曲线运动的概念和运动的合成分解含解析
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【知识点精析】1、曲线运动:(1)曲线运动的特征:曲线运动的速度方向时刻指向所在轨迹上该点的切向,因为曲线运动速度方向时刻变化,一定是变速运动,因而具有加速度。
曲线运动的物体应受到跟它的速度方向不在同一条直线上的合力,合外力平行速度方向的分力可以改变速度的大小,垂直速度方向的分力改变速度的方向。
(2)运动的性质和轨迹:物体运动的性质由加速度决定。
加速度为零时物体静止或做匀速运动,加速度恒定时物体做匀变速运动,加速度变化时物体做变加速运动。
物体运动的轨迹(直线还是曲线)则由物体的速度和加速度的方向关系决定。
速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动;速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动。
2、运动的合成与分解:(1)一个物体同时参与几个运动,各分运动具有等时性和独立性,合运动与分运动具有等效替代关系。
(2)运动的合成:加速度、速度、位移都是矢量,遵守矢量合成的平行四边形法则。
运动的合成和分解是研究较复杂运动的一种方法,即较复杂的运动可以看作是几个较简单运动的合运动。
运动合成的规律:合运动与分运动具有等时性、分运动具有各自的独立性。
两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线。
常见的类型有:(1)a=0:匀速直线运动或静止。
(2)a恒定:性质为匀变速运动,分为:①v、a同向,匀加速直线运动;②v、a反向,匀减速直线运动;③v、a成角度,匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间,和速度v的方向相切,方向逐渐向a的方向接近,但不可能达到。
)讨论:(1)两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动;(2)一个匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动:①两运动共线时为匀变速直线运动;②两运动不共线时为匀变速曲线运动;(3)两个匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动:①两个初速为零的匀加速直线运动的合运动仍是匀加速直线运动;②合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动;③合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动;在确定它的分运动时,两个分运动要有实际意义。
第二部分核心主干专题突破专题2.3 力与曲线运动目录【突破高考题型】 (1)题型一曲线运动、运动的合成与分解 (1)题型二平抛(类平抛)运动的规律 (4)题型三圆周运动 (7)类型1水平面内圆周运动的临界问题 (7)类型2竖直平面内圆周运动的轻绳模型 (8)类型3竖直平面内圆周运动的轻杆模型 (9)【专题突破练】 (11)【突破高考题型】题型一曲线运动、运动的合成与分解1.曲线运动的理解(1)曲线运动是变速运动,速度方向沿切线方向。
(2)合力方向与轨迹的关系:物体做曲线运动的轨迹一定夹在速度方向与合力方向之间,合力的方向指向曲线的“凹”侧。
2.运动的合成与分解(1)物体的实际运动是合运动,明确是在哪两个方向上的分运动的合成。
(2)根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质。
(3)运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解,遵循平行四边形定则。
【例1】(2022·学军中学适应考)2021年10月29日,华南师大附中校运会开幕式隆重举行,各班进行入场式表演时,无人机从地面开始起飞,在空中进行跟踪拍摄。
若无人机在水平和竖直方向运动的速度随时间变化关系图像如图所示,则无人机()A.在0~t1的时间内,运动轨迹为曲线B.在t1~t2的时间内,运动轨迹为直线C.在t1~t2的时间内,速度均匀变化D.在t3时刻的加速度方向竖直向上【答案】C【解析】在0~t1的时间内,无人机沿x方向和y方向均做初速度为零的匀加速直线运动,其合运动仍是直线运动,A错误;在t1~t2的时间内,无人机的加速度沿y轴负向,但初速度为t1时刻的末速度,方向不是沿y轴方向,初速度和加速度不共线,因此运动轨迹应是曲线,B错误;在t1~t2的时间内,无人机加速度沿y轴负向,且为定值,因此其速度均匀变化,C正确;在t3时刻,无人机有x轴负方向和y轴正方向的加速度分量,合加速度方向不是竖直向上,D错误。
【例2】.(2022·成都诊断)质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑轻质定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动。
