2024年高考物理第一轮复习：第1讲　曲线运动　运动的合成与分解课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：第1讲　曲线运动　运动的合成与分解课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了主干知识·填一填，切线方向，加速度，合外力，同时参与，独立进行，平行四边形定则，规律结论·记一记，必刷小题·测一测，限时规范训练等内容，欢迎下载使用。

第1讲　曲线运动　运动的合成与分解
必备知识新学法基础落实
一、曲线运动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___________．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___________运动．3．运动的条件(1)运动学角度：物体的___________方向与速度方向不在同一条直线上．(2)动力学角度：物体所受___________的方向跟它的速度方向不在同一条直线上．
二、运动的合成与分解1．合运动与分运动：物体的___________运动是合运动，物体___________的几个运动是分运动．2．合运动与分运动的关系(1)等时性：合运动和分运动经历的___________相等，即同时开始、同时进行、同时停止．(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动___________，不受其他运动的影响．(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___________．3．遵循的法则位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循_________________．
1．做曲线运动的物体其速度方向时刻在变，但速度的大小可能不变．2．时间是分运动与分运动、分运动与合运动建立联系的关键量，即t是运动规律方程组所共有的“元”．3．两个分运动的合运动是直线运动还是曲线运动要看合速度与合加速度是否在同一直线上．4．运动的分解应考虑运动的实际效果，类似于力的分解考虑力的作用效果；但力的分解也常常考虑解题的方便不根据作用效果进行分解，运动的分解则常常沿两个互相垂直的方向分解，方便计算．5．实际运动为合运动．
一、易混易错判断1．做曲线运动的物体加速度一定不为零．(　　)2．做曲线运动的物体速度大小一定发生变化．(　　)3．曲线运动可能是匀变速运动．(　　)4．只要两个分运动为直线运动，合运动一定是直线运动．(　　)5．合运动的速度一定比分运动的速度大．(　　)
二、经典小题速练1．(多选)一质点做曲线运动，它的速度方向和加速度方向的关系是(　　)A．质点速度方向时刻在改变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解析：AD　质点做曲线运动，其速度方向沿轨迹的切线方向，方向时刻在改变，且与加速度方向不在一条直线上，加速度的方向可能是不变的，故选项A、D正确，B、C错误．
2．(多选)物体在光滑水平面上受三个水平恒力(不共线)作用处于平衡状态，如图所示，当把其中一个水平恒力撤去时(其余两个力保持不变)物体(　　)A．一定做匀加速直线运动B．可能做匀变速直线运动C．可能做曲线运动D．一定做曲线运动
解析：BC　物体原来处于平衡状态，物体所受的合力为零，当撤去其中一个力后，其余力的合力与撤去的力大小相等、方向相反，合力恒定，加速度恒定，故物体做匀变速运动，当合力方向与速度方向在同一直线上时，物体做匀变速直线运动；当合力方向与速度方向不共线时，物体做曲线运动，故B、C正确，A、D错误．
3．(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解析：BC　运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立，因而，水平风速越大，落地的合速度越大，但落地时间不变，故选项B、C正确，A、D错误．
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命题点一　物体做曲线运动的条件与轨迹分析(自主学习)[核心整合]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．(2)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．曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系(1)速度方向与运动轨迹相切．(2)合力方向指向曲线的“凹”侧．(3)运动轨迹一定夹在速度方向和合力方向之间．
3．合力方向与速率变化的关系
[题组突破]1．(物体做曲线运动的条件)如图所示，水平桌面上一小铁球沿直线运动．若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁，下列关于小铁球运动的说法正确的是(　　)A．磁铁放在A处时，小铁球做匀速直线运动B．磁铁放在A处时，小铁球做匀加速直线运动C．磁铁放在B处时，小铁球做匀速圆周运动D．磁铁放在B处时，小铁球做变加速曲线运动
解析：D　磁铁放在A处时，小铁球受磁力作用向前加速，逐渐靠近磁铁，磁力增大，加速度增大，故A、B均错误；磁铁放在B处时，小铁球受到的磁力与速度方向不共线，做曲线运动，因磁力的大小和方向均随距离的变化而变化，故加速度大小是变化的，C错误，D正确．
2.(轨迹、速度与力的位置关系)双人滑冰运动员在光滑的水平冰面上做表演，甲运动员给乙运动员一个水平恒力F，乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN.vM与vN正好成90°角，则此过程中，乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的(　　) A．F1　　　　　　　B．F2 C．F3 D．F4 解析：C　根据题图所示乙运动员由M向N做曲线运动，乙运动员向前的速度减小，同时向右的速度增大，故合外力的方向指向题图F2水平线右下方，故F3的方向可能是正确的，C正确，A、B、D错误．
2．判断两个直线运动的合运动性质，关键看合初速度方向与合加速度方向是否共线．
(2021·广东卷)由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点．在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平．杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(　　)A．P点的线速度大小不变B．P点的加速度方向不变C．Q点在竖直方向做匀速运动D．Q点在水平方向做匀速运动
