于曲線運動的性質(zhì)，以下說法正確的是()A．曲線運動一定是變速運動B．曲線運動一定是變加速運動C．變速運動不一定是曲線運動D．運動物體的速度大小、加速度大小都不變的運動一定是直線運動【變式探究】一個質(zhì)點受兩個互成銳角的恒力F1和F2作用，由靜止開始運動，若運動過程中保持二力方向不變，但F1突然增大到F1＋ΔF，則質(zhì)點以后()A．繼續(xù)做勻變速直線運動B．在相等時間內(nèi)速度的變化一定相等C．可能做勻速直線運動D．可能做變加速曲線運動高頻考點二運動的合成及運動性質(zhì)分析例2．(多選)物體受到幾個力的作用處于平衡狀態(tài)，若再對物體施加一個恒力，則物體可能做()A．勻速直線運動或靜止 B．勻變速直線運動C．非勻變速曲線運動 D．勻變速曲線運動【變式探究】(多選)質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運動，它的兩個正交分速度圖線分別如圖4甲、乙所示，由圖可知()A．最初4s內(nèi)物體的位移為8eq\r(2)mB．從開始至6s末物體都做曲線運動C．最初4s內(nèi)物體做曲線運動，接下來的2s內(nèi)物體做直線運動圖4D．最初4s內(nèi)物體做直線運動，接下來的2s內(nèi)物體做曲線運動【方法技巧】“化曲為直”思想在運動合成與分解中的應(yīng)用1．分析運動的合成與分解問題時，要注意運動的分解方向，一般情況下按運動效果進行分解，切記不可按分解力的思路來分解運動．2．要注意分析物體在兩個方向上的受力及運動規(guī)律，分別在兩個方向上列式求解．3．兩個分方向上的運動具有等時性，這常是處理運動分解問題的關(guān)鍵點．三、小船渡河(1)船的實際運動是水流的運動和船相對靜水的運動的合運動．(2)三種速度：v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實際速度)．(3)三種情景①過河時間最短：船頭正對河岸時，渡河時間最短，t短＝eq\f(d,v1)(d為河寬)．②過河路徑最短(v2<v1時)：合速度垂直于河岸時，航程最短，s短＝d.船頭指向上游與河岸夾角為α，cosα＝eq\f(v2,v1).③過河路徑最短(v2>v1時)：合速度圖5不可能垂直于河岸，無法垂直渡河．確定方法如下：如圖5所示，以v2矢量末端為圓心，以v1矢量的大小為半徑畫弧，從v2矢量的始端向圓弧作切線，則合速度沿此切線方向航程最短．由圖可知：cosα＝eq\f(v1,v2)，最短航程：s短＝eq\f(d,cosα)＝eq\f(v2,v1)d.四、繩(桿)端速度分解模型1．模型特點沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等．2．思路與方法合運動→繩拉物體的實際運動速度v分運動→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(其一：沿繩或桿的速度v1,其二：與繩或桿垂直的分速度v2))方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則．3．解題的原則：把物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解．常見的模型如圖8所示．圖8高頻考點一曲線運動例1．(多選)關(guān)于曲線運動的性質(zhì)，以下說法正確的是()A．曲線運動一定是變速運動B．曲線運動一定是變加速運動C．變速運動不一定是曲線運動D．運動物體的速度大小、加速度大小都不變的運動一定是直線運動【變式探究】一個質(zhì)點受兩個互成銳角的恒力F1和F2作用，由靜止開始運動，若運動過程中保持二力方向不變，但F1突然增大到F1＋ΔF，則質(zhì)點以后()A．繼續(xù)做勻變速直線運動B．在相等時間內(nèi)速度的變化一定相等C．可能做勻速直線運動D．可能做變加速曲線運動高頻考點二運動的合成及運動性質(zhì)分析例2．(多選)物體受到幾個力的作用處于平衡狀態(tài)，若再對物體施加一個恒力，則物體可能做()A．勻速直線運動或靜止 B．勻變速直線運動C．非勻變速曲線運動 D．勻變速曲線運動【變式探究】(多選)質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上運動，它的兩個正交分速度圖線分別如圖4甲、乙所示，由圖可知()圖4A．最初4s內(nèi)物體的位移為8eq\r(2)mB．