第4章 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习

高考复习顶层设计·物理 赢在微点 高考复习顶层设计 物理 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 1.理解物体做曲线运动的条件及运动性质。2.会用运动的合成与分解处理小船渡河、关联速度等实际问题。3.理解运动的合成与分解是处理曲线运动的重要思想方法。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线上该点的______方向。 2.运动性质:做曲线运动的物体,速度的_______时刻改变,故曲线运动一定是_______运动,即必然具有加速度。 考点1　曲线运动的条件和特征 切线 方向 变速 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.物体做曲线运动的条件。 (1)运动学角度:物体的_______方向跟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速度方向❶_______同一条直线上。(注❶:合外力方向一定指向轨迹的凹侧,做匀变速曲线运动的物体,速度方向与合外力方向夹角逐渐减小,但永远不可能减为零) 加速度 不在 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)速度发生变化的运动一定是曲线运动( ) (2)做曲线运动的物体受到的合外力一定是变力( ) (3)做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧( ) 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.合外力与轨迹、速度间关系的分析思路。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.速率变化的判断。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例1】　(2023·辽宁卷)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(　　) 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　篮球做曲线运动,则篮球的速度与合力不在同一条直线上,且篮球的轨迹应向受力的一方发生偏转,B、C、D三项错误;当篮球的速度斜向右上方时,A选项符合条件,A项正确。 答案　A 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例2】　(2023·全国乙卷)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动,动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力,下列四幅图可能正确的是(　　) 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　小车做曲线运动,所受合外力指向轨迹的凹侧,故A、B两项错误;小车沿轨道从左向右运动,动能一直增加,故合外力与运动方向夹角为锐角,C项错误,D项正确。 答案　D 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.合运动与分运动:一个物体同时参与的几个运动是_______,物体的实际运动是_______。 2.遵循的规律:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成或分解都遵循___________定则。 考点2　运动的合成与分解 分运动 合运动 平行四边形 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.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_______,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,各分运动相互独立,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_________的效 果。 相等 完全相同 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)合运动的速度一定比分运动的速度大( ) (2)两个直线运动的合运动一定是直线运动( ) (3)曲线运动一定不是匀变速运动( ) 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 合运动轨迹和运动性质的判断方法。 (1)若合外力方向与合初速度的方向在同一直线上,则合运动为直线运 动,否则为曲线运动。 (2)若合外力不变,则为匀变速运动;若合外力变化,则为变加速运动。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　合运动与分运动的关系 【典例3】　 如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响。下列说法正确的是(　　) A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作 B.运动员着地时的速度方向竖直向下 C.运动员下落时间与风力无关 D.运动员着地速度与风力无关 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　运动员下落时间只与竖直方向上的运动有关,与风力的大小无关, A项错误,C项正确;运动员在水平方向上受到风力的作用会有速度,风力越大,则水平方向的速度越大,运动员着地时的速度不是竖直向下的,且速度的大小与风力有关,B、D两项错误。 答案　C 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　两个互成角度的合运动性质的判断 【典例4】　如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v-t图 像。以下判断正确的是(　　) A.在0~1 s内,物体做匀速直线运动 B.在0~1 s内,物体做匀变速直线运动 C.在1~2 s内,物体做匀变速直线运动 D.在1~2 s内,物体做匀变速曲线运动 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　在0~1 s内,物体水平方向为匀速直线运动,竖直方向为匀加速直线运动,则合运动为匀变速曲线运动,A、B两项错误;在1~2 s内,物体水平方向初速度v0x=4 m/s,加速度为ax=4 m/s2,竖直方向初速度v0y=3 m/s,加速度为ay=3 m/s2,根据平行四边形定则合成可以得到合初速度为v=5 m/s,合加速度为a=5 m/s2,而且二者方向在同一直线上,则根据曲线运动条件可知,合运动为匀变速直线运动,C项正确,D项错误。 答案　C 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 两个直线运动的合运动 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 匀变速曲线运动 两个初速度为零的匀加速直线运动 匀加速直线运动 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,匀变速直线运动 如果v合与a合不共线,匀变速曲线运动 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 两类问题、三种情景。 