《创新设计》年高考总复习(安徽专版)--.ppt

第第1讲运动的合成与分解平抛运动讲运动的合成与分解平抛运动运动的合成与分解运动的合成与分解(考纲要求考纲要求)图图4-1-1解解析析橡橡皮皮同同时时参参与与两两个个方方向向的的分分运运动动，一一个个是是水水平平方方向向的的匀匀速速直直线线运运动动，另另一一个个是是竖竖直直方方向向的的匀匀速速直直线线运运动动，由由于于这这两两个个方方向向上上的的分分运运动动都都是是匀匀速速直直线线运运动动，因因此此这这两两个个运运动动的的合合运运动动也也是是匀匀速速直直线线运运动动，即即橡橡皮皮的的速速度度大大小小和和方方向向都都保保持持不变，所以不变，所以A正确正确答案答案A【知识存盘】【知识存盘】1曲线运动曲线运动(1)速速度度的的方方向向：质质点点在在某某一一点点的的速速度度方方向向，沿沿曲曲线线在在这这一点的一点的 (2)运运动动的的性性质质：做做曲曲线线运运动动的的物物体体，速速度度的的 时时刻刻在在改改变变，所以曲，所以曲线线运运动动一定是一定是 运运动动(3)曲线运动的条件曲线运动的条件：切切线线方向方向方向方向变速变速2运动的合成和分解运动的合成和分解(1)基本概念基本概念运运动动的合成：已知的合成：已知 求合运求合运动动运运动动的分解：已知的分解：已知 求分运求分运动动(2)分解原则分解原则：根根据运据运动动的的 分分解解，也也可可采采用用 (3)遵循的规律遵循的规律：位位移、速度移、速度、加速度都是矢量，故它加速度都是矢量，故它们们的合的合成与分解都遵循成与分解都遵循 .实际效果实际效果正交分解正交分解平行四边形定则平行四边形定则分运动分运动合运动合运动【思维驱动】【思维驱动】关关于平抛运于平抛运动动的性的性质质，以下，以下说说法中正确的是法中正确的是()A变变加速运加速运动动B匀匀变变速运速运动动C匀速率曲匀速率曲线线运运动动D可能是两个匀速直可能是两个匀速直线线运运动动的合运的合运动动抛体运动抛体运动(考纲要求考纲要求)解解析析平平抛抛运运动动是是水水平平抛抛出出且且只只受受重重力力作作用用下下的的运运动动，所所以以是是加加速速度度恒恒为为g的的匀匀变变速速运运动动，故故A、C错错误误，B正正确确平平抛抛运运动动可可分分解解为为水水平平方方向向的的匀匀速速直直线线运运动动和和竖竖直直方方向向的的自自由由落落体运动，所以体运动，所以D项错误，故选项错误，故选B.答案答案BD【知识存盘】【知识存盘】1平抛运动的特点和性质平抛运动的特点和性质(1)定义定义：以以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在 作用下的运作用下的运动动(2)性性质质：平平抛抛运运动动是是加加速速度度为为g的的 曲曲线线运运动动，其其运运动轨动轨迹是迹是 (3)平抛运动的条件平抛运动的条件：v00，沿沿；只只受受 作用作用(4)研研究究方方法法：平平抛抛运运动动可可以以分分解解为为水水平平方方向向的的 运运动动和和竖竖直方向的直方向的 运运动动重力重力匀加速匀加速抛物线抛物线水平方向水平方向重力重力匀速直线匀速直线自由落体自由落体(5)基本规律基本规律(如如图图4-1-2所示所示)图图4-1-2 位移关系位移关系速度关系速度关系2斜抛运动斜抛运动(1)定定义义：将将物物体体以以初初速速度度v0沿沿 或或 抛抛出出，物体只在物体只在 作用下的运作用下的运动动(2)性质：性质：加加速度速度为为的的匀匀变变速速曲曲线线运运动动，轨轨迹是迹是 (3)研究方法：研究方法：斜斜抛运抛运动动可以看做水平方向的可以看做水平方向的 运运动动和和竖竖直方向的直方向的 