2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第9講 運(yùn)動的合成與分解學(xué)案新人教版.docx

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第9講運(yùn)動的合成與分解一、曲線運(yùn)動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)動性質(zhì):曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動.a恒定:運(yùn)動;a變化:非勻變速曲線運(yùn)動.3.曲線運(yùn)動條件:(1)運(yùn)動學(xué)角度:物體的方向跟速度方向不在同一條直線上.(2)動力學(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)動的合成與分解1.概念(1)運(yùn)動的合成:已知分運(yùn)動求.(2)運(yùn)動的分解:已知合運(yùn)動求.2.分解原則:根據(jù)運(yùn)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(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系1.等效性:各分運(yùn)動的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動的規(guī)律有完全相同的效果.2.等時(shí)性:合運(yùn)動和分運(yùn)動經(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,各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行,不受其他分運(yùn)動的影響.【辨別明理】(1)合速度一定大于分速度.()(2)運(yùn)動的合成與分解的實(shí)質(zhì)是對描述運(yùn)動的物理量(位移、速度、加速度)的合成與分解.()(3)兩個(gè)直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動.()(4)做曲線運(yùn)動的物體受到的合外力一定是變力.()(5)做曲線運(yùn)動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.若在鐵球運(yùn)動的正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵,下列關(guān)于小鐵球運(yùn)動情況的說法正確的是()圖9-1A.磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做勻速直線運(yùn)動B.磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做勻加速直線運(yùn)動C.磁鐵放在B處時(shí),小鐵球做勻速圓周運(yùn)動D.磁鐵放在B處時(shí),小鐵球做非勻變速曲線運(yùn)動2.如圖9-2所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動的軌跡示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到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)動到E點(diǎn)的過程中,下列說法中正確的是()圖9-2A.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90C.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,若運(yùn)動過程中保持二力方向不變,但F1突然增大到F1+F,則質(zhì)點(diǎn)以后()A.繼續(xù)做勻變速直線運(yùn)動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D.可能做非勻變速曲線運(yùn)動要點(diǎn)總結(jié)1.曲線運(yùn)動條件:物體受到的合外力與速度始終不共線.2.曲線運(yùn)動特征(1)運(yùn)動學(xué)特征:由于做曲線運(yùn)動的物體的瞬時(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)動的物體的速度方向時(shí)刻發(fā)生變化,即曲線運(yùn)動一定為變速運(yùn)動.(2)動力學(xué)特征:由于做曲線運(yùn)動的物體的速度時(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(diǎn)二運(yùn)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(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.紅蠟塊由管口上升到頂端,所需時(shí)間為t,相對地面通過的路程為L.下列說法中正確的是()圖9-3A.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,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,則對該物體運(yùn)動過程的描述正確的是()圖9-4A.物體在03s做直線運(yùn)動B.物體在34s做直線運(yùn)動C.物體在34s做曲線運(yùn)動D.物體在03s做變加速運(yùn)動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,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9-5A.前2s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動B.物體的初速度為8m/sC.2s末物體的速度大小為8m/sD.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)動的合運(yùn)動性質(zhì)的判斷兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動合運(yùn)動的性質(zhì)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動兩個(gè)初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合共線,為勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運(yùn)動一個(gè)勻速直線運(yùn)動和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合共線,為勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運(yùn)動2.運(yùn)動的合成與分解的運(yùn)算法則運(yùn)動的合成與分解是指描述運(yùn)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(diǎn)三小船渡河問題模型解讀分運(yùn)動1分運(yùn)動2合運(yùn)動運(yùn)動船相對于靜水的劃行運(yùn)動船隨水漂流的運(yùn)動船的實(shí)際運(yùn)動速度本質(zhì)發(fā)動機(jī)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(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(v1v2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,cos=v2v1(2)渡河路徑最短(v1v2時(shí)):合速度不可能垂直于河岸,無法垂直于河岸渡河例1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(shí)船頭指向始終與河岸垂直,回程時(shí)行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時(shí)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.kvk2-1B.v1-k2C.kv1-k2D.vk2-1變式題(多選)如圖9-6所示,民族運(yùn)動會上有一個(gè)騎射項(xiàng)目,運(yùn)動員騎在奔馳的馬背上沿跑道AB運(yùn)動,且向他左側(cè)的固定目標(biāo)拉弓放箭.假設(shè)運(yùn)動員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動員靜止時(shí)射出的箭的速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離OC=d.若不計(jì)空氣阻力的影響,要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短,則()圖9-6A.運(yùn)動員放箭處離目標(biāo)的距離為v1v2dB.運(yùn)動員放箭處離目標(biāo)的距離為v12+v22v2dC.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為dv2D.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為dv22-v12建模點(diǎn)撥解小船渡河問題必須明確以下兩點(diǎn):(1)解決這類問題的關(guān)鍵:正確區(qū)分船的分運(yùn)動和合運(yùn)動.船的航行方向也就是船頭指向,是分運(yùn)動;船的運(yùn)動方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動方向,是合運(yùn)動,一般情況下與船頭指向不一致.(2)運(yùn)動分解的基本方法:按實(shí)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進(jìn)行分解.考點(diǎn)四關(guān)聯(lián)速度問題用繩或桿牽連兩物體,在運(yùn)動過程中,兩物體的速度通常不同,但物體沿繩或桿方向的速度分量大小相等.考向一繩連接體的速度關(guān)聯(lián)例2如圖9-7所示,在水平力F作用下,物體B沿水平面向右運(yùn)動,物體A恰勻速上升,以下說法正確的是()圖9-7A.物體B正向右做勻減速運(yùn)動B.物體B正向右做加速運(yùn)動C.地面對B的摩擦力減小D.右側(cè)繩與水平方向成30角時(shí),vAvB=32變式題2018山西四校聯(lián)考有人用繩子通過定滑輪拉物體A,A穿在光滑的豎直桿上,人以速度v0勻速地向下拉繩,當(dāng)物體A到達(dá)如圖9-8圖9-8所示位置時(shí),繩與豎直桿的夾角為,則物體A實(shí)際運(yùn)動的速度是()A.v0cosB.v0sinC.v0cosD.v0sin考向二桿連接體的速度關(guān)聯(lián)圖9-9例3如圖9-9所示,小球a、b用一細(xì)直棒相連,a球置于水平地面上,b球靠在豎直墻面上,釋放后b球沿豎直墻面下滑,當(dāng)滑至細(xì)直棒與水平地面成角時(shí),a、b兩小球的速度大小的比值為()A.sinB.cosC.tanD.cot變式題如圖9-10所示,長為L的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動,另一端擱在水平升降臺上,升降平臺以速度v勻速上圖9-10升,當(dāng)棒與豎直方向的夾角為時(shí),棒的角速度為()A.vsinLB.vLcosC.vcosLD.vLsin要點(diǎn)總結(jié)先確定合運(yùn)動的方向(物體實(shí)際運(yùn)動的方向),然后分析這個(gè)合運(yùn)動所產(chǎn)生的實(shí)際效果(一方面使繩或桿伸縮的效果;另一方面使繩或桿轉(zhuǎn)動的效果)以確定兩個(gè)分速度的方向(沿繩或桿方向的分速度和垂直于繩或桿方向的分速度,而沿繩或桿方向的分速度大小相同).