高考物理复习专题四曲线运动万有引力定律第1讲运动的合成与分解.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,专题四 曲线运动 万有引力定律,1/43,考点内容,要求,热点,1.运动合成与分解,1.本专题是牛顿运动定律在曲线运动中详细应用，万有引力定律是力学中一个主要、独立基本定律运动合成与分解是研究复杂运动基本方法,2平抛运动规律及其研究思想在前几年高考题中都有所表示，在近两年考题中考查得较少，但仍要引发注意,3匀速圆周运动及其主要公式，尤其是匀速圆周运动动力学特点要引发足够重视，对天体运动考查都离不开匀速圆周运动,4万有引力定律及利用它处理相关一些实际问题，尤其是天体运动问题是近几年考查热点，几乎年年有题，年年翻新，以近几年中国及世界空间技术和宇宙探索为背景题目备受青睐,5本专题一些考题常是本章内容与电场、磁场、机械能等知识综合题和与实际生活、新科技、新能源等结合应用题，这种题难度较大，学习过程中应加强综合能力培养.,2.抛体运动,3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度,4.匀速圆周运动向心力,5.离心现象,6.万有引力定律及其应用,7.围绕速度,8.第二宇宙速度和第三宇宙速度,9.经典时空观和相对论时空观,2/43,第,1,讲,运动合成与分解,3/43,一、曲线运动,1速度方向：质点,在某一点速度方向，沿曲线在这一,点_,切线方向,方向,2运动性质：做曲线运动物体，速度_,时刻在改变，所以曲线运动一定是_运动,变速,3曲线运动条件：物体所受合外力方向跟它速度方,向 _,同一条直线上或它加速度方向与速度方向,_,同一条直线上,不在,不在,4/43,4合外力方向与轨迹关系,物体做曲线运动轨迹一定夹在_方向与_,方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹“凹”,侧,合外力,速度,5速率改变情况判断,(1)当合外力方向与速度方向,夹角为锐角时，物体速率,_,增大,(2)当合外力方向与速度方向夹角为钝角时，物体速率,_,减小,不变,(3)当合外力方向与速度方向垂直时，物体速率_,5/43,二、运动合成与分解,1分运动和合运动：一个物体同,时参加几个运动，参加,这几个运动都是,_，物体实际运动就是合运动,2运动合成：已知分运动求合运动，叫做运动合成,(1)同一条直线上两个分运动合成：同向_，,反向_,分运动,相加,(2)不在同一条直线上两个分运动合成时，遵照,_,相减,平行四边形定则,6/43,【基础检测】,1(,多项选择，年广东广州模拟),关于做曲线运动物体，,以下说法中正确是(,),A,它所受合外力一定不为零,B,它所受合外力一定是变力,C,其速度能够保持不变,D,其动能能够保持不变,解析：,物体做曲线运动，其速度方向一定改变，故物体加速度一定不为零，合外力也一定不为零，合外力若与速度一直垂直，动能能够保持不变，故,A、D,正确，,B、C,错误,答案：,AD,7/43,2以下关于曲线运动说法中，正确是(,),A做平抛运动物体，加速度是恒定,B做曲线运动物体加速度一定是改变,C做曲线运动物体其速度大小一定是改变,D骑自行车冲到圆弧形桥顶时，人对自行车车座压力,增加，这是因为超重原因造成,答案：,A,8/43,考点 1,曲线运动了解,重点归纳,1曲线运动理,解,9/43,2曲线运动特征,(1)运动学特征：因为做曲线运动物体瞬时速度方向沿,曲线上物体位置切线方向，所以做曲线运动物体速度方,向时刻发生改变，即曲线运动一定为变速运动,(2)动力学特征：因为做曲线运动物体速度时刻改变，,说明物体含有加速度，依据牛顿第二定律可知，物体所受合外,力一定不为零且和速度方向一直不在一条直线上(曲线运动条,件)合外力在垂直于速度方向上分力改变物体速度方向，,合外力在沿速度方向上分力改变物体速度大小,10/43,(3)轨迹特征：曲线运动轨迹一直夹在协力方向与速度,方向之间，而且向协力一侧弯曲，或者说协力方向总指,向曲线凹侧曲线轨迹只能平滑改变，不会出现折线,(4)能量特征：假如物体所受合外力一直和物体速度垂,直，则合外力对物体不做功，物体动能不变；若合外力不与,物体速度方向垂直，则合外力对物体做功，物体动能发生,改变,11/43,【考题题组】,1若已知物体运动初速度,v,0,方向及它受到恒定,合外力,F,方向，图中,M,、,N,、,P,、,Q,表示物体运动轨迹，其,中正确是(,),A,B,C,D,解析：,物体运动速度方向与运动轨迹一定相切，而且合,外力 