《新課標(biāo)2018版高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動萬有引力與航天第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解教案.doc-匯文網(wǎng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《新課標(biāo)2018版高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動萬有引力與航天第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解教案.doc-匯文網(wǎng)（12頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第四章 曲線運(yùn)動萬有引力與航天【研透全國卷】平拋運(yùn)動的規(guī)律及其研究方法，圓周運(yùn)動的角速度、線速度和向心加速度，萬有引力定律及其應(yīng)用是本章的命題熱點(diǎn)，題型有選擇題，也有計算題.高考中突出物理與現(xiàn)代科技、生產(chǎn)、生活的結(jié)合，特別是與現(xiàn)代航天技術(shù)的聯(lián)系會更加密切，與牛頓運(yùn)動定律、機(jī)械能守恒等內(nèi)容結(jié)合命題的可能性也較大.考點(diǎn)內(nèi)容要求題型一、曲線運(yùn)動、運(yùn)動的合成與分解運(yùn)動的合成與分解 選擇、計算二、拋體運(yùn)動拋體運(yùn)動選擇、計算三、圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度選擇、計算勻速圓周運(yùn)動的向心力 離心現(xiàn)象 四、萬有引力定律及其應(yīng)用萬有引力定律及其應(yīng)用 選擇、計算五、天體運(yùn)動、人造衛(wèi)星環(huán)繞速度 選

2、擇、計算第二宇宙速度和第三宇宙速度經(jīng)典時空觀和相對論時空觀第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解知識點(diǎn)一曲線運(yùn)動1.速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線上該點(diǎn)的方向.2.運(yùn)動性質(zhì)：做曲線運(yùn)動的物體，速度的時刻改變，故曲線運(yùn)動一定是運(yùn)動，即必然具有加速度.3.曲線運(yùn)動的條件(1)運(yùn)動學(xué)角度：物體的方向跟速度方向不在同一條直線上.(2)動力學(xué)角度：物體所受的方向跟速度方向不在同一條直線上.答案：1.切線2.方向變速3.(1)加速度(2)合外力知識點(diǎn)二運(yùn)動的合成與分解1.分運(yùn)動和合運(yùn)動：一個物體同時參與幾個運(yùn)動，參與的這幾個運(yùn)動即，物體的實(shí)際運(yùn)動即.2.運(yùn)動的合成：已知求，包括位移、速度和加速度的合成.

3、3.運(yùn)動的分解：已知求，解題時應(yīng)按實(shí)際效果分解，或正交分解.4.合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系等時性 合運(yùn)動和分運(yùn)動經(jīng)歷的時間相等，即同時開始，同時進(jìn)行，同時停止獨(dú)立性一個物體同時參與幾個分運(yùn)動，各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動的影響等效性各分運(yùn)動的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動的規(guī)律有完全相同的效果答案：1.分運(yùn)動合運(yùn)動2.分運(yùn)動合運(yùn)動3.合運(yùn)動分運(yùn)動(1)做曲線運(yùn)動的物體的速度大小一定發(fā)生變化.()(2)做曲線運(yùn)動的物體的加速度一定是變化的.()(3)曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動.()(4)曲線運(yùn)動可能是勻變速運(yùn)動.()(5)兩個分運(yùn)動的時間一定與它們合運(yùn)動的時間相等.()(6)合運(yùn)動的速度一定比分運(yùn)動的速度大.()(

4、7)兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動.()答案：(1) (2) (3)(4)(5)(6) (7) 考點(diǎn)物體做曲線運(yùn)動的條件及軌跡1.條件：物體受到的合外力與初速度不共線.2.合力方向與軌跡的關(guān)系無力不彎曲，彎曲必有力.曲線運(yùn)動軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，或者說合力的方向總是指向軌跡的“凹”側(cè).3.合力方向與速率變化的關(guān)系(1)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時，物體的速率增大.(2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時，物體的速率減小.(3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時，物體的速率不變.考向1合力方向與速率變化的關(guān)系典例1(2017河南名校聯(lián)考)如圖所示，這是物體做

5、勻變速曲線運(yùn)動的軌跡的示意圖.已知物體在B點(diǎn)的加速度方向與速度方向垂直，則下列說法中正確的是()A.C點(diǎn)的速率小于B點(diǎn)的速率B.A點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大C.C點(diǎn)的速率大于B點(diǎn)的速率D.從A點(diǎn)到C點(diǎn)加速度與速度的夾角先增大后減小，速率是先減小后增大解析質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，B點(diǎn)到C點(diǎn)的加速度方向與速度方向夾角小于90，所以，C點(diǎn)的速率比B點(diǎn)的速率大，故A錯誤，C正確；質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，則加速度大小和方向不變，所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)時的加速度與A點(diǎn)的相同，故B錯誤；若質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則有A點(diǎn)速度與加速度方向夾角大于90，C點(diǎn)的加速度方向與速

