物理第4章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 第1講 曲線運(yùn)動 運(yùn)動的合成與分解 新人教版

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1、曲線運(yùn)動萬有引力與航天曲線運(yùn)動萬有引力與航天第 四 章第第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解考 試 說 明考點(diǎn)內(nèi)容 要求說明要點(diǎn)解讀運(yùn)動的合成與分解直接考查或滲透考查，每年必考。多在合力的方向與軌跡、速率變化的關(guān)系，運(yùn)動的獨(dú)立性，運(yùn)動的合成與分解(小船過河經(jīng)典模型)，關(guān)聯(lián)物體(繩端、桿端、交點(diǎn))速度關(guān)系中考查。在出題的形式上既有選擇題的形式單獨(dú)考查，也有融合在計(jì)算題當(dāng)中考查。拋體運(yùn)動斜拋運(yùn)動只作定性分析直接考查和間接考查。解決拋體運(yùn)動的“化曲為直”思想方法和兩個(gè)推論，課標(biāo)卷近兩年幾乎年年考查，多結(jié)合斜面、圓周、拋物線等幾何模型直接考查，也常用帶電粒子在電場中運(yùn)動考查類平拋運(yùn)

2、動。斜拋模型近幾年開始出現(xiàn)，要從“定性”的角度知道其定義，分析其力和運(yùn)動的關(guān)系，分解方法，頂點(diǎn)(拋點(diǎn))特點(diǎn)，及對稱性。考點(diǎn)內(nèi)容要求 說明要點(diǎn)解讀勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度直接考查。知道角速度、線速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，特別是傳動裝置中線速度與角速度的關(guān)系，以傳動裝置為情景，考查圓周運(yùn)動的基本規(guī)律是常見的題型。勻速圓周運(yùn)動的向心力直接考查或滲透考查，難度中等偏上。對圓周運(yùn)動中的向心力的來源、動力學(xué)分析、臨界狀態(tài)分析是考查的重點(diǎn)。以細(xì)繩、輕桿、轉(zhuǎn)臺、軌道和生活中的實(shí)例為情景，考查受力分析、向心力公式和動力學(xué)方程是常見的題型。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動也是必考內(nèi)容。考點(diǎn)內(nèi)

3、容 要求 說明要點(diǎn)解讀離心現(xiàn)象考查概率很小，難度也不會大。知道離心現(xiàn)象，了解其應(yīng)用和危害，能分析相關(guān)離心現(xiàn)象的受力特點(diǎn)，會判斷離心運(yùn)動和近心運(yùn)動。萬有引力定律及其應(yīng)用直接考查。一般中等難度，以選擇題考查為主，計(jì)算題概率小。主要考查萬有引力定律，萬有引力提供向心力和黃金代換式。以人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動為背景，深度考查線速度、角速度、軌道半徑、周期、加速度等物理量，求解中心天體的質(zhì)量和密度問題，命題也涉及牛頓運(yùn)動定律，開普勒運(yùn)動定律。結(jié)合衛(wèi)星變軌問題，綜合考查動能，機(jī)械能守恒，也涉及近心運(yùn)動和離心運(yùn)動條件，不同軌道速度和周期的比較。雙星模型的考查，要特別注意角速度相同問題。同步衛(wèi)星方面也有考查，

4、失重問題也常在此簡單考查。對數(shù)學(xué)計(jì)算和幾何關(guān)系要求很高，有時(shí)涉及極值問題?？键c(diǎn)內(nèi)容要求說明要點(diǎn)解讀環(huán)繞速度直接考查或間接考查。知道環(huán)繞速度的概念，類比其他星球的環(huán)繞速度，如比較近月圓軌道的速度與近地圓軌道的速度。第二宇宙速度和第三宇宙速度直接考查，考查概率小。能分析識別第一宇宙速度、第二宇宙速度及飛行器的運(yùn)行速度，相對簡單。經(jīng)典時(shí)空觀和相對論時(shí)空觀歷年全國課標(biāo)卷沒有考查。明確兩種時(shí)空觀的區(qū)別，屬于識記內(nèi)容。1 1知 識 梳 理 自 測知 識 梳 理 自 測2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 3階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題4 42 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識梳

5、理自測知識梳理自測 1速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線上該點(diǎn)的_方向。 2運(yùn)動性質(zhì)：做曲線運(yùn)動的物體，速度的_時(shí)刻改變，故曲線運(yùn)動一定是_運(yùn)動，即必然具有加速度。 3曲線運(yùn)動的條件： (1)運(yùn)動學(xué)角度：物體的_方向跟速度方向不在同一條直線上。 (2)動力學(xué)角度：物體所受_的方向跟速度方向不在同一條直線上。曲線運(yùn)動切線切線 方向方向 變速變速加速度加速度 合外力合外力 思考：(1)如圖所示，桌面上運(yùn)動的小鐵球在磁鐵的引力作用下做曲線運(yùn)動；人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，在地球引力作用下做曲線運(yùn)動。 小球、人造衛(wèi)星所受合外力的方向有什么特點(diǎn)？小球、人造衛(wèi)星的加速度的方向有什么特點(diǎn)？ 小球靠近磁鐵時(shí)，速

