高考物理一輪復(fù)習(xí)專題四曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律第1講運(yùn)動(dòng)的合成與分解

專題四曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律1/42考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)考向1.運(yùn)動(dòng)合成與分解Ⅱ1.運(yùn)動(dòng)合成與分解是處理曲線運(yùn)動(dòng)基本思想和方法，高考著重考查知識(shí)點(diǎn)有曲線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律、萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、宇宙速度與衛(wèi)星運(yùn)行及變軌問(wèn)題.2.從命題趨勢(shì)上看，突出物理與當(dāng)代科技、生產(chǎn)、生活結(jié)合，尤其是與當(dāng)代航天技術(shù)聯(lián)絡(luò)會(huì)愈加親密，與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、機(jī)械能守恒定律等內(nèi)容結(jié)合命題可能性也較大，在高考備考中要引起重視.2.拋體運(yùn)動(dòng)Ⅱ3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度Ⅰ4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力Ⅱ5.離心現(xiàn)象Ⅰ6.萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ7.圍繞速度Ⅱ8.第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ9.經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀Ⅰ2/423/424/42第1講運(yùn)動(dòng)合成與分解5/42考點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)條件和軌跡判斷

1.曲線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) (1)曲線運(yùn)動(dòng)速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)速度方向?yàn)檠厍€上這一點(diǎn)________方向. (2)曲線運(yùn)動(dòng)速度________時(shí)刻改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，必有加速度.切線方向(3)合外力一定不為零(必受到外力作用).6/422.物體做曲線運(yùn)動(dòng)條件(1)從動(dòng)力學(xué)角度看：物體所受__________方向跟它速度方向不在同一條直線上.合外力加速度

(2)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看：物體________方向跟它速度方向不在同一條直線上. 3.做曲線運(yùn)動(dòng)物體所受合外力方向與軌跡關(guān)系 做曲線運(yùn)動(dòng)物體，所受合外力總是指向物體運(yùn)動(dòng)軌跡曲線凹側(cè)，物體加速度也指向曲線凹側(cè).7/42考點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)合成與分解

1.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)關(guān)系 (1)等時(shí)性、獨(dú)立性、等效性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)________，同時(shí)________，經(jīng)歷時(shí)間一定________；各分運(yùn)動(dòng)是各自________，不受其它分運(yùn)動(dòng)影響；各分運(yùn)動(dòng)疊加與合運(yùn)動(dòng)具有________效果. (2)合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是由分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)決定.開(kāi)始結(jié)束相同獨(dú)立相同8/422.運(yùn)動(dòng)合成與分解(1)運(yùn)動(dòng)合成合運(yùn)動(dòng)平行四邊形定則由幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)求________.合成方法是_______________.(2)運(yùn)動(dòng)分解分運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互逆

已知合運(yùn)動(dòng)求________，分解時(shí)應(yīng)依據(jù)運(yùn)動(dòng)效果確定___________方向，然后由平行四邊形定則確定大小，分解時(shí)也可按正交分解法分解，運(yùn)動(dòng)分解與合成是________運(yùn)算.9/42【基礎(chǔ)自測(cè)】1.(多項(xiàng)選擇，

年廣東廣州模擬)關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)物體，以下說(shuō)法正確是()A.它所受合外力一定不為零B.它所受合外力一定是變力C.其速度能夠保持不變D.其動(dòng)能能夠保持不變答案：AD10/42

2.一物體由靜止開(kāi)始自由下落，下落同時(shí)受一恒定水平向右風(fēng)力影響，但著地前一段時(shí)間風(fēng)突然停頓，則其運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖中哪一個(gè)？()ABCD答案：C11/42

3.如圖4-1-1所表示，一名92歲南非婦女從距地面大約2700m飛機(jī)上，與跳傘教練綁在一起跳下，成為南非已知年紀(jì)最大高空跳傘者.假設(shè)沒(méi)有風(fēng)時(shí)候，落到地面所用時(shí)間為t，而實(shí)際上在下落過(guò)程中受到了水平方向風(fēng)影響，則實(shí)際下落所用時(shí)間()圖4-1-1A.仍為tB.大于tC.小于tD.無(wú)法確定答案：A12/424.一條河寬300m，水流速度為3m/s，小船在靜水中速度為4m/s，則小船橫渡該河所需最短時(shí)間是()B.60sD.100sA.43sC.75s答案：C13/42熱點(diǎn)1考向1物體做曲線運(yùn)動(dòng)條件與軌跡分析曲線運(yùn)動(dòng)軌跡特征

