高考物理总复习4.1曲线运动-运动的合成与分解课件PPT

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第1节　曲线运动　 运动的合成与分解
一、曲线运动1.速度的方向质点在某一点的速度方向,是沿曲线在这一点的 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,所以曲线运动是 变速　运动。 3.做曲线运动的条件
4.合力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合力方向 指向曲线的“凹”侧　。 
二、运动的合成与分解1.基本概念(1)运动的合成:已知 分运动　求合运动。 (2)运动的分解:已知 合运动　求分运动。 2.分解原则可根据运动的 实际效果　分解,也可采用 正交分解　。 3.遵循的规律位移、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　。 
1.(多选)(2017·重庆秀山县月考)关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是(　　)A.它所受的合外力一定不为零B.它所受的合外力一定是变力C.其速度可以保持不变D.其速度的大小可以保持不变
2.如图所示,汽车在一段弯曲水平路面上行驶,关于它受的水平方向的作用力的示意图,可能正确的是(图中F为牵引力,Ff为汽车行驶时所受阻力)(　　)
3.关于互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动正确的说法是(　　)A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可以是直线也可能是曲线运动D.以上说法都不正确
4.光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴正方向成α角,如图所示。与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy,则(　　)A.因为有Fx,质点一定做曲线运动B.如果Fy>Fx,质点向y轴一侧做曲线运动C.质点不可能做直线运动
5.某质点的运动速度在x、y方向的分量vx、vy与时间的关系如图所示,已知x、y方向相互垂直,则4 s末该质点的速度和位移大小各是多少?
物体做曲线运动的条件及轨迹分析1.合力方向与轨迹的关系无力不拐弯,拐弯必有力。曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧。2.合力方向与速率变化的关系(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大。(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小。(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。
例1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,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。 
思维点拨明确曲线运动的条件,即主要看所受合外力的方向与初速度的方向的关系,这是判断物体是否做曲线运动的依据。
即学即练1.(2017·山东威海模拟)如图所示,一质点在一恒力作用下做曲线运动,从M点运动到N点时,质点的速度方向恰好改变了90°。在此过程中,质点的动能(　　)A.不断增大B.不断减小C.先减小后增大D.先增大后减小
2.(2017·安徽合肥质检)在长约一米的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一段适当的圆柱形的红蜡块,玻璃管的开口端用胶塞塞紧,将其迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。现将此玻璃管倒置安装在置于粗糙水平桌面上的小车上,小车从位置A以初速度v0开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后,小车运动到图中虚线位置B。按照如图所示建立的坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是(　　)
运动的合成与分解及运动性质分析1.合运动和分运动的关系
2.合运动的性质判断
加速度(或合外力)为0:匀速直线运动
3.两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(或合外力)方向是否共线。
例2(多选)跳伞表演是人们喜欢的观赏性体育项目,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
思维点拨运动员的运动可以分解为竖直方向和水平方向的两个分运动,两个分运动同时发生,相互独立,互不干扰。
即学即练3.(多选)如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0,小煤块离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,乙的宽度足够大,速度为v1,则(　　)A.在地面参考系中,煤块做类平抛运动B.煤块在乙上的划痕为直线C.煤块在乙上滑动时,受到的乙的摩擦力方向不变D.煤块沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v1
解析:在地面参考系中,沿甲运动的方向滑动摩擦力向左,沿乙运动的方向滑动摩擦力沿乙运动方向,则摩擦力的合力如下图。合初速度沿甲运动的方向,则合力与初速度不垂直,所以工件做的不是类平抛运动。故A错误。在乙参考系中,如图所示,摩擦力的合力与合初速度方向相反,故工件在乙上滑动的轨迹是直线,做匀减速直线运动,故B正确。工件在乙上滑动时,在x轴方向做匀减速直线运动,在y轴方向做匀加速直线运动,可知两个方向摩擦力的分力不变,受到乙的摩擦力方向不变,当工件沿垂直于乙的速度减小为0时,不受摩擦力,故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力方向不变。故C正确。设t=0时刻摩擦力与纵向的夹角为α,侧向(x轴方向)、纵向(y轴方向)加速度的大小分别为ax、ay,则 =tan α
很短的时间Δt内,侧向、纵向的速度增量大小分别为Δvx=axΔt,Δvy=ayΔt
则当Δvx=v0,Δvy=v1,所以工件沿垂直于乙的速度减小为0时,工件的速度等于v1。故D正确。
4.(2017·湖南衡阳联考)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。现从t=0时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动,甲启动后t1时刻,乘客看到雨滴从B处离开车窗,乙启动后t2时刻,乘客看到雨滴从F处离开车窗。F为AB中点。则t1∶t2为(　　)
5.(多选)(2017·北京海淀区期中)如图所示,某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动:用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时,用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动,则关于笔尖的实际运动,下列说法正确的是(　　)A.笔尖做匀速直线运动B.笔尖做匀变速直线运动C.笔尖做匀变速曲线运动D.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小
绳(杆)端速度分解问题像绳、杆等这些有长度的物体,在运动过程中,其两端点的速度通常是不一样的,但两端点的速度是有联系的,称之为“关联”速度。关联速度的关系——沿杆(或绳)方向的速度分量大小相等。分析过程:1.绳子末端运动速度的分解,应按运动的实际效果进行。2.速度投影定理:不可伸长的杆(或绳),尽管各点速度不同,但各点速度沿杆(绳)方向的投影相同。
例3(2017·云南罗平县月考)如图所示,做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和小车速度的大小分别为vB、vA,则(　　)A.vB