2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第四章 第1講 運(yùn)動的合成與分解 平拋運(yùn)動 教科版.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第四章 第1講 運(yùn)動的合成與分解 平拋運(yùn)動 教科版高考目標(biāo)復(fù)習(xí)指導(dǎo)運(yùn)動的合成與分解1.考情分析：高考對本章中知識點(diǎn)考查頻率較高的是平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動及萬有引力定律的應(yīng)用單獨(dú)命題常以選擇題的形式出現(xiàn)；與牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系、電磁學(xué)知識相綜合常以計算題的形式出現(xiàn) 2.高考熱點(diǎn)：(1)平拋運(yùn)動規(guī)律及研究方法(2)圓周運(yùn)動的角速度、線速度、向心加速度，以及豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動，常綜合考查牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律(3)萬有引力定律與圓周運(yùn)動相綜合，結(jié)合航天技術(shù)、人造地球衛(wèi)星等現(xiàn)代科技的重要領(lǐng)域進(jìn)行命題.拋體運(yùn)動 勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度 勻速圓周運(yùn)動的向心離心現(xiàn)象 萬有引力定律及其應(yīng)用環(huán)繞速度 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 說明：斜拋運(yùn)動只作定性要求第1講運(yùn)動的合成與分解平拋運(yùn)動一、曲線運(yùn)動1運(yùn)動特點(diǎn)(1)速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度，沿曲線在該點(diǎn)的切線方向(2)運(yùn)動性質(zhì)：做曲線運(yùn)動的物體，速度的方向時刻改變，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動2物體做曲線運(yùn)動的條件(1)從動力學(xué)角度看：物體所受合外力方向跟它的速度方向不在同一條直線上(2)從運(yùn)動學(xué)角度看：物體的加速度方向跟它的速度方向不在同一條直線上(3)軌跡特點(diǎn)：軌跡在速度方向和合力方向之間，且向合力方向一側(cè)彎曲二、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：根據(jù)運(yùn)動的實際效果分解，也可采用正交分解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三、平拋運(yùn)動1定義：將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動2性質(zhì)：加速度為重力加速度的勻變速曲線運(yùn)動，運(yùn)動軌跡是拋物線3研究方法：運(yùn)動的合成與分解可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動4規(guī)律四、斜拋運(yùn)動及其研究方法1定義：將物體以速度v0斜向上方或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動2基本規(guī)律：(以斜向上拋為例說明如圖所示)(1)水平方向：v0xv0cos_，F(xiàn)合x0.(2)豎直方向：v0yv0sin_，F(xiàn)合ymg.因此斜拋運(yùn)動可以看做是水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的拋體運(yùn)動的合運(yùn)動1(xx南昌市二校聯(lián)考)下面說法中正確的是()A物體做曲線運(yùn)動時一定有加速度B平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，其在任意相等時間間隔內(nèi)速度的變化量都相同C勻速圓周運(yùn)動雖然不是勻變速運(yùn)動，但任意相等時間間隔內(nèi)速度的變化量仍相同D當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體仍然可以做曲線運(yùn)動解析：曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，一定有加速度，A項正確；平拋運(yùn)動的加速度恒為g，vgt，B項正確；勻速圓周運(yùn)動的向心加速度是變化的，C項錯誤；當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體的速度不變，做勻速直線運(yùn)動，D項錯誤答案：AB2.