第四章第一講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解_第1頁
第四章第一講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解_第2頁
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文檔簡介

1、1運(yùn)動的合成與分解 () 2拋體運(yùn)動 () 3勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度() 4勻速圓周運(yùn)動的向心力 () 5. 知道研究一般曲線運(yùn)動的方法 () 6離心現(xiàn)象 () 7萬有引力定律及其應(yīng)用 () 8環(huán)繞速度 () 9第二宇宙速度和第三宇宙速度 () 實驗:探究平拋運(yùn)動的規(guī)律,本章考查的熱點有運(yùn)動的合成與分解、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、萬有引力定律及其應(yīng)用,考查方式有選擇題,也有計算題,類平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動知識與電磁學(xué)知識相結(jié)合,易出計算題,甚至是高考的壓軸題,復(fù)習(xí)時注意掌握用運(yùn)動的合成與分解思想解決曲線運(yùn)動的方法,對圓周運(yùn)動問題,要注意分析其向心力的來源,特別是與機(jī)械能守恒相結(jié)

2、合,解決豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的最高點或最低點的臨界問題、萬有引力定律與航天問題相聯(lián)系,易以選擇題形式單獨命題,復(fù)習(xí)時注意把握兩點:萬有引力與向心力的關(guān)系、萬有引力與重力的關(guān)系,曲 線 運(yùn) 動 萬 有 引 力 與 航 天,一、曲線運(yùn)動 1運(yùn)動特點 (1)速度方向:質(zhì)點在某一點的速度方向沿曲線在這一點 的 方向 (2)運(yùn)動的性質(zhì):做曲線運(yùn)動的物體,速度的 時刻在 改變,所以曲線運(yùn)動一定是 運(yùn)動,切線,方向,變速,2運(yùn)動條件 (1)從運(yùn)動學(xué)角度:物體的加速度方向跟它的 不 在同一直線上 (2)從動力學(xué)角度:物體所受 的方向跟物體的 不在同一直線上,速度方向,合外力,速度,方向,二、運(yùn)動的合成與分解 1

3、基本概念 (1)運(yùn)動的合成:已知 求合運(yùn)動 (2)運(yùn)動的分解:已知 求分運(yùn)動,2分解原則:根據(jù)運(yùn)動的 分解,也可采用 ,分運(yùn)動,合運(yùn)動,實際效果,正交,分解,3遵循的規(guī)律 位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循 (1)如果各分運(yùn)動在同一直線上,需選取 ,與 的量取“”號,與 的量取“”號,從而將矢量運(yùn)算簡化為 ,平行四邊形定則,正方向,正方,向同向,正方向反向,代數(shù)運(yùn)算,(2)兩分運(yùn)動不在同一直線上時,按照 進(jìn)行 合成,如圖411所示 圖411,平行四邊形定則,4合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系,相等,獨立,相同,特別提醒合運(yùn)動一定是物體參與的實際運(yùn)動處理復(fù)雜的曲線運(yùn)動的常用方法是把曲線運(yùn)動

4、按實際效果分解為兩個方向上的直線運(yùn)動,1. 精彩的F1賽事相信你不會陌生吧!在觀眾感覺精彩與刺激 的同時,車手們卻時刻處在緊張與危險之中這不,車王在彎道上高速行駛的賽車后輪突然脫落,從而不得不遺憾地退出了比賽關(guān)于脫落的后輪的運(yùn)動情況,以下說法正確的是 () A仍然沿著汽車行駛的彎道運(yùn)動 B沿著與彎道垂直的方向飛出 C沿著脫離時輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動,離開彎道 D上述情況都有可能,解析:賽車在彎道上轉(zhuǎn)彎時做曲線運(yùn)動,其速度沿軌道的切線方向,車輪從賽車上脫落后將沿速度方向即軌道的切線方向做直線運(yùn)動故C正確,答案:C,2如圖412所示,汽車在一 段彎曲水平路面上勻速行駛, 關(guān)于它受的水平方向的作用

5、力 的示意圖如圖413所示, 圖412 其中可能正確的是(圖中F為牽引力,F(xiàn)f為它行駛時所受阻力) () 圖413,解析: Ff與行駛方向相反,F(xiàn)的分力提供向心力,故選C.,答案:C,3關(guān)于運(yùn)動的合成與分解,下列說法中錯誤的是 () A合運(yùn)動的速度大小不一定等于分運(yùn)動的速度大小之和 B物體的兩個分運(yùn)動若是直線運(yùn)動,它的合運(yùn)動可 能是曲線運(yùn)動 C合運(yùn)動和分運(yùn)動具有等時性 D若合運(yùn)動是曲線運(yùn)動,則其分運(yùn)動中至少有一個是曲 線運(yùn)動,解析:合速度的大小不一定等于兩個分速度大小之和,除非兩分運(yùn)動同向,故A對;兩個分運(yùn)動是直線運(yùn)動,它的合運(yùn)動可能是曲線運(yùn)動,合運(yùn)動和分運(yùn)動具有等時性,B、C正確;合運(yùn)動是曲