运运动动的合运的合运动动斜向上方斜向上方斜向下方斜向下方重力加速度重力加速度g抛物线抛物线匀速直线匀速直线匀减速直线匀减速直线重力重力考点一合运动的性质与轨迹考点一合运动的性质与轨迹【典典例例1】如如图图4-1-3所所示示，一一玻玻璃璃管管中中注注满满清清水水，水水中中放放一一软软木木做做成成的的小小圆圆柱柱体体(其其直直径径略略小小于于玻玻璃璃管管的的直直径径，轻轻重重大大小小适适宜宜，使使它它在在水水中中能能匀匀速速上上浮浮)将将玻玻璃璃管管的的开开口口端端用用胶胶塞塞塞塞紧紧(图图甲甲)现现将将玻玻璃璃管管倒倒置置(图图乙乙)，在在小小圆圆柱柱体体上上升升的的同同时时，使使玻玻璃璃管管水水平平向向右右匀匀加加速速移移动动，经经过过一一段段时时间间，玻玻璃璃管管移移至至图图丙丙中中虚虚线线所所示示位位置置，小小圆圆柱柱体体恰恰好好运运动动到到玻玻璃璃管管的的顶顶端端在在下下面面四四个个图图中中，能能正正确确反反映映小小圆圆柱体运柱体运动轨动轨迹的是迹的是 ()图图4-1-3解解析析小小圆圆柱柱体体在在竖竖直直方方向向匀匀速速运运动动，水水平平方方向向匀匀加加速速运运动动，因此轨迹为向右弯曲的抛物线，因此轨迹为向右弯曲的抛物线，C项正确项正确答案答案C【变式跟踪【变式跟踪1】某某学生在体育学生在体育场场上抛出上抛出铅铅球，球，其其运运动动轨轨迹迹如如图图4-1-4所所示示已已知知在在B点点时时的的速速度度方方向向与与加加速度方向相互垂直，速度方向相互垂直，则则下列下列说说法中正确的是法中正确的是 ()AD点的速率比点的速率比C点的速率大点的速率大BD点的加速度比点的加速度比C点的加速度大点的加速度大C从从B到到D加速度与速度始加速度与速度始终终垂直垂直D从从B到到D加速度与速度的加速度与速度的夹夹角先增大后减小角先增大后减小图图4-1-4解析解析铅球做斜抛运动，根据曲线运动的条件和题设中在铅球做斜抛运动，根据曲线运动的条件和题设中在B点的速度方向与加速度方向相互垂直，即竖直方向上的分速点的速度方向与加速度方向相互垂直，即竖直方向上的分速度为零，可判断度为零，可判断B点是轨迹的最高点，根据加速度和速度方点是轨迹的最高点，根据加速度和速度方向间的关系可知向间的关系可知A项正确；项正确；D点和点和C点的加速度一样大，都等点的加速度一样大，都等于重力加速度，于重力加速度，B错；过了错；过了B点后，在点后，在D点加速度与速度不可点加速度与速度不可能再垂直，能再垂直，C错；根据曲线运动的特点，可判断从错；根据曲线运动的特点，可判断从B点到点到D点点加速度与速度的夹角一直减小，加速度与速度的夹角一直减小，D错错答案答案A借题发挥借题发挥1力与运动的关系力与运动的关系物物体体运运动动的的形形式式，按按速速度度分分类类有有匀匀速速运运动动和和变变速速运运动动，按按轨轨迹迹分分类类有有直直线线运运动动和和曲曲线线运运动动运运动动的的形形式式取取决决于于物体的初速度物体的初速度v0和合外力和合外力F，具体分，具体分类类如下：如下：(1)F0：静止或匀速运：静止或匀速运动动(2)F0：变变速运速运动动F为为恒量恒量时时：匀：匀变变速运速运动动F为变为变量量时时：非匀：非匀变变速运速运动动(3)F和和v0的方向在同一直的方向在同一直线线上上时时：直：直线线运运动动(4)F和和v0的方向不在同一直的方向不在同一直线线上上时时：曲：曲线线运运动动2力与轨迹的关系力与轨迹的关系做做曲曲线线运运动动的的物物体体，所所受受合合外外力力一一定定指指向向曲曲线线的的凹凹侧侧，曲曲线线运运动动的的轨轨迹迹不不会会出出现现急急折折，只只能能平平滑滑变变化化，轨轨迹迹总总在在力力与与速速度度的的夹夹角角中中若若已已知知物物体体的的运运动动轨轨迹迹，可可判判断断出出合合外外力力的的大大致致方方向向；若若已已知知合合外外力力方方向向和和速速度度方方向向，可推断物体运可推断物体运动轨动轨迹的大致情况迹的大致情况3速率变化情况判断速率变化情况判断(1)当当合合力力方方向向与与速速度度方方向向的的夹夹角角为为锐锐角角时时，物物体体的的速速率率增大；增大；(2)当当合合力力方方向向与与速速度度方方向向的的夹夹角角为为钝钝角角时时，物物体体的的速速率率减小；减小；(3)当合力方向与速度方向垂直当合力方向与速度方向垂直时时，物体的速率不，物体的速率不变变【典例【典例2】(2012课标全国卷，改编课标全国卷，改编)如如图图4-1-5所示，所示，x轴轴在水平地面内，在水平地面内，y轴轴沿沿竖竖直方向直方向图图中画出了从中画出了从y轴轴上沿上沿x轴轴正向抛出的三个小球正向抛出的三个小球a、b和和c的运的运动轨动轨迹，