(江蘇專版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第1節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解講義(含解析).doc
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曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 (1)速度發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng),一定是曲線運(yùn)動(dòng)。() (2)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體加速度一定是變化的。() (3)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度大小一定發(fā)生變化。() (4)曲線運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)。(√) (5)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們的合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。(√) (6)合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大。() (7)只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)。() (8)分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度與合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度間滿足平行四邊形定則。(√) 突破點(diǎn)(一) 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件與軌跡分析 1.運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷 (1)若物體所受合力方向與速度方向在同一直線上,則物體做直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若物體所受合力方向與速度方向不在同一直線上,則物體做曲線運(yùn)動(dòng)。 2.合力方向與速率變化的關(guān)系 [題點(diǎn)全練] 1.一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)對(duì)其施加一恒力,且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變,則( ) A.質(zhì)點(diǎn)一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同 C.質(zhì)點(diǎn)可能做圓周運(yùn)動(dòng) D.質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同 解析:選B 若所施加的恒力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),但如果該恒力與初速度不在同一直線上,則物體做曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)的加速度恒定,根據(jù)加速度定義式可知速度的變化量在單位時(shí)間內(nèi)是相同的,故B正確;勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受外力為變力,始終指向圓心,由于所施加的是恒力,則物體受到的合力為恒力,因此不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;由牛頓第二定律可知,質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同,但是速度方向不一定與恒力的方向相同,故D錯(cuò)誤。 2.如圖為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是( ) A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大 B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90 C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度比經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的大 D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中速度一直在減小 解析:選A 由題意,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,速度沿D點(diǎn)軌跡的切線方向,則知加速度斜向左上方,合外力也斜向左上方,質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),合外力恒定不變,質(zhì)點(diǎn)由C到D過程中,合外力做負(fù)功,由動(dòng)能定理可得,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比經(jīng)過D點(diǎn)的大,故A正確;速度沿軌跡的切線方向,加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè),則有A、B、C三點(diǎn)速度與加速度方向夾角大于90,故B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),則加速度不變,所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度與經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)相同,故C錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中速度先減小后增大,故D錯(cuò)誤。 3.[多選]一個(gè)在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)的鋼球,第一次在其運(yùn)動(dòng)路線上放置磁體,第二次在其運(yùn)動(dòng)路線一側(cè)放置磁體,如圖所示,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,以下敘述正確的是( ) A.該實(shí)驗(yàn)說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿曲線的切線方向 B.該實(shí)驗(yàn)說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),受力指向軌跡的凹側(cè) C.該實(shí)驗(yàn)說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體受到的合外力與它的速度方向不在同一直線上 D.第二次實(shí)驗(yàn)中,鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡類似平拋運(yùn)動(dòng),是一條拋物線 解析:選BC 速度方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡切線方向,合力方向是指向磁體的方向,兩者不共線,球在做曲線運(yùn)動(dòng),說明曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不共線,該實(shí)驗(yàn)不能說明速度方向沿切線方向,A錯(cuò)誤,B、C正確;平拋運(yùn)動(dòng)的合外力是恒定的,這里的磁力大小和方向都變化,D錯(cuò)誤。 突破點(diǎn)(二) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用 1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 等時(shí)性 各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始,同時(shí)結(jié)束,經(jīng)歷時(shí)間相等(不同時(shí)的運(yùn)動(dòng)不能合成) 等效性 各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有相同的效果 獨(dú)立性 一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng),其中的任何一個(gè)分運(yùn)動(dòng)都會(huì)保持其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不變,并不會(huì)受其他分運(yùn)動(dòng)的干擾。雖然各分運(yùn)動(dòng)互相獨(dú)立,但是合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由它們共同決定 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則 運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)的各物理量,即位移、速度、加速度的合成與分解,由于它們均是矢量,故合成與分解都遵守平行四邊形定則。 3.合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷 (1)若合加速度不變,則為勻變速運(yùn)動(dòng);若合加速度(大小或方向)變化,則為非勻變速運(yùn)動(dòng)。 (2)若合加速度的方向與合初速度的方向在同一直線上,則為直線運(yùn)動(dòng),否則為曲線運(yùn)動(dòng)。 [典例] [多選]如圖所示,在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水,水中放一紅蠟塊R(R視為質(zhì)點(diǎn))。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,在紅蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)勻速上浮的同時(shí),玻璃管沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),合速度的方向與y軸夾角為α。則紅蠟塊R的( ) A.分位移y與分位移x成正比 B.合速度v的大小與時(shí)間t成正比 C.分位移y的平方與分位移x成正比 D.tan α與時(shí)間t成正比 [思路點(diǎn)撥] 紅蠟塊同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng):y軸方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),x軸方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)位移與時(shí)間表達(dá)式,從而確定分位移y與x的關(guān)系,再由y方向可求運(yùn)動(dòng)時(shí)間,接著由x方向求加速度,從而求得vx,再由速度合成求此時(shí)的速度大小,最后由兩方向的速度關(guān)系,可知tan α與時(shí)間t的關(guān)系。 [解析] 由題意可知,y軸方向分位移y=v0t;而x軸方向分位移x=at2,聯(lián)立可得:x=y(tǒng)2,故A錯(cuò)誤,C正確; x軸方向分速度vx=at,那么合速度的大小v=,則v的大小與時(shí)間t不成正比,故B錯(cuò)誤;合速度的方向與y軸夾角為α,則有:tan α==t,故D正確。 [答案] CD [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2019如東期末)如圖甲所示,在一次海上救援行動(dòng)中,直升機(jī)沿水平方向勻速飛行,同時(shí)懸索系住傷員勻速上拉,以地面為參考系,傷員從 A至B的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖乙中的( ) A.折線ACB B.線段AB C.曲線AmB D.曲線AnB 解析:選B 傷員參加了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),水平方向勻速運(yùn)動(dòng),豎直方向勻速上升,合速度是兩個(gè)分速度的矢量和,遵循平行四邊形定則,由于兩個(gè)分速度大小和方向都恒定,故合速度固定不變,即合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),故運(yùn)動(dòng)軌跡是線段AB,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。 2.(2019通州調(diào)研)如圖所示,一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),現(xiàn)用一支鉛筆貼著細(xì)線的左側(cè)水平向右以速度v勻速移動(dòng),運(yùn)動(dòng)中始終保持鉛筆的高度不變、懸掛橡皮的那段細(xì)線豎直。則運(yùn)動(dòng)到圖中虛線所示位置時(shí),橡皮的速度情況是( ) A.水平方向速度大小為vcos θ B.豎直方向速度大小為vsin θ C.合速度大小為v D.合速度大小為vtan θ 解析:選B 將鉛筆與細(xì)線接觸點(diǎn)的速度分解為沿細(xì)線方向和垂直于細(xì)線方向,如圖所示,則沿細(xì)線方向上的分速度為vsin θ,因?yàn)檠丶?xì)線方向上的分速度等于橡皮在豎直方向上的分速度,則橡皮在豎直方向速度大小為vsin θ,橡皮在水平方向上的速度為v,合速度為v合=≠vtan θ,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 突破點(diǎn)(三) 小船渡河問題 1.小船渡河問題的分析思路 2.小船渡河的兩類問題、三種情景 渡河時(shí)間最短 當(dāng)船頭方向垂直于河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,最短時(shí)間tmin= 渡河位移最短 如果v船>v水,當(dāng)船頭方向與上游夾角θ滿足v船cos θ=v水時(shí),合速度垂直于河岸,渡河位移最短,等于河寬d 如果v船- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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