2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第四單元曲線運(yùn)動萬有引力與航天第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解學(xué)案新人教版

PAGE11-第四單元曲線運(yùn)動萬有引力與航天

一、考情分析運(yùn)動的合成與分解是解決曲線運(yùn)動的基本思想和方法，高考著重考查的學(xué)問點(diǎn)有：曲線運(yùn)動的特點(diǎn)、平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動的規(guī)律、萬有引力與天體運(yùn)動規(guī)律、宇宙速度與衛(wèi)星運(yùn)行及變軌問題．二、學(xué)問特點(diǎn)本單元概念多，規(guī)律多，高考題型比較全面，考查敏捷，與實(shí)際生活、新科技等結(jié)合考查的應(yīng)用性題型較多．三、復(fù)習(xí)方法(1)深刻理解向心加速度的概念，明確向心加速度的作用只變更線速度的方向，不變更線速度的大?。?2)駕馭圓周運(yùn)動和平拋運(yùn)動的規(guī)律，關(guān)注與其他學(xué)問點(diǎn)的綜合應(yīng)用．(3)牢牢地抓住天體運(yùn)動的基本規(guī)律，建立天體運(yùn)動的模型．復(fù)習(xí)萬有引力定律的應(yīng)用時分兩條主線綻開，一是萬有引力等于天體運(yùn)動的向心力，二是物體在地球表面的重力近似等于萬有引力．第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解考綱考情核心素養(yǎng)?曲線運(yùn)動Ⅰ?運(yùn)動的合成與分解Ⅱ?曲線運(yùn)動的速度特點(diǎn)、受力特點(diǎn)以及物體做曲線運(yùn)動的條件．?合運(yùn)動、分運(yùn)動的相關(guān)概念，位移、速度和加速度的分解滿意平行四邊形定則.物理觀念全國卷5年2考高考指數(shù)★★★☆☆?應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解分析小船過河問題．?繩或桿相關(guān)聯(lián)的物體速度的分解方法.科學(xué)思維學(xué)問點(diǎn)一曲線運(yùn)動1．速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向．如圖所示的曲線運(yùn)動，vA、vC的方向與v的方向相同，vB、vD的方向與v的方向相反．2．運(yùn)動的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動的物體，速度的方向時刻在變更，所以曲線運(yùn)動肯定是變速運(yùn)動．3．曲線運(yùn)動的條件學(xué)問點(diǎn)二運(yùn)動的合成與分解1．基本概念(1)運(yùn)動的合成：已知分運(yùn)動求合運(yùn)動．(2)運(yùn)動的分解：已知合運(yùn)動求分運(yùn)動．2．分解原則：依據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果分解，也可采納正交分解．3．遵循的規(guī)律：位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則．1．思索推斷(1)合速度肯定大于分速度．(×)(2)運(yùn)動的合成與分解的實(shí)質(zhì)是對描述運(yùn)動的物理量(位移、速度、加速度)的合成與分解．(√)(3)兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動肯定是直線運(yùn)動．(×)(4)做曲線運(yùn)動的物體受到的合外力肯定是變力．(×)(5)做曲線運(yùn)動的物體所受的合外力的方向肯定指向軌跡的凹側(cè)．(√)2．如圖所示，水平桌面上一小鐵球沿直線運(yùn)動．若在鐵球運(yùn)動的正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵，下列關(guān)于小鐵球運(yùn)動的說法正確的是(D)A．磁鐵放在A處時，小鐵球做勻速直線運(yùn)動B．磁鐵放在A處時，小鐵球做勻加速直線運(yùn)動C．磁鐵放在B處時，小鐵球做勻速圓周運(yùn)動D．磁鐵放在B處時，小鐵球做變加速曲線運(yùn)動解析：磁鐵放在A處時，小鐵球受磁力作用向前加速，漸漸靠近磁鐵，磁力增大，加速度增大，故A、B均錯誤；磁鐵放在B處時，小鐵球受到的磁力與速度方向不共線，做曲線運(yùn)動，因磁力的大小和方向均隨距離的變更而變更，故加速度大小是變更的，C錯誤，D正確．3．(多選)跳傘表演是人們普遍喜愛的欣賞性體育項(xiàng)目．如圖所示，當(dāng)運(yùn)動員從直升機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中將會受到水平風(fēng)力的影響．下列說法中正確的是(BC)A．風(fēng)力越大，運(yùn)動員下落時間越長，運(yùn)動員可完成更多的動作B．風(fēng)力越大，運(yùn)動員著地速度越大，有可能對運(yùn)動員造成損害C．運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動員著地速度與風(fēng)力無關(guān)解析：水平方向的風(fēng)力對豎直方向的運(yùn)動沒有影響，運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)．無風(fēng)時，運(yùn)動員在水平方向速度為零，有風(fēng)時，運(yùn)動員在水平方向上因風(fēng)力作用做加速運(yùn)動，風(fēng)力越大，著地時水平方向速度越大，著地速度也越大，故B、C正確，A、D錯誤．