其中迹，其中b和和c是是从同一点抛出的不从同一点抛出的不计计空气阻力，空气阻力，则则()图图4-1-5【变变式式跟跟踪踪2】(2012武武汉汉高高三三调调研研)如如图图4-1-6所所示示，水水平平地地面面上上有有一一个个坑坑，其其竖竖直直截截面面为为半半圆圆，O为为圆圆心心，AB为为沿沿水水平平方方向向的的直直径径若若在在A点点以以初初速速度度v1沿沿AB方方向向平平抛抛一一小小球球，小小球球将将击击中中坑坑壁壁上上的的最最低低点点D点点；而而在在C点点以以初初速速度度v2沿沿BA方方向向平平抛抛的的小小球球也也能能击击中中D点点已已知知COD60，则则两两小小球球初初速速度度大大小小之之比比v1 v2.(小小球球视视为为质质点点)()A1 2 B1 3 C.2 D.3图图4-1-6以题说法以题说法1研究平抛运动的方法研究平抛运动的方法(1)“化化曲曲为为直直”的思想方法的思想方法运运动动的合成与分解的合成与分解(2)常用的分解方法：常用的分解方法：分解速度分解速度分解位移分解位移2平抛运动的几个推论平抛运动的几个推论(以以抛出点抛出点为为起点起点)(1)速速度度关关系系：任任意意时时刻刻速速度度均均与与初初速速度度、速速度度的的变变化化量量组组成成一直角三角形，如一直角三角形，如图图4-1-7所示所示图图4-1-7(2)角角度度关关系系：任任意意时时刻刻速速度度偏偏向向角角的的正正切切值值是是位位移移偏偏向向角角正正切切值值的的2倍如倍如图图4-1-8所示所示tan 2tan 图图4-1-8图图4-1-9建模指导建模指导1物物体的体的实际实际运运动动一定是合运一定是合运动动2求求解解运运动动的的合合成成与与分分解解问问题题，应应抓抓住住合合运运动动和和分分运运动动具具有等有等时时性、独立性、等效性的关系性、独立性、等效性的关系3在在小小船船渡渡河河问问题题中中可可将将小小船船的的运运动动分分解解为为沿沿船船头头指指向向的的方向和沿水流方向的两个运方向和沿水流方向的两个运动动图图4-1-11图图4-1-12【典典例例1】一一小小船船渡渡河河，河河宽宽d180 m，水水流流速速度度v12.5 m/s.若船在静水中的速度若船在静水中的速度为为v25 m/s，求：，求：(1)欲欲使使船船在在最最短短的的时时间间内内渡渡河河，船船头头应应朝朝什什么么方方向向？用用多多长时间长时间？位移是多少？位移是多少？(2)欲欲使使船船渡渡河河的的航航程程最最短短，船船头头应应朝朝什什么么方方向向？用用多多长长时间时间？位移是多少？位移是多少？【应应用用1】河河水水的的流流速速与与河河岸岸距距离离的的变变化化关关系系如如图图4-1-10甲甲所所示示，船船在在静静水水中中的的速速度度与与时时间间的的关关系系如如图图4-1-10乙乙所所示示，若要使船以最短若要使船以最短时间时间渡河，渡河，则则()A船渡河的最短船渡河的最短时间时间是是60 sB船在行船在行驶过驶过程中，船程中，船头头始始终终与河岸垂直与河岸垂直C船在河水中航行的船在河水中航行的轨轨迹是一条直迹是一条直线线D船在河水中的最大速度是船在河水中的最大速度是7 m/s图图4-1-10解解析析在在运运动动的的合合成成与与分分解解中中合合运运动动与与分分运运动动具具有有等等时时性性，当当船船头头始始终终与与河河岸岸垂垂直直时时分分运运动动时时间间最最短短，则则船船渡渡河河的的最最短短时时间间为为100 s由由于于合合运运动动的的方方向向在在不不断断变变化化，所所以以船船在在河河水水中中航航行行的的轨轨迹迹为为曲曲线线，由由图图象象可可知知船船在在河河水水中中的的最最大大速速度度是是5 m/s.