第一讲曲线运动运动的合成与分解1、曲线运动(1)曲线运动中在某点(或某一时刻)的速度方向是曲线上该点的切线方向.(2)由于曲线运动的速度方向不断变化,所以曲线运动一定是变速运动,一定存在加速度.(3)物体做曲线运动的条件:物体所受合外力(或加速度)的方向与它的速度方向不在同一直线上.①如果这个合外力的大小和方向都是恒定的,即所受的合外力为恒力,物体就做匀变速曲线运动,如平抛运动.②如果这个合外力大小恒定,方向始终与速度方向垂直,物体就做匀速圆周运动.③做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,即合外力总是指向曲线的内侧.根据曲线运动的轨迹,可以判断出物体所受合外力的大致方向.说明:当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动的速率将增大,当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率将减小.2、运动的合成与分解(1)合运动与分运动①合运动是指在具体问题中,物体实际所做的运动②分运动是指沿某一方向具有某一效果的运动.(2)合运动与分运动的特征①等时性:合运动和分运动是同时发生的,所用时间相等.②等效性:合运动跟几个分运动共同叠加的效果相同.③独立性:一个物体同时参与几个分运动,各个分运动独立进行,互不影响.(3)运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,包括位移、速度和加速度的合成与分解,遵循平行四边形定则.重点难点:一、如何确定物体的运动轨迹1、同一直线上的两个分运动(不含速率相等,方向相反的情形)的合成,其合运动一定是直线运动.2、不在同一直线上的两分运动的合成.(1)若两分运动为匀速运动,其合运动一定是匀速运动.(2)若两分运动为初速度为零的匀变速直线运动,其合运动一定是初速度为零的匀变速直线运动.(3)若两分运动中,一个做匀速运动,另一个做匀变速直线运动,其合运动一定是匀变速曲线运动(如平抛运动).(4)若两分运动均为初速度不为零的匀加(减)速直线运动,其合运动不一定是匀加(减)速直线运动,如图甲、图乙所示.图甲情形为匀变速曲线运动;图乙情形为匀变速直线运动(匀减速情形图未画出),此时有2121a a v v =.二、小船渡河问题1、处理方法:船在有一定流速的河中过河时,实际上参与了两个方向的运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中船的运动),船的实际运动是这两种运动的合运动.2、对船过河的分析与讨论.设河宽为d ,船在静水中速度为v 船,水的流速为v 水. (1)船过河的最短时间 小船过河时间为t =θsin 1船v dv d =; 当θ=90°时,即船头与河岸垂直时,过河时间最短t min =船v d;到达对岸时船沿水流方向的位移x =v 水t min =船水v v d . (2)船过河的最短位移 ①v 船>v 水如上图所示,设船头斜指向上游,与河岸夹角为θ.当船的合速度垂直于河岸时,此情形下过河位移最短,且最短位移为河宽d .此时有v 船cos θ=v 水,即θ=arccos船水v v . ②v 船<v 水如图所示,无论船向哪一个方向开,船不可能垂直于河岸过河.设船头与河岸成θ角,合速度v 合与河岸成α角.可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 合与圆相切时,α角最大,根据cos θ=水船v v ,船头与河岸的夹角应为θ=arccos 水船v v,船沿河漂下的最短距离为x min =(船水v v -cos θ)θsin 船v d.此情形下船过河的最短位移x =d v v d 船水=θ cos .三、如何分解用绳(或杆)连接物体的速度1、速度分解的一个基本原则就是按实际效果进行分解. (1)先虚拟合运动(即实际运动)的一个位移,(2)看看这个位移产生了什么效果,从中找到两个分速度的方向,(3)最后利用平行四边形画出合速度和分速度的关系图,由几何关系得出它们的关系. 2、杆和绳的速度分解原则(1)把物体的实际速度分解为垂直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)的两个分量 (2)根据沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解.【例1】如图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B 点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )A .D 点的速率比C 点的速率大B .A 点的加速度与速度的夹角小于90°C .A 点的加速度比D 点的加速度大D .从A 到D 加速度与速度的夹角先增大后减小解析:质点做匀变速曲线运动,合力的大小方向均不变,加速度不变,故C 错误;由B 点速度与加速度相互垂直可知,合力方向与B 点切线垂直且向下,故质点由C 到D 过程,合力做正功,速率增大,A 正确.A 点的加速度方向与过A 的切线也即速度方向夹角大于90°,B 错误,从A 到D 加速度与速度的夹角一直变小,D 错误.答案:A【练习1】如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A 点运动到E 点的过程中,下列说法正确的是( )A .质点经过C 点的速率比D 点的大B .质点经过A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C .质点经过D 点时的加速度比B 点的大D .质点从B 到E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析:质点做匀变速曲线运动,所以加速度不变,C 项错误;由于在D 点速度方向与加速度方向垂直,则在A 、B 、C 点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角,所以质点由A 到B 到C 到D 速率减小,所以C 点速率比D 点的大,A 项正确,B 项错误;质点由A 到E的过程中,加速度方向与速度方向的夹角一直减小,D 项错误。
第1讲曲线运动、运动的合成与分解姓名学校日期【学习目标】L.能在具体问题中分析合运动和分运动,并知道合运动和分运动同时发生即具有等时性,以及分运动互不影响即独立性。
2.知道分运动常采用从合运动的效果来分解,理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则。
