§5.1 运动的合成与分解 平抛物体的运动
第二讲：平抛运动
第二讲：平抛运动一、平抛运动1．定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动．2．性质：平抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线．3．研究方法：运动的合成与分解 (1)水平方向：匀速直线运动； (2)竖直方向：自由落体运动． 4.基本规律如图，以抛出点O 为坐标原点，以初速度v 0方向(水平方向)为x 轴正方向，竖直向下为y 轴正方向．(1)位移关系(2)速度关系(3)轨迹方程：h =g2v 02x 25.基本应用例题、如图所示，x 轴在水平地面上，y 轴在竖直方向．图中画出了从y 轴上沿x 轴正方向水平抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹．不计空气阻力，下列说法正确的是( )A ．a 和b 的初速度大小之比为2∶1B ．a 和b 在空中运动的时间之比为(1)飞行时间由t ＝2hg知，时间取决于下落高度h ，与初速度v 0无关．(2)水平射程x ＝v 0t ＝v 02hg，即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定，与其他因素无关． (3)落地速度v ＝v x 2＋v y 2＝v 02＋2gh ，以θ表示落地速度与水平正方向的夹角，有tan θ＝v y v x＝2ghv 0，落地速度与初速度v 0和下落高度h 有关． (4)速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g ，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt 内的速度改变量Δv ＝g Δt 是相同的，方向恒为竖直向下，如图所示．(5)两个重要推论①做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一例题、如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球.假定网球均水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°，若不考虑空气阻力，则( )A.两次发射的初速度大小之比为3∶1定通过此时水平位移的中点，如图所示，即x B ＝x A2.推导：⎭⎪⎬⎪⎫tan θ＝y Ax A －x Btan θ＝v yv 0＝2y Ax A→x B＝x A2①做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处，有tan θ＝2tan α. 推导：⎭⎪⎬⎪⎫tan θ＝v y v 0＝gtv 0tan α＝y x ＝gt 2v 0→tan θ＝2tan α二、与斜面结合的平抛运动1．顺着斜面平抛(如图)方法：分解位移．x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，tan θ＝y x，可求得t ＝2v 0tan θg.2．对着斜面平抛(垂直打到斜面，如图) 方法：分解速度．v x ＝v 0， v y ＝gt ，tan θ＝v x v y ＝v 0gt，可求得t ＝v 0g tan θ.三、斜抛运动1．定义：将物体以初速度v 0斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的运动．2．性质：斜抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线．3．研究方法：运动的合成与分解(1)水平方向：匀速直线运动；(2)竖直方向：匀变速直线运动．例题、某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程( )4.基本规律(以斜上抛运动为例，如图所示)(1)水平方向：v 0x ＝v 0cos θ，F 合x ＝0；做匀速直线运动，v 0x ＝v 0cos θ，x ＝v 0tcos θ. (2)竖直方向：v 0y ＝v 0sin θ，F 合y ＝mg .做竖直上抛运动，v 0y ＝v 0sin θ，y ＝v 0tsin θ－12gt2四、类平抛运动1．类平抛运动物体受到与初速度垂直的恒定的合外力作用时，其轨迹与平抛运动相似，称为类平抛运动．类平抛运动的受力特点是物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直．2.类平抛运动问题的求解技巧(1)常规分解法：将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的匀加速直线运动，两分运动彼此独立，互不影响，且与合运动具有等时性．(2)特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当的直角坐标系，将加速度a 分解为a x 、a y ，初速度v 0分解为v x 、v y ，然后分别在x 、y 方向上列方程求解．针对训练题型1：平抛运动性质例题、如图所示的光滑斜面ABCD 是边长为l 的正方形，倾角为30°，一物块（视为质点）沿斜面左上方顶点A 以平行于AB 边的初速度v 0水平射入，到达底边CD 中点E ，则（ ）A ．初速度2glB ．初速度4glC ．物块由A 点运动到E 点所用的时间2lt g= D ．物块由A 点运动到E 点所用的时间lt g=1．关于平抛运动的性质，以下说法中正确的是（）A．变加速运动B．匀变速运动C．匀速率曲线运动D．不可能是两个直线运动的合运动2．人站在平台上平抛一小球，球离手时的速度为v1，落地时速度为v2，不计空气阻力，下列图中能表示出速度矢量的演变过程的是（）A．B．C．D．题型2：平抛运动规律3．如图所示，从A、B、C三个不同的位置向右分别以v A、v B、v C的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力。
物理平抛运动知识点
物理平抛运动知识点1. 平抛运动定义平抛运动（Horizontal Projectile Motion）是指物体在水平方向上以一定的初速度抛出，同时受到重力作用，在竖直方向上做自由落体运动的一种运动。
在理想情况下，空气阻力被忽略不计。
2. 初速度和末速度在平抛运动中，物体的初速度（v0）是水平方向的速度，末速度（vf）是物体落地时的速度。
末速度可以通过初速度和竖直方向上的速度（gt）合成得到，其中g是重力加速度，t是物体运动的时间。
3. 速度合成与分解物体在水平方向上的速度保持不变，即v0。
竖直方向上的速度随时间线性增加，即v_y = gt。
物体的末速度可以通过以下公式计算：vf = √(v0² + v_y²) = √(v0² + (gt)²)4. 运动时间物体的运动时间由高度决定，可以通过公式t = √(2h/g)计算，其中h是物体的初始高度。
5. 水平位移物体在水平方向上的位移（x）可以通过公式x = v0 * t计算。
6. 竖直位移物体在竖直方向上的位移（y）可以通过公式y = 1/2 * g * t²计算。
7. 能量守恒在平抛运动中，物体的机械能（动能和势能之和）是守恒的。
初始时，物体只有势能（mgh），运动过程中转化为动能（1/2 * mv²）。
8. 角速度和周期如果物体在平抛运动中绕某点做圆周运动，其角速度（ω）可以通过公式ω = v/r计算，其中r是物体到旋转中心的距离。
周期（T）可以通过公式T = 2π/ω计算。
9. 抛体运动的实验验证通过实验可以验证平抛运动的相关公式和理论。
实验可以使用小型物体从一定高度水平抛出，通过测量水平位移和竖直位移，以及计算运动时间来验证上述公式。
10. 应用场景平抛运动的原理广泛应用于各种领域，如体育运动（篮球投篮、足球射门）、军事（炮弹发射）、航空航天（卫星轨道设计）等。
以上是关于物理平抛运动的知识点概述。
高中物理平抛运动类平抛运动课件
斜面上的平抛运动通常包括两种情况，一是平抛运动与斜面 垂直，二是平抛运动与斜面平行。对于第一种情况，需要分 别对平抛运动和斜面上的运动进行分析，对于第二种情况， 则可以将两者运动结合起来分析。
平抛运动与电场结合问题
总结词
平抛运动与电场的结合问题通常考察学生的力学和电场知识，需要学生对物体受力情况和电场性质有深入的理解 。
知识点
平抛运动的规律、重力加速度对运动的影响、空气阻力对运动的影响。
球类运动中的平抛运动
总结词
通过球类运动中的平抛运动实例，掌握平抛运动的规律和计算方法。
详细描述
在球类运动中，经常涉及到平抛运动的问题。例如，篮球投篮、足球射门等。这些运动中 的平抛运动涉及到抛物线轨迹、时间和速度的计算等知识点。通过对这些实例的分析，可 以更好地掌握平抛运动的规律和计算方法。
高中物理平抛运动类平抛运 动课件
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目录
• 平抛运动的基本概念 • 平抛运动的规律 • 平抛运动的实例分析 • 平抛运动的实验研究 • 平抛运动的规律应用及解题方法 • 平抛运动的拓展学习
01
平抛运动的基本概念
平抛运动的定义
平抛运动是指物体以一定的初 速度沿水平方向抛出，仅在重
2. 将小球放置在斜面的起点处；