6、線運(yùn)動,其分運(yùn)動可能都是直線運(yùn)動,故D錯,答案: D,4船在靜水中的航速為v1,水流的速度為v2.為使船行駛 到河正對岸的碼頭,則v1相對v2的方向應(yīng)為圖414中的 () 圖414,解析:為使船行駛到正對岸,v1、v2的合速度應(yīng)指向正對岸,所以C正確,答案:C,5某質(zhì)點的運(yùn)動速度在x、y方向的分量vx、vy與時間的關(guān) 系如圖415所示,已知x、y方向相互垂直,則4 s末該質(zhì)點的速度和位移大小各是多少? 圖415,典例啟迪 例1小鋼球m以初速度v0在光滑水平面 上運(yùn)動,后受到磁極的側(cè)向作用力而做曲 線運(yùn)動,從M點運(yùn)動到N點,如圖416 所示過軌跡上M、N兩點的切線MM和 NN將軌跡MN上方的空間

7、劃分為四個區(qū) 圖416 域,由此可知,磁鐵可能處在哪個區(qū)域 () A區(qū)B區(qū) C或區(qū) D均不可能,思路點撥解答本題時應(yīng)把握以下兩個方面: (1)小鋼球m的實際運(yùn)動軌跡; (2)軌跡與力的方向的關(guān)系,解析:曲線運(yùn)動中,物體的運(yùn)動軌跡偏向合力所指的方向;由圖可知,磁鐵只能在軌跡MN下方的區(qū)域內(nèi) 故答案只能選D.,答案:D,歸納領(lǐng)悟 (1)合力方向與速度方向的關(guān)系 物體做曲線運(yùn)動時,合力的方向與速度方向一定不在同一條直線上,這是判斷物體是否做曲線運(yùn)動的依據(jù) (2)合力方向與軌跡的關(guān)系 物體做曲線運(yùn)動的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間,速度方向與軌跡相切,合力方向指向曲線的“凹”側(cè),(3)速率變化情況

8、判斷 當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體的 速率增大; 當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體的 速率減??; 當(dāng)合力方向與速度方向垂直時,物體的速率不變,題組突破 1一個物體在相互垂直的恒力F1和F2作用下,由靜止開始 運(yùn)動,經(jīng)過一段時間后,突然撤去F2,則物體以后的運(yùn)動情況是 () A物體做勻變速曲線運(yùn)動 B物體做變加速曲線運(yùn)動 C物體沿F1的方向做勻加速直線運(yùn)動 D物體做直線運(yùn)動,解析:物體在相互垂直的恒力F1、F2作用下,其合力恒定不變,且物體由靜止開始運(yùn)動,故物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,速度方向與合力方向相同突然撤去F2后,剩下的F1與速度方向成一銳角,物體做勻變速曲線運(yùn)

9、動,故A選項正確,答案:A,2在一輛靜止在水平地面上的汽車?yán)镉幸粋€小球從高處 自由下落,下落一半高度時汽車突然向右勻加速運(yùn)動,站在車廂里的人觀測到小球的運(yùn)動軌跡是圖417中的 () 圖417,解析:開始小球相對觀察者是自由落體運(yùn)動,當(dāng)車突然加速時,等效為小球相對汽車向左突然加速,剛開始加速時水平方向的相對速度較小,隨著時間的延長,水平方向的相對速度逐漸增大,故觀察者看到的小球運(yùn)動軌跡應(yīng)是C圖,答案:C,例2(2010成都模擬)河水的流速隨離河岸的距離的變化關(guān)系如圖418甲所示,船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖乙所示,若要使船以最短時間渡河,則 () 圖418,A船渡河的最短時間是60 s B船

10、在行駛過程中,船頭始終與河岸垂直 C船在河水中航行的軌跡是一條直線 D船在河水中的最大速度是7 m/s,思路點撥要使船渡河時間最短,則船必須在垂直河岸的方向上速度最大,即船頭垂直河岸航行,解析當(dāng)船頭垂直河岸航行時,渡河時間最短,B正確;從題圖甲中可以看出,河寬為d300 m,垂直河岸的速度即為船速3 m/s,所以渡河的最短時間td/v100 s,A錯誤;由于河水流速是變化的,所以合速度的方向不斷變化,所以船的運(yùn)動軌跡為曲線,C錯誤;船在河水中的最大速度為船在靜水中的速度和水流的最大速度的矢量和,為5 m/s,D錯誤,答案B,歸納領(lǐng)悟 小船過河的三種情景,題組突破 3如圖4110某人游珠江,他