3.会用作图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成与分解问题,理解合运动是由分运动组成的,分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。
【知识点】知识点一曲线运动一、曲线运动的特点做曲线运动的物体在某点的速度方向就是曲线在该点的切线方向,因此速度的方向是时刻的,所以曲线运动一定是运动。
【例1】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【例2】关于质点做曲线运动的下列说法中,正确的是()A.曲线运动一定是匀变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向D.有些曲线运动也可能是匀速运动二、物体做曲线运动的条件合外力(加速度)方向和初速度方向同一直线;与物体做直线运动的条件区别是①物体做曲线运动一定受外力。
物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上,所以,一定有加速度且加速度方向和速度方向不在一条直线上。
曲线运动中,合外力、加速度方向一定指向曲线凹的那一边。
②曲线运动性质如果这个合外力的大小和方向都恒定,物体做匀变速曲线运动,如平抛运动、斜抛运动。
如果这个合外力的大小恒定,方向始终与速度方向垂直,则有2VF mR,物体就作匀速圆周运动【例3】物体运动的速度(v)方向、加速度(a)方向及所受合外力(F)方向三者之间的关系为() A.v、a、F三者的方向相同B.v、a两者的方向可成任意夹角,但a与F的方向总相同C.v与F的方向总相同,a与F的方向关系不确定D.v与F间或v与a间夹角的大小可成任意值【针对训练】1.下列叙述正确的是( ) A .物体在恒力作用下不可能作曲线运动 B .物体在变力作用下不可能作直线运动 C .物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动 D .物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动2.物体受到几个外力的作用 而做匀速直线运动,如果突然撤掉其中一个力,它不可能做( ) A .匀速直线运动 B .匀加速直线运动 C .匀减速直线运动 D .曲线运动3.质量为m 的物体受到两个互成角度的恒力F 1和F 2的作用,若物体由静止开始,则它将做 运动,若物体运动一段时间后撤去一个外力F 1,物体继续做的运动是 运动。
曲线运动 运动的合成与分解要点归纳一、 曲线运动1. 曲线运动:运动轨迹是曲线的运动。
2. 曲线运动速度:1)方向:沿轨迹上各点的切线方向。
2)大小:可以变化,也可以不变化。
3. 运动的性质:变速运动(加速度一定不为零)4. 做曲线运动的条件:⑴ 运动学角度说:a 的方向与v 的方向不在同一条直线上。
⑵ 从动力学角度说:F 合的方向与v 的方向不在同一条直线上。
① F 合(a )与v 的夹角0°<θ<90°时:物体做加速曲线运动; ② F 合(a )与v 的夹角θ=90°时:物体做匀速率曲线运动; ③ F 合(a )与v 的夹角90°<θ<180°时:物体做减速曲线运动。
5.物体做曲线运动时的受力特点:F 合(a )总是指向轨迹弯曲的内(凹)侧。
二.运动的合成与分解 1.合运动与分运动1)合运动:物体对地的实际运动。
2)分运动:除合运动外,物体同时参与的其它运动。
3)合运动与分运动之间: ①等效性 ②等时性 分运动与分运动之间: ③独立性 2.运动的合成与分解1)运动的合成:已知分运动求合运动。
即已知分运动的位移、速度、和加速度等求合运动的位移、速度、和加速度等,遵从平行四边形定则。
2)运动的分解:已知合运动求分运动。
它是运动合成的逆运算。
处理曲线问题往往是把曲线运动按实效分解成两个方向上的分运动。
3.合运动的性质和轨迹1)合运动的性质由a 决定:①a=0(F 合=0)时:静止或匀速直线运动; ②a ≠0(F 合≠0)且恒定时:匀变速运动 ⎩⎨⎧曲线运动不共线时物体做匀变速与线运动共线时物体做匀变速直与v a v a③a ≠0(F 合≠0)且变化时:非匀变速运动 ⎩⎨⎧减)速曲线运动不共线时物体做变加(与)速直线运动共线时物体做变加(减与v a v a2)合运动的轨迹由a 与v 的方向决定:①两个分运动均是匀速直线运动,其合运动是匀速直线运动;②一个分运动是匀速直线运动,另一个分运动是匀变速直线运动,当它们共线时,其合运动是匀变速直线运动,当它们互成一定夹角时,它们的合运动是匀变速曲线运动;③两个互成夹角的匀变速直线运动的合运动是匀变速运动,若a 与v 共线其合运动是匀变速直线运动,若a 与v 不共线其合运动是匀变速曲线运动。
第一讲曲线运动运动的合成与分解【知识梳理】1.曲线运动⑴速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的.⑵运动的性质:做曲线运动的物体,速度的时刻在改变,所以曲线运动一定是运动.⑶曲线运动的条件:物体所受的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的方向与速度方向不在同一条直线上.⑷曲线运动的分类:①匀变速曲线运动:物体所受合外力方向与初速度的方向同一条直线上,合外力是.②变加速曲线运动:物体所受合外力方向与初速度的方向同一条直线上,合外力是2.运动的合成与分解⑴基本概念:①运动的合成:已知求合运动;②运动的分解:已知求分运动.⑵分解原则:根据运动的分解,也可采用.⑶遵循的规律:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循.⑷ 合运动与分运动的关系:⑷ 等时性:合运动和分运动经历的,即同时开始,同时进行,同时停止.⑷ 独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动,不受其他运动的影响.