利用斜面和滑轮进行实验
3. 打开电源开关，使 小球从斜面释放，经 过滑轮后抛出；
5. 重复实验，改变小 球释放的高度和角度 ，观察并记录运动轨 迹的变化。
4. 观察并记录小球的 运动轨迹；
利用喷泉进行实验
实验目的
通过喷泉装置的演示，使学生了解平 抛运动的规律和特点，掌握平抛运动 的基本规律。
要点二
详细描述
运动分解之平抛运动基础知识归纳
运动分解之平抛运动基础知识归纳1.曲线运动的特点(1)在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度的方向，确实是通过这一点曲线的切线方向。
因此，曲线运动中能够确信速度方向在变化，故曲线运动一定是变速运动。
(2)曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上，加速度方向一定指向曲线轨迹凹的那一边。
2.物体做曲线运动的条件物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。
中学时期实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情形①合外力为恒力，合外力与速度成某一角度。
如在重力作用下平抛，带电粒子垂直进人匀强电场的类平抛等。
②合外力为变力，大小不变，仅方向变，且合外力与速度垂直，如匀速圆周运动.③一样情形，合外力既是变力，又与速度不垂直，高中时期只做定性分析。
3.运动的合成与分解(1)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则。
(2)合运动与分运动是等效的关系，能够相互替代。
具有等时性、等效性和独立性。
(3)确定合运动与分运动的方法:物体相对参照物的实际运动的方向确实是合运动方向。
(4)运动的合成与分解是设法把曲线运动分解成直线运动，再用直线运动规律求解。
常见模型:船渡河问题、绳通过定滑轮拉物体运动问题。
4.运动的独立作用原理一个物体可同时参与几个分运动，各分运动独立进行，各自产生成效而不互相干扰，这确实是运动的独立作用原理。
运动的独立作用原理是运动的合成与分解的理论依据。
5.平抛运动(1)特点:仅受重力作用，水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体，是一种匀变速曲线运动;轨迹是条抛物线。
(2)处理方法:将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
运动的合成与分解问题归纳
抛体运动；运动的合成与分解问题归纳一. 教学内容：抛体运动；运动的合成与分解问题归纳二. 学习目标：1、理解曲线运动的条件，能够根据条件判断运动的性质及轨迹。
2、掌握运动的合成与分解的方法，理解合运动是物体的实际运动，合运动与分运动的关系。
3、重点理解牵连速度的分解问题及小船渡河类问题的分析方法。
三. 考点地位：曲线运动的条件及运动的合成与分解问题是高中物理问题的难点所在，特别是绳子的牵连速度问题，小般渡河问题是学生们学习曲线运动问题的难点，同时这部分内容也是学习和理解好平抛运动问题的基础，对于本部分内容的考查，在出题的形式上既可以通过选择题的形式单独考查，也可以融合在大型的计算题当中，如2007年广东卷理科基础卷的第5题，第6题，2005年上海卷的第10题是通过选择题目的形式出现的。
四. 重难点解析：（一）抛体运动：1、曲线运动的概念及性质：所有物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，即直线运动和曲线运动。
运动轨迹是直线的运动称为直线运动；运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
2、曲线运动的速度：曲线运动中质点在某一时刻的（或在某一点的瞬时速度方向，就是质点从该时刻（或该点）脱离曲线后自由运动的方向，也就是曲线上这一点的切线方向。
3、曲线运动的性质速度是矢量，速度的变化，不仅指速度大小的变化，也包括速度方向的变化。
物体曲线运动的速度（即轨迹上各点的切线方向）时刻在发生变化，所以曲线运动是一种变速运动，一定具有加速度。
4、物体做曲线运动的条件曲线运动既然是一种变速运动，就一定有加速度，由牛顿第二定律可知，也一定受到合外力的作用。
当运动物体所受合外力的方向跟物体的速度方向在一条直线上（同向或反向）时，物体做直线运动。
这时合外力只改变速度大小，不改变速度的方向，当合外力的方向跟速度方向不在同一直线上时，可将合外力分解到沿着速度方向和垂直于速度方向上，沿着速度方向的分力改变速度大小，垂直于速度方向的分力改变速度的方向，这时物体做曲线运动。
运动的合成与分解
运动的合成与分解一、合运动与分运动1.合运动与分运动定义：如果物体同时参与了两种运动，那么物体实际发生的运动叫做那两种运动的合运动，那两种运动叫做这个实际运动的分运动。
2.在一个具体问题中判断哪个是合运动，哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个，则这个运动就是合运动。
物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动。
3.相互关系①运动的独立性：分运动之间是互不相干的，即各个分运动均按各自规律运动，彼此互不影响。
因此在研究某个分运动的时候，就可以不考虑其他的分运动，就像其他分运动不存在一样。
②运动的等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等；因此，若知道了某一分运动的时间，也就知道了其他分运动及合运动经历的时间；反之亦然。
③运动的等效性：各分运动叠加起来的效果与合运动相同。
④运动的相关性：分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。
二、运动的合成和分解这是处理复杂运动的一种重要方法。
1.定义：已知分运动的情况求合运动的情况，叫做运动的合成。
已知合运动的情况求分运动的情况，叫做运动的分解。
2.实质（研究内容）：运动是位置随时问的变化，通常用位移、速度、加速度等物理量描述。
所以，运动的合成与分解实质就是对描述运动的上述物理量的合成与分解。
3.定则：由于描述运动的位移、速度、加速度等物理量均是矢量，而矢量的合成与分解遵从“平行四边形定则”，所以运动的合成与分解也遵从“平行四边形定则”。
4.具体方法①作图法：选好标度，用一定长度的有向线段表示分运动或合运动的有关物理量，严格按照平行四边形定则画出平行四边形求解。
②计算法：先画出运动合成或分解的示意图，然后应用直角三角形等数学知识求解。
三、两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断方法1．根据平行四边形定则，求出合运动的初速度v0和加速度a后进行判断：①若a=0(分运动的加速度都为零)，物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动。
平抛运动 课件
例4 如图所示，x轴在水平地面内， y轴沿竖直方向。图中画出了从y 轴上沿x轴正向抛出的两个小球 a、b的运动轨迹，不计空气阻力，则（ ） A.a、b若同时抛出，可能在空中相遇 B.无论a、b谁先抛出，a在空中飞行的时间都比b的短 C.a的水平速度比b的小 D.a的水平速度比b的大
例5 如图所示,倾角为θ的斜面顶端， 水平抛出一钢球，落到斜面底端， 已知抛出点到落点间斜边长为l， 求抛出的初速度及飞行时间。
四、一般的抛体运动
提出问题
1. 何为斜抛运动？ 2.斜抛运动物体的运动轨迹是怎样的呢？
斜抛运动受力情况怎样？ 3.能否利用研究平抛运动的方法研究斜抛
运动？如何研究？
结论：
拓展结论：斜上抛运动对称性的理解：
1.斜向上运动与斜向下运动的轨迹对称。 2.斜向上运动与斜向下运动的时间相等。 3.同一高度上的两点，速度大小相等，速度方 向与 水平线的夹角相同。
平抛运 动
一、平抛运动
提出问题
1. 什么样的运动是平抛运动？ 2.举出生活中物体做平抛运动的例子。思考：将一张小纸片水平 抛出，小纸片的运动能否看成是平抛运动？ 结论:
1.平抛运动的定义：水平抛出的物体只受重力作用（不考虑空气阻力）的 运动叫做平抛运动。 2.平抛运动的条件：物体只受重力作用或空气阻力相对物体的重力可以忽 略不计。抛出的纸片的运动不是平抛运动，因为纸片所受空气阻力相对重 力不能忽略。
解析：平抛运动是匀变速运动，加速度为重力加速度，速度的 改变量为Δv=gΔt，故平抛运动的物体每1 s速度的增量大小为9.8 m/s，方向竖直向下，A选项正确。 答案：A
二、平抛运动的速度
提出问题
1.研究小球的平抛运动时如何建立坐标系；2.以小球 抛出时作为计时起点，请探究分析小球在t秒末的速 度大小和方向
平抛物体的运动规律及其应用
3. 类平抛运动的求解方法
(1) 常规分解法：将类平抛运动分解为沿初速度方向 的匀速直线运动和垂直于初速度方向 ( 即沿合力的方 向)的匀加速直线运动，两分运动彼此独立、互不影 响、且与合运动具有等时性. (2) 特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立 适当的直角坐标系，将加速度分解为ax、ay，初速度 v0分解为vx、vy，然后分别在x、y方向列方程求解.
