《高考備考指南 物理 》課件-第1講　曲線運(yùn)動(dòng)　運(yùn)動(dòng)的合成與分解

曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天第四章

第1講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解核心素養(yǎng)新課程標(biāo)準(zhǔn)命題分析物理觀念(1)通過實(shí)驗(yàn)了解曲線運(yùn)動(dòng)，知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件；(2)會(huì)用線速度、角速度、周期描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)；(3)知道圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的大小和方向1.考查方式：(1)近幾年高考中，該部分內(nèi)容中以平拋運(yùn)動(dòng)為考查重點(diǎn)，命題頻繁出現(xiàn)；天體運(yùn)動(dòng)基本為必考內(nèi)容；對圓周運(yùn)動(dòng)中動(dòng)力學(xué)方程及臨界問題的考查也經(jīng)常涉及；曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及動(dòng)力學(xué)分析考查“物理觀念、科學(xué)思維”；開普勒定律、萬有引力定律、宇宙速度等物理觀念及應(yīng)用于分析衛(wèi)星、天體、行星運(yùn)動(dòng)問題等的科學(xué)思維素養(yǎng)，一般在選擇題中考查(2)未來高考中天體運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星類問題仍將是考查熱點(diǎn)；平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)和電磁場的綜合問題依舊是命題重點(diǎn)2.廣東命題趨勢：繩或桿關(guān)聯(lián)物體速度分解，平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題，圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析，雙星或多星模型科學(xué)探究(1)通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；(2)通過實(shí)驗(yàn)，探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系科學(xué)思維(1)會(huì)運(yùn)用合成分解思想分析平拋運(yùn)動(dòng)，體會(huì)將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為簡單運(yùn)動(dòng)的物理思想；(2)能分析生活中的拋體運(yùn)動(dòng)；(3)理解生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)聯(lián)系生活中的曲線運(yùn)動(dòng)模型，特別是平拋運(yùn)動(dòng)模型，掌握生活中的物理應(yīng)用；(2)能運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)解決以生活實(shí)際為背景的問題，體會(huì)用物理所學(xué)解決實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科魅力；(3)關(guān)注物理學(xué)定律與航天技術(shù)等現(xiàn)代科技的聯(lián)系，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和使命感欄目導(dǎo)航01知識(shí)

梳理查漏02題點(diǎn)

各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練知識(shí)梳理查漏1知識(shí)一

曲線運(yùn)動(dòng)的條件和軌跡的判斷1.曲線運(yùn)動(dòng)(1)速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的______________.

(2)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是________運(yùn)動(dòng).

(3)曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受________的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的加速度方向與速度方向不在同一條直線上.

合外力變速切線方向2.合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在________方向與______方向之間，速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè).

速度合外力3.速率變化情況判斷(1)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率__________.

(2)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率__________.

(3)當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變.

減小增大【自測1】(2023年遼寧卷)某同學(xué)在練習(xí)投籃時(shí)，籃球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，籃球所受合力F的示意圖可能正確的是(

)【解析】籃球做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，A正確.A

知識(shí)二

運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的效果相同，則這一物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫作這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫作這一實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng).2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間有_______、_______，分運(yùn)動(dòng)之間還有____________.

獨(dú)立性等時(shí)性等效性平行四邊形定則正交分解3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)運(yùn)動(dòng)的合成是唯一的，而運(yùn)動(dòng)的分解是無限的，在實(shí)際問題中通常按________來進(jìn)行分解，也可以采用________的方法.

(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵從________________(如圖所示).

實(shí)際效果4.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)(1)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是______直線運(yùn)動(dòng).

(2)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻變速運(yùn)動(dòng)；兩者共線時(shí)為勻變速______線運(yùn)動(dòng)；兩者不共線時(shí)為勻變速______線運(yùn)動(dòng).

(3)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合初速度與合加速度共線時(shí)為勻變速______線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合初速度與合加速度不共線時(shí)為勻變速______線運(yùn)動(dòng).

曲直曲直勻速【自測2】(2023年茂名二模)如圖甲是跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在起跳、騰空和落地過程的情境.在考慮空氣阻力的情況下，運(yùn)動(dòng)員騰空后的軌跡可簡化成圖乙中的OPQ運(yùn)動(dòng)，其中P是最高點(diǎn).若空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比，關(guān)于O、P兩點(diǎn)豎直方向分運(yùn)動(dòng)的加速度大小(

)A.O點(diǎn)大 B.P點(diǎn)大C.一樣大 D.無法比較A

【解析】由于空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比，運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)時(shí)速度斜向上方，此時(shí)速度最大，空氣阻力斜向下方最大，上升過程與豎直方向夾角最小，故此時(shí)空氣阻力分解在豎直方向最大，根據(jù)牛頓第二定律可知此時(shí)豎直方向分運(yùn)動(dòng)的加速度最大.故選A.題點(diǎn)各個(gè)擊破2命題點(diǎn)一物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析［師生共研類］1.合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷2.曲線運(yùn)動(dòng)的合力與軌跡、速度間的關(guān)系(1)合力方向與軌跡的關(guān)系.無力不轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎必有力：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合力方向與速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力方向指向曲線的凹側(cè).(2)分析思路.例1

(2023年中山一模)如圖所示，一塊橡皮擦用細(xì)繩懸掛于圓柱的O點(diǎn)，圓柱以恒定的角速度向左滾動(dòng)時(shí)，細(xì)繩將纏繞在圓柱上同一截面，若運(yùn)動(dòng)過程中露出桌面的圓柱長度保持不變，選地面為參照物，下列說法正確的是(

)

A.橡皮擦做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.橡皮擦運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線C.橡皮擦運(yùn)動(dòng)時(shí)繩子是傾斜狀態(tài)D.橡皮擦的速度大小不斷改變

