《高考備考指南 物理 》課件-第1講　曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)　運(yùn)動(dòng)的合成與分解

曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第四章

第1講曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解核心素養(yǎng)新課程標(biāo)準(zhǔn)命題分析物理觀(guān)念(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，知道物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件；(2)會(huì)用線(xiàn)速度、角速度、周期描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)；(3)知道圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的大小和方向1.考查方式：(1)近幾年高考中，該部分內(nèi)容中以平拋運(yùn)動(dòng)為考查重點(diǎn)，命題頻繁出現(xiàn)；天體運(yùn)動(dòng)基本為必考內(nèi)容；對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中動(dòng)力學(xué)方程及臨界問(wèn)題的考查也經(jīng)常涉及；曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及動(dòng)力學(xué)分析考查“物理觀(guān)念、科學(xué)思維”；開(kāi)普勒定律、萬(wàn)有引力定律、宇宙速度等物理觀(guān)念及應(yīng)用于分析衛(wèi)星、天體、行星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題等的科學(xué)思維素養(yǎng)，一般在選擇題中考查(2)未來(lái)高考中天體運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星類(lèi)問(wèn)題仍將是考查熱點(diǎn)；平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)和電磁場(chǎng)的綜合問(wèn)題依舊是命題重點(diǎn)2.廣東命題趨勢(shì)：繩或桿關(guān)聯(lián)物體速度分解，平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題，圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析，雙星或多星模型科學(xué)探究(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系科學(xué)思維(1)會(huì)運(yùn)用合成分解思想分析平拋運(yùn)動(dòng)，體會(huì)將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的物理思想；(2)能分析生活中的拋體運(yùn)動(dòng)；(3)理解生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)聯(lián)系生活中的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)模型，特別是平拋運(yùn)動(dòng)模型，掌握生活中的物理應(yīng)用；(2)能運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)解決以生活實(shí)際為背景的問(wèn)題，體會(huì)用物理所學(xué)解決實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科魅力；(3)關(guān)注物理學(xué)定律與航天技術(shù)等現(xiàn)代科技的聯(lián)系，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和使命感欄目導(dǎo)航01知識(shí)

梳理查漏02題點(diǎn)

各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練知識(shí)梳理查漏1知識(shí)一

曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件和軌跡的判斷1.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的______________.

(2)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是________運(yùn)動(dòng).

(3)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受________的方向跟它的速度方向不在同一條直線(xiàn)上或它的加速度方向與速度方向不在同一條直線(xiàn)上.

合外力變速切線(xiàn)方向2.合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在________方向與______方向之間，速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè).

速度合外力3.速率變化情況判斷(1)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率__________.

(2)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率__________.

(3)當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變.

減小增大【自測(cè)1】(2023年遼寧卷)某同學(xué)在練習(xí)投籃時(shí)，籃球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線(xiàn)所示，籃球所受合力F的示意圖可能正確的是(

)【解析】籃球做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，A正確.A

知識(shí)二

運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的效果相同，則這一物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫作這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫作這一實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng).2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間有_______、_______，分運(yùn)動(dòng)之間還有____________.

獨(dú)立性等時(shí)性等效性平行四邊形定則正交分解3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)運(yùn)動(dòng)的合成是唯一的，而運(yùn)動(dòng)的分解是無(wú)限的，在實(shí)際問(wèn)題中通常按________來(lái)進(jìn)行分解，也可以采用________的方法.

(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵從________________(如圖所示).

實(shí)際效果4.兩個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)(1)兩個(gè)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是______直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

(2)一個(gè)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍是勻變速運(yùn)動(dòng)；兩者共線(xiàn)時(shí)為勻變速______線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；兩者不共線(xiàn)時(shí)為勻變速______線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

(3)兩個(gè)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合初速度與合加速度共線(xiàn)時(shí)為勻變速______線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合初速度與合加速度不共線(xiàn)時(shí)為勻變速______線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