從開始至6s末物體都做曲線運動C．最初4s內(nèi)物體做曲線運動，接下來的2s內(nèi)物體做直線運動D．最初4s內(nèi)物體做直線運動，接下來的2s內(nèi)物體做曲線運動【方法技巧】“化曲為直”思想在運動合成與分解中的應(yīng)用1．分析運動的合成與分解問題時，要注意運動的分解方向，一般情況下按運動效果進行分解，切記不可按分解力的思路來分解運動．2．要注意分析物體在兩個方向上的受力及運動規(guī)律，分別在兩個方向上列式求解．3．兩個分方向上的運動具有等時性，這常是處理運動分解問題的關(guān)鍵點．高頻考點三小船渡河模型例3．(多選)小船橫渡一條兩岸平行的河流，船本身提供的速度(即靜水速度)大小不變、船身方向垂直于河岸，水流速度與河岸平行，已知小船的運動軌跡如圖6所示，則()圖6A．越接近河岸水流速度越小B．越接近河岸水流速度越大C．無論水流速度是否變化，這種渡河方式耗時最短D．該船渡河的時間會受水流速度變化的影響【變式探究】(2014·四川·4)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()A.eq\f(kv,\r(k2－1))B.eq\f(v,\r(1－k2))C.eq\f(kv,\r(1－k2))D.eq\f(v,\r(k2－1))【方法技巧】求解小船渡河問題的方法求解小船渡河問題有兩類：一是求最短渡河時間，二是求最短渡河位移，無論哪類都必須明確以下四點：(1)解決這類問題的關(guān)鍵是：正確區(qū)分分運動和合運動，船的航行方向也就是船頭所指方向的運動，是分運動，船的運動也就是船的實際運動，是合運動，一般情況下與船頭指向不共線．(2)運動分解的基本方法，按實際效果分解，一般用平行四邊形定則沿水流方向和船頭指向分解．(3)渡河時間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān)，與水流速度無關(guān)．(4)求最短渡河位移時，根據(jù)船速v船與水流速度v水的大小情況用三角形定則求極限的方法處理．高頻考點四繩(桿)端速度分解模型例4．如圖8所示，一鐵球用細線懸掛于天花板上，靜止垂在桌子的邊緣，懸線穿過一光盤的中間孔，手推光盤在桌面上平移，光盤帶動懸線緊貼著桌子的邊緣以水平速度v勻速運動，當光盤由A位置運動到圖中虛線所示的B位置時，懸線與豎直方向的夾角為θ，此時鐵球()圖8A．豎直方向速度大小為vcosθB．豎直方向速度大小為vsinθC．豎直方向速度大小為vtanθD．相對于地面速度大小為v【變式探究】兩根光滑的桿互相垂直地固定在一起，上面分別穿有一個小球，小球a、b間用一細直棒相連，如圖9所示．當細直棒與豎直桿夾角為θ時，求兩小球?qū)嶋H速度大小之比．圖9【方法技巧】繩(桿)牽連物體的分析技巧1．解題關(guān)鍵：找出合速度與分速度的關(guān)系是求解關(guān)聯(lián)問題的關(guān)鍵．2．基本思路：(1)先確定合速度的方向(物體實際運動方向)．(2)分析合運動所產(chǎn)生的實際效果：一方面使繩或桿伸縮；另一方面使繩或桿轉(zhuǎn)動．(3)確定兩個分速度的方向：沿繩或桿方向的分速度和垂直繩或桿方向的分速度，而沿繩或桿方向的分速度大小相同．1.[2016·江蘇卷]如圖1-所示，傾角為α的斜面A被固定在水平面上，細線的一端固定于墻面，另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連，B靜止在斜面上．滑輪左側(cè)的細線水平，右側(cè)的細線與斜面平行．A、B的質(zhì)量均為m.撤去固定A的裝置后，A、B均做直線運動．不計一切摩擦，重力加速度為g.求：(1)A固定不動時，A對B支持力的大小N；(2)A滑動的位移為x時，B的位移大小s；(3)A滑動的位移為x時的速度大小vA.2.(2015·廣東理綜·14)如圖3所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運動，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物()圖3A．帆船朝正東方向航行，速度大小為vB．帆船朝正西方向航行，速度大小為vC．帆船朝南偏東45°方向航行，速度大小為eq\r(2)vD．帆船朝北偏東45°方向航行，速度大小為eq\r(2)v3．