F 方向一定指向轨迹凹侧，故只有 B 正确,答案：,B,12/43,2如图 4-1-1 所表示为质点做匀变速曲线运动轨迹示意图，,且质点运动到,D,点时速度方向与加速度方向恰好相互垂直，则,),质点从,A,点运动到,E,点过程中，以下说法中正确是(,A质点经过,C,点速率比,D,点大,B质点经过,A,点时加速度方向,与速度方向夹角小于 90,C质点经过,D,点时加速度比,B,点大,D质点从,B,到,E,过程中加速度方向,图 4-1-1,与速度方向夹角先增大后减小,答案：,A,13/43,考点 2,运动合成与分解,重点归纳,合运动与分运动关系,(1)等时性：各个分运动与合运动总,是同时开始，同时结束，,经历时间相等,(不一样时运动不能合成),(2)等效性：各分运动叠加起来与合运动有相同效果,(3)独立性：一个物体同时参加几个运动，其中任何一个,都会保持其运动性质不变，并不会受其它分运动干扰即使,各分运动相互独立，不过它们共同决定合运动性质和轨迹,14/43,考向,1,合运动性质判定和计算,1依据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运,动还是曲线运动，详细分以下几个情况：,15/43,2运动合成与分解运算法则,(1)运动合成与分解是指描述运动各物理量，即位移、,速度、加速度合成与分解，因为它们均是矢量，故合成与分,解都恪守平行四边形定则,(2)假如各分运动在同一直线上，需选取正方向，与正方向,同向量取“”号，与正方向反向量取“”号，从而将,矢量运算简化为代数运算,16/43,【考题题组】,3(,多项选择，年江苏连云港模拟),如,图 4-1-2 所表示,，一块橡皮用细线悬挂于,O,点，用钉子靠着线左侧沿与水平方向成,30角,斜面向右上以速度,v,匀速运动，运动中一直保持悬线竖,直，以下说法正确是,(),A橡皮速度大小为,v,B橡皮速度大小为,v,C,橡皮速度与水平方向成 60角,D橡皮速度与水平方向成 45角,图 4-1-2,17/43,解析：,橡皮斜向右上方运动，含有沿斜面向上分速度，,与钉子沿斜面向上速度相等，即为,v,；橡皮还含有竖直向上,分速度，大小也等于,v,；其实际速度大小(合速度)是两个分速,度合成，如图 D20 所表示故橡皮实际速度大小(合速度)：,B、,C 正确,图,D20,答案：,BC,18/43,4因为卫星发射场不在赤道上，同时卫星发射后需要从,转移轨道经过调整再进入地球同时轨道当卫星在转移轨道上,飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿,同时轨道运行已知同时卫星围绕速度约为 3.110,3,m/s，某,次发射卫星飞经赤道上空时速度为 1.5510,3,m/s，此时卫星,高度与同时轨道高度相同，转移轨道和同时轨道夹角为,30，如图 4-1-3 所表示，发动机给卫星附加速度方向和大小,约为(,),19/43,图 4-1-3,A西偏北方向，1.910,3,m/s,B东偏南方向，1.910,3,m/s,C西偏北方向，2.710,3,m/s,D东偏南方向，2.710,3,m/s,20/43,图 D21,答案：,B,21/43,考向,2,与运动图象结合合成与分解问题,【考题题组】,5有一个质量为 2 kg 质点在,x,-,y,平面上运动，在,x,方向,速度图象和,y,方向位移图象分别如图 4-1-4 甲、乙所表示，下,列说法正确是(,),乙,图,4-1-4,甲,22/43,A质点所受合外力为 3 N,B质点初速度为 3 m/s,C质点做匀变速直线运动,D质点初速度方向与合外力方向垂直,23/43,24/43,6(,多项选择,)在一,光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体,从,t,0 时刻起，由坐标原点,O,(0,0)开始运动，其沿,x,轴和,y,轴,方向运动速度-时间图象如图 4-1-5 甲、乙所表示，以下说法中,正确是(,),甲,乙,图,4-1-5,25/43,A前 