内容正文:
第四章抛体运动与圆周运动
主题
考点考频
考点分析
曲线运动、运动的合成与分解
★★★
本章主要考查物体做曲线运动的条件,对平抛运动规律的理解,还会重点考查匀速圆周运动的线速度和角速度、周期以及圆周运动的向心加速度.
要能够对物体的受力情况进行正确分析,根据牛顿第二定律及运动学的有关规律解决有关生活中的实际问题.
抛体运动的规律
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圆周运动
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1曲线运动、运动的合成与分解
1.(2025·广东学业合格考第一次)石磨是劳动人民智慧的结晶。如图所示,M、N为石磨推柄上的两点,在石磨绕竖直轴OO'转动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.M点的角速度比N点的角速度小
B.M点的角速度比N点的角速度大
C.M点的线速度比N点的线速度小
D.M点的线速度比N点的线速度大
2.(2025·广东学业合格考第一次)一可视为质点的物体做曲线运动,关于该物体受到的合力,下列说法正确的是 ( )
A.可能为零
B.一定为零
C.可能为恒力
D.一定为恒力
3.(2024·广东学业合格考第二次)如图所示,一物体随圆盘在水平面内做匀速圆周运动,关于该物体的受力情况,下列说法正确的是 ( )
A.物体只受重力和支持力
B.物体只受重力和摩擦力
C.物体受重力、支持力和摩擦力
D.物体受重力、支持力、摩擦力和向心力
1.曲线运动的条件:质点所受 的方向(或加速度方向)跟它的 方向不在同一直线上.
2.曲线运动的性质
(1)曲线运动中运动的方向时刻 ,质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿 方向,并指向运动的一侧.
(2)曲线运动一定是 运动,一定具有 .
(3)常见的曲线运动有、 .
3.运动状态的判定
(1)运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是 .
(2)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为 运动,如 .
(3)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为 运动,如匀速圆周运动.
4.曲线运动速度大小、方向的判定
(1)力的方向与速度方向垂直时,速度的大小 ,轨迹向 弯曲.
(2)力的方向与速度方向成锐角时,速度的大小 ,轨迹向 弯曲.
(3)力的方向与速度方向成钝角时,速度的大小 ,轨迹向 弯曲.
5.合运动与分运动的概念
(1)合运动和分运动: 叫合运动,参与的几个运动叫分运动.
(2)运动的合成与分解:已知 求解 的过程,叫运动的合成;已知 求解 ,叫运动的分解.
6.运动合成与分解的运算法则:运动合成与分解是 的合成与分解,遵从 定则.
(1)运动的合成
①同一条直线上的两个分运动的合成:同向相加,反向相减.
②不在同一条直线上的两个分运动的合成,按照平行四边形定则进行合成(如图所示).
(2)运动的分解
①是运动合成的逆过程.
②根据运动的实际效果分解或正交分解.
(3)合运动与分运动的关系
①等时性:各分运动经历的时间与合运动经历的时间相同.
②独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行不受其他分运动的影响.
③等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果.
(4)处理曲线运动问题的常用方法:把曲线运动分解成两个方向上的直线运动.
【例题】关于合运动和分运动,下列说法正确的是 ( )
A.合运动的速度一定比分运动的速度大
B.合运动的位移一定比分运动的位移大
C.合运动的时间等于分运动的时间
D.两个直线运动的合运动一定是直线运动
【解析】速度的合成与位移的合成都遵循平行四边形定则,对角线的长度不一定比平行四边形边长长,即合运动的速度不一定比分运动的速度大,合运动的位移不一定比分运动的位移大,故选项A、B错误;根据运动合成与分解的性质可知,合运动与两个分运动之间具有等时性,故选项C正确;分运动是直线运动,合运动不一定是直线运动,比如平抛运动,故选项D错误.
【答案】C
1.如图所示,一个在水平桌面上向右做直线运动的铁球, 如果在它运动路线的旁边放一块磁铁,则铁球可能的运动轨迹是 ( )
A.轨迹① B.轨迹② C.轨迹③
2.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是 ( )
A.速率 B.速度
C.加速度 D.合外力
3.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点).A、B、C为曲线上的三点,铅球由A向B再向C运动.关于铅球在B点的速度方向,下列说法正确的是 ( )
A.为AB方向 B.为BC方向
C.为BD方向 D.为BE方向
4.如图所示,起重机将货物沿竖直方向匀加速吊起,同时又沿横梁水平匀速向右运动.此时,站在地面上观察,货物运动的轨迹可能是( )
5.关于运动的合成和分解,下列说法不正确的是( )
A.物体的两个分运动是直线运动,则它们的合运动一定是直线运动
B.若两个互成角度(0°<α<180°)的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动,则合运动一定是曲线运动
C.合运动与分运动具有等时性
D.速度、加速度和位移的合成都遵循平行四边形定则
6.关于曲线运动,下列说法正确的是 ( )
A.做曲线运动的物体一定具有加速度
B.做曲线运动的物体加速度可能为零
C.做曲线运动的物体的速度可能不变
D.在恒力作用下的物体不可能做曲线运动
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第四章 抛体运动与圆周运动
知识点1 曲线运动、运动的合成与分解
历年真题
1.C 【解析】由题意可知,两点为同轴转动,所以角速度相等,故AB错误;根据v=ωr,可知,M点的运动半径小于N点的半径,则M点的线速度比N点的线速度小,故C正确,D错误.故选C.
2.C 【解析】物体做曲线运动时,速度方向不断变化,必须存在加速度,故合力不可能为零,故AB错误;当合力为恒力时(如平抛运动中重力为恒力),物体可做曲线运动,故C正确;曲线运动的合力可以是变力(如非匀速圆周运动),故D错误.故选C.
3. C 【解析】物体在水平面上一定受到重力和支持力作用,物体在转动过程中,有背离圆心的运动趋势,因此受到指向圆心的静摩擦力,且静摩擦力提供向心力.故选C.
知识点梳理
1.合外力;速度
2.(1)改变;轨迹的切线
(2)变速;加速度
(3)平抛运动;圆周运动
3.(1)直线
(2)匀变速曲线;平抛运动
(3)变加速曲线
4.(1)不变;力的方向
(2)变大;力的方向
(3)变小;力的方向
5.(1)实际表现出来的运动
(2)分运动;合运动 ;合运动;分运动
6.矢量;平行四边形
模拟测试
1.A 【解析】铁球受到磁铁的吸引力,它的速度方向与力的方向不在同一条直线上,铁球做曲线运动,并偏向力的一侧.
2.B 【解析】做曲线运动的物体,速度的方向一定是变化的,所以曲线运动一定是变速运动.
3.C 【解析】做曲线运动的物体,某一点的速度方向沿曲线在此点的切线方向.
4.A 【解析】物体在水平方向做匀速直线运动,则水平方向的合外力为零,在竖直方向上做匀加速运动,则可判断竖直方向受力不平衡,合外力方向竖直向上,所以物体实际运动是曲线运动,曲线偏向合外力方向(上方).
5.A
6.A 【解析】做曲线运动的物体运动状态随时改变,所以合外力一定不为零,一定具有加速度,A项正确,B、C两项错误;平抛运动是在恒力(重力)作用下的曲线运动,D项错误.
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