2017届高三物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解课件

第四章|曲线运动万有引力与航天Ⅰ经典时空观和相对论时空观Ⅰ第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅱ环绕速度Ⅱ万有引力定律及其应用Ⅰ离心现象Ⅱ匀速圆周运动的向心力Ⅰ匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅱ抛体运动(1)掌握研究曲线运动的基本方法——运动的合成与分解，掌握合运动与分运动的关系；(2)注意曲线运动特别是圆周运动与生产、生活、高科技的联系；(3)注意复习思路——将天体运动看成匀速圆周运动，万有引力提供向心力；(4)天体运动公式繁多，容易混淆，复习中注意理解和区分；(5)注意平抛斜面组合、平抛圆周组合问题的处理技巧(1)速度、加速度、位移的合成与分解在实际问题中的应用；(2)平抛运动的处理方法以及平抛运动在具体生活情境中的应用；(3)描述圆周运动的物理量及它们之间的关系和应用；(4)圆周运动的动力学问题；(5)圆周运动的临界问题；(6)天体质量和密度的计算；(7)第一宇宙速度的计算；(8)天体的运动及卫星的变轨问题Ⅱ运动的合成与分解复习策略命题规律要求考点内容第1讲曲线运动运动的合成与分解考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力物体做曲线运动的条件及轨迹1．曲线运动的特点(1)速度的方向质点在某一点的速度方向就是曲线在这一点的．(2)运动的性质做曲线运动的物体，速度的时刻在改变，所以曲线运动一定是运动．切线方向方向变速考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力2．曲线运动的条件(1)运动学角度：物体的方向跟速度方向不在同一条直线上．(2)动力学角度：物体所受的方向跟速度方向不在同一条直线上．加速度合力考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．合力方向与轨迹的关系无力不拐弯，拐弯必有力．曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧.2．合力方向与速率变化的关系当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大.为钝角时，物体的速率减小.垂直时，物体的速率不变.1．2015年7月25日20时29分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙/远征一号”运载火箭，成功将两颗新一代北斗导航卫星，发射升空．在靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，在此过程中卫星所受合力的方向可能是()解析C试题考虑到合力方向指向轨迹凹侧，且由M到N速率减小可知，力与速度(切线方向)的夹角为钝角，故C选项正确．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力2.(2014·高考四川卷)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹．图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)．实验表明，当物体所受合力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动．解析c试题力改变运动状态，当力与速度共线时物体做直线运动，不共线时物体做曲线运动．物体做曲线运动总是由初速度方向弯向合力方向，且只能无限接近合力方向．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力b不在运动的合成及运动性质的分析考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．遵循的法则位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循．平行四边形定则考点二2．合运动与分运动的关系(1)等时性合运动和分运动经历的相等，即同时开始、同时进行、同时停止．(2)独立性一个物体同时参与几个分运动，各分运动，不受其他运动的影响．(3)等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有的效果．时间独立进行完全相同NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力考点二1．合运动的性质判断加速度或合力变化：非匀变速运动不变：匀变速运动加速度或合力方向与速度方向共线：直线运动不共线：曲线运动NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力考点二2．两个直线运动的合运动性质的判断标准：看合初速度方向与合加速度方向是否共线.如果v合与a合不共线，为匀变速曲线运动如果v合与a合共线，为匀变速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动合运动的性质两个互成角度的分运动匀加速直线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀变速曲线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀速直线运动两个匀速直线运动合运动的性质两个互成角度的分运动NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．(多选)一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动．若运动中保持两个力的方向不变，但F1突然增大ΔF，则质点此后()A．一定做匀变速曲线运动B．在相等时间内速度变化一定相等C．可能做变加速曲线运动D．一定做匀变速直线运动AB解析试题质点受到两个恒力F1、F2的作用，由静止开始沿两个恒力的合力方向做匀加速直线运动，如图所示，此时运动方向与F合方向相同；当力F1发生变化后，力F1与F2的合力F合′与原合力F合相比，大小和方向都发生了变化，此时合力F合′的方向不再与速度方向相同，但是F合′仍为恒力，故此后质点将做匀变速曲线运动，故A正确，C、D错误；由于合力恒定不变，则质点的加速度也恒定不变，由a＝ΔvΔt可得Δv＝aΔt，即在相等时间内速度变化也必然相等，则B正确．考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力2．(多选)一物体运动规律是x＝3t2(m)，y＝4t2(m)，x方向和y方向垂直，则下列说法中正确的是()A．物体在x轴和y轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动B．物体的合运动是初速度为零、加速度为5m/s2的匀加速直线运动C．