2 s 内物体沿,x,轴做匀加速直线运动,B后 2 s 内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿,y,轴,方向,C4 s 末物体坐标为(4 m,4 m),D4 s 末物体坐标为(6 m,2 m),答案：,AD,26/43,模型 1,小船渡河,1小船渡河问题分析思绪,27/43,2小船渡河两类问题、三种情景,28/43,29/43,A小船渡河轨迹为直线,B小船在河水中最大速度是 5 m/s,C小船在距南岸 200 m 处速度小于其在距北岸 200 m,处速度,D小船渡河时间是 160 s,30/43,解析：,小船在南北方向上做匀速直线运动，在东西方向上,先加速运动，抵达河中间后再减速运动，小船合运动是曲线,运动，A 错误当小船运动到河中间时，东西方向上分速度,最大，此时小船合速度最大，最大值,v,max,5 m/s，B 正确,小船在距南岸 200 m 处速度等于其在距北岸 200 m 处速度，,C 错误小船渡河时间,t,200 s，D 错误,答案：,B,31/43,易错提醒：,(1)渡河时间只与船垂直于河岸方向分速度相关，与水流,速度无关,(2)船渡河位移最小值与,v,船,和,v,水,大小关系相关，,v,船,v,水,时，河宽即为最小位移，,v,船,v,水,时，应利用图解法求极值方,法处理,32/43,【触类旁通】,1一小船渡河，河宽,d,180 m，水流速度,v,1,2.5 m/s.若,船在静水中速度为,v,2,5 m/s，求：,(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝什么方向？用多,长时间？位移是多少？,(2)欲使船渡河航程最短，船头应朝什么方向？用多长时,间？位移是多少？,33/43,解：,(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向；,当船头垂直河岸时，如图 D23 甲所表示：,甲,乙,图,D23,34/43,35/43,模型 2,关联速度绳杆模型,1对“关联速度”问题了解,用绳、杆相牵连两物体在运动过程中速度通常不一样，,但两物体沿绳或杆方向分速度大小相等，据此就能够建立牵,连两物体速度间定量关系,36/43,2思绪与方法,合速度物体实际运动速度,v,分速度,其一：沿绳,(,或杆,),分速度,v,1,其二：与绳,(,或杆,),垂直分速度,v,2,方法：,v,1,与,v,2,合成遵照平行四边形定则,3常见模型,把物体实际速度分解为沿绳(或杆)和垂直于绳(或杆),两个分量，依据沿绳(或杆)方向分速度大小相等求解常见,模型以以下各图所表示.,37/43,情景,情景(1),情景(2),情景图示,分解图示,定量结论,v,B,v,A,cos,v,A,cos,v,0,38/43,情景,情景(3),情景(4),情景图示,(注：,A,沿斜面下滑),分解图示,定量结论,v,A,cos,v,B,cos,v,B,sin,v,A,cos,(,续表,),39/43,例,2,：,(,多项选择,),如图,4-1-7,所表示，将质量为,2,m,重物悬挂,在,轻绳一端，轻绳另一端系一质量,为,m,小环，小环套在竖直固定光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆距离为,d,.现将,小环从与定滑轮等高,A,处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也,为,d,时(图中,B,处)，以下说法正确是(重力加速度为,g,)(,),40/43,A小环刚释放时轻绳中张力一定大于 2,mg,B小环抵达,B,处时，重物上升高度为(1),d,C小环在,B,处速度与重,物上升速度大小之比等于,D小环在,B,处速度与重物上升速度大小之比等于,图 4-1-7,41/43,42/43,【触类旁通】,2,(年上海四区联考),如图 419 所表示，长为,L,直棒,一端可绕固定轴,O,转动，另一端搁在升降平台上,，平台以速度,),v,匀速上升，当棒与竖直方向夹角为,时，棒角速度为(,图 4-1-9,A.,v,sin,L,B.,v,L,sin,C.,v,cos,L,D.,v,L,cos,答案：,B,43/43,