山東省德州一中2018-2019學年度：高一物理《曲線運動運動的合成與分解》學案

1、山東省德州一中 2018-2019 學年度：人教版高一物理曲線運動運動的合成與分解學案3 .合運動的性質判斷課題4:曲線運動及其運動的合成與分解(涵蓋2018年高考真題)【學習目標】1掌握曲線運動的概念、特點及條件。2掌握運動的合成與分解法則?！局R梳理】一、物體做曲線運動的條件及軌跡1 .曲線運動(1) 速度的方向：(2) 運動的性質：(3) 曲線運動的條件：2 .合外力方向與軌跡的關系變化：非勻變速運動不變：勻變速運動共線：直線運動不共線：曲線運動兩個互成角度的分運動合運動的性質兩個勻速直線運動一個勻速直線運動、一個勻變速直線運動兩個初速度為零的勻加速直線運動兩個初速度不為零的勻變速直線運

2、動如果 v合與 a合共線，如果 v合與 a合不共線，【真題透析】1.(2018 年江蘇卷)某彈射管每次彈出的小球速度相等.在沿光滑豎直軌道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球.忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的()A.時刻相同，地點相同B.時刻相同，地點不同C.時刻不同，地點相同D.時刻不同，地點不同2.(2018 年天津卷)滑雪運動深受人民群眾喜愛，某滑雪運動員(可視為質點)由坡道進入豎直面內的圓弧形滑道 AB,從滑道的 A 點滑行到最低點 B 的過程中，由于摩擦力的存在，運動員的速 率不變，則運動員沿 AB 下滑過程中4 兩個直線運動的合運動性質的判斷標準：看合初速度方向與

3、合加速度方向是否共線3 .速率變化情況判斷(1) 當合外力方向與速度方向的夾角為銳角時，物體的速率 -(2) 當合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時，物體的速率 -(3) 當合外力方向與速度方向垂直時，物體的速率 -二、運動的合成及運動性質分析1 遵循的法則：2 合運動與分運動的關系(1)等時性(2)獨立性(3)等效性加速度或合外力加速度 或合外力 方向與速度方向山東省德州一中 2018-2019 學年度：人教版高一物理曲線運動運動的合成與分解學案2 / 5BA.所受合外力始終為零B. 所受摩擦力大小不變C. 合外力做功一定為零D. 機械能始終保持不變3 . （2016 全國乙卷 18）（多選）

4、一質點做勻速直線運動?，F(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質點上的力不發(fā)生改變，則（）A 質點速度的方向總是與該恒力的方向相同B .質點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C .質點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D .質點單位時間內速率的變化量總是不變4. 2016 江蘇卷如圖 1-所示，傾角為a的斜面 A 被固定在水平面上， 細線的一端固定于墻面, 另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B 相連，B 靜止在斜面上.滑輪左側的細線水平，右側的細線與斜面平行.A、B 的質量均為 m.撤去固定 A 的裝置后，A、B 均做直線運動.不計一切摩擦，重力加A .帆船朝正東方向航行，速度大小為vB .帆船朝正西

5、方向航行，速度大小為vC .帆船朝南偏東 45。方向航行，速度大小為 2vD .帆船朝北偏東 45 方向航行，速度大小為、2v6 . （2014 四川 4）有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v 的大河.小明駕著小船渡河，去程時船頭指向始終與河岸垂直，回程時行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為（）kvvCL1 k1 2 3D-k2-17 . （2014 四川 8（1）小文同學在探究物體做曲線運動的條件時，將一條形磁鐵放在桌面的不同1 A 固定不動時，A 對 B 支持力的大小 N ;2 A 滑動的位移為 x 時，B 的位移大小

6、s;3 A 滑動的位移為 x 時的速度大小 VA.5.（2015 廣東理綜 14）如圖 3 所示，帆板在海面上以速度v 朝正西方向運動，帆船以速度v 朝正北方向航行，以帆板為參照物（）山東省德州一中 2018-2019 學年度：人教版高一物理曲線運動運動的合成與分解學案3 / 5位置，讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度V0運動，得到不同軌跡.圖 12 中 a、b、c、d為其中四條運動軌跡，磁鐵放在位置A 時，小鋼珠的運動軌跡是 _ （填軌跡字母代號），磁鐵放在位置 B 時，小鋼珠的運動軌跡是 _ （填軌跡字母代號）.實驗表明，當物體所受合外力的方向跟它的速度方向 _ （選填“在”或“不