转台边缘的小物块随转台加速转动，
当转速达到某一数值时，物块恰好滑
离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5 m，离 水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程水平位移 的大小s＝0.4 m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动 摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2 求： (1)物块做平抛运动的初速度大小v0；
g 轨迹方程：y＝ 2·x2 2v0
三、平抛运动中的几个推论 1．水平射程和飞行时间 2h (1)飞行时间：t＝ ，只与 h、g 有关，与 v0 无关． g 2h (2)水平射程：x＝v0t＝v0 ，由 v0、h、g 共同决定． g 2．做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置 处，设其末速度方向与水平方向的夹角为 α，位移与水平 方面的夹角为 θ，则 tan α＝2tan θ.
【解析】(1)质点在 x 轴正方向上无外力作用做匀速 直线运动， y 轴正方向受恒力 F 作用做匀加速直线运动． F 15 由牛顿第二定律得：a＝ ＝ m/s2＝15 m/s2. m 1 设质点从 O 点到 P 点经历的时间为 t，P 点坐标为 1 2 (xP，yP)，则 xP＝v0t，yP＝ at ， 2 yP 又 tan α＝ ，联立解得：t＝1 s，xP＝10 m，yP xP ＝7.5 m. (2)质点经过 P 点时沿 y 方向的速度 vy＝at＝15 m/s
2014年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用) 第五章 第1讲 运动的合成与分解 平抛运动
运动的合成与分解 【思维驱动】
Ⅱ(考纲要求)
(单选)如图5－1－1所示，一块橡皮用细线悬
挂于O点，用铅笔靠着线的左侧向右上方45°
方向匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则 橡皮运动的速度 A．大小和方向均不变 B．大小不变、方向改变 C．大小改变，方向不变 D．大小和方向均改变 图5－1－1 ( )．
物理建模5
“小船渡河”和“斜面上的平抛”模型
一、“小船渡河”模型
模型特点
1．船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运 动． 2．三种速度：v船(船在静水中的速度)、v水(水的流速)、v合 (船的实际速度)．
3．两个极值
d (1)过河时间最短：v 船⊥v 水，tmin＝ . v船
(2)过河位移最小：v合⊥v水(前提v船>v水)，如图5－1－9甲 所示，此时xmin＝d；v船⊥v合(前提v船<v水)，如图乙所示．
抛体运动
【思维驱动】
Ⅱ(考纲要求)
(多选)关于平抛运动的性质，以下说法中正确的是 ( A．变加速运动 B．匀变速运动
)．
C．匀速率曲线运动
D．不可能是两个匀速直线运动的合运动 解析 平抛运动是水平抛出且只受重力作用下的运动，所以
是加速度恒为g的匀变速运动，故A、C错误，B正确．平抛
运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落 体运动，所以D项正确，故选B、D. 答案 BD
B．D点的加速度比C点的加速度大 C．从B到D加速度与速度始终垂直 D．从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小
解析
铅球做斜抛运动，根据曲线运动的条件和题设中在
B点的速度方向与加速度方向相互垂直，即竖直方向上的 分速度为零，可判断B点是轨迹的最高点，根据加速度和 速度方向间的关系可知A项正确；D点和C点的加速度一样 大，都等于重力加速度，B错；过了B点后，在D点加速度 与速度不可能再垂直，C错；根据曲线运动的特点，可判 断从B点到D点加速度与速度的夹角一直减小，D错．
1、运动的合成与分解、竖直方向上的抛体运动解析
课 题运动的合成与分解、竖直方向上的抛体运动教学目标 1、理解合运动与分运动 2、理解竖直方向上的抛体运动的分解 重 点 运动的合成与分解 难 点 竖直方向上的抛体运动 作 业 附 后基础知识梳理一、运动的合成与分解1、合运动与分运动合运动就是物体的实际运动，一个运动可以看作物体同时参与了几个分运动，这几个分运动就是物体实际运动的分运动。
2、运动的合成与分解（1）定义：物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的，由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成；由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解。
（2）合运动与分运动的关系：①等时性：合运动和分运动经历的时间相等.即同时开始，同时进行，同时停止 ②独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他分运动的影响 ③等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果 （3）运动的合成与分解的运算原则运动的合成与分解是指描述运动的物理量，包括位移、速度、加速度的合成和分解。
它们与力的合成和分解一样都遵守平行四边形定则，基本方法如下：A ．两个分运动在同一直线上时，矢量运算转化为代数运算。
先选定一正方向，凡与正方向相同的取正，相反取负，合运动为各分运动的代数和。
B ．不在同一直线上，按照平行四边形法则合成，如下图所示：C ．两分运动垂直或正交分解后的合成：22y x a a a +=合，22y x s s s +=合D ．两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参考系的运动。
3、合运动轨迹的几种可能情况：两直线运动的合运动的性质和轨迹由各分运动的性质即合初速度与合加速度的方向关系决定：①两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动.②一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动。
二者共线时为匀变速直线运动，如竖直上抛运动或竖直下抛运动；二者不共线时匀变速曲线运动，如平抛运动。
③两个匀变速直线运动的合运动仍为匀变速运动，当合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动；当合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动.4、运动分解的基本方法根据运动的实际效果将描述合运动规律的各物理量(位移、速度、加速度)按平行四边形定则分别分解，或进行正交分解。
高中物理课件运动的合成与分解讲义
热点视角
1.平抛运动的规律及其研究方法， 圆周运动的角速度、线速度和向 心加速度是近几年高考的热点， 且多数是与电场力、洛伦兹力联 系起来综合考查． 2.竖直平面内圆周运动也是高考的 热点，该类题型主要综合考查牛 顿第二定律和机械能守恒定律或 能量守恒定律． 3.天体运动、人造卫星的考查频率 很高，主要综合考查万有引力定 律和圆周运动．经常结合航天技 术、人造地球卫星等现代科技的 重要领域进行命题.
