第4章 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解（Word教参）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第四章 曲线运动　万有引力与宇宙航行 第1讲　曲线运动 运动的合成与分解 一、曲线运动 1．速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向，如图所示。 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变速运动。 3．运动的条件 (1)运动学角度：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上，物体做曲线运动。 (2)动力学角度：物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一条直线上，物体做曲线运动。 二、运动的合成与分解 1．合运动与分运动：物体的实际运动是合运动，物体同时参与的几个运动是分运动。 2．运动的合成：由已知的分运动求跟它们等效的合运动。 3．运动的分解：由已知的合运动求跟它等效的分运动。 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平行四边形定则。 5．运动分解的原则：根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解法。 情境创设　 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在水平方向做匀速直线运动。 微点判断　 (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运动。(√) (3)猴子在竖直方向和水平方向的两个运动都是分运动。(√) (4)猴子运动的速度等于竖直方向速度和水平方向速度的代数和。(×) (5)猴子受到的合外力斜向右上方。(×) (6)t时刻，猴子的对地速度的大小为。(√) (7)经过时间t，猴子的对地位移的大小为v0t＋at2。(×) (一) 物体做曲线运动的条件与轨迹分析(固基点) [题点全练通] 1．[物体做曲线运动的条件] 如图所示，一个钢球从一斜面上滑下后在水平桌面上做直线运动，现在其运动路线的一侧放一块磁铁，钢球做曲线运动。下列说法正确的是(　 ) A．钢球的运动轨迹为抛物线 B．钢球所受合力为零时也可以做曲线运动 C．钢球做曲线运动的条件是所受合力的方向与运动方向必须垂直 D．钢球做曲线运动的条件是所受合力的方向与运动方向不在同一直线上 解析：选D　钢球的运动轨迹为曲线，由于磁铁对钢球的吸引力随钢球到磁铁的距离变化而变化，所以钢球的运动轨迹不是抛物线，故A错误；钢球所受合力为零时，只能处于静止状态或匀速直线运动状态，不可能做曲线运动，故B错误；钢球做曲线运动的条件是所受合力的方向与运动方向不在同一直线上，故C错误，D正确。 2．[轨迹、速度与力的位置关系] 双人滑冰运动员在光滑的水平冰面上做表演，甲运动员给乙运动员一个水平恒力F，乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN。vM与vN正好成90°角，则此过程中，乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的(　 ) A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 解析：选C　根据题图所示乙运动员由M向N做曲线运动，乙运动员向前的速度减小，同时向右的速度增大，故合外力的方向应在F2与F4方向之间，故F3的方向可能是正确的，C正确，A、B、D错误。 3．[物体做曲线运动时速率变化分析] (2023·无锡 高三模拟)东京奥运会女子标枪决赛中，中国选手刘诗颖以66.34米的成绩获得冠军，实现了中国在女子标枪奥运金牌零的突破。标枪抛出的轨迹示意图如图所示，已知标枪在B点的加速度方向与速度方向垂直，阻力忽略不计，则下列说法正确的是(　 ) A．在C点的速率小于在B点的速率 B．在A点的加速度比在C点的加速度大 C．在C点的速率大于在B点的速率 D．在从A点到C点，加速度与速度的夹角先增大后减小，速率先减小后增大 解析：选C　由题意分析知，标枪做的是斜上抛运动，只受重力作用，又从B到C过程中所受合力与速度方向的夹角为锐角，合力做正功，动能增大，即在C点的速率大于在B点的速率，故A错误，C正确；合力恒定，加速度恒定，在各点的加速度都相同，B错误；从A点到C点，加速度与速度的夹角先从钝角逐渐减小为90°，接着由90°再减小，即合力先做负功，后做正功，速率先减小后增大，D错误。 [要点自悟明] 1．合外力与轨迹、速度间的关系分析思路 2．速率变化的判断 (二)运动的合成与分解的应用(精研点) 逐点清1　　合运动与分运动的关系 1．(2021年8省联考·河北卷)如图，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为(假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2)(　 ) A．0.3 m B．0.6 m C．0.9 m D．1.2 m 解析：选B　根据运动的独立性可知，小球在竖直方向上运动的过程中，小船以1.0 m/s的速度匀速前行，由运动学知识h＝gt2，小球上升的时间t＝0.3 s，小球从上抛到再次落入手中所用的时间