内容正文:
2022届物理一轮复习
第四章第1讲 曲线运动 运动的合成与分解
第一课时
高三物理组
知识点一 曲线运动
1.速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿
曲线在这一点的________.
2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向
时刻在改变,所以曲线运动一定是________运动.
3.运动的条件:物体所受________的方向跟它的
速度方向不在同一条直线上或它的________方向与速度方向不在同一条直线上.
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________方向与________方向之间,速度方向与轨迹相切,合外力方向指向轨迹的“凹”侧.
切线方向
变速
合外力
加速度
合外力
速度
基础落实
知识点二 运动的合成与分解
1.分运动和合运动:一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动即________,物体的实际运动即________.
2.运动的合成:已知________________,包括位移、速度和加速度的合成.
3.运动的分解:已知________________,解题时应按实际效果分解或正交分解.
4.遵循的法则
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
分运动求合运动
合运动求分运动
平行四边形定则
5.合运动与分运动的关系
(1)等时性:合运动和分运动经历的________相等,即同时开始、同时进行、同时停止.
(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动________,不受其他运动的影响.
(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的________.
时间
独立进行
效果
思考辨析
如图所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动.
(1)猴子相对地面运动的轨迹是直线.( )
(2)猴子相对地面做匀变速曲线运动.( )
(3)猴子受到的合外力斜向右上.( )
(4)猴子所受合力的方向竖直向上,且指向轨
迹的凹侧.( )
(5)t时刻猴子的对地速度的大小为.( )
×
√
×
√
√
考点一 曲线运动的条件及轨迹分析
自主演练
1.速度的特征
(1)速度方向:沿曲线的切线方向时刻在改变,因此曲线运动一定是变速运动.
(2)速度大小:可能变化,也可能不变,如“匀速圆周运动”的速度大小不变.
2.加速度的特征
加速度的大小和方向由合力决定,可能变化,也可能不变.如“平抛运动”的加速度不变.
考点突破
3.合力的特征
(1)合力与轨迹关系:合力指向轨迹弯曲的凹侧,轨迹介于合力与速度的方向之间,如图:
(2)合力与速度变化的关系:
[多维练透]
1.[人教版必修2P6演示实验改编]在演示“做曲线运动的条件”的实验中,有一个在水平桌面上向右做直线运动的小钢球,第一次在其速度方向上放置条形磁铁,第二次在其速度方向上的一侧放置条形磁铁,如图所示,虚线表示小球的运动轨迹.观察实验现象,以下叙述正确的是( )
A.第一次实验中,小钢球的运动是匀变速直线运动
B.第二次实验中,小钢球的运动类似平抛运动,其轨迹是一条抛物线
C.该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向
D.该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上
答案:D
解析:本题考查曲线运动的轨迹问题.第一次实验中,小钢球受到沿着速度方向的吸引力作用,做直线运动,并且随着距离的减小吸引力变大,加速度变大,则小钢球的运动是非匀变速直线运动,选项A错误;第二次实验中,小钢球所受的磁铁的吸引力方向总是指向磁铁,方向与大小均改变,是变力,故小钢球的运动不是类似平抛运动,其轨迹也不是一条抛物线,选项B错误;该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上,但是不能说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向,故选项C错误,D正确.
2.(多选)一个质点在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示,在A点时的速度方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿图示中( )
A.F1的方向 B.F2的方向
C.F3的方向 D.F4的方向
解析:曲线运动受到的合力总是指向曲线凹的一侧,但和速度永远不可能达到平行的方向,所以合力可能沿着F3的方向、F4的方向,不可能沿着F1的方向或F2的方向,C、D正确,A、B错误.
答案:CD
3.[2021·浙江模拟]如图所示,一物块仅在三个共点恒力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做匀速直线运动,其中F1斜向右上方,F2竖直向下,F3水平向左.某时刻撤去其中的一个力,其他力的大小和方向不变,一段时间后恢复该力,则下列说法不正确的是( )
A.如果撤去的是F1,则物块先做匀变