第五章 抛体运动与圆周运动 万有引力定律及其应用
3．速率变化情况判断 (1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，速率增大； (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，速率减小； (3)当合力方向与速度方向垂直时，速率不变．
栏目 导引
第五章 抛体运动与圆周运动 万有引力定律及其应用
如图所示，一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面
第五章 抛体运动与圆周运动 万有引力定律及其应用
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第五章 抛体运动与圆周运动 万有引力定律及其应用
考纲展示
1.运动的合成与分解 Ⅱ 2.抛体运动 Ⅱ 3.匀速圆周运动、角速度、 线速度、向心加速度 Ⅰ
4.匀速圆周运动的向心力 Ⅱ 5.离心现象 Ⅰ 6.万有引力定律及其应用 Ⅱ 7.环绕速度 Ⅱ 8.第二宇宙速度和第三宇宙 速度 Ⅰ 9.经典时空观和相对论时空 观Ⅰ
栏目 导引
第五章 抛体运动与圆周运动 万有引力定律及其应用
1．一个物体在F1、F2、F3、…、Fn共同作用下做匀速直线运 动，若突然撤去外力F2，而其他力不变，则该物体( A ) A．可能做曲线运动 B．不可能继续做直线运动 C．一定沿F2的方向做直线运动 D．一定沿F2的反方向做匀减速直线运动 解析：根据题意，物体开始做匀速直线运动，物体所受的合外 力一定为零，突然撤去F2后，物体所受其余力的合力与F2大小 相等，方向相反，而物体速度的方向未知，故有很多种情况： 若速度和F2在同一直线上，物体做匀变速直线运动，若速度和 F2不在同一直线上，物体做曲线运动，A正确．
运动的合成与分解的基本原理
运动的合成与分解的基本原理1、运动的独立性原理任何一个分运动不会因其它运动而受到影响．如：蜡烛在竖直方向上的速度不会因其水平速度的改变而改变，即只要竖直方向分速度v y不变，蜡块从底端到顶端的时间只由竖直速度决定．如：小船渡河小船驶向对岸所用时间与水流速度大小无关，只由小船垂直流水方向驶向对岸的速度和河宽决定．2、等时性原理：合运动与分运动同时发生，同时消失，合运动与分运动具有效时性．3、等效性原理：分运动与合运动具有等效性．四、两个直线运动的合成①两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动．②一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动．③两个初速为0的匀变速直线运动：.④两个初速不为0的匀变速直线运动运动的合成分解的应用一、绳拉物体模型例1、在一光滑水平面上放一个物体，人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体，使物体在水平面上运动，人以大小不变的速度v运动.当绳子与水平方向成θ角时，物体前进的瞬时速度是多大？命题意图：考查分析综合及推理能力，B级要求.错解分析：弄不清合运动与分运动概念，将绳子收缩的速度按图所示分解，从而得出错解v物=v1=vcosθ.解法一：应用合运动与分运动的关系绳子牵引物体的运动中，物体实际在水平面上运动，这个运动就是合运动，所以物体在水平面上运动的速度v物是合速度，将v物按如图所示进行分解.其中：v=v物cosθ，使绳子收缩.v⊥=v物sinθ，使绳子绕定滑轮上的A点转动.所以v物=解法二：应用微元法设经过时间Δt，物体前进的位移Δs1=BC，如图所示.过C点作CD⊥AB，当Δt→0时，∠BAC极小，在△ACD中，可以认为AC=AD，在Δt时间内，人拉绳子的长度为Δs2=BD，即为在Δt时间内绳子收缩的长度.由图可知：BC=①由速度的定义：物体移动的速度为v物=②人拉绳子的速度v=③由①②③解之：v物=例2、A、B质量均为m，且分别用轻绳连接跨过定滑轮，不计一切摩擦力．当用水平力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动过程中（）A．物体A也做匀速直线运动B．绳子拉力始终大于物体A所受重力C．物体A的速度小于物体B的速度D．地面对物体B的支持力逐渐增大分析：设物体B匀速速度为v，物体B的运动使绳子参与两种分运动：绳子沿定滑轮为圆心垂直于绳子转动，另一分运动是沿绳伸长的分运动，合运动就是物体以速度v向右匀速直线运动．v1=vsinθθ↓sinθ↓v1↓v A=v2=vcosθθ↓cosθ↑v2↑物体A作变加速运动对B：T y＋N=mg开始时N<mg，当B运动至无穷远处时T y∝0，N=mg∴地面对物体B的支持力逐渐增大．例3、两光滑环AB用不可伸长的轻绳相连，当线与竖直方向夹角为时，此时v A=4m/s, 求B沿杆方向的速度．v B cos37°=v A cos53°二、小船渡河模型一条宽为d的河流，河水流速为v1，船在静水中速度为v2．（1）要使船划到对岸时间最短，船头应指向什么方向？最短时间为多少？（2）要使船划对对岸的航程最短，船头指向什么方向？最短航程是多少？解：①设船头斜向上游与河岸成θ角，这时船速v船在y方向的分量为v2′=v船sinθ=v2sinθ，渡河时间为.可见，在河宽d和船速v2一定情况下，渡河驶向对岸的时间t随sinθ的增大而减小．当θ=90°时，sinθ=1（最大），即船头与河岸垂直时，渡河时间最短，且t min=．②求航程最短问题应根据v1和v2的大小关系分成以下三种情况讨论：（i）当v2>v1时，即船头斜向上游与岸夹角为θ，船的合速度可垂直于河岸，航程最短为d，此时沿水流方向合速度为零．v2cosθ=v1即船头斜指向上游，与河岸夹角，船航线就是位移d．渡河时间（ii）当v2<v1时，由于船在静水中的速度v2小于水流速度v1，则无论船头驶向何方，总被水流冲向下游，怎样使船所走航线的位移最短呢？虽然位移不可能垂直河岸，但当位移越靠近垂直河岸的方向，位移越短，，船头与水平方向上游夹角，最短航程，所花时间．例1、如图所示，排球场地长为18m，设球网高度为2m，运动员站在离网3m的线上（图中用虚线表示）正对网前跳起将球水平击出（空气阻力不计）．（1）设击球点在3m线正上方2.5m处，试问击球的速度在什么范围内才能使球既不能触网也不越界？（2）若击球点在3m线正上方小于某一个值，那么无论以多大速度击球，球不是触网就是越界．试求这个高度．解：若击球水平速度过小，球可能触网；若击球水平速度过大，球可能越界．（1）若刚好不触网，设击球速度为v1，则水平位移为3m的过程中，水平方向：x=v1t v1t=3①竖直方向：②由①②得：同理刚好不越界，设击球速度为v2，则则球既不能触网也不越界的速度满足（2）设击球高度为H时，击出的球刚好触网或落在边界线上．刚好不触网时：v0t1=3③④此时也刚好到达边界：v0t2=12⑤⑥由③④⑤⑥得：H=2.13m即当击球高度小于2.13时，无论水平速度多大，球不是触网就是越界．例2、从高为H的A点平抛一物体，其水平射程为2s，在A点正上方距地面高为2H的B点，向同一方向平抛另一物体，其水平射程为s．两物体轨迹在同一竖直平面内且都恰好从同一屏的顶端擦过，求屏的高度．例3、如图示，AB为斜面，倾角为30°，小球从A点以初速度v0水平抛出，恰好落到B 点．求：（1）AB间的距离；（2）物体在空中飞行的时间；（3）从抛出开始经多少时间小球与斜面间距离最大？解：（1）水平位移：（2）物体在空中飞行时间（3）当小球作平抛运动轨迹上某一点速度与斜面平行时，该点离斜面距离最远．方法①：方法②：由分运动的独立性，把平抛运动分解成垂直斜面方向的分运动和平行于斜面方向的分运动的合运动．v⊥=v0sin30°=a⊥=gcos30°=垂直斜面作初速为，加速度为的匀减速直线运动平行于斜面作v11=v0cos30°=，a11=gcos60°=的匀加速直线运动当在垂直斜面方向速度减为0时距斜面最远：例5、如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。
第一讲运动和合成与分解抛体运动
