高考物理一轮复习课件 第1节 曲线运动 运动的合成与分解

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解析:由题可知,画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动,水 平方向先向右做匀加速运动,根据运动的合成和分解可知此时 画笔做曲线运动,由于合力向右,则曲线向右弯曲,然后水平 方向向右做减速运动,同理可知轨迹仍为曲线运动,由于合力 向左,则曲线向左弯曲,故选项 D 正确,A、B、C 错误。 答案:D
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3.[加速度方向与速率变化的关系]如图所示
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【名师微点】
(1)物体做曲线运动时,速度沿轨迹的切线方向,合力指 向轨迹凹侧,可以速记为“无力不弯,力速两边”。
(2)因为速度不能发生突变,所以曲线运动的轨迹也不能突 变,除非速度和加速度同时减小为零并立刻开始沿其他方向加 速运动。
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考点二 运动的合成与分解的应用
[师生共研类]
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1.运动的合成与分解的运算法则 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即位移、 速度、加速度的合成与分解。由于它们均是矢量,故合成与 分解都遵守平行四边形定则。 2.合运动的性质和轨迹的判断 (1)若合加速度不变,则为匀变速运动;若合加速度(大小 或方向)变化,则为非匀变速运动。 (2)若合加速度的方向与合初速度的方向在同一直线上,则 为直线运动,否则为曲线运动。
D.小球的加速度一定保持不变
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解析:当小球的速度方向与力 F 不共线时,小球做曲线运动, 选项 A 正确;小球所受合外力不为零,一定会运动,所以小球 的位置不可能保持不变,选项 B 错误;若力 F 与速度垂直,力 F 的大小不变,方向不断变化,则小球能做匀速圆周运动,速 度的大小保持不变,选项 C 正确;小球所受的合外力大小不变, 方向不确定,所以加速度不一定保持不变,选项 D 错误。 答案:AC
(3)两个方向上的分运动具有等时性,这常是处理运动分解 问题的关键点。
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【题点全练】
1.[合运动轨迹的判断]
(2019·永州二模)在光滑的水平面上有一冰
球以速度 v0 沿直线匀速从 a 点运动到 b 点,忽略空气阻力,如图所示为俯视图。当冰球运动到 b 点
时受到垂直于速度方向的力的快速撞击,撞击之后冰球可能
(2)飞机竖直方向减速运动的时间 t=va竖=30 s,竖直方向 的位移 h=v2竖t=90 m 。
水平方向的位移 x=v 水平·t=1 800 m,故飞机在这段时间 内的位移大小为 s= x2+h2= 1 8002+902 m≈1 802 m。
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[一题悟通] 例题及相关延伸思考旨在让学生掌握合运动轨迹和性质 的判断,以及合运动各物理量的计算方法。 (1)分析运动的合成与分解问题时,一般情况下按运动效果 进行分解。 (2)要注意分析物体在两个方向上的受力及运动规律,分别 在两个方向上列式求解。
二、运动的合成与分解 1.分解原则:一般根据运动的实际效果进行分解。 2.运算法则:位移、速度、加速度的合成或分解遵循平行四
边形定则。
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3.合运动与分运动的关系 [注3] 合运动和分运动、分运动与分运动经历的时间相
等时性 等,即同时开始、同时进行、同时停止。[注 4] 各分运动相互独立,不受其他运动的影响。各分
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3.[人教版必修 2 P7 T2 改编](多选)跳伞表演 是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。如图
所示,当运动员从直升机上由静止跳下
后,在下落过程中将会受到水平风力的影
响。下列说法中正确的是
()
A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的
动作
B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成
为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,
且质点运动到 D 点时速度方向与加速度
方向恰好互相垂直。在质点从 A 点运动到 E 点的过程中,
下列说法中正确的是
()
A.质点经过 C 点的速率比经过 D 点的大
B.质点经过 A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于
90° C.质点经过 D 点时的加速度比经过 B 点的大
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立足“四翼” 探考 点
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考点一 物体做曲线运动的条件与轨迹分析
[基础自修类]
【题点全练】
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1.[曲线运动的条件及特点]
(多选)(2020·黄冈质检)初速度作用,下列说法正确的是
()
A.小球可能做曲线运动
B.小球的位置可能保持不变
C.小球的速度大小可能保持不变
[答案] D
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[延伸思考]
若飞机在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向做加速度 大小为 0.2 m/s2 的匀减速直线运动。
(1)飞机的运动轨迹是直线还是曲线? (2)当飞机竖直速度减为零时,飞机恰好着陆,则着陆前飞 机的位移为多大?