如圖所示，沿y方向的一運(yùn)動的初速度v1是沿x方向的另一運(yùn)動的初速度v2的2倍，而沿y方向的加速度a1是沿x方向的加速度a2的一半對于這兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動，下列說法中正確的是()A一定是曲線運(yùn)動B一定是直線運(yùn)動C可能是曲線運(yùn)動，也可能是直線運(yùn)動D無法判定解析：根據(jù)運(yùn)動的合成知，兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動的速度方向與加速度方向不在同一直線上，故該物體一定做曲線運(yùn)動答案：A3關(guān)于平拋運(yùn)動，下列說法正確的是()A平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動B做平拋運(yùn)動的物體機(jī)械能守恒C做平拋運(yùn)動的物體處于完全失重狀態(tài)D做平拋運(yùn)動的物體，落地時間和落地時的速度只與拋出點(diǎn)的高度有關(guān)解析：做平拋運(yùn)動的物體，只受重力作用，選項A、B、C都正確；落地時間只與拋出點(diǎn)的高度有關(guān)，但落地時的速度還與拋出時的初速度有關(guān)，D項錯誤答案：ABC4一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，它的軌跡由上到下(如圖示曲線)，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)通過軌跡中某點(diǎn)時的速度v的方向和加速度a的方向可能正確的圖是哪一個()解析：因為做曲線運(yùn)動的物體在運(yùn)動過程中所受合外力的方向一定指向軌跡凹的一側(cè)，而加速度與物體所受合外力方向相同，故只有選項B正確答案：B5平拋運(yùn)動可以分解為水平和豎直方向的兩個直線運(yùn)動，在同一坐標(biāo)系中作出這兩個分運(yùn)動的vt圖線，如圖所示若平拋運(yùn)動的時間大于2t1，下列說法中正確的是()A圖線b表示豎直分運(yùn)動的vt圖線Bt1時刻的速度方向與初速度方向夾角為30Ct1時間內(nèi)的位移方向與初速度方向夾角的正切為D2t1時間內(nèi)的位移方向與初速度方向夾角為60解析：平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，豎直分運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，A正確；t1時刻的水平分速度與豎直分速度的大小相等，所以t1時刻的速度方向與初速度方向夾角為45，B錯誤；設(shè)t1時刻的豎直分速度與水平分速度大小均為v，t1時間內(nèi)的位移方向與初速度方向夾角的正切為tan ，C正確；設(shè)2t1時間內(nèi)的位移方向與初速度方向夾角為，則：tan 1，位移方向與初速度方向夾角為45，D錯誤答案：AC6做平拋運(yùn)動的物體初速度大小為v0，末速度大小為vt，則物體飛行的時間為()A.B.C. D.答案： B1加速度(或合外力)方向與速度方向的關(guān)系(1)加速度(或合外力)(2)2合力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力方向指向曲線的“凹”側(cè)3速率變化情況判斷(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?。?3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時，物體的速率不變(xx四川卷)某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v03 cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動同學(xué)們測出某時刻R的坐標(biāo)為(4,6)，此時R的速度大小為_cm/s.R在上升過程中運(yùn)動軌跡的示意圖是_(R視為質(zhì)點(diǎn))解析：紅蠟塊有水平方向的加速度，所受合外力指向曲線的內(nèi)側(cè)，所以其運(yùn)動軌跡應(yīng)如D圖所示，因為豎直方向勻速，由y6 cmv0t知t2 s，水平方向xt4 cm，所以vx4 cm/s，因此此時R的速度大小v 5 cm/s.答案： 5D11：某學(xué)生在體育場上拋出鉛球，其運(yùn)動軌跡如圖所示已知在B點(diǎn)時的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是()AD點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大BD點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大C從B到D加速度與速度始終垂直D從B到D加速度與速度的夾角先增大后減小解析：鉛球做斜拋運(yùn)動，根據(jù)曲線運(yùn)動的條件和題設(shè)中在B點(diǎn)的速度與加速度相互垂直，即豎直方向上的分速度為零，可判斷B點(diǎn)是軌跡的最高點(diǎn)，根據(jù)動能定理可知A項正確；D點(diǎn)和C點(diǎn)的加速度一樣大，都等于重力加速度，B錯；過了B點(diǎn)后，在D點(diǎn)加速度與速度不可能再垂直，C錯；根據(jù)曲線運(yùn)動的特點(diǎn)，可判斷從B點(diǎn)到D點(diǎn)加速度與速度的夾角一直減小，D錯答案：A合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系等時性各分運(yùn)動經(jīng)歷的時間與合運(yùn)動經(jīng)歷的時間相同獨(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，互不干擾等效性各分運(yùn)動的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動的規(guī)律有相同的效果，即分運(yùn)動與合運(yùn)動是一種等效替代的關(guān)系一小船渡河，河寬d180 m，水流速度v12.5 m/s.若船在靜水中的速度為v25 m/s，求：(1)欲使船在最短的時間內(nèi)渡河，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長時間？位移是多少？(2)欲使船渡河的航程最短，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長時間？位移是多少？解析：(1)欲使船在最短時間內(nèi)渡河，船頭應(yīng)朝垂直河岸方向當(dāng)船頭垂直河岸時，如圖甲所示，合速度為傾斜方向，垂直分速度為v25 m/s.t s36 sv m/sxvt90 m.