第一讲运动的合成与分解抛体运动（共同专题）本讲学习提要1．理解运动的合成与分解。
2．掌握平抛运动，会用运动的合成与分解方法分析平抛运动的规律，导出平抛运动的基本公式，了解平抛运动的特点和平抛运动的轨迹，求解平抛运动问题。
*3．理解斜抛运动，会用运动的各成与分解方法分析斜抛运动的规律，导出斜抛运动的基本公式，了解斜抛运动的特点和斜抛运动的轨迹，求解斜抛运动问题。
本章从拓展型课程Ⅰ部分中初速不为零的匀变速直线运动出发，介绍运动的合成与分解的方法。
然后将这种方法应用于平抛运动和斜抛运动。
通过本章学习，认识到某些较为复杂的曲线运动（如平抛和斜抛运动）的规律可通过简单的直线运动（入匀速直线运动和初速为零的匀变速直线运动）的规律来描述和掌握；体会从特殊到一般、从简单到复杂的科学探究过程；感悟科学分析和综合方法在人类认识和应用自然规律过程中的作用和价值。
A运动的合成与分解一、学习要求理解运动的合成与分解。
学会用平行四边形定则解决运动的合成与分解问题，通过运动的合成与分解方法的学习，体验科学分析和综合方法的普遍性、简单性。
二、要点辨析1．什么是运动的合成与分解？运动的合成与分解是指描写运动状态的物理量（包括位移、速度、加速度等）的合成与分解。
运动的合成与分解是针对同一个研究对象的运动进行的，因此合运动以及它的各分运动中的时间参量是相同的。
2．为什么要讨论运动的合成与分解？将一个物体的运动（称为“合运动”）分解为两个或几个“分运动”的目的是，通过已知的较为简单的分运动的规律性，认识和掌握较为复杂的合运动的规律性。
运动的合成与分解方法是科学分析和综合方法在物理学中的体现。
3．用“平行四边形定则”对运动进行合成或分解速度、位移与力一样，都是矢量，他们的合成与分解都遵循平行四边形定则。
由同一起点作出表示两个分运动的速度或位移矢量的线段，以它们为邻边作一平行四边形，由起点所作的对角线即表示合运动的速度或位移矢量，实际上，矢量可理解为遵循平行四边形定则的量。
平抛运动各种变化
知识点：运动的合成与分解 1. 合运动与分运动的关系等时性：各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等。
独立性：一个物体同时参与的几个分运动，个分运动独立进展，不受其他分运动的影响。
等效性：各分运动的叠加与合运动有完全一样的效果 2.平抛运动特点：思考：求下面三种情况下平抛时间〔思考斜面提供了什么条件〕 〔1〕以v 0平抛的物体垂直落在对面倾角为θ的斜面上 〔2〕从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛的物体落在斜面上 〔2〕从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛的物体离斜面最远时1如左图一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示。
小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为〔 〕 A ．1tan θ B ．12tan θC ．tan θD ．2tan θ 2如中图，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端平抛后落在斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角α满足〔 〕A 、tan α=sin θB 、tan α=cos θC 、tan α=tan θD 、tan α=2tan θ3：如右图物体从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛，求物体距斜面的最大距离？4如右图物体从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛，从抛出到离斜面最远所用的时间为t 1，沿斜面位移为s 1，从离斜面最远到落到斜面所用时间为t 2，沿斜面位移为s 2，那么( ) A 、t 1 =t 2 B 、t 1<t 2 C 、s 1=s 2 D 、s 1<s 2α θ θ v 0 θ θxy v 0 θv θ v x v yθ5：倾角θ为的斜面底端为足够大的水平平面，小球从斜面顶端以v 0平抛一物体路落在斜面上，当增大平抛的水平初速，那么飞行时间〔 〕 A 、一定变长 B 、可能变长 C 、可能变短 D 、可能不变6：一小球从某点开场做平抛运动，抛出点有一点光源，距抛出点L 有一竖直墙，小球在点光源照射下在墙上产生的影子做〔 〕运动 A 、自由落体 B 、匀速直线 C 、变加速直线 D 、无法确定7：光滑斜面顶端同时有两个小球开场运动，甲球做平抛运动，乙球由静止开场沿斜面下滑，当甲球落在斜面上P 点时，乙球〔 〕 A 、还没到达p 点B 、正好到达p 点C 、已经经过p 点D 、无法确定8：在水平地面上固定一倾角θ=30，外表光滑的斜面体，物体A 以v 1=6m/s 的初速度沿斜面上滑，同时在物体A 的正上方，有一物体B 以某一初速水平抛出，如果当A 上滑到最高点时，恰好被B 物体击中〔A 、B 均可视为质点，取g=10m/s 2〕 〔1〕物体A 上滑到最高点所用的时间：〔2〕物体B 抛出时的初速度： 〔3〕物体A 、B 间初始位置的高度差:9：如图，斜面倾角为θ，斜面顶端A 球平抛的同时，斜面底端B 球以v 0沿斜面向上运动，那么〔1〕A 球初始高度为h ，抛出后，A 、B 恰好在斜面上相遇，，求A 球的速度和相遇时间 〔2〕要使从开场到相遇所经历的时间最长，A 的初始高度h 应为多少/ABBO xyA O xyBO xyCO xyD1. 以下说法中正确的选项是〔〕A、合速度的大小一定比每个分速度大B、两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动C、只要两个分运动是直线运动，那么他们的合运动一定也是直线运动D、两个分运动的时间一定与他们的合运动的时间相等E、物体在恒力作用下一定作直线运动F、曲线运动一定是变速运动G、变速运动一定是曲线运动H、匀速圆周运动就是速度不变的运动2．一质点在xoy平面内的运动轨迹如下列图，下面判断正确的选项是〔〕A．假设质点在x方向始终匀速运动，那么在y方向上先作加速运动后作减速运动B．假设质点在x方向始终匀速运动，那么在y方向上先作减速运动后作加速运动C．假设质点在y方向始终匀速运动，那么在x方向上先作加速运动后作减速运动D．假设质点在y方向始终匀速运动，那么在x方向上先作减速运动后作加速运动3．一物体由静止开场自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停顿，那么其运动的轨迹可能是图中的哪一个？( )4．如图，一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度为h。
2024高考物理复习重难点解析—运动的合成与分解、抛体运动
2024高考物理复习重难点解析—运动的合成与分解、抛体运动这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是运动的合成与分解、动量、动能定理的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核.命题趋势有平抛运动和斜抛运动，而且三维坐标系考查三维立体空间的分解能力增多。
例题1.（2022·山东·高考真题）如图所示，某同学将离地1.25m 的网球以13m/s 的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8m 。
当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m 的P 点。
网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。
平行墙面的速度分量不变。
