2022年高考物理《曲線運動運動的合成與分解》專題復(fù)習(xí)名師導(dǎo)學(xué)案

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1、2022年高考物理《曲線運動運動的合成與分解》專題復(fù)習(xí)名師導(dǎo)學(xué)案 考點一　物體做曲線運動的條件及軌跡 1．曲線運動 (1)速度的方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的． (2)運動的性質(zhì)：做曲線運動的物體，速度的方向時刻在改變，所以曲線運動一定是 運動． (3)曲線運動的條件：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 方向與速度方向不在同一條直線上． 2．合外力方向與軌跡的關(guān)系 物體做曲線運動的軌跡一定夾在加速度方向與 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)． 3．速率變化情況判斷 (1)當(dāng)合外力方向與速度

2、方向的夾角為銳角時，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，物體的速率 ； (3)當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時，物體的速率不變． 例1　“神舟十號”飛船于xx年6月11日發(fā)射升空，在靠近軌道沿曲線從M點到N點的飛行過程中，速度逐漸減小，在此過程中“神舟十號”所受合力的方向，可能是(　　) 變式題組1．[對曲線運動特點的理解]某學(xué)生在體育場上拋出鉛球，鉛球的運動軌跡如圖1所示．已知在B點時的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．D點的速率比C點的速率大 B．D點的加速度比C點的加速度大 C．從B到D加速度與速度始終垂

3、直 D．從B到D加速度與速度的夾角先增大后減小 　　　　　　物體做曲線運動的軌跡特征 (1)判斷物體是做曲線運動還是做直線運動，關(guān)鍵要看a和v的方向，兩者方向在同一直線上則做直線運動，有夾角則做曲線運動． (2)分析曲線軌跡時應(yīng)注意三點：凹向、彎曲程度與軌跡位置． (3)曲線上某點處合外力的方向在曲線上該點的切線的哪一側(cè)，曲線就向哪一側(cè)彎曲；曲線上某點的加速度越大、速度越小，則曲線軌跡彎曲越厲害；曲線軌跡必定夾在a、v方向之間． 考點二　運動的合成及運動性質(zhì)分析 1．遵循的法則： 位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循 2．合運動與分

4、運動的關(guān)系 (1)等時性 合運動和分運動經(jīng)歷的 相等，即同時開始、同時進(jìn)行、同時停止． (2)獨立性 一個物體同時參與幾個分運動，各分運動 ，不受其他運動的影響． (3)等效性 各分運動的規(guī)律疊加起來與合運動的規(guī)律有 的效果． 3．合運動的性質(zhì)判斷 例2　質(zhì)量為m＝2kg的物體在光滑的水平面上運動，在水平面上建立xOy坐標(biāo)系，t＝0時物體位于坐標(biāo)系的原點O.物體在x軸和y軸方向的分速度vx、vy隨時間t變化的圖線如圖3甲、乙所示．則(　　) 圖3 A．t＝0時，物體速度的大小為3m/s B．t＝8s時，物體速度的大小為4m/s C

5、．t＝8s時，物體速度的方向與x軸正向夾角為37° D．t＝8s時，物體的位置坐標(biāo)為(24m,16m) 　　　處理運動合成與分解問題的技巧 (1)分析運動的合成與分解問題時，要注意運動的分解方向，一般情況按運動效果進(jìn)行分解，切記不可按分解力的思路來分解運動． (2)要注意分析物體在兩個方向上的受力及運動規(guī)律，分別在兩個方向上列式求解． (3)兩個分方向上的運動具有等時性，這常是處理運動分解問題的關(guān)鍵點． 考點三　小船渡河模型 小船渡河問題分析 (1)船的實際運動是水流的運動和船相對靜水的運動的合運動． (2)三種速度：v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實

6、際速度)． (3)三種情景 ①過河時間最短：船頭正對河岸時，渡河時間最短，t短＝(d為河寬)． ②過河路徑最短(v2v1時)：合速度 圖5 不可能垂直于河岸，無法垂直渡河．確定方法如下：如圖5所示，以v2矢量末端為圓心，以v1矢量的大小為半徑畫弧，從v2矢量的始端向圓弧作切線，則合速度沿此切線方向航程最短．由圖可知：cosα＝，最短航程：s短＝＝d. 例3　一小船渡河，河寬d＝180m，水流速度v1＝2.5m/s.若船在靜水中的速度為v2＝5 m/s，則： (