⑷ 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.【考点解读】1.对曲线运动规律的进一步理解⑴合力方向与速度方向的关系:物体做曲线运动时,合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上,这是判断物体是否做曲线运动的依据.⑵合力方向与轨迹的关系:物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合力方向指向曲线的“凹”侧.⑶速率变化情况判断:①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大.②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小.③当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变.⑷曲线运动类型的判断:①物体做曲线运动时,如合外力(或加速度)的大小和方向始终不变,则为匀变速曲线运动.②物体做曲线运动时,如合外力(或加速度)是变化的(包括大小改变、方向改变或大小、方向同时改变),则为非匀变速曲线运动.⑸两个直线运动的合运动性质的判断:根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动.①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动;②一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动,当二者共线时为匀变速直线运动,不共线时为匀变速曲线运动;③两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动;④两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动;若合初速度与合加速度在同一直线上,则合运动为匀变速直线运动如图甲所示,不共线时为匀变速曲线运动.如图乙所示.2.运动合成与分解的方法⑷ 运动的合成与分解的运算法则:运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们都是矢量,所以都遵循平行四边形定则.①两分运动在同一直线上时,同向相加,反向相减;②两分运动不在同一直线上时,按照平行四边形定则进行合成。
第四章曲线运动第一模块:曲线运动、运动的合成和分解『夯实基础知识』■考点一、曲线运动1、定义:运动轨迹为曲线的运动。
2、物体做曲线运动的方向:做曲线运动的物体,速度方向始终在轨迹的切线方向上,即某一点的瞬时速度的方向,就是通过该点的曲线的切线方向。
3、曲线运动的性质由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,又由于曲线运动的轨迹是曲线,所以曲线运动的速度方向时刻变化。
即使其速度大小保持恒定,由于其方向不断变化,所以说:曲线运动一定是变速运动。
由于曲线运动速度一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的加速度必不为零,所受到的合外力必不为零。
4、物体做曲线运动的条件(1)物体做一般曲线运动的条件物体所受合外力(加速度)的方向与物体的速度方向不在一条直线上。
(2)物体做平抛运动的条件物体只受重力,初速度方向为水平方向。
可推广为物体做类平抛运动的条件:物体受到的恒力方向与物体的初速度方向垂直。
(3)物体做圆周运动的条件物体受到的合外力大小不变,方向始终垂直于物体的速度方向,且合外力方向始终在同一个平面内(即在物体圆周运动的轨道平面内)总之,做曲线运动的物体所受的合外力一定指向曲线的凹侧。
5、分类⑴匀变速曲线运动:物体在恒力作用下所做的曲线运动,如平抛运动。
⑴非匀变速曲线运动:物体在变力(大小变、方向变或两者均变)作用下所做的曲线运动,如圆周运动。
■考点二、运动的合成与分解1、运动的合成:从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成,包括位移、速度和加速度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。
运动合成重点是判断合运动和分运动,一般地,物体的实际运动就是合运动。
2、运动的分解:求一个已知运动的分运动,叫运动的分解,解题时应按实际“效果”分解,或正交分解。
3、合运动与分运动的关系:■运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存);■等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等■独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,物体在任何一个方向的运动,都按其本身的规律进行,不会因为其它方向的运动是否存在而受到影响。
曲线运动、运动的合成与分解要点一、曲线运动速度的方向 1、曲线运动速度方向的获取途径其一,生活中的现象如:砂轮边缘飞出的铁屑、雨天车轮甩出的雨滴、弯曲的水管中喷出的水流等; 其二,由瞬时速度的定义,瞬时速度等于平均速度在时间间隔趋于零时的极限,从理论上得到曲线运动瞬时速度的方向。
2、曲线运动速度的方向质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向,指向前进的一侧 3、曲线运动的性质曲线运动的速度方向时刻在变化,速度是矢量,曲线运动的速度时刻在变化,曲线运动一定是变速运动,一定具有加速度,曲线运动受到的合外力一定不等于零。
