2020高考物理大一輪復習 第9講 運動的合成與分解學案新人教版.docx
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第9講 運動的合成與分解 一、曲線運動 1.速度方向:質點在軌跡上某一點的瞬時速度的方向,沿曲線上該點的 方向. 2.運動性質:曲線運動一定是變速運動.a恒定: 運動;a變化:非勻變速曲線運動. 3.曲線運動條件:(1)運動學角度:物體的 方向跟速度方向不在同一條直線上. (2)動力學角度:物體所受的 方向跟速度方向不在同一條直線上. 二、運動的合成與分解 1.概念 (1)運動的合成:已知分運動求 . (2)運動的分解:已知合運動求 . 2.分解原則:根據(jù)運動的 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、合運動與分運動的關系 1.等效性:各分運動的規(guī)律疊加起來與合運動的規(guī)律有完全相同的效果. 2.等時性:合運動和分運動經(jīng)歷的時間相等,即同時開始,同時停止. 3.獨立性:一個物體同時參與幾個分運動,各分運動獨立進行,不受其他分運動的影響. 【辨別明理】 (1)合速度一定大于分速度. ( ) (2)運動的合成與分解的實質是對描述運動的物理量(位移、速度、加速度)的合成與分解. ( ) (3)兩個直線運動的合運動一定是直線運動. ( ) (4)做曲線運動的物體受到的合外力一定是變力. ( ) (5)做曲線運動的物體所受的合外力的方向一定指向軌跡的凹側. ( ) 考點一 曲線運動的條件與軌跡分析 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動.若在鐵球運動的正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵,下列關于小鐵球運動情況的說法正確的是( ) 圖9-1 A.磁鐵放在A處時,小鐵球做勻速直線運動 B.磁鐵放在A處時,小鐵球做勻加速直線運動 C.磁鐵放在B處時,小鐵球做勻速圓周運動 D.磁鐵放在B處時,小鐵球做非勻變速曲線運動 2.如圖9-2所示為質點做勻變速曲線運動的軌跡示意圖,且質點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質點從A點運動到E點的過程中,下列說法中正確的是 ( ) 圖9-2 A.質點經(jīng)過C點的速率比經(jīng)過D點的速率大 B.質點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90 C.質點經(jīng)過D點時的加速度比經(jīng)過B點時的加速度大 D.質點從B點運動到E點的過程中,加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小 3.一個質點受兩個互成銳角的恒力F1和F2作用,由靜止開始運動,若運動過程中保持二力方向不變,但F1突然增大到F1+ΔF,則質點以后 ( ) A.繼續(xù)做勻變速直線運動 B.在相等時間內速度的變化一定相等 C.可能做勻速直線運動 D.可能做非勻變速曲線運動 ■要點總結 1.曲線運動條件:物體受到的合外力與速度始終不共線. 2.曲線運動特征 (1)運動學特征:由于做曲線運動的物體的瞬時速度方向沿曲線上物體位置的切線方向,所以做曲線運動的物體的速度方向時刻發(fā)生變化,即曲線運動一定為變速運動. (2)動力學特征:由于做曲線運動的物體的速度時刻變化,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(曲線運動條件).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:曲線運動的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的一側彎曲,或者說合力的方向總指向曲線的凹側.軌跡只能平滑變化,不會出現(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,則合外力對物體不做功,物體的動能不變;若合外力不與物體的速度方向垂直,則合外力對物體做功,物體的動能發(fā)生變化. 考點二 運動的合成與分解 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,內有一個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,使玻璃管以速度v水平向右勻速運動.紅蠟塊由管口上升到頂端,所需時間為t,相對地面通過的路程為L.下列說法中正確的是 ( ) 圖9-3 A.v增大時,L減小 B.v增大時,L增大 C.v增大時,t減小 D.v增大時,t增大 2.物體在直角坐標系xOy所在的平面內由O點開始運動,其沿坐標軸方向的兩個分速度隨時間變化的圖像如圖9-4所示,則對該物體運動過程的描述正確的是 ( ) 圖9-4 A.物體在0~3s做直線運動 B.物體在3~4s做直線運動 C.物體在3~4s做曲線運動 D.物體在0~3s做變加速運動 3.一質量為2kg的物體在如圖9-5甲所示的xOy平面上運動,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內物體做勻變速曲線運動 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內物體所受的合外力為16N ■要點總結 兩個直線運動的合運動性質的判斷 兩個互成角度的分運動 合運動的性質 兩個勻速直線運動 勻速直線運動 兩個初速度為零的勻加速直線運動 勻加速直線運動 兩個初速度不為零的勻變速直線運動 如果v合與a合共線,為勻變速直線運動 如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運動 一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動 如果v合與a合共線,為勻變速直線運動 如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運動 2.運動的合成與分解的運算法則 運動的合成與分解是指描述運動的各物理量,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. 考點三 小船渡河問題 模型解讀 分運動1 分運動2 合運動 運動 船相對于靜水的劃行運動 船隨水漂流的運動 船的實際運動 速度本質 發(fā)動機給船的速度v1 水流給船的速度v2 船相對于岸的速度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 時間 (1)渡河時間只與船垂直于河岸方向的分速度有關,與水流速度無關; (2)渡河時間最短:船頭正對河岸時,渡河時間最短,tmin=dv1(d為河寬) 渡河 位移 (1)渡河路徑最短(v1>v2時):合速度垂直于河岸時,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
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