6、度方向夾角小于90，故D錯誤.答案C考向2合力、速度、軌跡的互判典例2若已知物體運(yùn)動的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，圖中M、N、P、Q表示物體運(yùn)動的軌跡，其中正確的是()A BC D解析物體運(yùn)動的速度方向與運(yùn)動軌跡一定相切，而且合外力F的方向一定指向軌跡的凹側(cè)，故只有B正確.答案B變式1質(zhì)點(diǎn)僅在恒力F的作用下，在xOy平面內(nèi)由坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)的軌跡如圖所示，經(jīng)過A點(diǎn)時速度的方向與x軸平行，則恒力F的方向可能沿()A.x軸正方向B.x軸負(fù)方向C.y軸正方向D.y軸負(fù)方向答案：D解析：質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時所受合力一定指向曲線的內(nèi)側(cè)(凹側(cè))，選項B、C錯誤；由于初速度與合力初狀態(tài)時不

7、共線，所以質(zhì)點(diǎn)末速度不可能與合力共線，選項A錯誤，D正確.物體做曲線運(yùn)動的軌跡特征(1)判斷物體是做曲線運(yùn)動還是做直線運(yùn)動，關(guān)鍵要看a和v的方向，兩者方向在同一直線上則做直線運(yùn)動，否則做曲線運(yùn)動.(2)曲線上某點(diǎn)處合外力的方向在曲線上該點(diǎn)的切線的哪一側(cè)，曲線就向哪一側(cè)彎曲；曲線上某點(diǎn)的加速度越大、速度越小，則曲線軌跡彎曲越厲害；曲線軌跡必定夾在a、v方向之間.考點(diǎn)合運(yùn)動與分運(yùn)動1.合運(yùn)動性質(zhì)的判斷2.兩個互成角度的直線運(yùn)動的合運(yùn)動性質(zhì)的判斷根據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，具體分以下幾種情況：兩個互成角度的分運(yùn)動 合運(yùn)動的性質(zhì)兩個勻速直線運(yùn)動 勻速直線運(yùn)動一個勻速

8、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)動兩個初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動考向1合運(yùn)動性質(zhì)的判斷典例3(多選)如圖所示的直角三角板緊貼在固定的刻度尺上方，現(xiàn)假使三角板沿刻度尺水平向右勻速運(yùn)動的同時，一支鉛筆從三角板直角邊的最下端，由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運(yùn)動，下列關(guān)于鉛筆尖的運(yùn)動及其留下的痕跡的判斷中，正確的是()A.筆尖留下的痕跡是一條拋物線B.筆尖留下的痕跡是一條傾斜的直線C.在運(yùn)動過程中，筆尖運(yùn)動的速度方向始終保持不變D.在運(yùn)動過程中，筆尖運(yùn)動的加速度方向始終保持

9、不變問題探究(1)筆尖在水平方向如何運(yùn)動？在豎直方向又如何運(yùn)動？(2)筆尖實(shí)際如何運(yùn)動？提示(1)筆尖在水平方向做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動.(2)筆尖實(shí)際做勻變速曲線運(yùn)動.解析筆尖水平方向是勻速直線運(yùn)動，豎直方向是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，故筆尖做勻變速曲線運(yùn)動，其軌跡是拋物線，選項A、D正確.答案AD考向2運(yùn)動的合成典例4(多選)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上做曲線運(yùn)動，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示，下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/sB.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N，做勻變速曲線運(yùn)動C.2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/sD.2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小

10、約為12 m解析由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動，速度為vy4 m/s，受力Fy0.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s，A選項正確；受到的合外力為3 N，顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不在同一條直線上，B選項正確；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v m/s2 m/s，C選項錯誤；2 s內(nèi)水平方向上位移大小xvxtat29 m，豎直方向上位移大小y8 m，合位移大小l m12 m，D選項正確.答案ABD考向3運(yùn)動的分解典例5(多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項目，如圖所示，當(dāng)運(yùn)動員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后，在下落過

