高考物理总复习4.1曲线运动运动的合成与分解课件PPT

这是一份高考物理总复习4.1曲线运动运动的合成与分解课件PPT，共55页。PPT课件主要包含了知识导图，不在同一条直线上，平行四边形，等于分运动的速度，可能是匀变速运动，速率变化的判断等内容，欢迎下载使用。

【微点拨】1.决定物体运动性质的两个因素v、F(或a):(1)两者共线时:物体做直线运动。(2)两者不共线时:物体做曲线运动。
2.合运动和分运动的关系:(1)等时性:经历时间相等。(2)独立性:各分运动互不影响。(3)等效性:分运动叠加起来与合运动效果相同。(4)同一性:同一物体参与分运动和合运动。
【慧眼纠错】　(1)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化。纠错:_______________________________________________。(2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。纠错:________________________________________________________________。
曲线运动的速度方向一定变化,但速度大小可以
曲线运动的加速度一定与速度不共线,但加速度
可能变化,也可能不变化
(3)曲线运动可能是匀速运动。纠错:_______________________。(4)合运动的速度一定大于分运动的速度。纠错:___________________________________________________________。
曲线运动一定是变速运动
根据平行四边形定则,合运动的速度可能小于或
(5)两个直线运动的合运动一定是直线运动。纠错:______________________________________________________________________________。(6)曲线运动不可能是匀变速运动。纠错:_________________________________________________________。
两个直线运动的合运动的合加速度与合速度共
线时,合运动是直线运动,否则为曲线运动
曲线运动的加速度可能是恒定的,故曲线运动
考点1　曲线运动的性质、轨迹分析【典题探究】【典例1】(多选)(2016·全国卷Ⅰ)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则世纪金榜导学号04450074(　　)
A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变
【解析】选B、C。若施加一恒力与速度方向不在同一直线,质点做匀变速曲线运动,质点速度的方向与该恒力的方向夹角越来越小,A错、B对;质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同,单位时间内速度的变化量总是不变,不是速率的变化量总是不变,C对、D错。
【通关秘籍】 1.运动轨迹的判断:(1)若物体所受合力方向与速度方向在同一直线上,则物体做直线运动;若物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上,则物体做曲线运动。(2)物体做曲线运动时,合力指向轨迹的凹侧;运动轨迹在速度方向与合力方向所夹的区间。
3.合运动的性质的判断:合运动的性质由合加速度的特点决定。(1)根据合加速度是否恒定判定合运动的性质: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关系判定合运动的轨迹: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。
【考点冲关】 1.如图所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90°,则在物体从M点到N点的运动过程中,物体的速度将(　　)A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大
【解析】选D。由于物体做曲线运动时,合力指向轨迹的凹侧,对M、N点进行分析,在M点恒力可能如图甲,在N点可能如图乙。综合分析知,恒力F只可能如图丙,所以开始时恒力与速度的夹角为钝角,后来夹角为锐角,故速度先减小后增大,选项D正确。
2. (多选)(2018·济南模拟)光滑水平面上一运动质点以速度v0通过点O,如图所示,与此同时给质点加上沿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FyFyctα,质点向x轴一侧做曲线运动
【解析】选C、D。如果Fx、Fy二力的合力沿v0方向,即Fy=Fxtanα,则质点做直线运动,选项A错误,C正确;若Fx>Fyctα,则合力方向在v0与x轴正方向之间,则轨迹向x轴一侧弯曲而做曲线运动,若Fx【加固训练】一物体由静止开始自由下落,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止,则其运动的轨迹可能是图中的哪一个(　　)
【解析】选C。物体一开始做自由落体运动,速度向下,当受到水平向右的风力时,合力的方向右偏下,速度和合力的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,轨迹应夹在速度方向和合力方向之间,风停止后,物体的合力方向向下,与速度仍然不在同一条直线上,物体做曲线运动,轨迹向下凹,故C正确,A、B、D错误。
考点2　运动的合成与分解【典题探究】 【典例2】(2018·锦州模拟)如图所示,从上海飞往北京的波音737客机上午10点10分到达首都国际机场,若飞机在降落过程中的水平分速度为60 m/s,竖直分速度
为6 m/s,已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动,则飞机落地之前(　　)世纪金榜导学号04450075
A.飞机的运动轨迹为曲线B.经20 s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C.在第20 s内,飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D.飞机在第20 s内,水平方向的平均速度为21 m/s　　　　　　　　　