要点二、物体做曲线运动的条件1、物体做曲线运动的条件的获得途径其一,由实际的曲线运动的受力情况可以知道;其二,通过理性分析可以得知,如在垂直于运动的方向上物体受到了合外力的作用,物体的运动方向便失去了对称性,必然向着受力的方向偏转而成为曲线运动。
2、物体做直线运动条件当物体受到的合外力与速度的方向在一条直线上或者物体受到的合外力为零时,物体做直线运动。
3、物体做曲线运动条件物体做曲线运动条件是:当物体受到的合外力与它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
也就是说物体做曲线运动,必有:①物体具有初速度,即v 0≠0;②物体受到合外力的作用,即F 合≠0,或者说加速度a ≠0; ③合外力(加速度)与速度不在同一条直线上。
4、曲线运动中合外力的切向分量和法向分量的作用对于做曲线运动的物体,把合外力F 沿曲线的切线方向和法线方向(与切线垂直的方向)分解,沿切线方向的分力F 1使质点产生切线方向的加速度a 1,当a 1和v 同向时,速度增大,如图1所示,此时的合外力方向一定与速度方向成锐角; 当a 1和v 反向时,速度减小,如图2所示,此时的合外力方向一定与速度方向成钝角;如果物体做曲线运动的速率不变,说明a 1=0,即F 1=0,此时的合外力方向一定与速度方向垂直。
沿法线方向的分力F 2产生法线方向上的加速度a 2,由于力F 2与速度方向垂直,所以力F 2不能改变速度的大小,只能改变速度的方向。
曲线运动——运动的合成和分解一、物体做曲线运动的条件1.曲线运动的条件:质点受合外力的方向(或加速度方向)跟它的速度方向不在同一直线上.2.曲线运动的特点:曲线运动的速度方向一定改变,所以是变速运动.3.重点掌握的两种情况:一是加速度大小、方向都不变的曲线运动,叫匀变速曲线运动,如平抛运动;另一是加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动,如匀速圆周运动.二、运动的合成与分解1.从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成.包括位移、速度和加速度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则.2.求一个已知运动的分运动,叫运动的分解,解题时应按实际“效果”分解,或正交分解.3.合运动与分运动的特征:(1)等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等.(2)独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响.4.处理复杂运动时,一定要搞清楚初状态与研究对象的受力情况,弄清是直线运动还是曲线运动,从而运用相应知识求解.1.下列关于曲线运动的描述中,正确的是( )A.曲线运动可以是匀速率运动B.曲线运动一定是变速运动C.曲线运动可以是匀变速运动D.曲线运动的加速度可能为02.关于运动的合成与分解,下列说法正确的是()A.两个直线运动的合运动一定是直线运动B.两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动C.两个匀加速直线运动的合运动一定是直线运动D.两个初速度为0的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动3 升降机以加速度a竖直向上做匀加速运动,升降机内的天花板上有一只螺帽突然松动,脱离天花板,这时螺帽相对于地面的加速度是( )A.g - aB.g + aC.aD.g4.一物体在力F1、F2、F3、…、F n共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去F2,则该物体( )A.可能做曲线运动B.可能继续做直线运动C.必沿F2方向做直线运动D.必沿F2反方向做匀减速直线运动【例1】一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内(B)A.速度一定在不断改变,加速度也一定不断地改变B.速度一定在不断地改变,加速度可以不变C.速度可以不变,加速度一定不断地改变D.速度可以不变,加速度也可以不变【例2】关于互成角度的两个初速度不为0的匀变速直线运动的合运动,下述说法正确的是( )A.一定是直线运动B.一定是抛物线运动C.可能是直线运动,也可能是抛物线运动D.以上说法都不对【例3】河宽300m,水流速度为3m/s,小船在静水中的速度为5m/s,问(1)以最短时间渡河,时间为多少?可达对岸的什么位置?(2)以最短航程渡河,船头应向何处?渡河时间又为多少?【例4】如图4-1-4,圆桶底面半径为R,在顶部有个入口A,在A的正下方h处有个出口B,在A处沿切线方向有一个光滑斜槽,一个小球恰能沿水平方向进入入口A后,沿光滑桶壁运动.要使小球由自由出口B飞出桶外,则小球进入A的速度v必须满足什么条件?(一)曲线运动,它比直线运动复杂,为研究复杂的运动,就需要把复杂的运动分为简单的运动,本节课我们就来学习一种常用的一种方法——运动的合成与分解。
物理总复习:曲线运动、运动的合成和分解【知识网络】【考点梳理】考点一、曲线运动 1、曲线运动物体运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
2、曲线运动的速度方向曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线上该点的切线方向。
3、曲线运动的性质做曲线运动的物体,速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。
4、物体做曲线运动的条件从运动学角度说,物体的加速度方向跟速度方向不在一条直线上,物体就做曲线运动;从动力学角度来说,如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动。
要点诠释:如图所示,物体受到的合力F 跟速度0v 方向成θ角(0,180θθ≠≠)。