11、程中將會受到水平風(fēng)力的影響，下列說法中正確的是()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)動員造成傷害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)解析水平風(fēng)力不會影響豎直方向的運(yùn)動，所以運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)，A錯誤，C正確；運(yùn)動員落地時豎直方向的速度是確定的，水平風(fēng)力越大，落地時水平分速度越大，運(yùn)動員著地時的合速度越大，有可能對運(yùn)動員造成傷害，B正確，D錯誤.答案BC決定物體運(yùn)動的因素一是初速度，二是合力，而物體運(yùn)動的軌跡在合力與速度方向的夾角范圍內(nèi)，且彎向受力方向，這是分析該類問題的技巧.考點(diǎn)小船渡河模型1.實(shí)際運(yùn)動

12、：船的實(shí)際運(yùn)動是水流的運(yùn)動和船相對靜水的運(yùn)動的合運(yùn)動.2.三種速度：v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的實(shí)際速度).3.三種情景(1)過河時間最短：船頭正對河岸時，渡河時間最短，t短(d為河寬).如圖甲所示.甲乙(2)過河路徑最短(v2v1時)：合速度不可能垂直于河岸，無法垂直渡河.確定方法如下：如圖丙所示，以v2矢量末端為圓心，以v1矢量的大小為半徑畫弧，從v2矢量的始端向圓弧作切線，則合速度沿此切線方向航程最短.由圖可知：cos ，最短航程：s短d.丙典例6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

13、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()A.B. C.D.解析設(shè)大河寬度為d，小船在靜水中的速度為v0，則去程渡河所用時間t1，回程渡河所用時間t2.由題知k，聯(lián)立以上各式得v0.選項B正確，A、C、D錯誤.答案B變式2船在靜水中的速度為4 m/s，河岸筆直，河寬50 m，適當(dāng)調(diào)整船的行駛方向，使該船運(yùn)動到河對岸時航程最短，設(shè)最短航程為L，下列說法中正確的是()A.當(dāng)水流速度為2 m/s時，L為60 mB.當(dāng)水流速度為6 m/s時，L為50 mC.當(dāng)水流速度為6 m/s時，L為75 mD.當(dāng)水流速度為2 m/s時，L為150 m答案：C解析：當(dāng)

14、水流速度為2 m/s時，水速小于船速，可以垂直河岸渡河，此時的最短航程等于河寬，即L50 m，選項A、D錯誤；當(dāng)水流速度為6 m/s時，水速大于船速，此時不可能垂直河岸渡河，此時的最短航程為Ld75 m，選項B錯誤，C正確.1.正確區(qū)分分運(yùn)動和合運(yùn)動：船的劃行方向也就是船頭指向，是分運(yùn)動；船的運(yùn)動方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動方向，是合運(yùn)動，一般情況下與船頭指向不一致.2.運(yùn)動分解的基本方法：按實(shí)際效果分解，一般用平行四邊形定則按水流方向和船頭指向分解.3.渡河時間只與垂直河岸的船的分速度有關(guān)，與水流速度無關(guān).考點(diǎn)繩(桿)“關(guān)聯(lián)”速度問題1.“關(guān)聯(lián)速度”特點(diǎn)用繩、桿相牽連的物體，在運(yùn)動過程中，其兩物體

15、的速度通常不同，但物體沿繩或桿方向的速度分量大小相等.2.思路與原則(1)思路明確合運(yùn)動物體的實(shí)際運(yùn)動速度v明確分運(yùn)動其一：沿繩或桿的速度v1其二：與繩或桿垂直的分速度v2(2)原則：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則.3.解題方法把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解.常見的模型如圖所示.典例7(多選)如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(圖中B處)，下列說法正確的

16、是(重力加速度為g)()A.小環(huán)剛釋放時輕繩中的張力一定大于2mgB.小環(huán)到達(dá)B處時，重物上升的高度為(1)dC.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于D.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于問題探究(1)如何求出重物上升的高度？(2)小環(huán)實(shí)際上是沿桿下落，該運(yùn)動是合運(yùn)動，還是分運(yùn)動？(3)如何求重物上升速度的大小？提示(1)由于繩子總長一定，滑輪左側(cè)繩長的增加量等于右側(cè)繩長的減少量，即重物上升的高度.(2)合運(yùn)動.(3)把小環(huán)的速度分解，沿繩方向的速度等于重物上升的速度.解析小環(huán)釋放后，v增加，而v1vcos ，v1增大，由此可知小環(huán)剛釋放時重物具有向上的加速度，故繩中張力一定

17、大于2mg，選項A正確；小環(huán)到達(dá)B處時，繩與直桿間的夾角為45，重物上升的高度h(1)d，選項B正確；將小環(huán)速度v進(jìn)行正交分解如圖所示.其分速度v1與重物上升的速度大小相等，v1vcos 45v，所以，小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于，選項C錯誤，D正確.答案ABD變式3(2017吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模)如圖所示，長為L的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動，另一端擱在水平升降臺上，升降平臺以速度v勻速上升，當(dāng)棒與豎直方向的夾角為時，棒的角速度為()A. B. C. D.答案：D解析：本題應(yīng)清楚棒與平臺接觸點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動即合運(yùn)動方向是垂直于棒指向左上，豎直向上是它的一個分速度，剛好等于平臺豎直向上的速

