高三物理一轮复习资料《曲线运动 万有引力与航天》精品复习学案(教师版含答案)

高三物理一轮复习资料精品复习学案

《曲线运动万有引力与航天》

第1节曲线运动运动的合成与分解

一、曲线运动

1．运动特点

(1)速度方向：质点在某点的速度，沿曲线上该点的切线方向．

(2)运动性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，即必然具有加速度．

2．曲线运动的条件

(1)从动力学角度看：物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上．

(2)从运动学角度看：物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上．

二、运动的合成与分解

1．基本概念

运动的合成

合运动

分运动

运动的分解

2．分解原则

根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解．

3．运算法则

位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则．4．合运动和分运动的关系

(1)等时性：合运动与分运动经历的时间相等．

(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动时，各分运动独立进行，不受其他分运动的影响．

(3)等效性：各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果．

[概念测试]

1．判断正误

(1)速度发生变化的运动，一定是曲线运动．(×)

(2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的．(×)

(3)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化．(×)

(4)曲线运动可能是匀变速运动．(√)

(5)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等．(√)

(6)合运动的速度一定比分运动的速度大．(×)

(7)只要两个分运动为直线运动，合运动一定是直线运动．(×)

(8)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加速度间满足平行四边形定则．(√)

2．下列说法正确的是( )

A．各分运动互相影响，不能独立进行

B．合运动的时间一定比分运动的时间长

C．合运动和分运动具有等时性，即同时开始、同时结束

D．合运动的位移大小等于两个分运动位移大小之和

解析：选C.各分运动具有独立性，A错误；合运动与分运动具有等时性，B 错误，C正确；合运动的位移与分运动的位移满足矢量合成的法则，D错误．3．(多选)某质点在光滑水平面上做匀速直线运动．现对它施加一个水平恒力，则下列说法正确的是( )

A．施加水平恒力以后，质点可能做匀加速直线运动

B．施加水平恒力以后，质点可能做匀变速曲线运动

C．施加水平恒力以后，质点可能做匀速圆周运动

D．施加水平恒力以后，质点立即有加速度，速度也立即变化

解析：选AB.当水平恒力的方向与速度的方向在同一条直线上时，质点做匀变速直线运动，选项A正确；当水平恒力的方向与速度的方向不在同一条直线上时，质点做匀变速曲线运动，选项B正确；无论力的方向与速度的方向关系如何，质点都不可能做匀速圆周运动，选项C错误；速度不能发生突变，选项D 错误．

4．(多选)小船横渡一条两岸平行的河流，船本身提供的速度(即静水速度)

大小不变、船身方向垂直于河岸，水流速度与河岸平行，已知小船的运动轨迹如图所示，则( )

A．越接近河岸水流速度越小

B．越接近河岸水流速度越大

C．无论水流速度是否变化，这种渡河方式耗时最短

D．该船渡河的时间会受水流速度变化的影响

解析：选AC.由船的运动轨迹可知，小船渡河过程是先做加速运动后做减速运动．河流的中心水流速度最大，越接近河岸水流速度越小，故A正确，B 错误；由于船头垂直河岸，则这种方式过河的时间最短，C正确；船过河的时间与水流速度无关，D错误．

考点一物体做曲线运动的条件与轨迹分析

1．若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，图中M、N、P、Q表示物体运动的轨迹，其中正确的是( )

解析：选B.物体运动的速度方向与运动轨迹一定相切，而且合外力F的方

向一定指向轨迹的凹侧，故只有B正确．

2．如图所示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，则质点从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B点的大

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

解析：选A.质点做匀变速曲线运动，所以加速度不变；由于在D点速度方向与加速度方向垂直，则在C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角，所以质点由C到D速率减小，所以C点速率比D点大．

3．一个质点受到两个互成锐角的力F1、F2的作用，由静止开始运动，若保持二力方向不变，将F1突然增大为2F1，则此后质点( )

A．不一定做曲线运动

B．一定做匀变速运动

C．可能做匀速直线运动

D．可能做匀变速直线运动

解析：选B.F1增大前，质点沿合力方向做匀加速直线运动．F1增大后，合力方向与F1增大之前的质点的速度方向不共线，因而做曲线运动．由于二力方向不变，只将F1增大为2F1，所以合力恒定，质点做匀变速曲线运动．故本题答案为B.

考点二 运动的合成与分解的应用

1．合运动与分运动的关系

(1)等时性：各个分运动与合运动总是同时开始，同时结束，经历时间相等(不同时的运动不能合成)．

(2)等效性：各分运动叠加起来与合运动有相同的效果．

(3)独立性：一个物体同时参与几个运动，其中的任何一个都会保持其运动性质不变，并不会受其他分运动的干扰．虽然各分运动互相独立，但是它们共同决定合运动的性质和轨迹．

2．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．

3．合运动性质的判断

⎩⎪⎨⎪⎧ 加速度⎩⎪⎨⎪⎧ 恒定：匀变速运动变化：非匀变速运动加速度方向与速度方向⎩⎪⎨⎪⎧ 共线：直线运动不共线：曲线运动

题组一 合运动性质的判断

1. (2017·江苏连云港模拟)(多选)如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O 点，用钉子靠着线的左侧沿与水平方向成30°角的斜面向右上以速度v 匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，下列说法正确的是( )

A ．橡皮的速度大小为2v

B ．橡皮的速度大小为3v

C ．橡皮的速度与水平方向成60°角

D ．橡皮的速度与水平方向成45°角