重力加速度g 取210m/s ，网球碰墙后的速度大小v 和着地点到墙壁的距离d 分别为（）A ．5m/s v =B ．v =C ． 3.6m =dD ． 3.9m=d【答案】BD【解析】设网球飞出时的速度为0v ，竖直方向20=2()v g H h -竖直代入数据得012m/sv =竖直则05m/sv =水平排球水平方向到P 点的距离0006m v x v t v g==⋅=竖直水平水平水平根据几何关系可得打在墙面上时，垂直墙面的速度分量0044m/s5v v =⋅=水平⊥水平平行墙面的速度分量0033m/s5v v =⋅=水平∥水平反弹后，垂直墙面的速度分量'00.753m/sv v =⋅=水平⊥水平⊥则反弹后的网球速度大小为v 水平网球落到地面的时间' 1.3s t ===着地点到墙壁的距离'' 3.9md v t ⊥==水平故BD 正确，AC 错误。
故选BD 。
例题2.（2022·全国·高考真题）将一小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s 发出一次闪光。
某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示。
运动的合成与分解
v
运动的合成与分解专题
例：一条河宽500m，水流速度是3m/s，小船在静 水中的速度是5m/s，求
（1）最短渡河的时间是多小？ 小船的实际位移，沿 下流的位移是多少？
（2）最短位移渡河的时间是多少？ 最短渡河的位移 是多少？
【例题】一船准备渡河，已知水流速度为v2=1m/s，船在静水 中的航速为v1=2m/s，则： ①要使船能够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？ ②要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？
解析: 合速度与分速度之间的关系满足平行四边形定则，它的大小可
以比分速度大或小或相等，A不正确；两个分运动的时间一定与它们合
山 东
运动的时间相等，B正确；平抛运动是曲线运动，而它的两个分运动分
金 太
别是匀速直线运动和自由落体运动，C不正确；当两个匀变速直线运动 阳 书
的合速度方向与合加速度方向不在同一直线上时，合运动是曲线运动， 业
v
a1
a
a2
v2
加速曲线运动
点评: 运动的合成
1.两互成角度的匀速直线运动的合成
（一定是匀速直线运动）
2.两互成角度的初速为零的匀加速直线 运动的合成 （一定是匀加速直线运动）
3.两互成角度的初速不为零的匀加速直 线运动的合成
（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）
4.一个匀速直线运动和一个匀加速直线运 动的合成
d
v水
结论: 欲使船渡河时间最短，船头的方向
应该垂直于河岸。
t最短＝
d v船
解1:当船头垂直河岸时, 所用时间最短
最短时间 tmin
d v2
100 4
s
25 s
此时合速度
v
v12 v22
平抛运动
请同学们讨论： 请同学们讨论
若飞机是每隔相等时间投弹， 若飞机是每隔相等时间投弹，地面上的人看 到炸弹如何排列？落地间距呢？ 到炸弹如何排列？落地间距呢？ •地面上的人看到炸弹在竖直方向上排列着。 地面上的人看到炸弹在竖直方向上排列着。 地面上的人看到炸弹在竖直方向上排列着 它们前后落地间距相等。 它们前后落地间距相等。
启恩中学高一物理备课组
例题：
如图所示，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体， 飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为为30°的斜 面上，可知物体完成这段飞行的时间是多少？
解：如图设物体垂直撞在斜面上的速度为v，此时
水平分速度为，竖直分速度为，由图可知：
v2 = v1 cotθ
（1）
由于平抛运动可以看成是水平方 向的匀速直线运动与竖直方向的 自由落体运动的合运动． 所以 v1 = v0 = 9.8 m／s （2）
ay a 1．加速度 ax = 0； = g； = ay = g 保持不变
2．速度
vx = v0 ；vy = gt ； v + v v=
2 x
2 y
1 2 x = v0t ；y = gt ； x2 + y 2 s= 3．位移 2
O
v0
x
vx
y
vy
v
说明一下：
（1）平抛运动的飞行时间 t : ） 唯一决定。 由下落的高度 y 唯一决定。
解: (1).对炸弹飞行过程.建立如图坐标系.由位移公式得: x = υ 0t 1 y = gt 2 2
0 1 4
5
10
15
20
β S
x(cm)
解得:
9
(2).对炸弹在落地时.由速度公式得:υ x = υ0Fra bibliotekυ y = gt
曲线运动知识点复习及练习
4、 运动的性质和轨迹：（1 ）物体运动的性质由加速度决定（加速度得零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时 物体做匀变速运动；加速度变化时物体做变加速运动）。
（2 ）物体运动的轨迹（直线还是曲线）则由物体的速度和加速度的方向关系决定（速度与 加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动；速度和加速度方向成角度时物体做曲线运 动）。
（3）两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动？ 决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线（如图所示） （4 ）常见的类型有： ⑴a=0 :匀速直线运动或静止。
⑵a 恒定：性质为匀变速运动，分为：①V 、a 同向，匀加速直线运动；②减速直线运动；③V 、a 成角度，匀变速曲线运动（轨迹在V 、a 之间，和速度V 的方向相切, 方向逐渐向a 的方向接近，但不可能达到。
）⑶a 变化：性质为变加速运动。
如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变化。
5、 渡河问题：渡河问题所涉及的就是渡河的最短时间问题和渡河的最短位移问题。
（1）最短时间问题：无论V 船＞V7K 、▼船=V 水，还是V 船吒V 水，只要V 船沿垂直与河岸方一、运动的合成与分解 平抛物体的运动（一） 曲线运动 1、 曲线运动的条件：质点所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直 线上。
（1 ）当物体受到的合力为恒力 （大小恒定、方向不变）时，物体作匀变速曲线运动 如平抛运动（只受重力）。
（2） 当物体受到的合力大小恒定而方向总跟速度的方向垂直，则物体将做匀速率圆周运 动.（这里的合力可以是弹力一一绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹 力的合力一一锥摆、静摩擦力一一水平转盘上的物体等. ） （3） 如果物体受到约束，只能沿圆形轨道运动，而速率不断变化 一一如小球被绳或杆约束 着在竖直平面内运动，是变速率圆周运动.合力的方向并不总跟速度方向垂直. 2、 曲线运动的特点：曲线运动的速度方向时刻改变，所以是变速运动。
平抛运动及其规律
平抛运动及其规律1.平抛运动的特点①受力特点：F合＝mg，方向竖直向下②运动特点：平抛物体的速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动。
又因为物体受恒力作用，加速度不变，故平抛运动是匀变速曲线运动。
平抛物体的运动是曲线运动的一个特例，其运动特点是具有水平方向初速度和竖直向下的加速度g（只受重力、忽略空气阻力），由运动的合成与分解知识可知，平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
因此，平抛运动问题都可以通过水平方向的分运动和竖直方向的分运动具有等时性的特点进行研究。
2.平抛运动的规律以抛出点为坐标原点，以初速度v0方向为x正方向，竖直向下为y正方向，如图1所示。
