人教版高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天第1讲曲线运动运动的合成与分解课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天第1讲曲线运动运动的合成与分解课件，共58页。PPT课件主要包含了知识点1，曲线运动，加速度，合外力，匀速直线，匀加速直线，匀减速直线，匀变速曲线，变速曲线，知识点2等内容，欢迎下载使用。

第1讲　曲线运动　运动的合成与分解
1 知识梳理·双基自测
1．速度方向质点在某一点的速度方向，沿曲线上该点的_______方向。2．运动性质做曲线运动的物体，速度的_______时刻改变，故曲线运动一定是_______运动，即必然具有加速度。注意：速度改变的运动是变速运动；加速度不变的运动是匀变速运动，匀变速运动分为匀变速直线运动和匀变速曲线运动，；加速度改变的运动是变加速运动，与速度大小如何改变无关。
3．曲线运动的条件：(1)运动学角度：物体的_________方向跟速度方向不在同一条直线上。(2)动力学角度：物体所受_________的方向跟速度方向不在同一条直线上。
思考：当物体的初速度v0和所受的外力F分别满足下列问题中所给定的条件时，物体的运动情况将会是怎样的？①v0＝0，F＝0。_______运动②v0≠0，F＝0。___________运动③v0≠0，F≠0且恒定，两者方向相同。_____________运动④v0≠0，F≠0且恒定，两者方向相反。_____________运动⑤v0≠0，F≠0且恒定，两者方向不在一条直线上。_____________运动⑥v0≠0，F≠0不恒定，且大小、方向都随着时间变化。___________运动。
1．分运动和合运动的关系(1)等时性、独立性、等效性各分运动与合运动总是同时_______，同时_______。经历的时间一定_______；各分运动是各自_________，不受其他分运动的影响；各分运动的叠加与合运动具有_______的效果。(2)合运动的性质是由分运动的性质决定的
2．运动的合成与分解(1)运动的合成由几个分运动求_________。合成的方法是_________________。(2)运动的分解已知合运动求_________，分解时应根据运动的效果确定___________的方向，然后由平行四边形定则确定大小，分解时也可按正交分解法分解，运动的分解与合成是_______运算。
思考：如图所示，在军事演习中，飞机常常一边匀加速收拢绳索提升战士，一边沿着水平方向匀速飞行。(1)战士在水平方向上和竖直方向上分别做什么运动？(2)战士的合速度的大小、合位移的大小如何计算？[答案]　(1)水平方向做匀速直线，竖直方向做匀加速直线(2)求出分速度、分位移，再利用平行四边形定则求合速度、合位移。
一、堵点疏通1．曲线运动一定是变速运动。(　　)2．曲线运动的速度大小可能不变。(　　)3．曲线运动的加速度可以为零。(　　)4．曲线运动的加速度可以不变。(　　)5．合运动不一定是物体的实际运动。(　　)6．合运动的速度一定大于分运动的速度。(　　)
√　√　×　√　×　×　
二、对点激活1．(2021·安徽皖南八校联考)对于做曲线运动的物体，下列说法正确的是(　　)A．受合力可能为零B．加速度可能保持不变C．一定受到变力的作用D．加速度方向可能和运动方向相同
[解析]　本题考查物体做曲线运动的条件。物体所受合力为零，物体保持静止或做匀速直线运动，故A错误；物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上，即加速度方向与速度方向不在同一条直线上，该合力可以是变力，也可以是恒力，即加速度可能保持不变，如平抛运动，故B正确，C、D错误。
3．一个质点受两个互成锐角的恒力F1和F2作用，由静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但F1突然增大到F1＋ΔF，则质点以后(　　)A．一定做匀变速直线运动B．在相等时间内速度的变化一定相等C．可能做匀速直线运动D．可能做变加速曲线运动
[解析]　在互成锐角的恒力F1和F2作用下，质点由静止开始运动，做匀加速直线运动。当保持F1，F2方向不变，F1大小突然增大到F1＋ΔF，则此时合力的方向与速度方向不共线，质点做曲线运动。由于合力恒定，所以质点做匀变速曲线运动，加速度是定值，所以在相等的时间内速度的变化一定相等，故B正确，A，C，D错误。
2 核心考点·重点突破
1．运动类型的判断(1)判断物体是否做匀变速运动，要分析合力是否为恒力。(2)判断物体是否做曲线运动，要分析合力方向是否与速度方向成一定夹角。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。
2．合运动的性质和轨迹的判断合运动的性质和轨迹，由两个分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定。(1)根据加速度判定合运动的性质：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)根据合加速度的方向与合初速度的方向判定合运动的轨迹：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。
(3)合力(或合加速度)方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力(或合加速度)方向和速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合力(或合加速度)方向指向曲线的凹侧。