6、率如何變化？遠(yuǎn)離磁鐵時(shí)呢？合外力的方向如何影響速率的變化呢？ (2)當(dāng)物體的初速度v0和所受的外力F分別滿足下列問題中所給定的條件時(shí)，物體的運(yùn)動情況將會是怎樣的？ v00，F(xiàn)0。_運(yùn)動 v00，F(xiàn)0。_運(yùn)動 v00，F(xiàn)0且恒定，兩者方向相同。_運(yùn)動 v00，F(xiàn)0且恒定，兩者方向相反。_運(yùn)動 v00，F(xiàn)0且恒定，兩者方向不在一條直線上。_運(yùn)動 v00，F(xiàn)0不恒定且大小、方向都隨著時(shí)間變化。_運(yùn)動。靜止靜止 勻速直線勻速直線 勻加速直線勻加速直線 勻變速直線勻變速直線 勻變速曲線勻變速曲線 變速曲線變速曲線 答案：(1)不斷變化，不斷變化 增大，減小。合外力的方向與速度的夾角大于90時(shí)，速率減小，

7、小于90時(shí)，速率增大，等于90時(shí)，速率不變。 1分運(yùn)動和合運(yùn)動的關(guān)系 (1)等時(shí)性、獨(dú)立性、等效性 各分運(yùn)動與合運(yùn)動總是同時(shí)_，同時(shí)_。經(jīng)歷的時(shí)間一定_；各分運(yùn)動是各自_，不受其他分運(yùn)動的影響；各分運(yùn)動的疊加與合運(yùn)動具有_的效果。 (2)合運(yùn)動的性質(zhì)是由分運(yùn)動的性質(zhì)決定的運(yùn)動的合成與分解開始開始 結(jié)束結(jié)束 相等相等 獨(dú)立的獨(dú)立的 相同相同 2運(yùn)動的合成與分解 (1)運(yùn)動的合成 由幾個(gè)分運(yùn)動求_。合成的方法是_。 (2)運(yùn)動的分解 已知合運(yùn)動求_，分解時(shí)應(yīng)根據(jù)運(yùn)動的效果確定_的方向，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)動的分解與合成是_運(yùn)算。合運(yùn)動合運(yùn)動 平行四邊形定則平

8、行四邊形定則 分運(yùn)動分運(yùn)動 兩分運(yùn)動兩分運(yùn)動 互逆互逆 思考：如圖所示，在軍事演習(xí)中，飛機(jī)常常一邊勻加速收攏繩索提升戰(zhàn)士，一邊沿著水平方向勻速飛行。 (1)戰(zhàn)士在水平方向上和豎直方向上分別做什么運(yùn)動？ (2)戰(zhàn)士的合速度的大小、合位移的大小如何計(jì)算？ 答案：(1)水平方向做勻速直線，豎直方向做勻加速直線 (2)求出分速度、分位移，再利用平行四邊形定則求合速度、合位移。 思維診斷： (1)曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。() (2)曲線運(yùn)動的速度大小可能不變。() (3)曲線運(yùn)動的加速度可以為零。() (4)曲線運(yùn)動的加速度可以不變。() (5)合運(yùn)動不一定是物體的實(shí)際運(yùn)動。() (6)合運(yùn)動的速度一定

9、大于分運(yùn)動的速度。()C 解析做曲線運(yùn)動的物體所受的合力不一定是變化的，例如平拋運(yùn)動，A錯(cuò)誤；兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動可能是勻變速直線運(yùn)動，B錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體的加速度大小恒定，方向始終指向圓心，C正確；做平拋運(yùn)動的物體在相同的時(shí)間內(nèi)速度的變化相同，均等于gt，D錯(cuò)誤。C C C 核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破 1運(yùn)動類型的判斷 (1)判斷物體是否做勻變速運(yùn)動，要分析合力是否為恒力。 (2)判斷物體是否做曲線運(yùn)動，要分析合力方向是否與速度方向成一定夾角。 當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率增大； 當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率減?。?當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí)，

10、物體的速率不變。合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡 2合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡的判斷 合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡，由兩個(gè)分運(yùn)動的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向關(guān)系決定。 (1)根據(jù)加速度判定合運(yùn)動的性質(zhì)：若合加速度不變，則為勻變速運(yùn)動；若合加速度(大小或方向)變化，則為非勻變速運(yùn)動。 (2)根據(jù)合加速度的方向與合初速度的方向判定合運(yùn)動的軌跡：若合加速度的方向與合初速度的方向在同一直線上則為直線運(yùn)動，否則為曲線運(yùn)動。 (3)合力(或合加速度)方向與軌跡的關(guān)系 物體做曲線運(yùn)動的軌跡一定夾在合力(或合加速度)方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力(或合加速度)方向指向曲線的凹側(cè)。AD A筆尖留下的痕跡是一條拋物線 B筆尖留