4．內(nèi)壁光滑的牛頓管被抽成真空，現(xiàn)讓牛頓管豎直倒立，如圖所示，同時水平向右勻速移動，則管中羽毛的運(yùn)動軌跡可能是圖中的(C)解析：羽毛在水平方向做勻速運(yùn)動，在豎直方向做自由落體運(yùn)動，加速度方向向下，依據(jù)合力方向指向軌跡曲線的凹側(cè)可知，羽毛的運(yùn)動軌跡可能是C.5．(多選)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生變更，則(BC)A．質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同B．質(zhì)點(diǎn)速度的方向不行能總是與該恒力的方向垂直C．質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同D．質(zhì)點(diǎn)單位時間內(nèi)速率的變更量總是不變解析：質(zhì)點(diǎn)一起先做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，施加恒力后，則該質(zhì)點(diǎn)所受的合力為該恒力．若該恒力方向與質(zhì)點(diǎn)原運(yùn)動方向不共線，則質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，此狀況下質(zhì)點(diǎn)速度方向時刻與恒力方向不同，A項(xiàng)錯誤；若F的方向某一時刻與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向垂直，之后質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，力與運(yùn)動方向之間的夾角會發(fā)生變更，例如平拋運(yùn)動，B項(xiàng)正確；由牛頓其次定律可知，質(zhì)點(diǎn)加速度方向與其所受合力方向相同，C項(xiàng)正確；依據(jù)加速度的定義，相等時間內(nèi)速度變更量相同，速率變更量不肯定相同，D項(xiàng)錯誤．考點(diǎn)1曲線運(yùn)動性質(zhì)、軌跡的推斷1．運(yùn)動軌跡的推斷(1)若物體所受合力方向與速度方向在同始終線上，則物體做直線運(yùn)動；若物體所受合力方向與速度方向不在同始終線上，則物體做曲線運(yùn)動．(2)物體做曲線運(yùn)動時，合力指向軌跡的凹側(cè)；運(yùn)動軌跡在速度方向與合力方向所夾的區(qū)間．2．速率變更的推斷3．合運(yùn)動的性質(zhì)的推斷合運(yùn)動的性質(zhì)由合加速度的特點(diǎn)確定．(1)依據(jù)合加速度是否恒定判定合運(yùn)動的性質(zhì)：若合加速度不變，則為勻變速運(yùn)動；若合加速度(大小或方向)變更，則為非勻變速運(yùn)動．(2)依據(jù)合加速度的方向與合初速度的方向關(guān)系判定合運(yùn)動的軌跡：若合加速度的方向與合初速度的方向在同始終線上，則為直線運(yùn)動，否則為曲線運(yùn)動．1．一個質(zhì)點(diǎn)受兩個互成銳角的恒力F1和F2作用，由靜止起先運(yùn)動，若運(yùn)動過程中保持二力方向不變，但F1突然增大到F1＋ΔF，則質(zhì)點(diǎn)以后(B)A．接著做勻變速直線運(yùn)動B．在相等時間內(nèi)速度的變更肯定相等C．可能做勻速直線運(yùn)動D．可能做非勻變速曲線運(yùn)動解析：F1、F2為恒力，質(zhì)點(diǎn)從靜止起先做勻加速直線運(yùn)動，F(xiàn)1突變后仍為恒力，合力仍為恒力，但合力的方向與速度方向不再共線，所以質(zhì)點(diǎn)將做勻變速曲線運(yùn)動，故A、D錯誤；由加速度的定義式a＝eq\f(Δv,Δt)知，在相等時間Δt內(nèi)，Δv＝aΔt肯定相等，故B正確；做勻速直線運(yùn)動的條件是F合＝0，所以質(zhì)點(diǎn)不行能做勻速直線運(yùn)動，故C錯誤．2.如圖所示，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(俯視為逆時針轉(zhuǎn)動)．某段時間圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡皮塊仍相對圓盤靜止，在這段時間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中，正確的是(C)解析：因?yàn)樽銮€運(yùn)動的物體所受的合力要指向軌跡凹側(cè)，圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，且橡皮塊仍相對圓盤靜止，故橡皮塊所受的合力其分力一是指向圓心充當(dāng)向心力，二是與運(yùn)動的方向相同，故正確答案為C.3．如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動軌跡的示意圖，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)時速度方向與加速度方向恰好相互垂直，則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是(A)A．質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大B．質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C．質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時的加速度比B點(diǎn)的大D．