将力F 沿切线方向和垂直切线方向分解为1F 和2F ,可以看出分力1F 使物体速度大小发生改变,分力2F 使物体的速度方向发生改变。
即在F 的作用下,物体速度的大小和方向均改变,物体必定做曲线运动。
①当0θ=或180°时,20F =,v 方向不变,物体做直线运动。
②当90θ=时,1F =0,v 大小不变;20F ≠,v 方向改变,物体做速度大小不变、方向改变的曲线运动,即匀速圆周运动。
③当090θ<<时,1F 使物体速度增加,此时物体做加速运动;当90180θ<<时,分力1F 使物体速度减小,此时物体做减速运动。
例、下列说法正确的是( )A.曲线运动的速度大小可以不变,但速度方向一定改变B.曲线运动的速度方向可以不变,但速度大小一定改变C.曲线运动的物体的速度方向不是物体的运动方向D.曲线运动的物体在某点的速度方向即为该点的切线方向【答案】AD【解析】在曲线运动中,物体在任何一点的速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向,所以曲线运动的速度方向一定变化。
但曲线运动的速度大小可以不变,也可以变化。
曲线运动的物体的速度方向就是物体的运动方向。
曲线运动、运动的分解与合成一、考点突破运动的分解与合成:全方位理解运动的合成与分解的方法及运动的合成与分解在实际问题中的应用。
运动的合成与分解是分析解决曲线运动问题的重要方法,是每年高考的必考内容,曲线运动的条件及运动的合成与分解问题是高中物理问题的难点所在,特别是绳子的牵连速度问题,小船渡河问题是学生们学习曲线运动问题的难点,也是历次考试的重点。
二、重难点提示1.知道曲线运动中速度的方向,理解曲线运动是一种变速运动,必定具有加速度。
2.知道做曲线运动的条件。
3.一、曲线运动1.曲线运动的速度方向:在曲线运动中,的曲线的切线方向。
2.曲线运动的性质:3.做曲线运动的条件:(1)从运动学角度说,(2运动。
1.把这个实(1(2(32.3.处理曲线问题往往是把曲线运动4.(1)两个分运动在同一直线上时,运动合成前一般先要规定正方向,然后确定各分运动的速度、加速度和位移的正、负,再求代数和。
(2)两个分运动不在同一直线上(即互成角度)时,要按平行四边形定则来求合速度、合加速度和合位移。
(3)互成角度的两个分运动的合成两个互成角度的匀速直线运动的合运动,仍然是匀速直线运动;两个互成角度的初速度为零的匀加速运动的合运动,一定是匀加速运动;两个互成角度的分运动,其中一个做匀速直线运动,另一个做匀变速直线运动,其合运动一定是匀变速曲线运动;两个初速度均不为零的匀变速直线运动合成时,若合加速度与合初速度的方向在同一直线上,则合运动仍然是匀变速直线运动;若合加速度的方向与合初速度的方向不在同一条直线上,则合运动一定是匀变速曲线运动。
(4)两个互相垂直的都是匀速直线运动的合成其合运动与分运动都遵循平行四边形定则或三角形定则。
则合位移的大小和方向为:2221x x x +=,21tan x x =θ 合速度的大小和方向为:2221v v v +=,21tan v v =θ5.运动分解的方法(1)对运动进行分解时,要根据运动的实际效果来确定两个分运动的方向,否则分解无实际意义,也可以根据实际情况,对运动进行正交分解。
1.曲线运动的概念和运动的合成分解(含解析)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(1.曲线运动的概念和运动的合成分解(含解析))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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一.曲线运动1.什么是曲线运动2.速度方向3.性质4.物体做曲线运动的条件5.物体做曲线运动的轨迹典型例题:考点一、曲线运动的条件:【例1】一物体在共点恒力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,突然撤去F1,其他力不变,则物体可能做的运动,下列说法正确的是()A.物体不可能做匀变速直线运动B.物体可能做直线运动,也可能做曲线运动C.物体一定沿着F1的方向做匀减速直线运动D.物体一定沿着与F1相反的方向做匀加速直线运动答案:B【例2】.如图所示,一小球在光滑水平桌面上做匀速运动,若沿桌面对小球施加一个恒定外力,则小球一定做()A.直线运动B.曲线运动C.匀变速运动D.匀加速直线运动答案:C考点二、物体做曲线运动的轨迹:【例3】.(多选)如图所示,一物体在光滑水平面上,在恒力F的作用下(图中未画出)做曲线运动,物体的初速度、末速度方向如图所示,下列说法正确的是()A.物体的运动轨迹是抛物线B.F的方向可以与v2成45°C.F的方向可以与v1垂直D.F的方向可以与v2垂直答案:AB【例4】.双人滑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。
v M与v N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.F2C.F3D.F4答案:B【例5】.一物体做曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A、B、C、D四点时,答案:A、D【例6】.中国首颗火星探测器“萤火一号"于2011年10月发射.如图所示为该探测器示意图,P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机,P1、P3的连线与空间某一固定坐标系的x轴平行,P2、P的连线与y轴平行,每台发动机开动时都能向探测器提供动力,开始时,探测器以恒定速率4v向x轴正方向平动,四个喷气发动机P1、P2、P3、P4能提供的推力大小相等,则:(1)分别单独开动P1、P2、P3、P4,探测器将分别做什么运动?