2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第9講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案新人教版.docx
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第9講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 一、曲線運(yùn)動(dòng) 1.速度方向:質(zhì)點(diǎn)在軌跡上某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向,沿曲線上該點(diǎn)的 方向. 2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).a恒定: 運(yùn)動(dòng);a變化:非勻變速曲線運(yùn)動(dòng). 3.曲線運(yùn)動(dòng)條件:(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)角度:物體的 方向跟速度方向不在同一條直線上. (2)動(dòng)力學(xué)角度:物體所受的 方向跟速度方向不在同一條直線上. 二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.概念 (1)運(yùn)動(dòng)的合成:已知分運(yùn)動(dòng)求 . (2)運(yùn)動(dòng)的分解:已知合運(yùn)動(dòng)求 . 2.分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的 分解,也可采用正交分解. 3.遵循規(guī)律:位移、速度、加速度都是矢量,它們的合成與分解都遵循 定則. 三、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1.等效性:各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的效果. 2.等時(shí)性:合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等,即同時(shí)開始,同時(shí)停止. 3.獨(dú)立性:一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響. 【辨別明理】 (1)合速度一定大于分速度. ( ) (2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)質(zhì)是對(duì)描述運(yùn)動(dòng)的物理量(位移、速度、加速度)的合成與分解. ( ) (3)兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng). ( ) (4)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力一定是變力. ( ) (5)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力的方向一定指向軌跡的凹側(cè). ( ) 考點(diǎn)一 曲線運(yùn)動(dòng)的條件與軌跡分析 1.[人教版必修2改編]如圖9-1所示,水平桌面上一小鐵球沿直線運(yùn)動(dòng).若在鐵球運(yùn)動(dòng)的正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵,下列關(guān)于小鐵球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是( ) 圖9-1 A.磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.磁鐵放在B處時(shí),小鐵球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D.磁鐵放在B處時(shí),小鐵球做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 2.如圖9-2所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中,下列說法中正確的是 ( ) 圖9-2 A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比經(jīng)過D點(diǎn)的速率大 B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90 C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度比經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的加速度大 D.質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中,加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小 3.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)互成銳角的恒力F1和F2作用,由靜止開始運(yùn)動(dòng),若運(yùn)動(dòng)過程中保持二力方向不變,但F1突然增大到F1+ΔF,則質(zhì)點(diǎn)以后 ( ) A.繼續(xù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化一定相等 C.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.可能做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) ■要點(diǎn)總結(jié) 1.曲線運(yùn)動(dòng)條件:物體受到的合外力與速度始終不共線. 2.曲線運(yùn)動(dòng)特征 (1)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的瞬時(shí)速度方向沿曲線上物體位置的切線方向,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻發(fā)生變化,即曲線運(yùn)動(dòng)一定為變速運(yùn)動(dòng). (2)動(dòng)力學(xué)特征:由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度時(shí)刻變化,說明物體具有加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知,物體所受合外力一定不為零且和速度方向始終不在一條直線上(曲線運(yùn)動(dòng)條件).合外力在垂直于速度方向上的分力改變物體速度的方向,合外力在沿速度方向上的分力改變物體速度的大小. (3)軌跡特征:曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的一側(cè)彎曲,或者說合力的方向總指向曲線的凹側(cè).軌跡只能平滑變化,不會(huì)出現(xiàn)折線. (4)能量特征:如果物體所受的合外力始終和物體的速度垂直,則合外力對(duì)物體不做功,物體的動(dòng)能不變;若合外力不與物體的速度方向垂直,則合外力對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能發(fā)生變化. 考點(diǎn)二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1.[人教版必修2改編]如圖9-3所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中勻速上浮.在紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí),使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng).紅蠟塊由管口上升到頂端,所需時(shí)間為t,相對(duì)地面通過的路程為L(zhǎng).下列說法中正確的是 ( ) 圖9-3 A.v增大時(shí),L減小 B.v增大時(shí),L增大 C.v增大時(shí),t減小 D.v增大時(shí),t增大 2.物體在直角坐標(biāo)系xOy所在的平面內(nèi)由O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),其沿坐標(biāo)軸方向的兩個(gè)分速度隨時(shí)間變化的圖像如圖9-4所示,則對(duì)該物體運(yùn)動(dòng)過程的描述正確的是 ( ) 圖9-4 A.物體在0~3s做直線運(yùn)動(dòng) B.物體在3~4s做直線運(yùn)動(dòng) C.物體在3~4s做曲線運(yùn)動(dòng) D.物體在0~3s做變加速運(yùn)動(dòng) 3.一質(zhì)量為2kg的物體在如圖9-5甲所示的xOy平面上運(yùn)動(dòng),在x軸方向上的v-t圖像和在y軸方向上的s-t圖像分別如圖乙、丙所示,下列說法正確的是 ( ) 圖9-5 A.前2s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B.物體的初速度為8m/s C.2s末物體的速度大小為8m/s D.前2s內(nèi)物體所受的合外力為16N ■要點(diǎn)總結(jié) 兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷 兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng) 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 勻加速直線運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如果v合與a合共線,為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如果v合與a合共線,為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則 運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指描述運(yùn)動(dòng)的各物理量,即位移、速度、加速度的合成與分解,由于它們均是矢量,故合成與分解都遵循平行四邊形定則. 考點(diǎn)三 小船渡河問題 模型解讀 分運(yùn)動(dòng)1 分運(yùn)動(dòng)2 合運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng) 船相對(duì)于靜水的劃行運(yùn)動(dòng) 船隨水漂流的運(yùn)動(dòng) 船的實(shí)際運(yùn)動(dòng) 速度本質(zhì) 發(fā)動(dòng)機(jī)給船的速度v1 水流給船的速度v2 船相對(duì)于岸的速度v 速度方向 沿船頭指向 沿水流方向 合速度方向,軌跡(切線)方向 渡河 時(shí)間 (1)渡河時(shí)間只與船垂直于河岸方向的分速度有關(guān),與水流速度無關(guān); (2)渡河時(shí)間最短:船頭正對(duì)河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,tmin=dv1(d為河寬) 渡河 位移 (1)渡河路徑最短(v1>v2時(shí)):合速度垂直于河岸時(shí),航程最短,xmin=d.船頭指向上游與河岸夾角為α,cosα=v2v1 (2)渡河路徑最短(v1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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