　(多选)如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时，一支铅笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断，其中正确的有(　　)A．笔尖留下的痕迹是一条抛物线B．笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线C．在运动过程中，笔尖的速度方向始终保持不变D．在运动过程中，笔尖的加速度方向始终保持不变
[解析]　笔尖水平方向是匀速直线运动，竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动，故笔尖做匀变速曲线运动，其轨迹是抛物线，A、D正确。
根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动，具体分以下几种情况：
两个直线运动的合运动性质的判断
〔变式训练1〕(2020·山东实验中学月考)(多选)一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动，其运动规律为x＝－2t2－4t，y＝3t2＋6t(式中的物理量单位均为国际单位)。关于物体的运动，下列说法正确的是(　　)A．物体在x轴方向上做匀减速直线运动B．物体在y轴方向上做匀加速直线运动C．物体运动的轨迹是一条直线D．物体运动的轨迹是一条曲线
1．合运动和分运动的关系(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)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，互不影响。(3)等效性：各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。(4)同一性：各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动，不能是几个不同物体发生的不同运动。
运动的合成与分解的应用
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。
绳、杆上速度的分解(牵连速度问题)
方法：v1与v2的合成遵循平行四边形定则。常见的模型如图所示。
　 质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，重力加速度为g。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图)，下列判断正确的是(　　)A．P的速率为vB．P的速率为vcs θ2C．绳的拉力等于mgsin θ1D．绳的拉力小于mgsin θ1
[解析]　将小车速度沿绳子和垂直绳子方向分解为v1、v2，P的速率vP＝v1＝vcs θ2，A错误，B正确；小车向右做匀速直线运动，θ2减小，P的速率增大，绳的拉力大于mgsin θ1，C、D错误。
3 名师讲坛·素养提升
“小船过河”模型一条宽为L的河流，水流的速度为v1，船在静水中的速度为v2，船从河的一边渡到对岸。船过河的过程同时参与了两个运动，即船相对于水的运动和随水流的运动，船的实际运动为合运动。船在静水中的速度v2方向取决于船头朝向，船的实际运动方向取决于合速度方向。
4 2年高考·1年模拟
[解析]　如图所示，设小船航行时在静水中的速度为v2，当v2垂直A点与旋涡的连线时速度最小，由三角函数关系可知v2＝v1sin θ，故A正确，B、C、D错误。故选A。
2．(2020·浙江月考)(多选)如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，并放入一红蜡块R(R视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α，则红蜡块R的(　　)A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D．tan α与时间t成正比
3．(2020·河南郑州月考)如图所示，开始时A，B间的细绳呈水平状态，现由计算机控制物体A的运动，使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑，经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动。下列vB－t图像中，最接近物体B的运动情况的是(　　)
[解析]　将与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度v1和垂直于绳方向的速度v2，则物体B的速度vB＝v1＝vsin θ，在t＝0时刻θ＝0°，vB＝0，C项错误；之后随θ增大，sin θ增大，B的速度增大，但开始时sin θ变化快，速度增加得快，图线的斜率大，随θ增大，速度增加得慢，若绳和杆足够长，则物体B的速度趋近于A的速度，只有A项正确。
4．(2020·河北辛集中学阶段考试)如图所示，某次足球训练，守门员将静止的足球从M点踢出，球斜抛后落在60 m外地面上的P点，发球的同时，前锋从距P点11.5 m的N点向P点做匀加速直线运动，其初速度为2 m/s，加速度为4 m/s2，当其速度达到8 m/s后保持匀速直线运动，若前锋恰好在P点追上足球，球员和球均可视为质点，忽略球在空中运动时的阻力，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)A．前锋加速的距离为7 mB．足球在空中运动的时间为2.3 sC．足球运动过程中的最小速度为30 m/sD．足球上升的最大高度为10 m