(2014·四川·4)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()A.eq\f(kv,\r(k2－1))B.eq\f(v,\r(1－k2))C.eq\f(kv,\r(1－k2))D.eq\f(v,\r(k2－1))4．(2014·四川·8(1))小文同學在探究物體做曲線運動的條件時，將一條形磁鐵放在桌面的不同位置，讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運動，得到不同軌跡．圖12中a、b、c、d為其中四條運動軌跡，磁鐵放在位置A時，小鋼珠的運動軌跡是________(填軌跡字母代號)，磁鐵放在位置B時，小鋼珠的運動軌跡是________(填軌跡字母代號)．實驗表明，當物體所受合外力的方向跟它的速度方向________(選填“在”或“不在”)同一直線上時，物體做曲線運動．圖121．如圖1所示，水平桌面上一小鐵球沿直線運動．若在鐵球運動的正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵，下列關(guān)于小球運動的說法正確的是()圖1A．磁鐵放在A處時，小鐵球做勻速直線運動B．磁鐵放在A處時，小鐵球做勻加速直線運動C．磁鐵放在B處時，小鐵球做勻速圓周運動D．磁鐵放在B處時，小鐵球做變加速曲線運動2．塔式起重機模型如圖2所示，小車P沿吊臂向末端M水平勻速運動，同時將物體Q從地面豎直向上勻加速吊起，下列選項中能大致反映Q運動軌跡的是()圖23.如圖3所示，某登陸艦船頭垂直海岸從A點出發(fā)，分別沿路徑AB、AC在演練島嶼的BC兩點登陸．已知登陸艦在靜水中速度恒定且大于水速，則下列說法正確的是()圖3A．沿AC航行所用時間較長B．沿AC航行時水速較大C．實際航速兩次大小相等D．無論船頭方向如何，登陸艦都無法在A點正對岸登陸4．一小船渡河，已知河水的流速與距河岸的距離的變化關(guān)系如圖4甲所示，船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖乙所示，則()圖4A．船渡河的最短時間75sB．要使船以最短時間渡河，船在河水中航行的軌跡是一條直線C．要使船以最短路程渡河，船在行駛過程中，船頭必須始終與河岸垂直D．要使船以最短時間渡河，船在河水中的速度是5m/s5．如圖5所示，在不計滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下，當小車勻速向左運動時，物體M的受力和運動情況是()圖5A．繩的拉力等于M的重力B．繩的拉力大于M的重力C．物體M向上做勻速運動D．物體M向上做勻加速運動6．(多選)質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個共點力的作用下做勻速直線運動，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)后，物體可能做()A．加速度大小為eq\f(F3,m)的勻變速直線運動B．加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速直線運動C．加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速曲線運動D．勻速直線運動7．(多選)如圖6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(與消防車的角度固定不變)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6A．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8．(多選)如圖7甲、乙所示，民族運動會上有一個騎射項目，運動員騎在奔馳的馬背上沿跑道AB運動，且向他左側(cè)的固定目標拉弓放箭．假設(shè)運動員騎馬奔馳的速度為v1，運動員靜止時射出的箭的速度為v2，跑道離固定目標的最近距離OC＝d.若不計空氣阻力的影響，要想命中目標且射出的箭在空中飛行時間最短，則()圖7A．運動員放箭處離目標的距離為eq\f(v1,v2)dB．運動員放箭處離目標的距離為eq\f(\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2)),v2)dC．箭射到固定目標的最短時間為eq\f(d,v2)D．箭射到固定目標的最短時間為eq\f(d,\r(v\o\al(2