(2)同时开动P2与P3,探测器将做什么运动?(3)若四个发动机同时开动,探测器将做什么运动?解析:(1)单独开动P1,产生一个沿x轴负方向的力,探测器先做匀减速直线运动直到速度为零,后沿x轴负方向做匀加速直线运动.单独开动P2,产生一个沿y轴正方向的力,与初速度方向垂直,探测器做曲线运动.单独开动P3,产生一个沿x轴正方向的力,探测器做匀加速直线运动.单独开动P4,产生一个沿y轴负方向的力,与初速度方向垂直,探测器做曲线运动.(2)同时开动P2与P3,产生一个沿y轴正方向的力和一个沿x轴正方向的力,合力与初速度夹角为45°,物体做曲线运动.(3)同时开动四个发动机,合外力为零,探测器将以原速度做匀速直线运动.二.运动的合成与分解1.定义2.合成法则3.性质4.船渡河问题5.绳端速度的分解典型例题:考点一、船渡河问题【例1】.一小汽船欲渡过一条宽为150m的小河。
一.曲线运动1.什么是曲线运动2.速度方向3.性质4.物体做曲线运动的条件5.物体做曲线运动的轨迹典型例题:考点一、曲线运动的条件:【例1】一物体在共点恒力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,突然撤去F1,其他力不变,则物体可能做的运动,下列说法正确的是()A.物体不可能做匀变速直线运动B.物体可能做直线运动,也可能做曲线运动C.物体一定沿着F1的方向做匀减速直线运动D.物体一定沿着与F1相反的方向做匀加速直线运动答案:B【例2】.如图所示,一小球在光滑水平桌面上做匀速运动,若沿桌面对小球施加一个恒定外力,则小球一定做()A.直线运动B.曲线运动C.匀变速运动D.匀加速直线运动答案:C考点二、物体做曲线运动的轨迹:【例3】.(多选)如图所示,一物体在光滑水平面上,在恒力F的作用下(图中未画出)做曲线运动,物体的初速度、末速度方向如图所示,下列说法正确的是()A.物体的运动轨迹是抛物线B.F的方向可以与v2成45°C.F的方向可以与v1垂直D.F的方向可以与v2垂直答案:AB【例4】.双人滑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.v M与v N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.F1B.F2C.F3D.F4答案:B【例5】.一物体做曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A、B、C、D四点时,答案:A、D【例6】.中国首颗火星探测器“萤火一号”于2011年10月发射.如图所示为该探测器示意图,P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机,P1、P3的连线与空间某一固定坐标系的x轴平行,P2、P4的连线与y轴平行,每台发动机开动时都能向探测器提供动力,开始时,探测器以恒定速率v0向x轴正方向平动,四个喷气发动机P1、P2、P3、P4能提供的推力大小相等,则:(1)分别单独开动P1、P2、P3、P4,探测器将分别做什么运动?(2)同时开动P2与P3,探测器将做什么运动?(3)若四个发动机同时开动,探测器将做什么运动?解析:(1)单独开动P1,产生一个沿x轴负方向的力,探测器先做匀减速直线运动直到速度为零,后沿x轴负方向做匀加速直线运动.单独开动P2,产生一个沿y轴正方向的力,与初速度方向垂直,探测器做曲线运动.单独开动P3,产生一个沿x轴正方向的力,探测器做匀加速直线运动.单独开动P4,产生一个沿y轴负方向的力,与初速度方向垂直,探测器做曲线运动.(2)同时开动P2与P3,产生一个沿y轴正方向的力和一个沿x轴正方向的力,合力与初速度夹角为45°,物体做曲线运动.(3)同时开动四个发动机,合外力为零,探测器将以原速度做匀速直线运动.二.运动的合成与分解1.定义2.合成法则3.性质4.船渡河问题5.绳端速度的分解典型例题:考点一、船渡河问题【例1】.一小汽船欲渡过一条宽为150m的小河。
已知小汽船在静水中的速度为5m/s,河水流速是4m/s,若小汽船的船头始终垂直河岸,则渡河时间为秒。
若小汽船欲以最短位移渡河,则渡河时间为秒。
【答案】30, 50【例2】.河宽420m,船在静水中的速度为3m/s,水流速度为4m/s,则船过河的最短时间为________s.如果以最短的位移过河,位移是。
【答案】140s,560m对运动的合成分解的理解【例3】.对于两个分运动的合运动,下列说法正确的是()A.合运动的速度一定大于两个分运动的速度B.合运动的速度一定大于一个分运动的速度C.合运动的方向就是物体实际运动的方向D.由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小【答案】C【例4】.雨滴由静止开始下落,遇到水平吹来的风,下述说法正确的是()①风速越大,雨滴下落时间越长②风速越大,雨滴着地时速度越大③雨滴下落时间与风速无关④雨滴着地速度与风速无关A.①②B.②③C.③④D.①④【答案】B【例5】.小船在静水中的速度为v,今小船要渡过一河流,渡河时小船朝对岸垂直划行,若船航行至河中心时,水流速度突然增大,则渡河时间将()A.增大B.减小C.不变D.不能判定【答案】C【例6】.如图所示,两岸平行的小河,水流速度v=5 m/s,小船自A处出发,沿航线AB渡河,到达对岸B处,AB与下游河岸的夹角θ=53°,则小船在静水中的速度不可能为A.3m/s B.4m/s C.5m/s D.6m/s【答案】A【例7】.(多选)一人驾着小船渡过一条两岸平直、河水均匀流动大河,水流速度恒为6m/s。
去程时船头指向始终与河岸垂直,航时8s;回程时行驶路线与河岸垂直,航时10s。
