高考物理一轮复习第四章曲线运动第1讲曲线运动运动的合成与分解课件.ppt

1、物理课标版第1讲曲线运动运动的合成与分解考点一曲线运动的理解考点一曲线运动的理解(条件与轨迹分析条件与轨迹分析)1.运动性质质点在曲线运动中的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。2.速度方向质点在某一点(或某时刻)的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。3.质点做曲线运动的条件(1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动。(2)从运动学角度看:物体加速度方向与速度方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动。(1)速度发生变化的运动,一定是曲线运动。()(2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。()(3)曲线运动可能是

2、匀变速运动。()答案答案(1)(2)(3)1.合力方向与速度方向的关系物体做曲线运动时,合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上,这是判断物体是否做曲线运动的依据。2.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。3.速率变化情况判断(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。1-1 (2016安徽合肥质量检测,2)在长约一米的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个适当的圆柱形的红蜡块,玻璃管的开口端

3、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,小车运动到图甲中虚线位置B。按照图甲建立的坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是图乙中的()甲乙答案答案A根据题述,红蜡块沿玻璃管匀速上升,即沿y方向做匀速直线运动;在粗糙水平桌面上的小车从A位置以初速度v0开始运动,即小车做匀减速直线运动,则沿x方向红蜡块也做匀减速直线运动,分析各图可知红蜡块实际运动的轨迹可能是图乙中的A。1-2一物体在xOy平面内运动的轨迹如图所示,下列判断正确的是()A

4、.若物体在x轴方向上始终匀速,则在y轴方向上先加速后减速B.若物体在x轴方向上始终匀速,则在y轴方向上始终匀速C.若物体在y轴方向上始终匀速,则在x轴方向上先减速后加速D.若物体在y轴方向上始终匀速,则在x轴方向上先加速后减速答案答案 D解法一物体运动轨迹上各点的切线方向为物体的合速度方向,若物体在x轴方向上始终匀速,根据合速度方向的变化(由轨迹图可知物体的合速度方向与x轴正方向的夹角先减小后增大),结合下面图甲可知:物体在y轴方向上的速度应先减小再增大,选项A、B错误;同理,若物体在y轴方向上始终匀速,根据合速度方向的变化,结合下面图乙可知:物体在x轴方向上的速度先增加后减小,选项C错误、D

5、正确。解法二若物体在x轴方向上始终匀速,则在x轴方向上物体受合力为零,物体受力与y轴平行,再根据合外力指向轨迹的凹侧,可知在轨迹OA段受合外力指向y轴负方向,如图丙所示,物体受合外力与物体实际速度在y轴方向的分矢量(vy)方向相反,所以在轨迹OA段物体在y轴方向上减速,同理可知物体在轨迹AB段在y轴方向上加速,选项A、B错误;同样的方法可知:若物体在y轴方向上始终匀速,则在x轴方向上应先加速后减速,选项C错误、D正确。方法指导方法指导(1)做曲线运动的物体,所受合外力一定指向曲线的凹侧,曲线运动的轨迹一般不会出现急折,只能平滑变化,轨迹总在力与速度的夹角中,若已知物体的运动轨迹,可判断出合外力

6、的大致方向;若已知合外力方向和速度方向,可知道物体运动轨迹的大致情况。(2)做曲线运动的物体其合外力可沿切线方向与垂直切线方向分解,其中沿切线方向的分力只改变速度的大小,而垂直切线方向的分力只改变速度的方向。考点二运动的合成及合运动性质分析考点二运动的合成及合运动性质分析1.合运动与分运动一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动都是分运动,物体的实际运动是合运动。2.运动的合成(1)同一条直线上的两分运动合成时,同向相加,反向相减。(2)不在同一条直线上的两分运动的合成,按照矢量运算法则进行。3.运动的分解(1)运动的分解是运动的合成的逆运算。(2)分解原则:根据运动的实际效果分解或正交分解

7、。4.合运动和分运动的特点等时性各分运动经历的时间均与合运动经历的时间相等等效性各分运动叠加起来的效果与合运动的效果相同同体性各分运动和合运动必须描述同一个物体的运动独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响(1)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等。()(2)只要两个分运动为直线运动,合运动一定是直线运动。()(3)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加速度间满足平行四边形定则。()答案答案(1)(2)(3)运动:0:0,:0,:0,FFFFFFFF合合合合合合合合匀速直线运动匀变速直线运动直线运动为恒力且与速度共线非匀变速直线运动为变力且与

8、速度共线匀变速曲线运动为恒力且与速度不共线曲线运动非匀变速曲线运动为变力且与速度不共线1.运动类型与分类2.运动性质与轨迹(1)两个匀速直线运动的合运动为一匀速直线运动,因为a合=0。(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动为一匀变速运动,因为a合=恒量。若二者共线,则为匀变速直线运动,如竖直上抛运动;若二者不共线,则为匀变速曲线运动,如平抛运动。(3)两个匀变速直线运动的合运动为一匀变速运动,因为a合=恒量。若合初速度与合加速度共线,则为匀变速直线运动;若合初速度与合加速度不共线,则为匀变速曲线运动。2-1(2016新疆第二次适应性检测,14)(多选)如图所示,在灭火抢险的过程中,