(2)欲使船渡河航程最短，應(yīng)垂直河岸渡河，船頭應(yīng)朝上游與垂直河岸方向成某一夾角，如圖乙所示，有v2sin v1，得30所以當(dāng)船頭向上游偏30時航程最短xd180 m.t s24 s.答案： (1)垂直河岸方向36 s90 m(2)向上游偏3024 s180 m1.求解運(yùn)動的合成與分解的三個技巧(1)求解運(yùn)動的合成與分解問題，應(yīng)抓住合運(yùn)動和分運(yùn)動具有等時性、獨(dú)立性、等效性的關(guān)系(2)在小船渡河問題中可將小船的運(yùn)動分解為沿船頭指向的方向和沿水流方向的兩個運(yùn)動(3)合運(yùn)動與分運(yùn)動的時間相等，為t.2渡河的最短時間和最小位移設(shè)河寬為d，水流速度為v水，小船在靜水中的速度為v船，則(1)渡河的最短時間：tmin(2)渡河的最小位移：若v船v水，則xmind；若v船ha，所以b與c的飛行時間相同，大于a的飛行時間，因此選項A錯誤，選項B正確；又因為xaxb，而tavc，即b的水平初速度比c的大，選項D正確答案： BD如圖所示，在距地面2l的高空A處以水平初速度v0投擲飛鏢，在與A點(diǎn)水平距離為l的水平地面上的B點(diǎn)有一個氣球，選擇適當(dāng)時機(jī)讓氣球以速度v0勻速上升，在升空過程中被飛鏢擊中飛鏢在飛行過程中受到的空氣阻力不計，在計算過程中可將飛鏢和氣球視為質(zhì)點(diǎn)，已知重力加速度為g.試求：(1)飛鏢是以多大的速度擊中氣球的？(2)擲飛鏢和釋放氣球兩個動作之間的時間間隔t應(yīng)為多少？解析： (1)飛鏢被投擲后做平拋運(yùn)動，從擲出飛擲到擊中氣球，經(jīng)過時間t1此時飛鏢在豎直方向上的分速度vygt1故此時飛鏢的速度大小v.(2)飛鏢從擲出到擊中氣球過程中，下降的高度h1gt氣體從被釋放到被擊中過程中上升的高度h22lh1氣球的上升時間t2可見，t2t1，所以應(yīng)先釋放氣球釋放氣球與擲飛鏢之間的時間間隔tt2t1.答案：(1)(2)1.關(guān)于運(yùn)動的合成與分解，下列說法中正確的是()A物體的兩個分運(yùn)動是直線運(yùn)動，則他們的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動B若不在一條直線上的分運(yùn)動分別是勻速直線運(yùn)動和勻加速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動C合運(yùn)動與分運(yùn)動具有等時性D速度、加速度和位移的合成都遵從平行四邊形定則解析：物體的兩個分運(yùn)動是直線運(yùn)動，它們的合運(yùn)動可能是直線運(yùn)動，也可能是曲線運(yùn)動若合初速度方向與合加速度方向共線，則為直線運(yùn)動，否則為曲線運(yùn)動答案： BCD2(xx黃岡聯(lián)考)下列圖中實線為河岸，河水的流動方向如圖v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實際航線則其中可能正確的是()解析：船渡河的運(yùn)動可看做水流的運(yùn)動和小船運(yùn)動的合運(yùn)動虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實際航線，即合速度的方向小船合運(yùn)動的速度的方向就是其真實運(yùn)動的方向根據(jù)題意畫出小船同時參與的兩個分運(yùn)動的矢量圖，由圖可知，實際航線可能正確的是A、B.答案：AB3.如圖所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用釘子靠著線的左側(cè)，沿與水平方向成30角的斜面向右以速度v勻速運(yùn)動，運(yùn)動中始終保持懸線豎直，下列說法正確的是()A橡皮的速度大小為vB橡皮的速度大小為vC橡皮的速度與水平方向成60角D橡皮的速度與水平方向成45角解析：釘子沿斜面勻速運(yùn)動，橡皮具有向上的分速度v，同時具有沿斜面方向的分速度v，根據(jù)運(yùn)動的合成可知，橡皮的速度大小為v，速度與水平方向成60角，選項B、C正確答案： BC4.(xx上海單科)如圖，斜面上a、b、c三點(diǎn)等距，小球從a點(diǎn)正上方O點(diǎn)拋出，做初速為v0的平拋運(yùn)動，恰落在b點(diǎn)若小球初速變?yōu)関，其落點(diǎn)位于c，則()Av0v2v0 Bv2v0C2v0v3v0 Dv3v0解析：如圖所示，M點(diǎn)和b點(diǎn)在同一水平線上，M點(diǎn)在c點(diǎn)的正上方根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律，若v2v0，則小球落到M點(diǎn)可見以初速2v0平拋小球不能落在c點(diǎn)，只能落在c點(diǎn)右邊的斜面上，故只有選項A正確答案： A5(xx江蘇卷)如圖所示，相距l(xiāng)的兩小球A、B位于同一高度h(l、h均為定值)將A向B水平拋出的同時，B自由下落A、B與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間，則()AA、B在第一次落地前能否相碰，取決于A的初速度BA、B在第一次落地前若不碰，此后就不會相碰CA、B不可能運(yùn)動到最高處相碰DA、B一定能相碰解析：由題意知A做平拋運(yùn)動，即水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向為自由落體運(yùn)動；B為自由落體運(yùn)動，A、B豎直方向的運(yùn)動相同，二者與地面碰撞前運(yùn)動時間t1相同，且t1，若第一次落地前相碰，只要滿足A運(yùn)動時間t，所以選項A正確；因為A、B在豎直方向的運(yùn)動同步，始終處于同一高度，且A與地面相碰后水平速度不變，所以A一定會經(jīng)過B所在的豎直線與B相碰碰撞位置由A球的初速度決定，故選項B、C錯誤，選項D正確答案： AD