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提示:(1)飞机的初速度方向斜向下方,而加速度方向竖直 向上,故飞机的运动轨迹为曲线。
为 AB 的中点。则 t1∶t2 为
A.2∶1
B.1∶ 2
()
C.1∶ 3
D.1∶( 2-1)
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解析:雨滴在竖直方向的分运动为匀速直线运动,其速度 大小相等,与水平方向的运动无关,故 t1∶t2=AvB∶AvF= 2∶1,A 正确。 答案:A
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3.[由分运动的图像分析物体的运动规律] 质量为 2 kg 的质点在 x-y 平面上运动,x 方向的速度—时间 图像和 y 方向的位移—时间图像分别如图所示,则质点( )
独立性 运动共同决定合运动的性质和轨迹。
等效性 各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。
[注 3] 实际运动为合运动。 [注 4] 时间是分运动与分运动、分运动与合运动建立联系 的关键量,即 t 是运动规律方程组所共有的“元”。
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【基础自测】
一、判断题
(1)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。
[注 1] 速度方向时刻在变,但速度的大小可能不变。 [注 2] 加速度不为零,合外力不为零。 a 恒定→匀变速曲线运动,如平抛运动。 a 改变→变加速曲线运动,如匀速圆周运动。
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3.曲线运动的条件
两 运动学 物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直 个 角度 线上(加速度可以是恒定的,也可以是变化的) 角 动力学 合外力的方向跟物体速度方向不在同一条直 度 角度 线上(合外力可以是恒力,也可以是变力)
伤害
C.运动员下落时间与风力无关
D.运动员着地速度与风力无关
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解析:水平方向的风力对竖直方向的运动没有影响,运动员 下落时间与风力无关。无风时,运动员在水平方向速度为零, 有风时,运动员在水平方向上因风力作用做加速运动,风力 越大,着地时水平方向速度越大,着地速度也越大,故 B、 C 正确,A、D 错误。 答案:BC
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2.[曲线运动轨迹的判断] (2019·淮安市第一次调研)如图所示,一块可升降 白板沿墙壁竖直向上做匀速运动,某同学用画笔 在白板上画线,画笔相对于墙壁从静止开始水平 向右先匀加速,后匀减速直到停止。取水平向右为 x 轴正方向, 竖直向下为 y 轴正方向,则画笔在白板上画出的轨迹可能为 ()
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速直线运动,则飞机落地之前
()
A.飞机的运动轨迹为曲线
B.经 20 s 飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小
相等
C.在第 20 s 内,飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分
位移大小相等
D.飞机在第 20 s 内,水平方向的平均速度为 21 m/s
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[解析] 由于初速度的方向与合加速度的方向相反,故飞 机的运动轨迹为直线,A 错误;由匀减速运动规律可知,飞机 在第 20 s 末的水平分速度为 20 m/s,竖直方向的分速度为 2 m/s,B 错误;飞机在第 20 s 内,水平位移 x=v0xt20+12axt202 -v0xt19-12axt192=21 m,竖直位移 y=v0yt20+12ayt202-v0yt19- 12ayt192=2.1 m,C 错误;飞机在第 20 s 内,水平方向的平均速 度为 21 m/s,D 正确。
曲线运动 万有引力与航天
第四章
DISIZHANG
第1节 曲线运动 运动的合成与分解
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着眼“四层” 夯基础 立足“四翼” 探考点 聚焦“关键” 提素能
课时跟踪检测
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着眼“四层” 夯基础
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一、曲线运动 1.速度方向:质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线
方向。[注1] 2.运动性质:曲线运动一定是变速运动。[注2]
速度间满足平行四边形定则。
(√)
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二、选择题
1.[教科版必修2 P4T2](多选)一质点做曲线运动,它的速度方
向和加速度方向的关系是
()