7、在”）同一直線上時，物體做曲線運動.【模擬試題】& （6 分）（2015 全國卷I22）某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗.所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為 R= 0.20 m）.山東省德州一中 2018-2019 學年度：人教版高一物理曲線運動運動的合成與分解學案4 / 5(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖11(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg ；(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經過最低點后滑向另一側，此過程中托盤秤的最大示數(shù) 為 m;多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m 值如下表所示：序號1

8、2345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結果保留 2 位有效數(shù)字)11. (10 分)“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的成功發(fā)射，實現(xiàn)了中華民族千年奔月的夢想.假若我國的航天員登上某一星球并在該星球表面上做了如圖13 所示的力學實驗：讓質量為 m= 1.0 kg 的小滑塊(可視為質點)以 vo= 1 m/s 的初速度從傾角為 53的斜面 AB 的頂點 A 滑下，到達 B 點后恰好能沿傾角為37的斜(1)求該星球表面的重力加速度g;若測得該星球的半徑為 R= 6X106則探測器運行

9、的最大速度為多少？完成下列填空:模擬器圖知運動員的滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.8, cos 53 0.6)求:尸 0.1，忽略空氣阻力，重力加速度_g 取 10 m/s2.( 已知 sin 53圖 129. (8 分)質量為 m 的衛(wèi)星發(fā)射前靜止在地球赤道表面.假設地球可視為質量均勻分布的球體，半徑為R.(1)已知地球質量為 M，自轉周期為 T,引力常量為 G,求此時衛(wèi)星對地表的壓力N 的大小.(2)衛(wèi)星發(fā)射后先在近地軌道上運行(軌道離地面的高度可忽略不計 變軌成為地球的同步衛(wèi)星，此時離地面高度為)，運行的速度大小為V1，之后經過H，運行的速度大小為V2.面到達 C 點不計滑過 B 點時的機

10、械能損失，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為點離 B 點所在水平面的高度分別為h1= 1.2 m,h2= 0.5 m .已知 sin 37 0.6, cos 37尸 0.5，測得 A、C 兩0.8,不計該星球的自轉以及其他星球對它的作用.求比值：;；圖 13若衛(wèi)星發(fā)射前隨地球一起自轉的速度大小為V0,通過分析比較 V0、V1、V2三者的大小關系.若測得該星球的半徑為 R= 6X106m, 取地球半徑 R0= 6.4X106m，地球表面的重力加速度g0= 1010 (10 分)(2018 福建師范大學附中期中)如圖 12 所示，滑板運動員從傾角為 53。的斜坡頂端滑下，滑下的過程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端

11、有一高h= 1.4 m、寬 L = 1.2 m 的長方體障礙物，為了不觸及這個障礙物，他必須在距水平地面高度H = 3.2 m 的 A 點沿水平方向跳起離開斜面(豎直方向的速度變?yōu)?).已m/s2，求該星球的平均密度與地球的平均密度之比專題 4:曲線運動+運動的合成與分解(答案)(1)運動員在斜面上滑行的加速度的大小;將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為kg；若運動員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過程所經歷的時間;運動員為了不觸及障礙物，他從A 點沿水平方向起跳的最小速度.N ;小車通過最低點時的速度大小為m,航天員要在該星球上發(fā)射一顆探測器

12、繞其做勻速圓周運動,山東省德州一中 2018-2019 學年度：人教版高一物理曲線運動運動的合成與分解學案5 / 5定不為零，A錯誤,運動員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對運動員的支持力的合力充當I可心力故有FN-mgcas6 = m-=FN=+mgeos#運動過程中速率怛定，且。在減小，所以.曲面對運動員I支持力越來越大，根據(jù) 2 呱可知摩擷力越來越大，B錯誤運動員運動過程中速率不變，質量不變，同能不變，動能變化量為霧，根據(jù)動能定理可知合力做功為剽C正羸因為克服摩撫力做功，機械能不守冷3 .答案：BC解析：質點原來做勻速直線運動，說明所受合外力為0,當對其施加一恒力后，恒力的方向與原