船在静水中的速度大小相同,则下列正确的是( )A.船在静水中的速度为12 m/sB.去程时登陆点距出发点正对岸下游48m处C.回程时船的路程为80mD.去程船合速度方向与返程时船头指向相反【答案】BC考点三绳子端点速度的分解【例8】.如图所示,人在岸上以恒定速度拉船,当轻绳与水平面的夹角为时,船的速度为( )A.B.C.D.【答案】B【例9】.如图示,在河岸上用细绳拉船,为了使船匀速靠岸,人应以怎样的速度拉绳()A.匀速拉B.加速拉C.减速拉D.先加速后减速【答案】C【例10】.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下,当小车匀速向右运动时,绳中拉力 ( ).A.大于A所受的重力B.等于A所受的重力C.小于A所受的重力D.先大于A所受的重力,后等于A所受的重力【答案】A【例11】.如右图所示,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连.由于B的质量较大,故在释放B后,A将沿杆上升,当A环上升至与定滑轮的连线水平时,其上升速度v1≠0,若这时B的速度为v2,则( )A.v2=0 B.v2>v1C.v2≠0D.v2=v1【答案】A【例12】.如图所示,不计所有接触面之间的摩擦,斜面固定,放在斜面上的物块和套在竖直杆上的滑块质量分别为和,且.若将滑块从位置由静止释放,当落到位置时,滑块的速度为,且绳子与竖直方向的夹角为,则这时物块的速度大小等于( )A.B.C.D.【例13】.(多选)如图所示,斜面和水平横杆均足够长且均被固定,斜面顶角为θ,套筒P套在横杆上,与轻绳连接,轻绳跨过不计大小的定滑轮,其与放在斜面上的滑块Q相连接,且连接滑块Q的轻绳与斜面平行,P与Q 的质量均为m,O为横杆上的滑轮的正下方的点,滑轮到横杆的距离为h。
开始时手握住P,使连接P的绳与竖直方向的夹角为θ,然后无初速度释放P。
不计绳子的伸长和一切摩擦,重力加速度为g。
下列说法正确的是( )A.释放P前绳子拉力大小为mg sin θB.P到达O点时绳子的拉力为0C.P到达O点时的速率为D.P从释放到第一次过O点的过程中,绳子对P的拉力一直做正功【答案】CD【例14】.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球质量均为m,两球半径忽略不计,杆的长度为L。
先将杆AB竖直靠放在竖直墙上,轻轻拨动小球B,使小球B在水平面上由静止开始向右滑动,当小球A 沿墙下滑距离为L 时,下列说法正确的是(不计一切摩擦)A.杆对小球A做功为B.小球A和B的速度都为C.小球A、B的速度分别为和D.杆与小球A和B组成的系统机械能减少了mgL【答案】C强化练习:1.河宽420 m,船在静水中速度为4 m/s,水流速度是3 m/s,则船过河的最短时间( )A.140 s B.84 s C.105 s D.s【答案】C2.(多选)一船在静水中的速度是6m/s,现要渡过宽为180m、水流速度为8m/s的河流,则下列说法中正确的是()A.船相对于岸的速度可以是5m/sB.若此船保持船头垂直于河岸,到达对岸的时间是30sC.此船可以在对岸的任意位置靠岸D.此船渡河的最短位移是240m【答案】ABD3.一条小船在静水中的速度3m/s,它要渡过一条宽为60m 的长直河道,河水流速为4m/s,则()A.这条船不可能渡过这条河B.这条船过河时间可能为15 sC.这条船可以渡过这条河,而且过河时的合速度可以为9m/sD.这条船能够过河的最小位移为80m【答案】D4.关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( ).A.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和B.物体的两个分运动若是直线运动,则它的合运动一定是直线运动C.两个分运动是直线运动,合运动可能是直线运动,也可能是曲线运动D.若合运动是曲线运动,则其分运动至少有一个是曲线运动【答案】C5.如图所示为北京奥运会火炬接力过程,假如当时的风速为零,可燃气体从火炬喷出的速度为3 m/s,火苗向后的偏角为53°(相对竖直方向).那么火炬手的运动速度大约为( ).A.5 m/s B.4 m/s C.3 m/s D.6 m/s【答案】B6.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( ).A.大小和方向均不变 B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变 D.大小和方向均改变【答案】A7.有一小船正在渡河,如图所示.在离对岸30 m时,其下游40 m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,则小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?【答案】3 m/s8.(多选)如图所示,物体A和B的质量均为m ,且分别与跨过定滑轮的轻绳连接(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,则()A.物体A也做匀速直线运动B.绳子拉力始终大于物体A所受重力(00<<900)C.绳子对物体A的拉力逐渐增大D.绳子对物体A的拉力逐渐减小【答案】BD9.(多选)如图所示,一条细绳跨过光滑轻定滑轮连接物体A、B,A悬挂起来,B穿在一根竖直光滑杆上。
当绳与竖直杆间的夹角为θ时,B沿杆下滑的速度为v,则下列判断正确的是()A.A的速度为vcosθB.A的速度为vsinθC.细绳的张力一定大于A的重力D.细绳的张力一定小于A的重力【答案】AC11.如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为T,物体所受重力为G,则下列说法正确的是()A.物体做匀速运动,且v1=v2B.物体做加速运动,且T>GC.物体做加速运动,且v2>v1D.物体做匀速运动,且T=G【答案】B12.如图所示,一根刚性的直杆AB沿着水平地面和竖直墙滑动.当杆与水平地面的夹角为θ时,杆B端的速度大小为v,此时杆A端的速度大小为多少?。