2020年高考物理一轮复习第4章曲线运动第17讲曲线运动运动的合成与分解学案解析版

第17讲 曲线运动 运动的合成与分解

[研读考纲明方向]

[重读教材定方法]

(对应人教版必修2的页码及相关问题)

1．阅读P 1～2，理解曲线运动速度方向，思考：为什么说曲线运动是变速运动？ 提示：速度是个矢量，方向改变，速度就改变了。

2．P 6阅读“物体做曲线运动的条件”一段，总结物体做直线运动的条件是什么？物体做曲线运动的条件是什么？

提示：若物体所受合力的方向与它的速度方向在同一直线上时，物体做直线运动；当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

3．P 7[问题与练习]T 2，风会影响跳伞员落地时间吗？ 提示：不会。

4．P 7[问题与练习]T 5，大致画出物体由A 至D 的运动轨迹。 提示：如图所示。

5．P 8阅读第二节内容，思考：要使物体做平抛运动，应该保证什么前提？平抛运动是匀变速运动吗？

提示：初速度沿水平方向，只受重力；平抛运动是匀变速曲线运动，a ＝g 。 6．P 12[说一说]中，试导出斜抛物体运动的轨迹表达式。

提示：由x ＝v 0co sθ·t 和y ＝v 0s in θ·t －12gt 2得：y ＝xta n θ－g

2v 20co s 2

θx 2。 7．P 13实验中，平抛运动的y ­x 图象是怎样的？ 提示：是一条抛物线。

8．P 16[思考与讨论]图5.4－2中哪些点角速度相同？哪些点线速度大小相同？写出尽可能多的线速度公式，写出尽可能多的角速度公式。

提示：小齿轮和后轮的角速度相同；小齿轮与大齿轮边缘的线速度大小相同；v ＝ωr

＝2πfr ＝2πnr ＝2πr T ；ω＝φt ＝2π

T

＝2πf 。

9．P 20[思考与讨论]匀速圆周运动是匀变速运动吗？写出尽可能多的向心加速度公式。

提示：不是；a n ＝v 2r ＝ω2r ＝4π2

r T

2＝(2πf )2

r 。

10．P 23[实验]向心力是谁提供的？运动半径如何确定？

提示：重力和拉力的合力提供。球心到O 点在纸面投影的距离为半径。 11．P 24阅读“变速圆周运动和一般的曲线运动”，怎样处理一般的曲线运动？ 提示：把一般的曲线分成许多小段，每一小段可以看成某个圆周运动的一部分。 12．P 26～27火车转弯满足什么条件时车轮不受侧压力？速度过大哪边受侧压力？速度过小呢？

提示：当重力和支持力的合力刚好提供向心力时，车轮不受侧压力；速度过大外侧受压力；速度过小内侧受压力。

13．P 28～29阅读“离心运动”一段，考虑向心力可以从“供”和“需”两方面看，如“供”“需”平衡，物体做什么运动；如“供”大于“需”物体做什么运动；如“供”不应“需”，物体做什么运动？

提示：若“供”“需”平衡，物体做匀速圆周运动；如“供”大于“需”，物体做向心运动；如“供”不应“需”，物体做离心运动。

第17讲 曲线运动 运动的合成与分解

考点一 做曲线运动的条件与轨迹的分析

1．物体做曲线运动的条件

(1)从动力学角度看：物体所受□

01合外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□02加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。 2．物体做曲线运动的特点

(1)速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的□

03切线方向。 (2)运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是□04变速运动。

1．(教科版必修2 P 4·T 2)一质点做曲线运动，下列说法正确的是( ) A ．质点速度大小时刻在改变 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

答案 D

解析质点做曲线运动，速度方向变化，速度大小可能不变，A错误；质点做曲线运动，加速度方向与速度方向不在同一条直线上，但加速度方向可能不变，B、C错误；质点做曲线运动，速度方向一定沿曲线的切线方向，D正确。

2．(多选)物体受到几个力的作用处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，其他力不变，则物体可能做( )

A．匀速直线运动或静止B．匀变速直线运动

C．非匀变速曲线运动D．匀变速曲线运动

答案BD

解析物体处于平衡状态，且其他力不变，若物体处于静止状态，则再对物体施加一个恒力，物体做匀变速直线运动。若物体处于匀速直线运动状态，施加的恒力与物体速度方向在同一直线上，则物体做匀变速直线运动；施加的恒力与物体速度方向有一个夹角，则物体做匀变速曲线运动，故B、D正确。

3．(人教版必修2 P6·演示实验改编)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹。如图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动。

答案b c不在

解析从实验可知，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是b，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是c。磁铁对小钢珠有吸引力的作用，实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

考点二运动的合成与分解

1．合运动与分运动的关系

01时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止。

(1)等时性：合运动和分运动经历的□

02独立进行，不受其他运动的影

(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动□

响。

03效果。

(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□

2．两个直线运动的合运动性质的判断

标准：看合初速度方向与合加速度方向是否共线。

3．合运动的性质判断

4．遵循的法则

12平行四边形定则或□13三角位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循□

形定则。

1. (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

答案BC

解析运动员在下落过程中受水平风力和竖直向下的重力作用，竖直方向上做初速度为