11、下的痕跡是一條傾斜的直線 C在運(yùn)動過程中，筆尖的速度方向始終保持不變 解題導(dǎo)思：(1)筆尖在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動性質(zhì)： 水平方向：_； 豎直方向：_。 (2)請根據(jù)兩個(gè)分運(yùn)動確定筆尖的運(yùn)動性質(zhì)及軌跡。 答案：(2)筆尖做勻變速曲線運(yùn)動，其軌跡是拋物線。勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動初速度為零的勻加速直線運(yùn)動 規(guī)律總結(jié)： 兩個(gè)直線運(yùn)動的合運(yùn)動性質(zhì)的判斷 根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，具體分以下幾種情況：兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動合運(yùn)動的性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動一個(gè)勻速直線運(yùn)動、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動勻變速曲線運(yùn)動兩個(gè)初速度為零的勻加速直

12、線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動類題演練類題演練 1 A 解析根據(jù)lHt2可知，傷員B在豎直方向上是勻加速上升的，懸索的拉力大于其重力，即表示拉力F的線段要比表示重力G的線段長，直升機(jī)在水平方向勻速運(yùn)動，所以F、G都在豎直方向上；向上加速，運(yùn)動軌跡應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)，只有A符合，故選A。 1合運(yùn)動和分運(yùn)動的關(guān)系 (1)等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動與合運(yùn)動總是同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷時(shí)間相等(不同時(shí)的運(yùn)動不能合成)。 (2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動時(shí)，各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行，互不影響。 (3)等效性：各分運(yùn)動疊加起來

13、與合運(yùn)動有完全相同的效果。 (4)同一性：各分運(yùn)動與合運(yùn)動是指同一物體參與的分運(yùn)動和實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動，不能是幾個(gè)不同物體發(fā)生的不同運(yùn)動。運(yùn)動的合成與分解的應(yīng)用 2運(yùn)動的合成與分解的運(yùn)算法則 運(yùn)動的合成與分解是指描述運(yùn)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，故合成與分解都遵守平行四邊形定則。AD A前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動 B后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動，但加速度沿y軸方向 C4s末物體坐標(biāo)為(4m,4m) D4s末物體坐標(biāo)為(6m,2m) 解題導(dǎo)思：(1)物體沿x軸和y軸方向的分運(yùn)動的性質(zhì)如何？ (2)物體的合運(yùn)動的性質(zhì)是直線運(yùn)動嗎？ 答案：(1)x軸方向在

14、前2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，2s后做勻速直線運(yùn)動；y軸方向前2s靜止，2s后做勻加速直線運(yùn)動。 (2)不是，前2s內(nèi)沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動，2s后做勻變速曲線運(yùn)動。類題演練類題演練 2 AD 繩、桿上速度的分解(牽連速度問題) 常見的模型如圖所示。B 解題導(dǎo)思：(1)小車的合速度方向向哪？小車的運(yùn)動沿哪兩個(gè)方向分解？ (2)物體P的合速度與沿繩方向的分速度具有什么樣的關(guān)系？ 答案：(1)水平向右，將小車的運(yùn)動沿繩方向和垂直繩的方向分解。 (2)相等。 解析將小車的速度v進(jìn)行分解如圖所示，則vPvcos2，故A錯(cuò)誤，B正確；小車向右運(yùn)動，2減小，v不變，則vP逐漸增大，說明物體P沿斜面向上做加

15、速運(yùn)動，由牛頓第二定律有Tmgsin1ma，可知繩對A的拉力Tmgsin1，故C、D錯(cuò)誤。類題演練類題演練 3 C 類題演練類題演練 4 0 解析環(huán)A沿細(xì)桿上升的過程中，任取一位置，此時(shí)繩與豎直方向的夾角為。將A的速度vA沿繩方向和垂直于繩的方向進(jìn)行分解，如圖所示，則v1vAcos，B下落的速度vBv1vAcos。當(dāng)環(huán)A上升至與定滑輪的連線處于水平位置時(shí)90，所以此時(shí)B的速度vB0。階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 “小船渡河”模型 一條寬為L的河流，水流的速度為v1，船在靜水中的速度為v2，船從河的一邊渡到對岸。船過河的過程同時(shí)參與了兩種運(yùn)動，即船相對于水的運(yùn)動和隨水流的運(yùn)動，船的實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動。船在靜水中的速度v2方向取決于船頭朝向，船的實(shí)際運(yùn)動方向取決于合速度方向。