则有：分速度vx＝v0，vy＝gt 合速度v＝s=，tanθ＝分位移x＝v0?t，y＝gt2 合位移s＝注意：合位移方向与合速度方向不一致。
轨迹：设物体平抛至某点（x，y），如图2所示，则轨迹方程为：x＝v0t，y＝gt2 消去参数t，得y＝x2。
（抛物线）3.平抛物体运动中的速度变化水平方向分速度保持vx＝v0，竖直方向加速度恒为g，速度vy＝gt，从抛出点起，每隔Δt时间的速度的矢量关系如图3所示，这一矢量关系有两个特点：（1）任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0；（2）任意相等时间间隔Δt内的速度改变量均竖直向下，且Δv＝Δvy＝g?Δt问题全解平抛运动的飞行时间和水平距离由哪些因素决定？由于分运动和合运动具有等时性，平抛运动的飞行时间只受下降的距离y 的限制，即飞行时间只由竖直分运动决定，与水平分运动无关，只要做平抛运动的物体下降的距离相同，无论水平初速度和质量如何，其飞行时间均相同，且为t＝但飞行的水平距离x则由平抛初速度v0和下降的距离y共同决定，为：x ＝v0t＝v0［例1］一架飞机水平匀速地飞行。
从飞机上每隔1 s释放一铁球，先后共释放4个。
若不计空气阻力，则4个球A.在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的B.在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点不是等间距的C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的解析：飞机和铁球的水平运动相同（相对地面）。
高考复习 第五章 曲线运动
第五章 曲线运动第1单元 运动的合成与分解 平抛物体的运动一、曲线运动1．曲线运动的条件：质点所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直线上。
物体能否做曲线运动要看力的方向，不是看力的大小。
2．曲线运动的特点：曲线运动的速度方向一定改变，所以是变速运动。
二、运动的合成与分解(猴爬杆)1．从已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢量，所以遵循四边形定则。
2．求已知运动的分运动，叫运动的分解，解题按实际“效果”分解，或正交分解。
3．合运动与分运动的特征：①运动的合成与分解符合平行四边形法则。
分运动共线时变成了代数相加减。
——矢量性 ②合运动与分运动具有“同时性”——同时性 ③每个分运动都是独立的，不受其他运动的影响——独立性 ④合运动的性质是由分运动决定的——相关性⑤实际表现出来的运动是合运动⑥速度、时间、位移、加速度要一 一对应⑦运动的分解要根据力的作用效果(或正交分解)4．两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动？三、应用举例：1． 过河问题例1、一条宽度为L 的河流，水流速度为V s ,已知船在静水中的速度为V c ，那么： （1）怎样渡河时间最短？（2）若V c >V s ,怎样渡河位移最小？（3）若V c <V s ,怎样注河船漂下的距离最短？ 分析与解：（1）如图2甲所示，设船上头斜向上游与河岸成任意角θ，这时船速在垂直于河岸方向的速度分量V 1=V c sin θ,渡河所需时间为：θsin c V Lt =.可以看出：L 、V c 一定时，t 随sin θ增大而减小；当θ=900时，sin θ=1,所以，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，cV L t =min. (2)如图2乙所示，渡河的最小位移即河的宽度。
为了使渡河位移等于L ，必须使船的合速度V 的方向与河岸垂直。
这是船头应指向河的上游，并与河岸成一定的角度θ。
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第四章 曲线运动 万有引力定律考纲要求1．运动的合成和分解 Ⅰ2．曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向，且必具有加速度 Ⅰ 3．平抛运动 Ⅱ4．匀速率圆周运动，线速度和角速度，周期，圆周运动的向心加速度a =2v /R Ⅱ 5．万有引力定律及其应用，人造地球卫星的运动（限于圆轨道） Ⅱ 6．宇宙速度 Ⅰ单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：运动的合成和分解、平抛运动；圆周运动；万有引力定律及其应用。
其中重点是平抛运动的分解方法及运动规律、匀速圆周运动的线速度、角速度、向心加速度的概念并记住相应的关系式。
难点是牛顿定律处理圆周运动问题。
§1 运动的合成与分解 平抛物体的运动教学目标：1．明确形成曲线运动的条件（落实到平抛运动和匀速圆周运动）；2．理解和运动、分运动，能够运用平行四边形定则处理运动的合成与分解问题。
3．掌握平抛运动的分解方法及运动规律4．通过例题的分析，探究解决有关平抛运动实际问题的基本思路和方法，并注意到相关物理知识的综合运用，以提高学生的综合能力．教学重点：平抛运动的特点及其规律教学难点：运动的合成与分解教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、曲线运动1．曲线运动的条件：质点所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直线上。
当物体受到的合力为恒力（大小恒定、方向不变）时，物体作匀变速曲线运动，如平抛运动。
（这当物体受到的合力大小恒定而方向总跟速度的方向垂直，则物体将做匀速率圆周运动．里的合力可以是万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力——绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹力的合力——锥摆、静摩擦力——水平转盘上的物体等．）如果物体受到约束，只能沿圆形轨道运动，而速率不断变化——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动，是变速率圆周运动．合力的方向并不总跟速度方向垂直．2．曲线运动的特点：曲线运动的速度方向一定改变，所以是变速运动。
需要重点掌握的两种情况：一是加速度大小、方向均不变的曲线运动，叫匀变速曲线运动，如平抛运动，另一是加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动，如匀速圆周运动。
二、运动的合成与分解1．从已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则。
重点是判断合运动和分运动，这里分两种情况介绍。
一种是研究对象被另一个运动物体所牵连，这个牵连指的是相互作用的牵连，如船在水上航行，水也在流动着。
船对地的运动为船对静水的运动与水对地的运动的合运动。
一般地，物体的实际运动就是合运动。
第二种情况是物体间没有相互作用力的牵连，只是由于参照物的变换带来了运动的合成问题。
如两辆车的运动，甲车以v甲＝8 m／s的速度向东运动，乙车以v乙＝8 m／s的速度向北运动。
求甲车相对于乙车的运动速度v甲对乙。
2．求一个已知运动的分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果”分解，或正交分解。
3．合运动与分运动的特征：①等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等②独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各个分运动独立进行，互不影响。
4．物体的运动状态是由初速度状态（v0）和受力情况（F合）决定的，这是处理复杂运动的力和运动的观点.思路是：（1）存在中间牵连参照物问题：如人在自动扶梯上行走，可将人对地运动转化为人对梯和梯对地的两个分运动处理。
