第2章 第1节 运动的合成与分解-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第1节　运动的合成与分解 核心素养要求 核心素养呈现 1．知道什么是曲线运动，会确定曲线运动中速度的方向，知道曲线运动是变速运动。 2．知道物体做曲线运动的条件。 3．理解合运动、分运动的概念，掌握运动的合成与分解的方法。 　认识曲线运动 1．定义：运动轨迹是曲线的运动。 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不在同一直线上时，做曲线运动。 3．曲线运动的速度方向 (1)速度是矢量，它既有大小，又有方向。质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。 (2)由于曲线运动中，速度的方向时刻在变化的，所以曲线运动是变速运动。 (1)做曲线运动的物体，速度可能不变。(×) (2)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。(√) (3)做曲线运动的物体一定有加速度。(√) 　生活中运动的合成与分解 1．合运动与分运动 如果一个物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是这几个运动的合运动，参与的几个运动就是物体实际运动的分运动。 2．运动的合成与分解实质是对运动的位移、速度和加速度的合成和分解，遵循矢量运算法则。 下雨时，如果没有风，雨滴是竖直下落的，如果有风，雨滴是倾斜下落的，为什么？ 提示：有风时，雨滴下落过程中，同时参与了竖直方向的运动和水平方向的运动，合运动方向倾斜向下。 　 [思考探究] 如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上，使其底端与桌面相切，让钢球从圆弧形滑轨滚下获得一定的初速度。为便于观察，在离开滑轨处沿钢球运动方向用直尺在白纸上画一直线。图甲中将条形磁铁沿直线放置；图乙中将条形磁铁放在钢球运动路线的旁边。 (1)图甲中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？ (2)图乙中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？ 提示：(1)钢球做加速直线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向相同。 (2)钢球做曲线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向不在同一条直线上。 [思维深化] 1．曲线运动条件的理解 (1)从运动学角度来理解：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上。 (2)从动力学角度理解：物体所受合外力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上，具体有如图所示的几种形式。 2．曲线运动在某点的速度方向一定沿着曲线上该点的切线方向。 3．曲线运动一定是变速运动，但是变速运动不一定是曲线运动；曲线运动一定有加速度，但加速度不一定变化。 4．合力与轨迹的关系：物体做曲线运动时，其轨迹总偏向合力所指的一侧，或者说合力总指向运动轨迹的凹侧，也可以说运动轨迹总是夹在合力方向与速度方向之间且与速度方向相切。 　在足球场上罚任意球时，运动员踢出的足球，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门。守门员“望球莫及”，轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法中正确的是(　　) A．合外力的方向与速度方向在一条直线上 B．合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 C．合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D．合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 思路点拨：(1)物体做曲线运动时，速度方向沿轨迹的切线。 (2)物体做曲线运动时，合力(或加速度)方向总指向运动轨迹的凹侧。 【解析】　足球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向；根据物体做曲线运动的条件可知，合外力的方向一定指向轨迹的内侧，故选项C正确。 【答案】　C (1)曲线运动中轨迹规律的进一步理解 ①具有一定初速度的物体在恒力的作用下做曲线运动时，物体的末速度越来越接近力的方向，但不会与力的方向相同。 ②物体的运动轨迹与初速度和合力两个因素有关，轨迹在合力与速度所夹区域之间且与速度相切。 (2)判断曲线运动轨迹时应注意的问题 ①与运动轨迹相切的方向为速度方向，不是力的方向。 ②看物体运动轨迹的弯曲情况，物体所受合力的方向指向轨迹的凹侧。 ③轨迹曲线夹在合力与轨迹切线(即速度方向)之间。 [针对训练] 1．关于曲线运动的速度，下列说法正确的是(　　) A．做曲线运动的物体速度方向必定变化 B．速度变化的运动必定是曲线运动 C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D．加速度变化的运动必定是曲线运动 解析：因为做曲线运动的物体，合力与速度不在一条直线上，所以做曲线运动的物体速度方向必定变化，故A正确；速度变化的运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，故B错误；加速度恒定的运动可能是曲线运动，如平抛运动，故C错误；若合力与速度在同一条直线上，合力的大小变化，加速度大小也变化，但物体做直线运动，所以加速度变化的运动不一定是曲线运动，故D错误。 答案：A 2．在一次课外实践活动中，从