《高中物理 第五章 第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng)題型總結(jié) 新人教版必修21》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第五章 第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng)題型總結(jié) 新人教版必修21（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng) 題型一 物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷 1、物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)取決于所受合力以及與速度的方向關(guān)系，具體判斷思路如下： 2、易錯(cuò)提醒 （1）曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng) （2）物體所受的合外力為恒力時(shí)，一定做勻變速運(yùn)動(dòng)，但可能為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 1、關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的理解，下列說法正確的是(　　) A．曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B．曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向不斷地變化，但速度的大小可以不變 C．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變 D．曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變 解析：選AB.對于曲線運(yùn)動(dòng)來說，在運(yùn)動(dòng)的過程中，物體速度方向始終在變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，A對．在這個(gè)過程中，物體速度的大小是否發(fā)生變化，并不影響物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)，因此，速度大小可能變化，也可能不變，但速度方向一定變化，B對，C、D錯(cuò)． 2、關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法正確的是(　　) A．它所受的合力可能為零 B．有可能處于平衡狀態(tài) C．速度方向一定時(shí)刻改變 D．受到的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上 解析：選C.根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件，只有物體所受的合外力不為零，且合力方向與它的速度方向不在一條直線上，物體才做曲線運(yùn)動(dòng)，A、D錯(cuò)．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在發(fā)生改變，曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)，C對． 3、曲線運(yùn)動(dòng)中，關(guān)于物體加速度的下列說法正確的是(　　) A．加速度方向一定不變 B．加速度方向和速度方向始終保持垂直 C．加速度方向跟所受的合外力方向始終一致 D．加速度方向可能與速度方向相同 解析：選C.曲線運(yùn)動(dòng)中加速度與速度方向一定不共線，但兩者不一定垂直，B錯(cuò)；根據(jù)牛頓第二定律，加速度一定，物體的合力一定，合力方向變化，物體的加速度方向必然變化，A錯(cuò)，C對，若加速度方向與速度方向相同，物體會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)． 4、質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90(大小不變)后，物體可能做(　　) A．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) C．加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析：選C.物體在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必有F3與F1、F2的合力等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向改變90時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力大小仍為F3，方向與改變方向后的F3夾角為90，故F合＝F3，加速度a＝＝，但因不知原速度方向與F合的方向間的關(guān)系，故C選項(xiàng)正確． 題型二 曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡分析 1、曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡、速度、合力（加速度）之間的關(guān)系為： （1） 加速度方向與合力方向一致，指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)。 （2） 曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡處于速度方向與合力方向之間，且向合力方向彎曲。 （3） 曲線運(yùn)動(dòng)軌跡彎向合力方向，軌跡切線方向不斷接近但永遠(yuǎn)不會(huì)平行合力，也不會(huì)與合力有交叉點(diǎn)。 2、易錯(cuò)提醒 （1）物體的運(yùn)動(dòng)軌跡與初速度和合力方向關(guān)系有關(guān)：軌跡在合力與速度所夾區(qū)域之間且與速度相切。 （2）做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向?qū)⒃絹碓浇咏Φ姆较?，但不?huì)與力的方向相同。 1、如圖5－1－10所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B.這時(shí)突然使它所受的力反向而大小不變(即由F變?yōu)椋璅)，對于在此力作用下物體的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是(　　) 圖5－1－10 A．物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng) B．物體不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng) C．物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng) D．物體不可能沿原曲線由B返回A 解析：選ABD.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力在任何時(shí)刻都與速度不共線，合力的方向總是指向曲線彎曲的一側(cè)．物體沿AB運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受恒力F的示意圖如圖所示，當(dāng)F變?yōu)椋璅后，則物體可能沿Bc運(yùn)動(dòng)，而不可能沿Bb和Ba運(yùn)動(dòng)，也不可能沿原曲線由B返回A，故A、B、D正確． 2、嫦娥三號(hào)計(jì)劃2013年發(fā)射，靜待我國首次軟著陸．如圖5－1－13所示，假設(shè)“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí)，沿曲線從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過程中，速度逐漸減?。