（2）匀变速曲线运动问题：可根据初速度（v0）和受力情况建立直角坐标系，将复杂运动转化为坐标轴上的简单运动来处理。
如平抛运动、带电粒子在匀强电场中的偏转、带电粒子在重力场和电场中的曲线运动等都可以利用这种方法处理。
5．运动的性质和轨迹物体运动的性质由加速度决定（加速度得零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时物体做匀变速运动；加速度变化时物体做变加速运动）。
物体运动的轨迹（直线还是曲线）则由物体的速度和加速度的方向关系决定（速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动；速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动）。
两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动？决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线（如图所示）。
常见的类型有：⑴a=0：匀速直线运动或静止。
⑵a恒定：性质为匀变速运动，分为：①v、a同向，匀加速直线运动；②v、a反向，匀减速直线运动；③v 、a 成角度，匀变速曲线运动（轨迹在v 、a 之间，和速度v 的方向相切，方向逐渐向a 的方向接近，但不可能达到。
）⑶a 变化：性质为变加速运动。
如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变化。
6．过河问题如右图所示，若用v 1表示水速，v 2表示船速，则： ①过河时间仅由v 2的垂直于岸的分量v ⊥决定，即⊥=v dt ，与v 1无关，所以当v 2⊥岸时，过河所用时间最短，最短时间为2v dt =也与v 1无关。
②过河路程由实际运动轨迹的方向决定，当v 1＜v 2时，最短路程为d ；当v 1＞v 2时，最短路程程为d v v 21（如右图所示）。
7．连带运动问题指物拉绳（杆）或绳（杆）拉物问题。
由于高中研究的绳都是不可伸长的，杆都是不可伸长和压缩的，即绳或杆的长度不会改变，所以解题原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳（杆）和平行于绳（杆）两个分量，根据沿绳（杆）方向的分速度大小相同求解。
【例1】如图所示，汽车甲以速度v 1拉汽车乙前进，乙的速度为v 2，甲、乙都在水平面上运动，求v 1∶v 2解析：甲、乙沿绳的速度分别为v 1和v 2cos α，两者应该相等，所以有v 1∶v 2=cos α∶1【例2】 两根光滑的杆互相垂直地固定在一起。
上面分别穿有一个小球。
小球a 、b 间用一细直棒相连如图。
当细直棒与竖直杆夹角为α时，求两小球实际速度之比v a ∶v b解析：a 、b 沿杆的分速度分别为v a cos α和v b sin α ∴v a ∶v b = tan α∶1三、平抛运动当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动，被称为平抛运动。
其轨迹为抛物线，性质为匀变速运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。
广义地说，当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时，做类平抛运动。
1、平抛运动基本规律① 速度：0v v x =，gt v y =合速度 22y x v v v +=方向 ：tan θ=oxy v gt v v =②位移x =v o t y =221gt 合位移大小：s =22y x + 方向：tan α=t v g x y o⋅=2 ③时间由y =221gt 得t =xy 2（由下落的高度y 决定） ④竖直方向自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。
2．应用举例 （1）方格问题【例3】平抛小球的闪光照片如图。
已知方格边长a 和闪光照相的频闪间隔T ，求：v 0、g 、v c解析：水平方向：T a v 20=竖直方向：22,Ta g gT s =∴=∆ 先求C 点的水平分速度v x 和竖直分速度v y ，再求合速度v C ：412,25,20Ta v T a v T a v v c y x =∴===（2）临界问题典型例题是在排球运动中，为了使从某一位置和某一高度水平扣出的球既不触网、又不出界，扣球速度的取值范围应是多少？【例4】 已知网高H ，半场长L ，扣球点高h ，扣球点离网水平距离s 、求：水平扣球速度v 的取值范围。
解析：假设运动员用速度v max 扣球时，球刚好不会出界，用速度v min 扣球时，球刚好不触网，从图中数量关系可得：()hgs L g h s L v 2)(2/max +=+=； )(2)(2/min H h gsg H h s v -=-= 实际扣球速度应在这两个值之间。
【例5】如图所示，长斜面OA 的倾角为θ，放在水平地面上，现从顶点O 以速度v 0平抛一小球，不计空气阻力，重力加速度为g ，求小球在飞行过程中离斜面的最大距离s 是多少？解析：为计算简便，本题也可不用常规方法来处理，而是将速度和加速度分别沿垂直于斜面和平行于斜面方向进行分解。
如图15，速度v 0沿垂直斜面方向上的分量为v 1= v 0 sin θ，加速度g 在垂直于斜面方向上的分量为a =g cos θ，根据分运动各自独立的原理可知，球离斜面的最大距离仅由和决定，当垂直于斜面的分速度减小为零时，球离斜面的距离才是最大。
θϑcos 2sin 22021g v a vs ==。
点评：运动的合成与分解遵守平行四边形定则，有时另辟蹊径可以收到意想不到的效果。
（3）一个有用的推论/平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。
证明：设时间t 内物体的水平位移为s ，竖直位移为h ，则末速度的水平分量v x =v 0=s/t ，而竖直分量v y =2h/t ， sh v v 2tan xy ==α， 所以有2tan s h s =='α【例6】 从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E =6J 向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E /为______J 。
解析：以抛出点和落地点连线为对角线画出矩形ABCD ，可以证明末速度v t 的反向延长线必然交AB 于其中点O ，由图中可知AD ∶AO =2∶3，由相似形可知v t ∶v 0=7∶3，因此很容易可以得出结论：E /=14J 。
点评：本题也能用解析法求解。
列出竖直分运动和水平分运动的方程，注意到倾角和下落高度和射程的关系，有：h=21gt 2，s=v 0t ，θtan =sh或 h=21v y t ， s=v 0 t ，θtan =sh同样可求得v t ∶v 0=7∶3，E /=14J 四、曲线运动的一般研究方法研究曲线运动的一般方法就是正交分解法。
将复杂的曲线运动分解为两个互相垂直方向上的直线运动。
一般以初速度或合外力的方向为坐标轴进行分解。
【例7】 如图所示，在竖直平面的xoy 坐标系内，oy 表示竖直向上方向。
该平面内存在沿x 轴正向的匀强电场。
一个带电小球从坐标原点沿oy 方向竖直向上抛出，初动能为4J ，不计空气阻力。
它达到的最高点位置如图中M 点所示。
求：⑴小球在M 点时的动能E 1。
vv⑵在图上标出小球落回x 轴时的位置N 。
⑶小球到达N 点时的动能E 2。
解析：⑴在竖直方向小球只受重力，从O →M 速度由v 0减小到0；在水平方向小球只受电场力，速度由0增大到v 1，由图知这两个分运动平均速度大小之比为2∶3，因此v 0∶v 1=2∶3，所以小球在M 点时的动能E 1=9J 。
⑵由竖直分运动知，O →M 和M →N 经历的时间相同，因此水平位移大小之比为1∶3，故N 点的横坐标为12。