13、來運動的速度方向關系不確定，則質點可能做直線運動，也可能做曲線運動，但加速度的方向一定解析 以帆板為參照物，帆船具有正東方向的速度v 和正北方向的速度 v，所以帆船相對帆板的【解析】設大河寬度為必小船在靜水中的速度為畑貝怯程渡河所用時間A二己回程渡河所用時間彳說一識7.【答案】b c 不在【解析】因為磁鐵對小鋼珠只能提供引力，磁錢在月處a寸，尸與w同向，小鋼珠做勻加速直線運動,【真題透析】1.【答案】B【解析】本題考查合運動與分運動的關系及時刻和位墨的概念，意在考查考生的理解能力。彈射管在豎直方向做自由落體運動八所嘆彈出小球在豎直方向運動的時間相等，因此兩球應同時落地,由于兩小(2)根據(jù)幾何關

14、系丘=工-(1一 gwu),Sisina先后彈出，且厘出小球的初速度相同，所以小球在水平方向運動的時間不等，因小球在水平方向做勻速動，所以水平位移相等，因此落點不相同，故選項B正確。2.【答案】C【解析】根據(jù)曲線運動的特點分析物體受力情況，根將牛頓第二定律求解出運動員與曲面間的正壓：？變化情況，從而分析運動員所受摩撫力變化；根據(jù)運動員的動能變化情況，結合動能定理分析合外力做根據(jù)運動過程中，是否只有重力做功來判斷運動員的機械能是否守恒因為運動員俶曲線運動所以合力解得syl2(1cos)JC根據(jù)機械能守恒定律貳+扌根據(jù)速度的走義得Ax2Vff=A?與該恒力的方向相同，選項 B、C 正確。2gxsi

15、na4 .【答案】(1)mgcosa(2) .2 (1 cosa) x (3)-V 32cosa【解析】 支持力的大小 N= mgcosa運動軌跡為h當磁鐵放在占處時戸與誡不在同一B處，引力指向曲線的凹側，運動軌跡為匸當合外力方向與速度方向不在同一直線上時物體做曲線運動.8. (2)1.40(4)7.91.4貝VB=A/2(1cosa)M解得速度 v相對=.2v，方向為北偏東 45 , D 正確.6 .【答案】Bh=q說$由題東也二匕聯(lián)立汰上各式得誡二車選項B正確，選項乩Cv D錯誤.山東省德州一中 2018-2019 學年度：人教版高一物理曲線運動運動的合成與分解學案6 / 5解析(2)由題

16、圖(b)可知托盤秤量程為 10 kg，指針所指的示數(shù)為1.40 kg.(3)為了不觸及障礙物，運動員以速度v 沿水平方向起跳后豎直下落高度為H -動的距離為諾勞七，設該段時間為 t,則 H -h=ggt2H53 七 Lit過凹形橋最低點時對橋的壓力為FN= mg mg7.9 N ;根據(jù)徑向合力提供向心力，即7.9 N (1.40 同步衛(wèi)星與地球自轉的角速度相等，而半徑大于地球半徑，根據(jù) 所以V1V2V0.10. (1)7.4 m/s2(2)0.8 s (3)6.0 m/s解析(1)設運動員連同滑板的質量為m,運動員在斜面上滑行的過程中，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin53 mgos 53 = ma

17、,解得運動員在斜面上滑行的加速度a= 7.4 m/s2.(2)運動員從斜面上起跳后沿豎直方向做自由落體運動，一 12根據(jù)自由落體運動規(guī)律有 H = ?gt，解得 t = 0.8 s.1.00)X9.8 N=1.4 m/s.2Mm 4nR(1)GRm v1v2v0解析(1)衛(wèi)星靜止在地球赤道表面時，隨地球一起做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律得Mm ,4nRGR2N=mT2.解得 N = G2Mm 4nRR2mT2.根據(jù)牛頓第三定律可知衛(wèi)星對地表的壓力2Mm 4nRR2mT2.衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，則有2Mm V1GR2=mR，GMmR+ H2V22=mR+H解得v1=V2R+ H2311.(1)6 m/s (2)6M0 m/s (3)0.64解析(1)小滑塊從 A 到 C 的過程中，由動能定理得mg(h1 h2)卩 mgos 53h1sin 53mgos 37h2sin 3712三 0；mv