内容正文:
考点14 曲线运动 运动的合成与分解
1. 3年真题考点分布
题型
选择题
高考考点
曲线运动的条件和轨迹特点;运动的合成与分解;小船渡河模型;绳(或杆)端速度关联问题;
新高考
2023
辽宁卷1题、全国乙卷15题、
2022
湖南卷5题
2021
辽宁卷1题
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计4次,主要考查:
1. 曲线运动的条件和轨迹特点;
2. 小船渡河模型;
【备考策略】掌握并理解曲线运动的轨迹特点,能判断物体做曲线运动的条件;掌握运动的合成与分解,为后面要学习的功能关系、电场和磁场中的运动打基础;掌握绳(或杆)端速度关联问题,为能量守恒提供可能。
【命题预测】曲线运动以及运动的合成与分解都是基础型知识,都是为了以后板块的学习打下基础,本节内容在高考题中都是以简单的题型出现,更多的会与功能相关的连接体模型以中档偏低的难度出现在选择题和解答题中,2024年考生需要引起重视,注重教材基础知识,与生产、生活相关的类型的复习。
考法1 物体做曲线运动的条件与轨迹分析
1. 曲线运动
(1) 定义:物体的运动轨迹是曲线的运动,如水平抛出的小球,绕地球运转的卫星等;
(2) 速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的 ;
(3)运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是 运动;
2. 物体做曲线运动的条件
当物体所受合力的方向与它的速度方向 同一直线上时,物体做曲线运动
3对物体做曲线运动条件的理解
(1)无力不转弯,转弯必有力;曲线运动是变速运动,因此必定有加速度,而力是产生加速度的原因,因此做曲线运动的物体在任何时刻受到的合力都不是0.
(2)从力的效果理解曲线运动的条件:当物体受到的合力的方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,而是成一定角度时,合力产生的加速度方向跟速度方向也成一定角度.
4. 合力方向与轨迹的关系
(1)物体做曲线运动的轨迹夹在合力方向与速度方向之间,并且轨迹向力的方向弯曲;
(2)合力方向指向轨迹的“凹”侧
5. 速率变化情况的判断
(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
【典例1】(2023·辽宁·统考高考真题)某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是( )
A. B. C. D.
物体做曲线运动的轨迹特征
1. 若a合于v合0共线,物体做直线运动;若a合于v合0不共线,物体做曲线运动;
2. 曲线运动轨迹特点:轨迹被夹在F和v之间,并且向力方向弯曲;F指向轨迹的凹侧面;
1.(2023·浙江·模拟预测)擦窗机器人帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题。如图所示,擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动,速度逐渐减小。已知F为机器人除重力外的其他力的合力,则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析可能正确的是()
A. B. C. D.
2.(2023·江苏·模拟预测)如图甲所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,斜面上一木块受到与斜面底边平行的力F的作用,当力F逐渐增大时,木块所受的摩擦力f和力F的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,图中、、均为已知量,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块的质量可表示为
B.木块与斜面间的动摩擦因数可表示为
C.F小于时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上
D.F大于后木块做直线运动
考法2 运动的合成与分解
1. 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
2. 合运动与分运动的关系
(1)等时性:合运动和分运动经历的时间相等,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 .
3. 合运动的性质判断
4. 两个直线运动的合运动性质的判断
标准:看合初速度方向与合加速度方向是否共线.
两个互成角度的分运动
合运动的性质
两个匀速直线运动
匀速直线运动
一个匀速直线运动、
一个匀变速直线运动
运动
两个初速度为零的匀加速直线运动
运动
两个初速度不为零的匀变速直线运动
如果v合与a合共线,为 运动
如果v合与a合不共线,为