質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小解析：質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，所以加速度不變，C錯誤；由于在D點(diǎn)速度方向與加速度方向垂直，則在A、B、C點(diǎn)時速度方向與加速度方向的夾角為鈍角，所以質(zhì)點(diǎn)由A到B到C到D速率減小，所以C點(diǎn)速率比D點(diǎn)的大，A正確，B錯誤；質(zhì)點(diǎn)由B到E的過程中，加速度方向與速度方向的夾角始終減小，D錯誤．考點(diǎn)2運(yùn)動合成與分解1．分運(yùn)動與合運(yùn)動的關(guān)系等時性各個分運(yùn)動與合運(yùn)動總是同時起先，同時結(jié)束，經(jīng)驗(yàn)時間相等(不同時的運(yùn)動不能合成)等效性各分運(yùn)動疊加起來與合運(yùn)動有完全相同的效果獨(dú)立性一個物體同時參加幾個分運(yùn)動時，各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行，互不影響2.兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動性質(zhì)的推斷(不共線)分運(yùn)動合運(yùn)動兩個勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動一個勻速直線運(yùn)動、一個勻變速直線運(yùn)動勻變速曲線運(yùn)動兩個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動(續(xù)表)兩個初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動若v0合與a合共線，則合運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動若v0合與a合不共線，則合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)動1.在光滑無摩擦的水平面上有一冰球以速度v0沿直線勻速從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，忽視空氣阻力，如圖為俯視圖．當(dāng)冰球運(yùn)動到b點(diǎn)時受到圖示中黑箭頭方向的快速一擊，這之后冰球有可能沿如下哪一條軌跡運(yùn)動(B)解析：當(dāng)冰球運(yùn)動到b點(diǎn)時受到圖示中黑箭頭方向的快速一擊，由動量定理可知瞬間產(chǎn)生與ab垂直的速度，與原來ab方向的速度合成后仍舊做勻速直線運(yùn)動，故B正確，A、C、D錯誤．2．依據(jù)中學(xué)所學(xué)學(xué)問可知，做自由落體運(yùn)動的小球，將落在正下方位置．但事實(shí)上，赤道上方200m處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6cm處．這一現(xiàn)象可說明為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比．現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球(D)A．到最高點(diǎn)時，水平方向的加速度和速度均為零 B．到最高點(diǎn)時，水平方向的加速度和速度均不為零 C．落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)東側(cè)D．落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)西側(cè)解析：小球在上升過程中，水平方向的“力”向西，豎直方向受到豎直向下的重力，當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時豎直方向的速度為零，由水平方向小球受到的“力”與豎直方向的速度大小成正比知，到最高點(diǎn)時小球在水平方向上受到的力為零，故水平方向的加速度為零，由于小球在上升過程中水平方向的“力”方向不變，故到最高點(diǎn)時小球在水平方向的速度最大，不為零，選項(xiàng)A、B錯誤；小球在下落過程中，水平方向的“力”向東，則小球在水平方向上做減速運(yùn)動，由對稱性知，小球返回地面時水平方向的速度為零，故小球落在拋出點(diǎn)的西側(cè)，選項(xiàng)C錯誤，D正確．3．(多選)在一個光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系，一物體從t＝0時刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)起先運(yùn)動，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動的速度—時間圖象如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是(AD)A．前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動B．后2s內(nèi)物體接著做勻加速直線運(yùn)動，但加速度沿y軸方向C．4s末物體坐標(biāo)為(4m,4m)D．4s末物體坐標(biāo)為(6m,2m)解析：前2s內(nèi)，物體在y軸方向沒有速度，由題圖甲可以看出，物體沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動，A正確；在后2s內(nèi)，物體在x軸方向做勻速直線運(yùn)動，y軸方向做勻加速直線運(yùn)動，依據(jù)運(yùn)動的合成知，物體做勻加速曲線運(yùn)動，加速度沿y軸方向，B錯誤；在前2s內(nèi)，物體在x軸方向的位移為x1＝e