必修二曲线运动第1课时

必修二曲线运动第1课时
必修二曲线运动第1课时

第1课时曲线运动运动的合成与分解

考纲解读 1.掌握曲线运动的概念、特点及条件.2.掌握运动的合成与分解法则.

考点一物体做曲线运动的条件及轨迹

1.曲线运动

(1)速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向.

(2)运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.

(3)曲线运动的条件:物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的加速度方向与速度方向不在同一条直线上.

2.合外力方向与轨迹的关系

物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合外力方向指向轨迹的“凹”侧.

3.速率变化情况判断

(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大;

(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小;

(3)当合外力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变.

例1“神舟十号”飞船于2013年6月11日发射升空,在靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小,在此过程中“神舟十号”所受合力的方向,可能是()

解析考虑到合外力方向指向轨迹凹侧,且由M到N速率减小可知,C选项正确.

答案 C

变式题组

1.[对曲线运动特点的理解]某学生在体育场上抛出铅球,铅球的运动轨迹如图1

所示.已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是()

图1

A.D点的速率比C点的速率大

B.D点的加速度比C点的加速度大

C.从B到D加速度与速度始终垂直

D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小

答案 A

解析铅球做斜抛运动,根据曲线运动的条件和题设中在B点的速度与加速度相互垂直,即竖直方向上的分速度为零,可判断B点是轨迹的最高点,根据动能定理可知A项正确;D点和C点的加速度一样大,都等于重力加速度,B错;过了B点后,在D点加速度与速度不可能再垂直,C错;根据曲线运动的特点,可判断从B点到D点加速度与速度的夹角一直减小,D错.

2.[对曲线运动轨迹的判断]各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机,如图2所示,该起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平运动.现天车吊着货物正在沿水平方

向向右匀速行驶,同时又启动天车上的起吊电动机,使货物沿竖直方向做匀减速运动.此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的()

图2

答案 D

解析由于货物在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀减速运动,故货物所受

的合外力竖直向下,由曲线运动的特点:所受的合外力要指向轨迹凹侧可知,对应的运动轨迹可能为D.

物体做曲线运动的轨迹特征

(1)判断物体是做曲线运动还是做直线运动,关键要看a 和v 的方向,两者方向在同一直线上则做直线运动,有夹角则做曲线运动.

(2)分析曲线轨迹时应注意三点:凹向、弯曲程度与轨迹位置.

(3)曲线上某点处合外力的方向在曲线上该点的切线的哪一侧,曲线就向哪一侧弯曲;曲线上某点的加速度越大、速度越小,则曲线轨迹弯曲越厉害;曲线轨迹必定夹在a 、v 方向之间.

考点二 运动的合成及运动性质分析

1.遵循的法则:

位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则.

2.合运动与分运动的关系

(1)等时性

合运动和分运动经历的时间相等,即同时开始、同时进行、同时停止.

(2)独立性

一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他运动的影响.

(3)等效性

各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.

3.合运动的性质判断 ????? 加速度(或合外力)????? 变化:非匀变速运动不变:匀变速运动

加速度(或合外力)方向与速度方向????? 共线:直线运动不共线:曲线运动 4.两个直线运动的合运动性质的判断

标准:看合初速度方向与合加速度方向是否共线.

运动

例2质量为m=2 kg的物体在光滑的水平面上运动,在水平面上建立xOy坐标系,t=0时物体位于坐标系的原点O.物体在x轴和y轴方向的分速度v x、v y 随时间t变化的图线如图3甲、乙所示.则()

图3

A.t=0时,物体速度的大小为3 m/s

B.t=8 s时,物体速度的大小为4 m/s

C.t=8 s时,物体速度的方向与x轴正向夹角为37°

D.t=8 s时,物体的位置坐标为(24 m,16 m)

解析由题图可知,t=0时刻,v x=3 m/s,v y=0,所以t=0时刻,物体的速度大小v0=3 m/s,A正确;t=8 s时,v x=3 m/s,v y=4 m/s,物体的速度大小v =v2x+v2y=5 m/s,B错误;速度方向与x轴正向夹角设为α,则tan α=v y v

x

=4

3

即α=53°,C错误;t=8 s时,物体的位置坐标x=v x t=24 m,y=1

2a y t

2=16 m,所以t=8 s时,物体的位置坐标为(24 m,16 m),D正确.

