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（老教材 新高考）

第四章 | 曲线运动　万有引力与航天 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。 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。 (2)动力学角度 物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上。 (3)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合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向曲线的凹侧。 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．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。 3．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水平匀速移动。 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)猴子受到的合外力斜向右上。(×) (4)t时刻猴子的对地速度的大小为。(√) (5)经过时间t，猴子的对地位移的大小为v0t＋at2。(×) (6)只要两个分运动为直线运动，合运动一定是直线运动。(×) (7)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加速度间满足平行四边形定则。(√) (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] (2023·西宁调研)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，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，故合外力的方向指向题图F2水平线右下方，故F3的方向可能是正确的，C正确，A、B、D错误。 3．[速率变化与力的方向的关系] (2023·成都高三期末)如图为“嫦娥五号”返回器在绕地球运行回收过程一段时间内的运动轨迹，返回器沿曲线从M点向N点飞行的过程中速度逐渐减小，在此过程中返回器所受合力方向可能是(　 ) 解析：选A　“嫦娥五号”返回器从M点运动到N点，曲线轨迹的左侧为凹侧，则合力一定有向左的分力，“嫦娥五号”返回器在该过程中减速，所以沿轨迹的切线方向有与速度相反的分力，结合平行四边形定则可知合力与速度的方向的夹角大于90°，故A正确。 [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) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 研清微点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为2t，则小船前进的距离x＝v·2t＝0.6 m，故B正确。 一点一过 合运动与分运动的关系 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 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效果 独立性 一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进