9、消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,在消防车向前前进的过程中,人同时相对梯子(与消防车的角度固定不变)匀速向上运动。在地面上看消防队员的运动,下列说法中正确的是()A.当消防车匀速前进时,消防队员一定做匀加速直线运动B.当消防车匀速前进时,消防队员一定做匀速直线运动C.当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速曲线运动D.当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速直线运动答案答案 BC消防队员相对梯子匀速向上运动,当消防车匀速前进时,消防队员一定做匀速直线运动,选项A错误、B正确;当消防车匀加速前进时,由不在同一直线上的匀速直线运动和匀变速直线运动的合

10、运动一定是匀变速曲线运动可知,消防队员一定做匀变速曲线运动,选项C正确、D错误。2-2 (2015广东理综,14,4分)如图所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向运动,帆船以速度v朝正北方向航行。以帆板为参照物()A.帆船朝正东方向航行,速度大小为vB.帆船朝正西方向航行,速度大小为vC.帆船朝南偏东45方向航行,速度大小为vD.帆船朝北偏东45方向航行,速度大小为v22答案答案D以帆板为参照物时,帆船相对于帆板同时具有向正北的速度v与向正东的速度v,故由平行四边形定则可知,帆船相对于帆板的速度大小为v,方向为北偏东45,D正确。2考点三小船渡河问题考点三小船渡河问题1.船的实际运动是水流的运动

11、和船相对静水的运动的合运动。2.三种速度:v船(船在静水中的速度)、v水(水流速度)、v(船的实际速度)。1.渡河问题解题流程情况图示说明渡河时间最短当船头垂直河岸时,渡河时间最短,最短时间tmin=渡河位移最短当v水v船时,如果船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直,渡河位移最短,最短渡河位移为xmin=dv船vvd水船2.三种特殊情况图解注意注意(1)船的划行方向与船头指向一致(v船的方向),是分速度方向,而船的航行方向是实际运动的方向,也就是合速度的方向。(2)小船过河的最短时间与水流速度无关。3-1(2017湖北武汉)(多选)如图所示,小船自A点渡河,航行方向与上游河岸夹角为时,到达正

12、对岸B点。现在水流速度变大,仍要使船到达正对岸B点,下列可行的办法是()A.航行方向不变,船速变大B.航行方向不变,船速变小C.船速不变,减小船与上游河岸的夹角D.船速不变,增大船与上游河岸的夹角答案答案 AC设船速为v1,水速为v2。把船速沿河岸与垂直于河岸正交分解,则当v1cos=v2时,就能保证船到达正对岸,由此可见,当水流速度v2变大时,若不变,可增大v1,若v1不变,可减小,均可使船到达正对岸,故A、C正确。3-2 (2014四川理综,4,6分)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

13、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()A.B.C.D.21kvk 21vk21kvk21vk 确。答案答案 B去程时船头垂直河岸如图所示,由合运动与分运动具有等时性并设河宽为d,则去程时间t1=;回程时行驶路线垂直河岸,故回程时间t2=,由题意有=k,则k=,得v1=,选项B正1dv221dvv12tt2211vvv221vk21vk考点四关联速度问题考点四关联速度问题1.“关联速度”特点用绳、杆相牵连的两物体,在运动过程中,两物体的速度通常不同,由于绳或杆的形变可以忽略,所以物体沿绳或杆方向的分速度大小相等。2.常用的解题思路和步骤先确定合运动的方向(物体实际运

14、动的方向即绳或杆两端点的速度),然后根据合运动所产生的实际效果(一方面使绳或杆伸缩的效果;另一方面使绳或杆转动的效果)确定两个分速度的方向(沿绳或杆方向的分速度和垂直于绳或杆方向的分速度,绳或杆两端沿绳或杆方向的分速度大小相同)。据此可得本类问题的基本解答步骤:(1)确定绳或杆两端点的速度合速度;(2)将合速度按实际效果进行分解(在分析用绳或杆相连的两个物体的速度关系时,均是将物体的速度沿绳或杆和垂直于绳或杆的方向进行分解);(3)根据“绳或杆两端沿绳或杆方向的分速度相等”列方程求解。情景图示(注:A沿斜面下滑)分解图示定量结论vB=vAcosvAcos=v0vAcos=vBcosvBsin=

15、vAcos“关联速度”常见情景示例4-1如图所示,长为L的直棒一端可绕固定轴O转动,另一端搁在水平升降台上,升降台以速度v匀速上升,当棒与竖直方向的夹角为时,棒的角速度为()A.B.C.D.sinvLcosvLcosvLsinvL向左上方,如图所示。合速度v实=L,沿竖直向上方向上的速度分量等于v,即Lsin=v,所以=,选项A、B、C均错、D正确。sinvL答案答案 D棒与升降台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指4-2一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑,如图所示,当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等高,其速度大

16、小为v1,已知此时轻杆与水平方向成=30角,B球的速度大小为v2,则()A.v2=v1B.v2=2v1C.v2=v1D.v2=v1123答案答案C因球A与球形容器球心等高,则速度v1方向竖直向下,将速度v1分解如图所示。由图可知:v11=v1sin30=v1,对球B分析知,球B此时速度方向与杆成=60角,斜向右上方,将球B的速度v2分解如图所示。由图可知v21=v2cos60=v2。1212又沿杆方向两球分速度相等,即v21=v11,解得v2=v1,选项C正确。方法指导方法指导解答关联速度类问题时要注意以下两点:(1)看清题目本质是绳牵连还是杆牵连;(2)明确牵连速度,建立等式。编后语 老师上

17、课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何抓住老师的思路。根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、

18、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是”等等，这些用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面的内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。2022-10-26最新中小学教学课件372022-10-26最新中小学教学课件38谢谢欣赏！