[熱點(diǎn)歸納] 曲線運(yùn)動(dòng)軌跡一直夾在協(xié)力方向與速度方向之間，而且向協(xié)力一側(cè)彎曲，或者說(shuō)協(xié)力方向總指向曲線凹側(cè).曲線軌跡只能平滑改變，不會(huì)出現(xiàn)折線.14/42

【典題1】質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)從A到B速率逐步增加，以下列各圖所表示，有四位同學(xué)用示意圖表示A到B軌跡及速度方向和加速度方向，其中正確是()ABCD15/42

解析：質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向一定沿曲線在該點(diǎn)切線方向，而加速度方向一定指向軌跡凹側(cè)，故B、C均錯(cuò)誤；因質(zhì)點(diǎn)從A到B過(guò)程中速率逐步增加，故加速度與速度方向間夾角為銳角，D正確，A錯(cuò)誤.答案：D16/42考向2曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

[熱點(diǎn)歸納] 若合外力為變力，則為變加速運(yùn)動(dòng)；若合外力為恒力，則為勻變速運(yùn)動(dòng)；若合外力為恒力且與初速度方向不在一條直線上，則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng).17/42

【典題2】(多項(xiàng)選擇)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角力F1和F2作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)中保持兩個(gè)力方向不變，但F1突然增大ΔF，則質(zhì)點(diǎn)今后()A.一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.在相等時(shí)間內(nèi)速度改變一定相等C.可能做變加速曲線運(yùn)動(dòng)D.一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)答案：AB18/42考向3速率改變情況判斷

[熱點(diǎn)歸納] 1.當(dāng)合外力方向與速度方向夾角為銳角時(shí)，物體速率增大. 2.當(dāng)合外力方向與速度方向夾角為鈍角時(shí)，物體速率減小. 3.當(dāng)合外力方向一直與速度方向垂直時(shí)，物體速率不變.19/42

【典題3】如圖4-1-2所表示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好相互垂直，則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確是()

A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)速率比D點(diǎn)大 B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)加速度方向與速度方向夾角小于90°C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)加速度比B點(diǎn)大圖4-1-2

D.質(zhì)點(diǎn)從B到E過(guò)程中加速度方向與速度方向夾角先增大后減小20/42

解析：質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，所以加速度不變；因?yàn)樵贒點(diǎn)速度方向與加速度方向垂直，則在C點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向夾角為鈍角，所以質(zhì)點(diǎn)由C到D速率減小，所以C點(diǎn)速率比D點(diǎn)大.答案：A21/42熱點(diǎn)2考向1運(yùn)動(dòng)合成與分解應(yīng)用運(yùn)動(dòng)合成與分解方法

[熱點(diǎn)歸納] 1.對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解時(shí)，要依據(jù)運(yùn)動(dòng)實(shí)際效果來(lái)確定兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向，不然分解無(wú)實(shí)際意義.也能夠依據(jù)實(shí)際情況，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行正交分解.22/42

2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)判斷：合運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)某一參考系(如地面)所做實(shí)際運(yùn)動(dòng)，即物體合運(yùn)動(dòng)軌跡一定是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，物體相對(duì)于參考系速度即為合速度. 3.曲線運(yùn)動(dòng)普通能夠分解成兩個(gè)方向上直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)對(duì)已知規(guī)律直線運(yùn)動(dòng)研究，能夠知道曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是我們研究曲線運(yùn)動(dòng)基本方法.23/42

【典題4】(多項(xiàng)選擇)在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系，一物體從t＝0時(shí)刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)速度-時(shí)間圖象如圖4-1-3甲、乙所表示，以下說(shuō)法正確是()甲乙圖

4-1-324/42A.前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，但加速度沿y軸方向C.4s末物體坐標(biāo)為(4m,4m)D.4s末物體坐標(biāo)為(6m,2m)25/42

解析：前2s內(nèi)物體在y軸方向速度為0，由題圖甲知只沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；后2s內(nèi)物體在x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在y軸方向做初速度為0勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度沿y軸方向，合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；4s內(nèi)物體在x軸方D正確，C錯(cuò)誤.

