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高中物理人教版(2019)必修第二册同步讲练测
高一物理下学期期中复习讲义(一)-曲线运动、运动的合成与分解
考点1:曲线运动
1.曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
2.曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.
考点2:运动的合成与分解
1.合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性.
2.运动的合成与分解的法则:平行四边形定则.
3.分解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动为合运动.
考点3:小船过河问题
处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。
V水
v船
θ
v2
v1
1.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间 ,显然,当时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为,合运动沿v的方向进行。
2.位移最小,若
v水
v船
θ
v
结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为
若,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短呢?如图所示,
v水
θ
v
α
A
B
E
v船
设船头v船与河岸成θ角。合速度v与河岸成α角。可以看出:α角越大,船漂下的距离x越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v水的矢尖为圆心,v船为半径画圆,当v与圆相切时,α角最大,根据船头与河岸的夹角应为,船沿河漂下的最短距离为:
此时渡河的最短位移:
例1.有一小船正在渡河,如图所示,在离对岸30m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,那么,小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?
【解析】 解:设船相对于静水的速度为v1 , 水速为v2 , 船的合速度v的方向(过河方向)与水速夹角为α,如图所示
由几何关系知,当v1垂直于v时,v1才最小,此时v1=v2sinα
由题意知sinα最小值为 ,所以v1最小值为vmin=5× m/s=3m/s
故当船在静水中的