诖诉^程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能是下列圖中的(　　) 圖5－1－13 解析：選C.做曲線運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡向合力方向彎曲，A、D錯(cuò)誤；衛(wèi)星速度減小，表明它的合力沿切線方向的分力與速度方向相反，如圖所示，故B錯(cuò)，C對． 題型三 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： 等效性 各分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同 等時(shí)性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生和結(jié)束，時(shí)間相同 獨(dú)立性 各分運(yùn)動(dòng)之間互不相干，彼此獨(dú)立，互不影響 同體性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是同一物體的運(yùn)動(dòng) 2、運(yùn)動(dòng)合成與分解的原理： 運(yùn)動(dòng)的合成與分解包括位移、速度、加速度的合成與分解，這些描述運(yùn)動(dòng)的物理量都是矢量，對它們的合成與分解都要應(yīng)用平行四邊形定則。 3、運(yùn)動(dòng)的分解方法和步驟 理論上講，一個(gè)合運(yùn)動(dòng)可以分解成無數(shù)組的分運(yùn)動(dòng)，但在解決實(shí)際問題時(shí)，一定要依據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果進(jìn)行分解。 分解步驟如下： （1） 確定合運(yùn)動(dòng)方向（即：物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向） （2） 分析合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)效果（例如：蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)從效果上可以看成在豎直方向勻速上升和在水平方向隨管移動(dòng)） （3） 依據(jù)合運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果確定分運(yùn)動(dòng)的方向 （4） 利用平行四邊形定則、三角形定則或正交分解法作圖，將合運(yùn)動(dòng)的速度、位移、加速度分別分解到分運(yùn)動(dòng)的方向上。 1、下列說法正確的是(　　) A．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)互相影響，不能獨(dú)立進(jìn)行 B．合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定比分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長 C．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，即同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束 D．合運(yùn)動(dòng)的位移大小等于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)位移大小之和 解析：選C.由于合運(yùn)動(dòng)可以看做物體“同時(shí)參與”兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，它們是相互替代關(guān)系，且具有“同時(shí)性”，故A、B錯(cuò)誤，C正確；又因?yàn)楹衔灰婆c兩個(gè)分位移間遵守平行四邊形定則，兩分位移間夾角不同，則合位移大小不同，只有當(dāng)兩分位移方向相同時(shí)合位移的大小才等于它們的大小之和，故D錯(cuò)誤． 2、如圖5－1－11所示，紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升，若紅蠟塊在A點(diǎn)勻速上升的同時(shí)，使玻璃管水平向右做直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的(　　) 圖5－1－11 A．若玻璃管做勻速運(yùn)動(dòng)，則為直線P B．若玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng)，則為曲線Q C．若玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng)，則為曲線R D．不論玻璃管做何種運(yùn)動(dòng)，軌跡都是直線P 解析：選AB.若玻璃管做勻速運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻速直線運(yùn)動(dòng)知，A正確；若玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng)，由一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻加速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)知，軌跡為曲線，又因?yàn)槲矬w做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)曲線總向加速度方向偏折(或加速度方向總是指向曲線的凹側(cè))，故B正確，C錯(cuò)誤． 3、降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng)，若風(fēng)速越大，則降落傘(　　) A．下落的時(shí)間越短　　　　　　 B．下落的時(shí)間越長 C．落地時(shí)速度越小 D．落地時(shí)速度越大 解析：選D.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，水平方向吹來的風(fēng)不會(huì)影響豎直方向的運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)速度的合成，落地時(shí)速度v＝，風(fēng)速越大，vx越大，則降落傘落地時(shí)速度越大，C錯(cuò)誤，D正確． 4、兩個(gè)互相垂直的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度分別為v1和v2，加速度分別為a1和a2，它們的合運(yùn)動(dòng)軌跡(　　) A．如果v1＝v2＝0，那么軌跡一定是直線 B．如果v1≠0，v2≠0，那么軌跡一定是曲線 C．如果a1＝a2，那么軌跡一定是直線 D．如果＝，那么軌跡一定是直線 答案：AD 5、如圖5－1－14所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度(　　) 圖5－1－14 A．大小和方向均不變 B．大小不變，方向改變 C．大小改變，方向不變 D．大小和方向均改變 解析：選A.設(shè)鉛筆的速度為v，如圖所示橡皮的速度分解成水平方向的v1和豎直方向的v2.因該過程中懸線始終豎直，故橡皮水平方向的速度與鉛筆移動(dòng)速度相同，即v1＝v.因鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右移動(dòng)，故懸線豎直方向長度減小的速度大小與鉛筆移動(dòng)速度的大小相等，則橡皮豎直方向速度的大小也與鉛筆移動(dòng)速度的大小相等，即v2＝v.又因v1、v2的大小、方向都不變，故合速度(即橡皮運(yùn)動(dòng)的速度)大小、方向都不變，選項(xiàng)A正確． 