答案答案B【典典例例2】如如图图4-1-13所所示示，足足够够长长的的斜斜面面上上A点点，以以水水平平速速度度v0抛抛出出一一个个小小球球，不不计计空空气气阻阻力力，它它落落到到斜斜面面上上所所用用的的时时间间为为t1；若若将将此此球球改改用用2v0抛抛出出，落落到到斜斜面面上上所所用用时时间间为为t2，则则t1与与t2之比之比为为()A1 1 B1 2 C1 3 D1 4图图4-1-13 图图4-1-14一、曲线运动、运动的合成与分解一、曲线运动、运动的合成与分解1物物体体受受到到几几个个力力的的作作用用处处于于平平衡衡状状态态，若若再再对对物物体体施施加加一个恒力，一个恒力，则则物体不可能做物体不可能做()A匀速直匀速直线线运运动动或静止或静止B匀匀变变速直速直线线运运动动C曲曲线线运运动动D匀匀变变速曲速曲线线运运动动解解析析物物体体处处于于平平衡衡状状态态，则则原原来来几几个个力力的的合合力力一一定定为为零零，现现受受到到另另一一恒恒力力作作用用，物物体体一一定定做做变变速速运运动动，A错错误误若若物物体体原原来来做做匀匀速速直直线线运运动动，且且速速度度与与恒恒力力方方向向共共线线，故故物物体体做做匀匀变变速速直直线线运运动动，B正正确确若若速速度度与与恒恒力力方方向向不不在在同同一一直直线线上上，则则物物体体做做曲曲线线运运动动因因施施加加的的力力是是恒恒力力，物物体体的的加加速速度度也是恒定的，因此物体做匀变速曲线运动，也是恒定的，因此物体做匀变速曲线运动，C、D正确正确答案答案A2小小船船横横渡渡一一条条河河，船船本本身身提提供供的的速速度度方方向向始始终终垂垂直直于于河河岸岸方方向向，大大小小不不变变已已知知小小船船的的运运动动轨轨迹迹如如图图4-1-15所所示示，则则河水的流速河水的流速()A越接近越接近B岸水速越小岸水速越小B越接近越接近B岸水速越大岸水速越大C由由A到到B水速先增大后减小水速先增大后减小D水流速度恒定水流速度恒定图图4-1-15解解析析小小船船的的实实际际运运动动可可以以看看做做沿沿水水流流方方向向的的直直线线运运动动和和垂垂直直河河岸岸方方向向的的直直线线运运动动的的合合运运动动，因因为为船船本本身身提提供供的的速速度度大大小小、方方向向都都不不变变，所所以以小小船船沿沿垂垂直直河河岸岸方方向向做做的的是是匀匀速速直直线线运运动动，即即垂垂直直河河岸岸方方向向移移动动相相同同位位移移的的时时间间相相等等，根根据据题题中中小小船船的的运运动动轨轨迹迹可可以以发发现现，在在相相同同时时间间里里，小小船船在在水水流流方方向向的的位位移移是是先先增增大大后后减减小小，所所以以由由A到到B的的水水速速应应该该是是先先增增大大后后减小，因此选项减小，因此选项C正确正确答案答案C3如如图图4-1-16所所示示，小小船船过过河河时时，船船头头偏偏向向上上游游与与水水流流方方向向成成角角，船船相相对对于于静静水水的的速速度度为为v，其其航航线线恰恰好好垂垂直直于于河河岸岸现现水水流流速速度度稍稍有有增增大大，为为保保持持航航线线不不变变，且且准准时时到到达达对对岸，下列措施中可行的是岸，下列措施中可行的是()A减小减小角，增大船速角，增大船速vB增大增大角，增大船速角，增大船速vC减小减小角，保持船速角，保持船速v不不变变D增大增大角，保持船速角，保持船速v不不变变答案答案B图图4-1-16二、平抛规律的应用二、平抛规律的应用4质质点点从从同同一一高高度度水水平平抛抛出出，不不计计空空气气阻阻力力，下下列列说说法法正正确的是确的是()A质质量越大，水平位移越大量越大，水平位移越大B初速度越大，落地初速度越大，落地时竖时竖直方向速度越大直方向速度越大C初速度越大，空中运初速度越大，空中运动时间动时间越越长长D初速度越大，落地速度越大初速度越大，落地速度越大5(2012上上海海卷卷)如如图图4-1-17所所示示，斜斜面面上上a、b、c三三点点等等距距，小小球球从从a点点正正上上方方O点点抛抛出出，做做初初速速为为v0的的平平抛抛运运动动，恰落在恰落在b点若小球初速点若小球初速变为变为v，其落点位于，其落点位于c，则则()Av0v2v0 Bv2v0C2v0v3v0图图4-1-17解解析析如如图图所所示示，M点点和和b点点在在同同一一水水平平线线上上，M点点在在c点点的的正正上上方方根根据据平平抛抛运运动动的的规规律律，若若v2v0，则则小小球球落落到到M点点可可见见以以初初速速2v0平平抛抛小小球球不不能能落落在在c点点，只只能能落落在在c点点右右边边的的斜面上，故只有选项斜面上，故只有选项A正确正确答案答案A见见WordWord版活页训练版活页训练