物体的合运动是初速度为零、加速度为10m/s2的匀加速直线运动D．物体的合运动是加速度为5m/s2的曲线运动AC解析试题由x＝3t2及y＝4t2知物体在x、y方向上的初速度为0，加速度分别为ax＝6m/s2，ay＝8m/s2，故合加速度a＝a2x＋a2y＝10m/s2，A、C正确，B、D错误．考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力小船渡河模型考点三NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力1．船的实际运动：是水流的运动和船相对静水的运动的合运动．2．三种速度：船在静水中的速度v1、水的流速v2、船的实际速度v.考点三3．三种情景(1)过河时间最短：船头正对河岸时，渡河时间最短，t短＝dv1(d为河宽)．(2)过河路径最短(v2＜v1时)：合速度垂直于河岸时，航程最短，x短＝d.NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力考点三(3)过河路径最短(v2＞v1时)：合速度不可能垂直于河岸，无法垂直河岸渡河．确定方法如下：如图所示，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，从v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向航程最短．由图可知sinθ＝v1v2，最短航程x短＝dsinθ＝v2v1d.NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力1．(2014·高考四川卷)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()A.kvk2－1B.v1－k2C.kv1－k2D.vk2－1B解析试题设河岸宽为d，船在静水中的速度为u，则根据渡河时间关系得du∶du2－v2＝k，解得u＝v1－k2，所以B选项正确．考点三NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力2.如图所示，一条小船位于200m宽的河正中A点处，其下游1003m处有一危险区，当时水流速度为4m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是()A.433m/sB.833m/sC．2m/sD.4m/sC解析试题如图，选取临界情况进行研究，假设小船刚好避开危险区沿直线到达对岸B点处，根据运动的合成与分解可知，当船速的方向与AB垂直时，船速最小，tanθ＝1001003＝33，θ＝30°，故v船＝v水sinθ＝4×12m/s＝2m/s.考点三NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力3．(多选)(2015·湖北省重点中学联考)一只小船在静水中的速度为3m/s，它要渡过一条宽为30m的河，河水流速为4m/s，则这只船()A．过河时间不可能小于10sB．不能沿垂直于河岸方向过河C．渡过这条河所需的时间可以为6sD．不可能渡过这条河AB解析试题船在过河过程同时参与两个运动，一个沿河岸向下游的运动，一个是船自身的运动．垂直河岸方向位移即河的宽度d＝30m，而垂直河岸方向的最大分速度即船自身的速度3m/s，所以渡河最短时间t＝30m3m/s＝10s，A对，C错．只要有垂直河岸的分速度，就可以渡过这条河，D错．船实际发生的运动就是合运动，如果船垂直河岸方向过河，即合速度垂直河岸方向．一个分速度沿河岸向下，与合速度垂直，那么在速度合成三角形中船的速度即斜边，要求船的速度大于水的速度，而本题目中船的速度小于河水的速度，故不可能垂直河岸方向过河，B对．考点三NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力反思提升考点三(1)渡河时间只与船垂直于河岸方向的分速度有关，与水流速度无关．(2)船渡河位移最小值与v船和v水大小关系有关，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的方法处理．NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力关联速度分解模型考点四NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力1．模型特点合速度→物体的实际运动速度v分速度→其一：沿绳或杆的分速度v1其二：与绳或杆垂直的分速度v2考点四2．解题的思路把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)的两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解．常见的模型如图所示．NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力1．如图所示，水平面上有一汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B，当拉至图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为α、β，二者速度分别为vA和vB，则()A．vA∶vB＝1∶1B.vA∶vB＝sinα∶sinβC．vA∶vB＝cosβ∶cosαD.vA∶vB＝sinα∶cosβC解析试题物体B实际的速度(合运动的速度)水平向右，根据它的实际运动效果，两分运动分别为：沿绳收缩方向的分运动，设其速度为v1，垂直绳方向的分运动，设其速度为v2，如图甲所示，则有v1＝vBcosβ①汽车A实际的速度(合运动的速度)水平向右，根据它的实际运动效果，两分运动分别为：沿绳收缩方向的分运动，设其速度为v3，垂直绳方向的分运动，设其速度为v4，如图乙所示，则有v3＝vAcosα②又因二者沿绳子方向上的速度相等，则有v1＝v3③由①②③式得vA∶vB＝cosβ∶cosα.考点四NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力2．(多选)(2016·南宁模拟)如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff.当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为FT，则此时()A．人拉绳行走的速度为vcosθB．人拉绳行走的速度为vcosθC．船的加速度为FTcosθ－FfmD．船的加速度为FT－FfmAC解析试题船的运动是合运动，它实际上是同时参与了两个分运动：一是沿绳方向的直线运动，二是以滑轮为圆心转动的分运动(即垂直于绳方向的分运动)，因此将船的速度进行分解如图甲所示，人拉绳行走的速度v人＝vcosθ，A正确，B错误；船受力如图乙所示，绳对船的拉力等于人拉绳的力，即绳的拉力大小为FT，与水平方向成θ角，因此FTcosθ－Ff＝ma，解得a＝FTcosθ－Ffm，C正确，D错误．考点四NO.1梳理主干牢固记忆NO.2题组训练提升能力