曲直曲直勻速【自測(cè)2】(2023年茂名二模)如圖甲是跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在起跳、騰空和落地過(guò)程的情境.在考慮空氣阻力的情況下，運(yùn)動(dòng)員騰空后的軌跡可簡(jiǎn)化成圖乙中的OPQ運(yùn)動(dòng)，其中P是最高點(diǎn).若空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比，關(guān)于O、P兩點(diǎn)豎直方向分運(yùn)動(dòng)的加速度大小(

)A.O點(diǎn)大 B.P點(diǎn)大C.一樣大 D.無(wú)法比較A

【解析】由于空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比，運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)時(shí)速度斜向上方，此時(shí)速度最大，空氣阻力斜向下方最大，上升過(guò)程與豎直方向夾角最小，故此時(shí)空氣阻力分解在豎直方向最大，根據(jù)牛頓第二定律可知此時(shí)豎直方向分運(yùn)動(dòng)的加速度最大.故選A.題點(diǎn)各個(gè)擊破2命題點(diǎn)一物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡分析［師生共研類(lèi)］1.合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷2.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力與軌跡、速度間的關(guān)系(1)合力方向與軌跡的關(guān)系.無(wú)力不轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎必有力：物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合力方向與速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力方向指向曲線(xiàn)的凹側(cè).(2)分析思路.例1

(2023年中山一模)如圖所示，一塊橡皮擦用細(xì)繩懸掛于圓柱的O點(diǎn)，圓柱以恒定的角速度向左滾動(dòng)時(shí)，細(xì)繩將纏繞在圓柱上同一截面，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中露出桌面的圓柱長(zhǎng)度保持不變，選地面為參照物，下列說(shuō)法正確的是(

)

A.橡皮擦做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.橡皮擦運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線(xiàn)C.橡皮擦運(yùn)動(dòng)時(shí)繩子是傾斜狀態(tài)D.橡皮擦的速度大小不斷改變

A

【解析】橡皮擦參與了水平向左和沿繩子方向上的分運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A柱的角速度不變，所以線(xiàn)速度也不變，故橡皮擦參與的兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)也是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度不變，B、D錯(cuò)誤，A正確；橡皮擦水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，該方向上加速度為零，故該方向上不受力，可知繩子處于豎直狀態(tài)，C錯(cuò)誤.1.(2023年全國(guó)乙卷)小車(chē)在水平地面上沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直增加.如果用帶箭頭的線(xiàn)段表示小車(chē)在軌道上相應(yīng)位置處所受的合力，下列四幅圖可能正確的是(

)【解析】小車(chē)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受合外力指向曲線(xiàn)的凹側(cè)，A、B錯(cuò)誤；小車(chē)沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直增加，故合外力與運(yùn)動(dòng)方向夾角為銳角，C錯(cuò)誤，D正確.D

2.(2023年江蘇卷)達(dá)·芬奇的手稿中描述了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)罐子在空中沿水平直線(xiàn)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，沿途連續(xù)漏出沙子.若不計(jì)空氣阻力，則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是(

)【解析】罐子在空中沿水平直線(xiàn)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間Δt內(nèi)水平方向位移增加量aΔt2，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間Δt內(nèi)位移增加gΔt2；說(shuō)明水平方向位移增加量與豎直方向位移增加量比值一定，則連線(xiàn)的傾角就是一定的，D正確.D

3.(2023年遼寧模擬)如圖所示，中學(xué)生在雨中打傘行走，從物理學(xué)可知當(dāng)雨滴垂直落在傘面上時(shí)人淋雨最少，若雨滴在空中以2m/s的速度豎直下落，而學(xué)生打著傘以1.5m/s的速度向西走，則該學(xué)生少淋雨的打傘(傘柄指向)方式為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(

)A

命題點(diǎn)二小船渡河問(wèn)題［師生共研類(lèi)］1.小船過(guò)河的兩種模型

時(shí)間最短位移最短渡河情境渡河條件船頭垂直于河岸船頭斜向上游且v船＞v水船頭斜向上游，與合速度方向垂直，且v水＞v船渡河結(jié)果最短位移為河寬d2.小船過(guò)河模型的分析思路例2