7、1)欲使船在最短時間內(nèi)渡河，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長時間？位移是多少？ (2)欲使船渡河的航程最短，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長時間？位移是多少？ [小船渡河模型的應(yīng)用]3、如圖7所示，一條小船位于200m寬的河正中A點處，其下游100m處有一危險區(qū)，當(dāng)時水流速度為4m/s，為了使小船避開危險區(qū)沿直線到達(dá)對岸，小船在靜水中的速度至少是(　　) 圖7 A.m/sB.m/s C．2m/s D．4 m/s 　　　　　求解小船渡河問題的方法 求解小船渡河問題有兩類：一是求最短渡河時間，二是求最短渡河位移．無論哪類都必須明確以下四點： (1)解決這類問題的關(guān)鍵是：正確區(qū)分分運動

8、和合運動，在船的航行方向也就是船頭指向方向的運動，是分運動．船的運動也就是船的實際運動，是合運動，一般情況下與船頭指向不共線． (2)運動分解的基本方法，按實際效果分解，一般用平行四邊形定則沿水流方向和船頭指向分解． (3)渡河時間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān)，與水流速度無關(guān)． (4)求最短渡河位移時，根據(jù)船速v船與水流速度v水的大小情況用三角形定則求極限的方法處理． 考點四　繩(桿)端速度分解模型 1．模型特點 沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等． 2．思路與方法 合運動→繩拉物體的實際運動速度v 分運動→ 方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則． 3．解題的原則

9、： 把物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量，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8所示． 圖8 例4　如圖9所示，做勻速直線運動的小車A通過一根繞過定滑輪的長繩吊起一重物B，設(shè)重物和小車速度的大小分別為vB、vA，則(　　) 圖9 A．vA>vB B．vA

10、模擬　明確考向】 1．(xx·四川·4)有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河．小明駕著小船渡河，去程時船頭指向始終與河岸垂直，回程時行駛路線與河岸垂直．去程與回程所用時間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為(　　) A.B. C.D. 2．(xx·四川·8(1))小文同學(xué)在探究物體做曲線運動的條件時，將一條形磁鐵放在桌面的不同位置，讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運動，得到不同軌跡．圖12中a、b、c、d為其中四條運動軌跡，磁鐵放在位置A時，小鋼珠的運動軌跡是________(填軌跡字母代號)，磁鐵放在位置B時，小鋼珠的運動軌跡是__

11、______(填軌跡字母代號)．實驗表明，當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向________(選填“在”或“不在”)同一直線上時，物體做曲線運動． 圖12 3．如圖13所示，人沿平直的河岸以速度v行走，且通過不可伸長的繩拖船，船沿繩的方向行進(jìn)，此過程中繩始終與水面平行．當(dāng)繩與河岸的夾角為α，船的速率為(　　) 圖13 4．公交車是人們出行的重要交通工具，如圖14所示是公交車內(nèi)部座位示意圖，其中座位A和B的連線和車前進(jìn)的方向垂直，當(dāng)車在某一站臺由靜止開始勻加速啟動的同時，一個乘客從A座位沿AB連線相對車以2m/s的速度勻速運動到B，則站在站臺上的人看到該乘客(　　) 圖1

12、4 A．運動軌跡為直線 B．運動軌跡為拋物線 C．因該乘客在車上勻速運動，所以乘客處于平衡狀態(tài) D．當(dāng)車速度為5m/s時，該乘客對地速度為7 m/s 5．在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運動，同時人頂著直桿以速度v0水平向右勻速移動，經(jīng)過時間t，猴子沿桿向上移動的高度為h，人頂桿沿水平地面移動的距離為x，如圖15所示，關(guān)于猴子的運動情況，下列說法中正確的是(　　) 圖15 A．相對地面的運動軌跡為直線 B．相對地面做變加速曲線運動 C．t時刻猴子對地速度的大小為v0＋at D．t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為 6．如圖16所示，細(xì)繩一端固定在天花板上的O點，另一端穿過一張CD光盤的中央小孔后拴著一個橡膠球，橡膠球靜止時，豎直懸線剛好挨著水平桌面的邊沿．現(xiàn)將CD光盤按在桌面上，并沿桌面邊緣以速度v勻速移動，移動過程中，CD光盤中央小孔始終緊挨桌面邊線，當(dāng)懸線與豎直方向的夾角為θ時，小球上升的速度大小為(　　) 圖16 A． vsinθ B．vcosθ C．vtanθ D．vcotθ