【题眼直击】(1)水平方向做初速度为60 m/s,加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动。(2)竖直方向做初速度为6 m/s,加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动。
【解析】选D。由于初速度的方向与合加速度的方向相反,故飞机的运动轨迹为直线,A错误;由匀减速运动规律可知,飞机在第20 s末的水平分速度为20 m/s,竖直方向的分速度为2 m/s,B错误;飞机在第20 s内,水平位移 竖直位移 C错误,飞机在第20 s内,水平方向的平均速度为21 m/s,D正确。
【通关秘籍】 合运动和分运动的两种分析思路:(1)应用运动学公式分析:应用运动学公式可分析描述合运动的各物理量之间的关系;应用运动学公式也可以分析描述分运动的各物理量之间的关系。(2)应用平行四边形定则分析:应用平行四边形定则,可分析合位移与分位移,合速度与分速度,合加速度与分加速度等之间的关系。
【考点冲关】 1.(2018·衡阳模拟)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(　　)
A.2∶1B.1∶ C.1∶ D.1∶( -1)
【解析】选A。由题意可知,在乘客看来,雨滴在竖直方向上做匀速直线运动,在水平方向做匀加速直线运动,因分运动与合运动具有等时性,则 =2∶1。
2.在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是(　　)
A.相对地面的运动轨迹为直线B.相对地面做匀加速直线运动C.t时刻猴子速度的大小为v0+atD.t时间内猴子的位移大小为
【解析】选D。猴子在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据运动的合成,知合初速度与合加速度不在同一条直线上,所以猴子运动的轨迹为曲线,故A错误;猴子在水平方向上的加速度为零,在竖直方向上有恒定的加速度,根据运动的合成,知猴子做曲线运动的加速度不变,做匀变速
曲线运动,故B错误;t时刻猴子在水平方向上的分速度为v0,在竖直方向上的分速度为at,所以合速度v= ,故C错误;在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h,根据运动的合成,合位移s= ,故D正确。
【加固训练】(多选)某加工厂里有宽度为1 m的长条形材料,为了将材料切割成规定尺寸的矩形,使材料以v0=3 m/s匀速直线运动,切割刀具的速度v=5 m/s,切割过程中刀具与材料各自速度均不变,则下列说法正确的是(　　)
A.切割一次的时间为0.2 sB.切割一次的时间为0.25 sC.矩形材料的长度是0.6 mD.矩形材料的长度是0.75 m
【解析】选B、D。为了使割下的材料都成规定尺寸的矩形,割刀相对材料的运动速度应垂直材料。割刀实际参与两个分运动,即沿材料的运动和垂直材料方向的运动,则割刀垂直材料方向的速度v⊥= m/s=4 m/s,那么切割一次的时间为t= =0.25 s,故A错误,B正确;在0.25 s内材料在水平方向的运动位移x=v∥t=3×0.25 m=0.75 m,故C错误,D正确。
考点3　小船渡河模型【典题探究】 【典例3】(2018·长春模拟)某物理兴趣小组的同学在研究运动的合成和分解时,驾驶一艘快艇进行了实地演练。如图所示,在宽度一定的河中的O点固定一目标靶,
经测量该目标靶距离两岸的最近距离分别为MO=15 m、NO=12 m,水流的速度平行河岸向右,且速度大小为v1=8 m/s,快艇在静水中的速度大小为v2=10 m/s。现要求快艇从图示中的下方河岸出发完成以下两个过程:第一个过程以最短的时间运动到目标靶;第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸,则下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　
世纪金榜导学号04450076A.第一个过程快艇的出发点位于M点左侧8 m处B.第一个过程所用的时间约为1.17 sC.第二个过程快艇的船头方向应垂直河岸D.第二个过程所用的时间为2 s
【解析】选D。快艇在水中一方面航行前进,另一方面随水流向右运动,当快艇的速度方向垂直于河岸时,到达目标靶的时间最短,所以到达目标靶所用时间t= =1.5 s,快艇平行河岸向右的位移为s=v1t=12 m,则出发点应位于M点左侧12 m处,A、B错误;第二个过程要求
位移最小,因此快艇应垂直到达对岸,则船头应指向河岸的上游,C错误;要使快艇由目标靶到达正对岸,快艇的位移为12 m,快艇的实际速度大小为v= =6 m/s,所用的时间为t′= =2 s,D正确。
【通关秘籍】 小船渡河的两类问题、三种情景:
【考点冲关】 1.如图所示,两次渡河时,船对水的速度大小和方向都不变。已知第一次实际航程为A至B,位移为x1,实际航速为v1,所用时间为t1。由于水速增大,第二次实际航程为A至C,位移为x2,实际航速为v2,所用时间为t2。则 (　　)
A.t2>t1,v2= v1　　　　　B.t2>t1,v2= v1C.t2=t1,v2= v1D.t2=t1,v2= v1
【解析】选D。两次船相对于静水的速度都是不变的,船相对于水的速度可以分解为垂直于河岸和平行于河岸两个方向。由于船速大小和方向不变,故垂直于河岸的速度不变,所以渡河的时间相等即t2=t1;渡河的位移x1=v1t1,x2=v2t2,解得v2= v1,所以选项D正确,A、B、C错误。
2. 如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船从A点开出的最小速度为(　　)A.2 m/sB.2.4 m/sC.3 m/sD.3.5 m/s
【解析】选B。设水流速度为v1,船的静水速度为v2,船沿AB方向航行时,运动的分解如图所示,当v2与AB垂直时,v2最小,v2min=v1sin37°=4×0.6 m/s=2.4 m/s,选项B正确。
【加固训练】有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为(　　)
【解析】选B。去程时如图甲,所用时间t1= ,回程时如图乙,所用时间t2= ,又 =k,联立解得v船= ,则B正确。