11、以一定速度面部始終垂直江岸 向?qū)Π队稳ソ懈魈幩魉?度相等,他游過的路程、過江 所用的時間與水速的關(guān)系是 圖4110 (),A水速大時,路程長,時間長 B水速大時,路程長,時間短 C水速大時,路程長,時間不變 D路程、時間與水速無關(guān),答案:C,4(2010海淀區(qū)模擬)如圖4111 所示,直線AB和CD是彼此平行 且筆直的河岸,若河水不流動, 小船船頭垂直河岸由A點勻速駛 向?qū)Π?,小船的運(yùn)動軌跡為直線 圖4111 P.若河水以穩(wěn)定的速度沿平行河岸方向流動,且整個河流中水的流速處處相等,現(xiàn)仍保持小船船頭垂直河岸由A點勻加速駛向?qū)Π?,則小船實際運(yùn)動的軌跡可能是圖中的 () A直線PB曲線Q C直線

12、R D曲線S,解析:小船在流動的河水中行駛時,同時參與兩個方向的分運(yùn)動,一是沿水流方向的勻速直線運(yùn)動,二是沿垂直于河岸方向的勻加速直線運(yùn)動;沿垂直于河岸方向小船具有加速度,由牛頓第二定律可知,小船所受的合外力沿該方向;根據(jù)物體做曲線運(yùn)動時軌跡與其所受外力方向的關(guān)系可知,小船的運(yùn)動軌跡應(yīng)彎向合外力方向,故軌跡可能是S.,答案:D,典例啟迪 例3如圖4112所示,在不計 滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下,當(dāng) 小車勻速向右運(yùn)動時,物體A的受 力情況是 () A繩的拉力大于A的重力 圖4112 B繩的拉力等于A的重力 C繩的拉力小于A的重力 D繩的拉力先大于重力,后變?yōu)樾∮谥亓?思路點撥將小車的速度沿繩和垂

13、直于繩兩個方向分解,找出物體A與小車的速度關(guān)系;據(jù)物體A的速度大小變化分析繩的拉力與A的重力關(guān)系,解析小車水平向右的速度(也就是繩子末 端的運(yùn)動速度)為合速度,它的兩個分速度v1、 v2如圖所示,其中v2就是拉動繩子的速度, 它等于A上升的速度 由圖得:vAv2vcos 小車勻速向右運(yùn)動過程中,逐漸變小,可知vA逐漸變大,故A做加速運(yùn)動,由A的受力及牛頓第二定律可知繩的拉力大于A的重力故選A.,答案A,歸納領(lǐng)悟 繩、桿等有長度的物體,在運(yùn)動過程中,其兩端點的速度通常是不一樣的,但兩端點的速度是有聯(lián)系的,稱之為“關(guān)聯(lián)”速度“關(guān)聯(lián)”速度的關(guān)系沿桿(或繩)方向的速度分量大小相等,題組突破 5圖411

14、3中,套在豎直細(xì)桿上 的環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長 的輕繩與重物B相連由于B的質(zhì) 量較大,故在釋放B后,A將沿桿 上升,當(dāng)A環(huán)上升至與定滑輪的連 圖4113 線處于水平位置時,其上升速度 v10,若這時B的速度為v2,則 () Av2v1 Bv2v1 Cv20 Dv20,解析:環(huán)上升過程的速度v1可分解為兩 個分速度v和v,如圖所示,其中v 為沿繩方向的速度,其大小等于重物B 的速度v2;v為繞定滑輪轉(zhuǎn)動的線速度 關(guān)系式為v2v1cos,為v1與v間的 夾角當(dāng)A上升至與定滑輪的連線處于水平位置時,90,cos0,即此時v20.D正確,答案:D,6如圖4114所示,一根長直輕桿 AB在墻角沿豎直墻和水平地面滑動, 當(dāng)AB桿和墻的夾角為時,桿的A端 沿墻下滑的速度大小為v1,B端沿地 面的速度大小為v2.則v1、v2的關(guān)系是 圖4114 () Av1v2 Bv1v2cos Cv1v2tan Dv1v2sin,解析:如圖,輕桿A端下滑速度v1 可分解為沿桿方向的速度v1和垂 直于桿的方向速度

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