高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 4.1 曲线运动 运动的合成与分解课件

必修2第四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 【知识导图】切线方向变速不在同一条直线上不在同一条直线上实际平行四边形【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,但速度大小可以不变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等于分运动的速度(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,故曲线运动可能是匀变速运动考点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)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。2.速率变化的判断: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FyFycot,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=Fxtan,则质点做直线运动,选项A错误,C正确;若FxFycot,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Fxvv水水, ,当船头方向当船头方向与上游与上游夹角夹角满足满足v v船船cos=vcos=v水水时时, ,合合速度垂直河岸速度垂直河岸, ,渡河位移渡河位移最短最短, ,等于河宽等于河宽d d 如果如果v v船船vt1,v2= v1B.t2t1,v2= v1C.t2=t1,v2= v1D.t2=t1,v2= v112xx21xx21xx12xx【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。21xx2. 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=40.6 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()2222kvvkvvA. B. C. D.k11 k1 kk1【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。dv船22dvv船12tt2v1 k