第四章 第1课时 曲线运动、运动的合成与分解-2023高考物理【直击双1流】一轮复习讲义

第四章 　 曲线运动 课时 真题 题设情景 能力要求 素养要求 考情预测 曲线 运动、 运动 的合 成与 分解 2020 山东卷,16(1) U 形池比赛考速度分解 推理能力、分析综合能力 模型建构、科学推理 运动的合成与分解是研究 曲线运动的重要方法,单独 考查的可能性比较小,一般 都是作为大题中的一个小 点进行考查 抛 体 运 动 2021 河北卷,2 原子上抛和竖直上抛考 查运动时间 分析综合能力 科学推理 2020 山东卷,16 冬奥会比赛项目中的 U 形 池比赛,运动员腾空的最 大高度和沿赛道的距离, 考查抛体运动的相关知识 分析综合能力、应用数学处理 物理问题的能力 科学推理、 科学论 证、处理信息 2017 课标 Ⅰ,15 发球机发射乒乓球以不 同的初速度做平抛运动 分析综合能力 模型建构、 科学推 理、科学论证 抛体运动是恒力作用下的 运动,轨迹为抛物线,是典 型的曲线运动,高考容易结 合抛体运动的规律以及实 际生产、生活应用出题 圆 周 运 动 2021 全国卷甲,15 纽扣旋转 分析综合能力 科学推理 2021 广东卷,4 通行杆考查速度 推理能力 运动观念 2021 河北卷,9 小球连弹簧穿到杆上转 动,考查受力 分析综合能力 科学推理 2020 课标 Ⅰ,16 同学荡秋千到最低点考 查秋千绳中的拉力大小 推理能力、分析综合能力 运动观念、科学推理 2018 浙江 4 月,11 快艇在湖面做圆周运动, 查考线速度、 角速度、 运 动半径、加速度 分析综合能力、应用数学处理 物理问题的能力 模型建构、 科学推 理、处理信息 圆周运动的重点比较单一, 单独考查的概率比较小,常 与动能定理和能量守恒定 律联系在一起考查, 与电 场、磁场内容相结合是重点 考查形式. 圆周运动中比较 重要的是临界问题,考查的 概率比较大 第 1 课时 　 曲线运动、运动的合成与分解 一、曲线运动 (1) 定义:轨迹是曲线的运动. (2) 条件:质点所受合力的方向与它的初速度方向不在同 一直线上(v0 ≠ 0,F ≠ 0) . (3) 特点: ① 轨迹是一条曲线; ② 轨迹上某点速度的方向沿这一点的切线方向; ③ 曲线运动的速度方向时刻在改变,是变速运动,必有加 速度; ④ 合外力 F 始终指向运动轨迹的凹侧. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 二、运动的合成与分解 1. 合运动与分运动的关系 关系 描述 等时性 分运动与合运动总是同时开始,同时进行,同时结束 等效性 分运动叠加起来后与合运动有相同的效果 独立性 每个分运动都保持其运动性质不变,不受其他分运动干扰.虽然 各分运动互相独立,但是合运动的性质和轨迹由它们共同决定 2. 合力、速度、轨迹之间的关系 (1) 已知运动轨迹,合力的方向指向 轨迹凹侧,如图所示. (2) 运动轨迹在速度方向与合力方 向所夹的区间内,根据受力方向和速度 方向大致可以判断轨迹的弯曲方向. (3) 根据合力方向与速度方向间的夹角,判断物体的速率 变化情况:夹角为锐角时,速率变大;夹角为钝角时,速率变小; 合力方向与速度方向垂直时,速率不变,这是物体做匀速圆周 运动的受力条件. 3. 合运动的性质和轨迹 合运动的性质和轨迹由合初速度和合加速度共同决定. (1) 两个匀速直线运动的合运动为匀速直线运动,因为a合 = 0. (2) 一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动为 匀变速运动,因为 a合 = 恒量. 若合初速度与合加速度共线,则 为匀变速直线运动,如竖直上抛运动;若合初速度与合加速度 不共线,则为匀变速曲线运动,如抛体运动. (3) 两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动, 因为 a合 = 恒量(a合 ≠ 0 的情况) . 若合初速度与合加速度共线,则 为匀变速直线运动;若合初速度与合加速度不共线,则为匀变 速曲线运动. 4. 运动的合成与分解的运算法则 运动的合成与分解都遵守平行四边形定则. 　 　 例 1 (2021·陕西永寿县高一期中)(多选) 如图所示,一物体以速度 v向左运动. 从 A位置开始 受到恒定的合力 F 作用. 四位同学画出物体此后的 运动轨迹 AB 和物体在 B 点的速度方向,四种画法中错误的是 (　 　 ) A. B. C. D. 物体做曲线运动时,轨迹夹在速度和合力之间,合力 大致指向轨迹凹的一侧,轨迹不可能与力的方向相交,故 A 正 确,B、C、D 错误. BCD 1. (2021·沈阳东北育才学校期末) 如图所示,当汽车静止时, 车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向 OE 匀速运动. t = 0 时刻 汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动,甲种启动后 t1 时 刻,乘客看到雨滴从 B 处离开车窗,乙种启动后 t2 时刻,乘客 看到雨滴从 F