(2023年佛山模擬)小劉和朋友探險(xiǎn)，遇到一寬為d＝6m，水流很急的小河.實(shí)測(cè)水流速度恒為v1＝5m/s，所帶的氣墊船在靜水中的速度為v2＝3m/s，假設(shè)兩河岸相互平行，小劉要以最短路程渡河，氣墊船的行駛方向與上游河岸所成的夾角以及此過(guò)程的渡河時(shí)間分別為(已知sin37°＝0.6)(

)A.53°；t＝2.5s B.37°；t＝2.5sC.53°；t＝1.2s D.37°；t＝2sA

B

2.一條船要在最短時(shí)間內(nèi)渡過(guò)寬為100m的河，已知河水的流速v1

與船離河岸的距離x變化的關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度v2

與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則以下判斷正確的是(

)A.船渡河的最短時(shí)間是25sB.船運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線(xiàn)C.船在河水中的加速度大小為0.4m/s2D.船在河水中的最大速度是5m/sC

命題點(diǎn)三關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題［師生共研類(lèi)］1.模型特點(diǎn)沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等.2.思路與方法合速度→繩拉物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則.3.解題的原則把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.常見(jiàn)的模型如圖所示.

ACD

1.如圖所示，套在豎直細(xì)桿上的環(huán)A由跨過(guò)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕繩與重物B相連.由于B的質(zhì)量較大，故在釋放B后，A將沿桿上升，當(dāng)A環(huán)上升至與定滑輪的連線(xiàn)水平時(shí)，其上升速度v1≠0，若這時(shí)B的速度為v2，則(

)A.v2＝0 B.v2＞v1C.v2≠0 D.v2＝v1A

【解析】環(huán)上升過(guò)程中其速度v1可分解為兩個(gè)分速度v∥和v⊥，如圖所示，其中v∥為沿繩方向的速度，其大小等于重物B的速度v2；v⊥為繞定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度，則關(guān)系式為v2＝v1cos

θ，θ為v1與v∥間的夾角，即有v2＜v1，當(dāng)A上升至與定滑輪的連線(xiàn)處于水平位置時(shí)，θ＝90°，cos

θ＝0，即此時(shí)有v2＝0，A正確，B、C、D錯(cuò)誤.2.如圖所示，在距河面高度h＝20m的岸上有人用長(zhǎng)繩拴住一條小船，開(kāi)始時(shí)繩與水面的夾角為30°.人以恒定的速率v＝3m/s拉繩，使小船靠岸，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，那么(

)

A.5s時(shí)繩與水面的夾角為60°B.5s時(shí)小船前進(jìn)了15mC.5s時(shí)小船的速率為4m/sD.5s時(shí)小船到岸邊的距離為15mD

3.(2023年浙江模擬)如圖所示，長(zhǎng)為l的輕桿，一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O，桿可在豎直面內(nèi)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng).質(zhì)量為m的物塊被放置在光滑水平面上，開(kāi)始時(shí)，使小球靠在物塊的光滑側(cè)面上，輕桿與水平面的夾角為45°，用手控制物塊靜止，然后釋放物塊，在之后球與物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)

A.球與物塊分離前，桿上的彈力逐漸增大B.球與物塊分離前，球與物塊的速度相等C.球與物塊分離前，物塊的速度先增大后減小D.球與物塊分離時(shí)，球的加速度等于重力加速度D

【解析】對(duì)小球和物塊進(jìn)行整體受力分析，可知受重力、桿的彈力F和地面的支持力FN如圖甲所示.在水平方向由牛頓第二定律得Fcos

θ＝(M＋m)ax.分離后物塊的加速度為零，可知在球與物塊分離前，物塊的加速度逐漸減小，而小球水平方向的分加速度與物塊的加速度相等，所以物塊的水平方向分加速度逐漸減小，而cos

θ逐漸增大，所以彈力逐漸減小.當(dāng)恰好分離時(shí)，水平加速度為零，彈力為零，小球只受重力，加速度等于重力加速度g，A錯(cuò)誤，D正確.設(shè)球的速度為v，球與物塊分離前，物塊與球的水平速度相等，球的速度與桿垂直向下，如圖乙所示，將球的速度分解為水平方向和豎直方向兩個(gè)分速度，由圖可知，