A

【解析】橡皮擦參與了水平向左和沿繩子方向上的分運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A柱的角速度不變，所以線速度也不變，故橡皮擦參與的兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)也是勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度不變，B、D錯(cuò)誤，A正確；橡皮擦水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，該方向上加速度為零，故該方向上不受力，可知繩子處于豎直狀態(tài)，C錯(cuò)誤.1.(2023年全國乙卷)小車在水平地面上沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直增加.如果用帶箭頭的線段表示小車在軌道上相應(yīng)位置處所受的合力，下列四幅圖可能正確的是(

)【解析】小車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合外力指向曲線的凹側(cè)，A、B錯(cuò)誤；小車沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直增加，故合外力與運(yùn)動(dòng)方向夾角為銳角，C錯(cuò)誤，D正確.D

2.(2023年江蘇卷)達(dá)·芬奇的手稿中描述了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，沿途連續(xù)漏出沙子.若不計(jì)空氣阻力，則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是(

)【解析】罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間Δt內(nèi)水平方向位移增加量aΔt2，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間Δt內(nèi)位移增加gΔt2；說明水平方向位移增加量與豎直方向位移增加量比值一定，則連線的傾角就是一定的，D正確.D

3.(2023年遼寧模擬)如圖所示，中學(xué)生在雨中打傘行走，從物理學(xué)可知當(dāng)雨滴垂直落在傘面上時(shí)人淋雨最少，若雨滴在空中以2m/s的速度豎直下落，而學(xué)生打著傘以1.5m/s的速度向西走，則該學(xué)生少淋雨的打傘(傘柄指向)方式為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(

)A

命題點(diǎn)二小船渡河問題［師生共研類］1.小船過河的兩種模型

時(shí)間最短位移最短渡河情境渡河條件船頭垂直于河岸船頭斜向上游且v船＞v水船頭斜向上游，與合速度方向垂直，且v水＞v船渡河結(jié)果最短位移為河寬d2.小船過河模型的分析思路例2

(2023年佛山模擬)小劉和朋友探險(xiǎn)，遇到一寬為d＝6m，水流很急的小河.實(shí)測水流速度恒為v1＝5m/s，所帶的氣墊船在靜水中的速度為v2＝3m/s，假設(shè)兩河岸相互平行，小劉要以最短路程渡河，氣墊船的行駛方向與上游河岸所成的夾角以及此過程的渡河時(shí)間分別為(已知sin37°＝0.6)(

)A.53°；t＝2.5s B.37°；t＝2.5sC.53°；t＝1.2s D.37°；t＝2sA

B

2.一條船要在最短時(shí)間內(nèi)渡過寬為100m的河，已知河水的流速v1

與船離河岸的距離x變化的關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度v2

與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則以下判斷正確的是(

)A.船渡河的最短時(shí)間是25sB.船運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線C.船在河水中的加速度大小為0.4m/s2D.船在河水中的最大速度是5m/sC

命題點(diǎn)三關(guān)聯(lián)速度問題［師生共研類］1.模型特點(diǎn)沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等.2.思路與方法合速度→繩拉物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則.3.解題的原則把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.常見的模型如圖所示.

ACD

1.如圖所示，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線水平時(shí)，其上升速度v1≠0，若這時(shí)B的速度為v2，則(

)A.v2＝0 B.v2＞v1C.v2≠0 D.v2＝v1A

【解析】環(huán)上升過程中其速度v1可分解為兩個(gè)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(dòng)的線速度，則關(guān)系式為v2＝v1cos

θ，θ為v1與v∥間的夾角，即有v2＜v1，當(dāng)A上升至與定滑輪的連線處于水平位置時(shí)，θ＝90°，cos

θ＝0，即此時(shí)有v2＝0，A正確，B、C、D錯(cuò)誤.2.如圖所示，在距河面高度h＝20m的岸上有人用長繩拴住一條小船，開始時(shí)繩與水面的夾角為30°.人以恒定的速率v＝3m/s拉繩，使小船靠岸，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，那么(

)

A.5s時(shí)繩與水面的夾角為60°B.5s時(shí)小船前進(jìn)了15mC.5s時(shí)小船的速率為4m/sD.5s時(shí)小船到岸邊的距離為15mD

3.(2023年浙江模擬)如圖所示，長為l的輕桿，一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O，桿可在豎直面內(nèi)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng).質(zhì)量為m的物塊被放置在光滑水平面上，開始時(shí)，使小球靠在物塊的光滑側(cè)面上，輕桿與水平面的夾角為45°，用手控制物塊靜止，然后釋放物塊，在之后球與物塊運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(

)

A.球與物塊分離前，桿上的彈力逐漸增大B.球與物塊分離前，球與物塊的速度相等C.球與物塊分離前，物塊的速度先增大后減小D.球與物塊分離時(shí)，球的加速度等于重力加速度D

【解析】對小球和物塊進(jìn)行整體受力分析，可知受重力、桿的彈力F和地面的支持力FN如圖甲所示.在水平方向由牛頓第二定律得Fcos

θ＝(M＋m)ax.分離后物塊的加速度為零，可知在球與物塊分離前，物塊的加速度逐漸減小，而小球水平方向的分加速度與物塊的加速度相等，所以物塊的水平方向分加速度逐漸減小，而cos

θ逐漸增大，所以彈力逐漸減小.當(dāng)恰好分離時(shí)，水平加速度為零，彈力為零，小球只受重力，加速度等于重力加速度g，A錯(cuò)誤，D正確.設(shè)球的速度為v，球與物塊分離前，物塊與球的水平速度相等，球的速度與桿垂直向下，如圖乙所示，將球的速度分解為水平方向和豎直方向兩個(gè)分速度，由圖可知，