内容正文:
必修2
第四章 曲 线 运 动
第1讲 曲线运动 运动的合成与分解
一、曲线运动
1.速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的_____方向。
2.运动性质:质点在曲线运动中速度的方向时刻改变,所以曲线运动一定是
_____运动。
3.曲线运动的条件
必备知识·自主排查
切线
变速
4.合外力方向与轨迹的关系:物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速
度方向之间,速度方向与轨迹相切,合外力方向___________________。
指向曲线的“凹”侧
【情境转换】
如图所示,水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,小铁球做什么运动?
提示:磁铁放在A处时,合力向前,加速度向前,物体做加速运动,但磁力大小与距离有关,故加速度是变化的,即做变加速直线运动;磁铁放在B处时,合力与速度不共线,故小钢球向右侧偏转,磁力大小与距离有关,所以加速度是变化的,即小球做变加速曲线运动。
二、运动的合成与分解
1.基本概念
(1)运动的合成:已知_______求合运动。
(2)运动的分解:已知_______求分运动。
2.分解原则:根据运动的_________分解,也可采用___________。
3.遵循的规律:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循
_______________。
分运动
合运动
实际效果
正交分解法
平行四边形定则
【小题速诊速纠】
1.判一判
(1)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。 ( )
(2)曲线运动可能是匀变速运动。 ( )
(3)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等。 ( )
(4)合运动的速度一定比分运动的速度大。 ( )
(5)只要两个分运动为直线运动,合运动一定是直线运动。 ( )
(6)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加速度间满足平行四边形定则。 ( )
提示:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
2.练一练
(1)如图所示为教室里可以沿水平方向滑动的黑板,一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线。若粉笔相对于黑板从静止开始向下匀加速直线滑动,同时黑板以某一速度水平向左匀速滑动,则粉笔在黑板上所画出的轨迹,可能为下列图中的 ( )
【解析】选B。由题意可知,粉笔相对黑板在水平方向做向右的匀速直线运动,竖直方向做向下的匀加速直线运动,其运动轨迹类似于平抛运动,故A、C、D错误,B正确。故选B。
(2)游泳作为一项有氧运动,长期坚持有利于身心健康,因此已被越来越多的人所喜爱。若某人在静水中的速度大小为v1,某时刻从河边以v1垂直河岸向对岸游去,设水流运动是匀速的,其大小为v2,则下列说法中正确的是 ( )
A.若人的速度v1保持不变,水流速度v2增大,人到达对岸的时间不变,路程变长
B.若人的速度v1保持不变,水流速度v2减小,人到达对岸的时间变长,路程不变
C.若水流速度v2保持不变,人的速度v1增大,人到达对岸的时间变短,路程变长
D.若水流速度v2保持不变,人的速度v1减小,人到达对岸的时间不变,路程不变
【解析】选A。若人的速度v1保持不变,则过河时间不变,根据分运动和合运动的等时性,则平行河岸方向的时间不变,水流速度v2增大,则路程变长,故A正确、B错误;若人的速度v1增大,河宽保持不变,则过河时间变短,此时水流速度v2保持不变,平行河岸方向的路程变短,人到达对岸的路程变短,故C错误;若人的速度v1减小,河宽保持不变,则过河时间变长,故D错误。故选A。
考点1 合运动的性质与轨迹问题(b)
【要点融会贯通】
1.运动类型的判断:
(1)判断物体是否做匀变速运动,要分析合力是否为恒力。
(2)判断物体是否做曲线运动,要分析合力方向是否与速度方向成一定夹角。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大。
②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小。
③当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。
关键能力·层级突破
2.合运动的性质的判断:
合运动的性质,由合外力(或合加速度)的特点决定。
(1)根据合外力(或合加速度)是否恒定判定合运动的性质:若合外力(或合加速度)不变,则为匀变速运动;若合外力(或合加速度)(大小或方向)变化,则为非匀变速运动。
(2)根据合外力(或合加速度)的方向与合初速度的方向关系判定合运动的轨迹:若合外力(或合加速度)的方向与合初速度的方向在同一直线上,则为直线运动,否则为曲线运动。
【精练题组通关】
1.如图所示,高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程,虚线是飞出的扑克牌的轨迹,则扑克牌所受合外力F与速度v关系正确的是( )
【解析】选A。曲线运动的物体速度方向沿轨道切线方向,而受到的