A.质点速度方向时刻在改变
B.质点加速度方向时刻在改变
C.质点速度方向一定与加速度方向相同
D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向
解析:质点做曲线运动,其速度方向沿轨迹的切线方向,方
A.磁铁放在 A 处时,小铁球做匀速直线运动 B.磁铁放在 A 处时,小铁球做匀加速直线运动 C.磁铁放在 B 处时,小铁球做匀速圆周运动 D.磁铁放在 B 处时,小铁球做变加速曲线运动
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解析:磁铁放在A处时,小铁球受磁力作用向前加速,逐 渐靠近磁铁,磁力增大,加速度增大,故A、B均错误; 磁铁放在B处时,小铁球受到的磁力与速度方向不共线, 做曲线运动,因磁力的大小和方向均随距离的变化而变 化,故加速度大小是变化的,C错误,D正确。 答案:D
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[典例] 如图所示,从上海飞往北
京的波音 737 客机在上午 10 点 10 分
到达首都国际机场。若飞机在水平分
速度为 60 m/s,竖直分速度为 6 m/s 时
开始降落,降落过程中飞机在水平方向做加速度大小等于 2 m/s2
的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于 0.2 m/s2 的匀减
(2019·衡阳联考)如图所示,当汽车静止
时,车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向
OE 匀速运动。在 t=0 时刻,汽车由静
止开始做甲、乙两种匀加速启动,同时有一雨滴从 O 点下
落,甲种状态启动后 t1 时刻,乘客看到在 t=0 时刻从 O 点 下落的雨滴从 B 处离开车窗,乙种状态启动后 t2 时刻,乘 客看到在 t=0 时刻从 O 点下落的雨滴从 F 处离开车窗,F
向时刻在改变,且与加速度方向不在一条直线上,加速度的
方向可能是不变的,故选项 A、D 正确,B、C 错误。 答案:AD
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2.[人教版必修 2 P6 演示实验改编]如图所示,水平桌面上一小 铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方 A 处或旁边 B 处 放一块磁铁,下列关于小铁球运动的说法正确的是 ( )
D.质点从 B 到 E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角
先增大后减小
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解析:质点做匀变速曲线运动,所以加速度不变,C 错误; 由于在 D 点时速度方向与加速度方向垂直,则在 A、B、C 点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角,B 错误;质点由 C 到 D 速率减小,所以经过 C 点的速率比经过 D 点的大, A 正确;质点从 B 到 E 的过程中加速度方向与速度方向的 夹角逐渐减小,D 错误。 答案:A
A.初速度为 4 m/s B.所受合外力为 4 N C.做匀变速直线运动 D.初速度的方向与合外力的方向垂直
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解析:由题图可知,质点在 x 轴方向的初速度为 vx=4 m/s,在 y 轴方向的初速度 vy=-3 m/s,则质点的初速度 v0= vx2+vy2= 5 m/s,故 A 错误;由题图可知,质点在 x 轴方向的加速度 a= 2 m/s2,在 y 轴方向做匀速直线运动,所以质点所受合力 F 合= ma=4 N,故 B 正确;质点在 x 轴方向的合力恒定不变,在 y 轴方向做匀速直线运动,在 y 轴方向合力为零,则质点的合力 恒定不变,做匀变速曲线运动,故 C 错误;质点的合力沿 x 轴 方向,而初速度方向既不沿 x 轴方向,也不沿 y 轴方向,所以 质点初速度的方向与合外力方向不垂直,故 D 错误。 答案:B
的运动轨迹是
()
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解析:由题意可知,两速度的合速度的方向,即为冰球运动的 方向,由于冰球受到的是瞬间撞击,获得速度后不再受力,因 此冰球不可能做曲线运动,故 B、D 错误;冰球受到力的垂直 撞击但初速度方向不变,撞击后的合速度是两个垂直方向速度 的合成,故 A 错误,C 正确。 答案:C
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2.[由运动轨迹确定运动时间]
(×)
(2)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化。
(×)
(3)曲线运动可能是匀变速运动。
(√)
(4)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等。 (√)
(5)合运动的速度一定比分运动的速度大。
(×)
(6)只要两个分运动为直线运动,合运动一定是直线运动。(×)
(7)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加
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