考点3　小船渡河问题 渡河时 间最短 当船头方向垂直河岸时,渡河时间最短,最短时间tmin= 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 渡河位 移最短 如果v船>v水,当船头方向与上游河岸夹角θ满足v船cos θ=v水时,合速度垂直河岸,渡河位移最短,等于河宽d 如果v船<v水,当船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直时,渡河位移最短,等于 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　渡河时间问题 【典例5】　 如图所示,一条小船从A处码头过河,小船在静水中的速度为v,船头指向始终与河岸垂直(沿AA'方向)。当水流速度为v1时,小船运动到河对岸B处的码头靠岸,AB与河岸的夹角为α=60°。当水流速度为v2时,小船运动到河对岸C处的码头靠岸,AC与河岸的夹角为β=30°。下列说法正确的是(　　) 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.小船沿AB、AC过河的时间相等 B.小船沿AC过河的时间更长 C.v1∶v2=1∶2 D.当水流速度为v1时,要使小船到达A'处码头,船头应指向河的上游且与河岸夹角为60° 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　因船头始终垂直于河岸,可知船过河的时间为t=,即小船沿AB、AC过河的时间相等,A项正确,B项错误;由题意可知tan 60°=,tan 30°= ,解得v1∶v2=1∶3,C项错误;当水流速度为v1时,要使小船到达A'处码头,则合速度应该垂直河对岸,船头应指向河的上游且与河岸夹角为θ,且有cos θ==,则θ≠60°,D项错误。 答案　A 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　水流速度小于船速时最短位移问题 【典例6】　 如图,某条河宽为600 m,河水流速恒为v1=3 m/s,小船在静水中的运动速度大小为v2=4 m/s,小船可视为质点。则(　　) A.船的最短渡河时间为120 s B.若船以最短时间渡河,渡河位移大小为600 m C.船的最短渡河位移大小为600 m D.若船以最短位移渡河,渡河时间为150 s 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　当船头指向正对岸,船渡河时间最短,时间为tmin==150 s,A项错误;若船以最短时间渡河,渡河位移大小为x==750 m, B项错误;因为v2>v1,所以渡河的最短位移大小为河宽600 m,C项正确; 若船以最短位移渡河,渡河时间为t== s,D项错误。 答案　C 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向3　水流速度大于船速时的最短位移问题 【典例7】　一艘小船在静水中的速度为v1=3 m/s,渡过一条宽150 m、水流速度为v2=4 m/s的河流,则该小船(　　) A.能到达正对岸 B.渡河的时间可能少于50 s C.以最短位移渡河时,位移大小为200 m D.以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为250 m 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸到达正对岸,A项错误;当船在静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短tmin== s=50 s,B项错误;当船头的方向与合速度的方向垂直时,对应的位移最小,设此时合速度的方向与河岸之间的夹角是θ,则sin θ==,所以最短位移s== m=200 m, C项正确;船以最短时间50 s渡河时,沿河岸的位移x=v2tmin=4×50 m=200 m, D项错误。 答案　C 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解决小船渡河问题的注意要点 (1)渡河时间与船垂直于河岸方向的分速度和河的宽度有关,与水流速度无关。 (2)无论船速与水流速度大小关系如何,均存在渡河最小的位移(不一定垂直河岸时最短),可用三角形定则处理。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.速度特点。 两物体通过绳或杆相牵连,当两物体都发生运动时,两物体的速度往往不相等,但因绳或杆的长度是不变的,因此两物体的速度沿绳或杆方向的分速度是大小相等的。 考点4　关联速度问题 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.解题的一般思路。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.“关联速度”常见情景示例。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　绳端速度的分解 【典例8】　如图所示,重物沿竖直杆下滑,并通过一根不可伸长的细绳带动小车沿水平面向右运动,若当滑轮右侧的绳与竖直方向成β角,且重物下滑的速率为v时,滑轮左侧的绳与水平方向成α角,则小车的速度为 (　　) A. B. C. D. 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　将速度v按运动效果分解如图所示,则沿绳方向v1=vcos β,同理分解小车速度,v3=v车cos α,因为绳不可伸长,故沿绳方向速度大小相等, v1= v3,所以v车cos α=vcos β,所以v车=,故D项正确。 答案　D 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　杆端速度的分解 【典例9】　如图所示,一个固定汽缸的活塞通过两端有转轴的杆AB与圆盘边缘连接,半径为R的圆盘绕固定转动轴O点以角速度ω逆时针匀速转动,从而使活塞水平左右振动,在图示位置,杆与水平线AO的夹角为θ, AO与BO垂直,则此时活塞的速度为(　　) A.ωR B.ωRcos θ C. D.ωRtan θ 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　在图示位置时,B点的速度vB=ωR,沿切线方向;活塞速度沿水平方向,A、B两点速度沿杆方向的分量相等,即vBcos θ=vAcos θ,故vA=vB=ωR, A项正确。 答案　A 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解决绳(或杆)端速度分解问题的技巧 (1)明确谁为合速度:以地面为参考系,绳(或杆)端点的速度为合速度。 (2)明确两个效果方向:沿绳(或杆)方向和垂直绳(或杆)的方向。 (3)两端点的关联:因为绳(或杆)不可伸长,所以沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。 第1讲　曲线运动　运动的合成与分解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$