答案：AD26/42考向2兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)判斷

[熱點(diǎn)歸納] 1.運(yùn)動(dòng)軌跡判斷： (1)若物體所受協(xié)力方向與速度方向在同一直線上，則物體做直線運(yùn)動(dòng). (2)若物體所受協(xié)力方向與速度方向不在同一直線上，則物體做曲線運(yùn)動(dòng).27/422.合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)判斷：合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由合加速度特點(diǎn)決定.

(1)依據(jù)合加速度是否恒定判定合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：若合加速度不變，則為勻變速運(yùn)動(dòng)；若合加速度(大小或方向)改變，則為非勻變速運(yùn)動(dòng).

(2)依據(jù)合加速度方向與合初速度方向關(guān)系判定合運(yùn)動(dòng)軌跡：若合加速度方向與合初速度方向在同一直線上，則為直線運(yùn)動(dòng)，不然為曲線運(yùn)動(dòng).28/42

【典題5】(多項(xiàng)選擇)如圖4-1-4所表示，在滅火搶險(xiǎn)過(guò)程中，消防隊(duì)員有時(shí)要借助消防車上梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè).為了節(jié)約救援時(shí)間，在消防車向前前進(jìn)過(guò)程中，人同時(shí)相對(duì)梯子勻速向上運(yùn)動(dòng).在地面上看消防隊(duì)員運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確是()

A.當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)圖4-1-4C.當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)29/42

解析：當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.答案：BC30/42兩個(gè)互成角度分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度為零 勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零勻變速直線運(yùn)動(dòng)假如v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)假如v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)方法技巧：合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)詳細(xì)判斷：31/42渡河時(shí)間最短當(dāng)船頭方向垂直河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間tmin＝渡河位移最短假如v船>v水，當(dāng)船頭方向與上游夾角θ滿足v船cosθ＝v水時(shí)，合速度垂直河岸，渡河位移最短，等于河寬d熱點(diǎn)3小船渡河問(wèn)題[熱點(diǎn)歸納]小船渡河兩類問(wèn)題、三種情景：32/42(續(xù)表)33/42

【典題6】有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v大河.小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向一直與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時(shí)間比值為k，船在靜水中速度大小相同，則小船在靜水中速度大小為()34/42

答案：B

方法技巧：處理這類問(wèn)題關(guān)鍵是正確區(qū)分分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)，船航行方向也就是船頭指向，是分運(yùn)動(dòng).船運(yùn)動(dòng)方向也就是船實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，是合運(yùn)動(dòng)，普通情況下與船頭指向不一致.渡河時(shí)間只與垂直河岸船分速度相關(guān)，與水流速度無(wú)關(guān).35/42繩或桿末端速度分解1.對(duì)“關(guān)聯(lián)速度”問(wèn)題了解：

用繩、桿相牽連兩物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度通常不一樣，但兩物體沿繩或桿方向分速度大小相等，據(jù)此就能夠建立牽連兩物體速度間定量關(guān)系.36/422.“關(guān)聯(lián)速度”問(wèn)題解題步驟：(1)確定合速度：牽連物體端點(diǎn)速度(即所連接物體速度)是運(yùn)動(dòng)實(shí)際速度，為合速度.

(2)分解合速度：先確定合運(yùn)動(dòng)方向(物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向)，然后分析這個(gè)合運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生實(shí)際效果，從而確定兩個(gè)分速度方向.

說(shuō)明：在分析用繩或桿相連兩個(gè)物體速度關(guān)系時(shí)，均是將物體速度沿平行于繩或桿和垂直于繩或桿方向進(jìn)行分解.(3)沿繩或桿方向分速度大小相等，列方程求解.37/42

【典題7】(

年河北石家莊試驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB兩個(gè)小球A和B(可視為質(zhì)點(diǎn)).將其放在一個(gè)光滑球形容器中從位置1開(kāi)始下滑，如圖4-1-5所表示，當(dāng)輕桿抵達(dá)位置2時(shí)，球A與球形容器球心等高，其速度大小為v1，已知此時(shí)輕桿與水平方向成θ＝30°角，B球速度大小為v2，則()圖4-1-538/42

圖4-1-6答案：C39/42

圖4-1-7為d時(shí)，抵達(dá)B處.以下說(shuō)法錯(cuò)誤是(重力加速度為g)(

【觸類旁通】如圖4-1-7所表示，將質(zhì)量為2m重物懸掛在輕繩一端，輕繩另一端系一質(zhì)量為m小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高A處由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也)..40/4241/42

解析：如圖D22所表示，將小環(huán)速度v進(jìn)行正交分解，其分速度v