18、度v，把合速度分解，根據(jù)三角形知識即可求解.棒與平臺接觸點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動即合運(yùn)動方向是垂直于棒指向左上，如圖所示.合速度v實(shí)L，豎直向上的速度分量等于v，即Lsin v，所以，選項D正確.解決繩(桿)端速度分解問題的技巧(1)明確分解誰分解不沿繩(桿)方向運(yùn)動物體的速度.(2)知道如何分解沿繩(桿)方向和垂直繩(桿)方向分解.(3)求解依據(jù)因?yàn)槔K(桿)不能伸長，所以沿繩(桿)方向的速度分量大小相等.1.對曲線運(yùn)動的理解(多選)關(guān)于運(yùn)動的性質(zhì)，下列說法正確的是()A.曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動B.做曲線運(yùn)動的物體的加速度一定不為0C.變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動D.做曲線運(yùn)動的物體所受合外力一定不為0答案：A

19、BD解析：物體做曲線運(yùn)動的條件是合外力不為0，且與速度方向不在一條直線上；又曲線運(yùn)動的速度方向不斷改變，因此是變速運(yùn)動；而變速運(yùn)動也可能只改變速度大小，做變速直線運(yùn)動，則選項C錯誤，選項A、B、D正確.2.合力方向與軌跡關(guān)系如圖所示，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()ABC D答案：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

20、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.合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系如圖所示，大河的兩岸筆直且平行，現(xiàn)保持快艇船頭始終垂直于河岸從岸邊某處開始先勻加速而后勻速駛向?qū)Π?，在快艇離對岸還有一段距離時開始減速，最后安全靠岸.若河水以穩(wěn)定的速度沿平行河岸方向流動，且整個河流中水的流速處處相等，則快艇實(shí)際運(yùn)動的軌跡可能是圖中的()A. B. C. D.答案：D解析：在垂直于河岸方向上先做勻加速直線運(yùn)動，即合力沿垂直于河岸方向并指向要駛向的對岸，并且指向軌跡的內(nèi)側(cè)，然后做勻速直線運(yùn)動，軌跡是一條與河岸有夾角的直線，再做減速運(yùn)動，合力沿垂直于河岸方向并指向駛出的河岸，所以軌跡為，故D正

21、確.4.小船渡河問題有甲、乙兩只船，它們在靜水中航行速度分別為v1和v2，現(xiàn)在兩船從同一渡口向河對岸開去，已知甲船想用最短時間渡河，乙船想以最短航程渡河，結(jié)果兩船抵達(dá)對岸的地點(diǎn)恰好相同.則甲、乙兩船渡河所用時間之比為()A.B. C.D.答案：C解析：當(dāng)v1與河岸垂直時，甲船渡河時間最短；乙船船頭斜向上游開去，才有可能航程最短，由于甲、乙兩只船到達(dá)對岸的地點(diǎn)相同(此地點(diǎn)并不在河正對岸)，可見乙船在靜水中速度v2比水的流速v0要小，要滿足題意，則如圖所示.由圖可得sin cos tan 由式得sin 將此式代入式得，選項C正確.5.關(guān)聯(lián)速度的計算如圖所示，水平面上有一汽車A，通過定滑輪用繩子拉同

22、一水平面的物體B，當(dāng)拉至圖示位置時，兩繩子與水平面的夾角分別為、，二者速度分別為vA和vB，則()A.vAvB11B.vAvBsin sin C.vAvBcos cos D.vAvBsin cos 答案：C解析：物體B實(shí)際的速度水平向右，根據(jù)它的實(shí)際運(yùn)動效果，兩分運(yùn)動分別為：沿繩收縮方向的分運(yùn)動，設(shè)其速度為v1，垂直繩方向的分運(yùn)動，設(shè)其速度為v2，如圖甲所示，則有v1vBcos 甲乙汽車A實(shí)際的速度水平向右，根據(jù)它的實(shí)際運(yùn)動效果，兩分運(yùn)動分別為：沿繩收縮方向的分運(yùn)動，設(shè)其速度為v3，垂直繩方向的分運(yùn)動，設(shè)其速度為v4，如圖乙所示，則有v3vAcos 又因二者沿繩子方向上的速度相等，則有v1v3 由式得vAvBcos cos .