6、民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一個(gè)騎射項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員騎在奔馳的馬背上，彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)．若運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2，直線跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.要想射出的弓箭在最短的時(shí)間內(nèi)射中目標(biāo)，則運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離應(yīng)該為(不計(jì)空氣和重力的影響)(　　) A.　　　　　　 B. C. D. 解析：選B.運(yùn)動(dòng)員射出的箭參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是馬奔馳的速度v1，另一個(gè)是靜止時(shí)射出的速度v2，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性和等時(shí)性．如圖所示，要想在最短的時(shí)間內(nèi)射中目標(biāo)，則必須沿垂直直線跑道的方向射箭，利用這個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)可計(jì)算需要的最短時(shí)間為tmin＝，所以運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為s＝v合tmin＝. 7、.如圖5－1－15所示，在一次救災(zāi)工作中，一架沿水平直線飛行的直升機(jī)A，用懸索(重力可忽略不計(jì))救護(hù)困在湖水中的傷員B.在直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，懸索將傷員吊起，在某一段時(shí)間內(nèi)，A、B之間的距離以L＝H－t2(式中H為直升機(jī)A離地面的高度，各物理量的單位均為國際制單位)規(guī)律變化，則在這段時(shí)間內(nèi)，下面判斷中正確的是(不計(jì)空氣阻力)(　　) 圖5－1－15 A．懸索的拉力小于傷員的重力 B．懸索成傾斜直線 C．傷員做加速度減小的曲線運(yùn)動(dòng) D．傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng) 解析：選D.傷員B參與了兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)：水平方向上和直升機(jī)A以相同的水平速度做勻速運(yùn)動(dòng)；豎直方向上，由于A、B之間的距離滿足L＝H－t2，所以傷員與地面之間的豎直距離關(guān)系式為s＝H－L＝t2，比較s＝知，傷員在豎直方向上做初速度為零、加速度為2 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)牛頓第二定律可知，在豎直方向上，懸索的拉力應(yīng)大于傷員的重力，A錯(cuò)；在水平方向上，傷員和直升機(jī)A以相同的水平速度做勻速運(yùn)動(dòng)，沒有加速度，所以懸索應(yīng)成豎直直線狀態(tài)，B錯(cuò)；根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成的知識(shí)可知傷員做加速度恒定的曲線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)，D對． 8、一人一猴在玩雜技，如圖5－1－12所示．直桿AB長12 m，猴子在直桿上由A向B勻速向上爬，同時(shí)人用鼻子頂著直桿水平勻速運(yùn)動(dòng)．在10 s內(nèi)，猴子由A運(yùn)動(dòng)到B，而人也由甲位置運(yùn)動(dòng)到了乙位置．已知x＝9 m，求： 圖5－1－12 (1)猴子對地的位移大小； (2)猴子對人的速度大小和猴子對地的速度大?。? 解析：(1)由題意知，猴子參與了水平方向和豎直方向的兩種分運(yùn)動(dòng)，且x＝9 m，y＝12 m，則猴子的合位移即為對地位移，故s＝＝m＝15 m. (2)猴子豎直方向上的速度即為其對人的速度，故 vy＝＝ m/s＝1.2 m/s 猴子沿水平方向的速度為vx＝＝ m/s＝0.9 m/s 則猴子的合速度即為猴子對地的速度，有 v＝＝ m/s＝1.5 m/s. 答案：(1)15 m　(2)1.2 m/s　1.5 m/s 9、某物體運(yùn)動(dòng)中沿x、y互相垂直方向的分運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖5－1－16所示，求經(jīng)過多長時(shí)間速度大小為50 m/s，此時(shí)速度方向如何？ 圖5－1－16 解析：由vxt圖象可知，沿x軸方向速度不變vx＝30 m/s，由vyt圖象可知，沿y軸方向做初速度為零，加速度ay＝10 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，vy＝at＝10t，由v＝知50＝，解得t＝4 s，v的方向與x軸的夾角為θ，tanθ＝＝＝，即θ＝53. 答案：4 s　與x軸成53夾角 10、2011年3月11日，日本福島附近海域發(fā)生9.0級(jí)特大地震并引發(fā)海嘯，陸地交通中斷．直升機(jī)空投物資時(shí)，可以停留在空中不動(dòng)，設(shè)投出的物資離開飛機(jī)后由于降落傘的作用在空中能勻速下落，無風(fēng)時(shí)落地速度為5 m/s.若飛機(jī)停留在離地面100 m高處空投物資，由于風(fēng)的作用，使降落傘和物資以1 m/s的速度勻速水平向北運(yùn)動(dòng)，求： (1)物資在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (2)物資落地時(shí)速度的大小； (3)物資在下落過程中水平方向移動(dòng)的距離． 解析：如圖所示，物資的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看做是豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)． (1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，故物資實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與豎直方向分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等．所以 t＝＝ s＝20 s. (2)物資落地時(shí)vy＝5 m/s，vx＝1 m/s，由平行四邊形定則得 v＝＝m/s＝ m/s. (3)物資水平方向的位移大小為 x＝vxt＝120 m＝20 m. 答案：(1)20 s　(2) m/s　(3)20 m 11.玻璃生產(chǎn)線上，寬9 m的成型玻璃板以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進(jìn)，在切割工序處，切割刀的切割速度為10 m/s.為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，應(yīng)如何控制切割刀的切割軌道？切割一次的時(shí)間有多長？ 解析：要保證割下的玻璃板為矩形，則切割刀在玻璃板前進(jìn)的方向上必須與玻璃板相對靜止． 設(shè)切割刀相對地的速度v＝10 m/s，這一速度分解兩個(gè)分速度：一是沿玻璃板前進(jìn)方向的速度v1＝2 m/s，二是垂直于玻璃板前進(jìn)方向的切割速度v2，如圖所示．切割刀的合速度v與v1之間成的夾角為θ. 即cosθ＝＝ 即切割刀與玻璃板前進(jìn)方向的夾角θ的余弦值為. 切割時(shí)間t＝＝≈0.92 s. 答案：應(yīng)控制切割刀與玻璃板前進(jìn)方向的夾角θ的余弦值為　0.92 s