[题组突破]1．(合运动的计算)(2022·江苏苏州模拟)(多选)如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v­t图像如图乙所示，人顶杆沿水平地面运动的x­t图像如图丙所示．若以地面为参考系，下列说法中正确的是(　　)A．猴子的运动轨迹为直线B．猴子在2 s内做匀变速曲线运动C．t＝0时猴子的速度大小为8 m/sD．t＝2 s时猴子的加速度大小为4 m/s2
2.(运动的独立性)如图所示，从广州飞住上海的波音737航班上午10点到达上海浦东机场，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(　　) 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
命题点三　小船渡河问题(师生互动)[核心整合]1．合运动与分运动合运动→船的实际运动v合→平行四边形对角线
2．小船渡河的两类问题、三种情景
(2022·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(　　)A．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
3．解题的原则把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解．常见的模型如图所示．
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问题二　下雨打伞　 雨滴在空中以4 m/s的速度竖直下落，人打伞以3 m/s的速度向西急行，如果希望雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨，伞柄应指向什么方向？答案：向西倾斜，与竖直方向成37°角
问题三　转台投篮 　趣味投篮比赛中，运动员站在一个旋转较快的大平台边缘上，相对平台静止，向平台圆心处的球筐内投篮球．则下图各俯视图中篮球可能被投入球筐(图中箭头指向表示投篮方向)的是(　　)解析：C　当沿圆周切线方向的速度和出手速度的合速度方向指向球筐，篮球就会被投入球筐．故C正确，A、B、D错误．
[基础巩固] 1.在光滑的水平面上有一冰球以速度v0沿直线匀速从a点运动到b点，忽略空气阻力，如图所示为俯视图．当冰球运动到b点时受到垂直于速度方向的力的快速撞击，撞击之后冰球可能的运动轨迹是(　　)
解析：C　由题意可知，两分速度的合速度的方向，即为冰球运动的方向，由于冰球受到的是瞬间撞击，获得速度后不再受力，因此冰球不可能做曲线运动，故B、D错误；冰球受到力的垂直撞击但初速度方向不变，撞击后的合速度是两个垂直方向速度的合成，故A错误，C正确．
2．(2022·武汉质检)(多选)初速度不为零的小球只受到一个大小不变的力的作用，下列说法正确的是(　　)A．小球可能做曲线运动B．小球的位置可能保持不变C．小球的速度大小可能保持不变D．小球的加速度一定保持不变解析：AC　当小球的速度方向与力F不共线时，小球做曲线运动，选项A正确；小球所受合外力不为零，一定会运动，所以小球的位置不可能保持不变，选项B错误；若力F与速度垂直，力F的大小不变，方向不断变化，则小球做匀速圆周运动，速度的大小保持不变，选项C正确；小球所受的合外力大小不变，方向不确定，所以加速度不一定保持不变，选项D错误．
3.如图所示，某河段两岸平行，越靠近中央水流速度越大，一条小船保持船头垂直于河岸的方向匀速航行．现沿水流方向及垂直于河岸方向建立直角坐标系xOy，则该小船渡河的大致轨迹是(　　)
解析：C　小船垂直于河岸方向航行的速度不变，但水流速度越靠近中央越大，因此小船渡河过程中先具有向下游的加速度，后具有向上游的加速度，结合曲线运动的轨迹特点可知，加速度方向应指向轨迹的凹侧，故只有选项C正确．
[能力提升]7．(多选)一个质量为2 kg的物体，在5个共点力作用下处于匀速直线运动状态，现同时撤去大小分别为6 N和10 N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体运动的说法中正确的是(　　)A．可能做加速度大小是2 m/s2的匀变速直线运动B．可能做加速度大小是10 m/s2的匀变速直线运动C．可能做加速度大小是8 m/s2的匀变速曲线运动D．可能做加速度大小是10 m/s2的匀变速曲线运动
9．(2022·潍坊一中质检)(多选)一艘快艇要从岸边某位置处到达河中离岸边100 m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度vx与时间t的关系图像和水流的速度vy与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示，则下列说法中正确的是(　 　)A．快艇的运动轨迹为直线B．快艇的运动轨迹为曲线C．快艇最快到达浮标处的时间为20 sD．快艇最快到达浮标处经过的位移大于100 m
11．(多选)如图甲所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，在侧壁同一竖直线上有A、B两小孔相距h，将一小球从上部A孔沿筒内壁水平射入筒中，小球紧贴筒内壁运动，并恰好能到达下部小孔B，所用时间为t1，到达下部小孔B时的速度大小为vB.如图乙所示，用光滑细钢丝绕成的螺距相同的柱形螺线管，横截面半径也为R，竖直固定，钢丝上下两端C、D恰好在同一竖直线上，相距h，一小铜环穿在钢丝上从上端C无初速度下滑到达底端D，所用时间为t2，到达D端时的速度大小为vD，二者相比较，下列结论正确的是(　　)A．t1＝t2 B．t1vD
13．(2019·全国卷Ⅱ)(多选)如图(a)，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v­t图像如图(b)所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻．则(　　)A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
解析：BD　根据v­t图线与横轴所围图形的面积表示位移，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大，选项A错误；根据v­t图线的斜率表示加速度，综合分析可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的小，选项C错误．第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大，又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值相同(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值)，故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大，选项B正确；竖直方向上的速度大小为v1时，根据v­t图线的斜率表示加速度可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小，由牛顿第二定律有mg－f＝ma，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大，选项D正确．