答案AD

递进题组

3.[对合运动性质的理解]一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用,由静止开始运动,若运动中保持两个力的方向不变,但F1突然增大ΔF,则质点此后

()

A.一定做匀变速曲线运动

B.在相等时间内速度变化一定相等

C.可能做变加速曲线运动

D.一定做匀变速直线运动

答案AB

解析质点受到两个恒力F1、F2的作用,由静止开始沿两个恒力的合力方向做匀加速直线运动,如图所示,此时运动方向与F合方向相同;当力F1发生变化后,力F1与F2的合力F合′与原合力F合相比,大小和方向都发生了变化,此时合力F合′方向不再与速度方向相同,但是F合′仍为恒力,故此后质点将做匀变速曲线运动,故A正确,C、D错误;由于合力恒定不变,则质点的加速度

可得Δv=aΔt,即在相等时间内速度变化也必然相等,则也恒定不变,由a=Δv

Δt

B正确.

4.[对合运动与分运动关系的应用]如图4所示,从广州飞往上海的波音737航班上午10点到达上海浦东机场,若飞机在降落过程中的水平分速度为60 m/s,竖直分速度为6 m/s,已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动,则飞机落地之前()

图4

A.飞机的运动轨迹为曲线

B.经20 s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等

C.在第20 s内,飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等

D.飞机在第20 s内,水平方向的平均速度为21 m/s

答案 D

解析由于合初速度的方向与合加速度的方向相反,故飞机的运动轨迹为直线,

A 错误;由匀减速运动规律可知,飞机在第20 s 末的水平分速度为20 m /s ,竖

直方向的分速度为2 m/s ,B 错误;飞机在第20 s 内,水平位移x =? ??

??v 0x t 20+12a x t 220-? ????v 0x t 19+12a x t 219=21 m ,竖直位移y =? ????v 0y t 20+12a y t 220-? ??

??v 0y t 19+12a y t 219=2.1 m ,C 错误.飞机在第20 s 内,水平方向的平均速度为21 m/s ,D 正确.

处理运动合成与分解问题的技巧

(1)分析运动的合成与分解问题时,要注意运动的分解方向,一般情况按运动效果进行分解,切记不可按分解力的思路来分解运动.

(2)要注意分析物体在两个方向上的受力及运动规律,分别在两个方向上列式求解.

(3)两个分方向上的运动具有等时性,这常是处理运动分解问题的关键点.

考点三 小船渡河模型

小船渡河问题分析

(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.

(2)三种速度:v 1(船在静水中的速度)、v 2(水流速度)、v (船的实际速度).

(3)三种情景

①过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短,t 短=d v 1

(d 为河宽). ②过河路径最短(v 2

短=d .船头指向

上游与河岸夹角为α,cos α=v 2v 1

. ③过河路径最短(v 2>v 1时):合速度

图5

不可能垂直于河岸,无法垂直渡河.确定方法如下:如图5所示,以v 2矢量末端为圆心,以v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则合

速度沿此切线方向航程最短.由图可知:cos α=v 1v 2,最短航程:s 短=d cos α=v 2v 1

d . 例3 一小船渡河,河宽d =180 m ,水流速度v 1=2.5 m /s.若船在静水中的速度为v 2=5 m/s ,则:

(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?

(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少? 解析 (1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向.

当船头垂直河岸时,如图甲所示.

合速度为倾斜方向,垂直分速度为v 2=5 m/s.

t =d v 2

=1805 s =36 s v =v 21+v 22=52 5 m/s

x =v t =90 5 m

(2)欲使船渡河的航程最短,应垂直河岸渡河,船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角α,如图乙所示.

有v 2sin α=v 1,

得α=30°

所以当船头向上游偏30°时航程最短.

x ′=d =180 m.

t ′=d v 2

cos 30°=180523

s =24 3 s 答案 见解析

变式题组

5.[对小船渡河轨迹的分析]已知河水的流速为v 1,小船在静水中的速度为v 2,且v 2>v 1,下面用小箭头表示小船及船头的指向,则能正确反映小船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景如图6所示,依次是( )

图6

A .①②

B .①⑤

C .④⑤

D .②③

答案 C

解析 船的实际速度是v 1和v 2的合速度,v 1与河岸平行,对渡河时间没有影响,所以v 2与河岸垂直即船头指向

对岸时,渡河时间最短为t min =d v 2

,式中d 为河宽,此时合速度与河岸成一定夹角,船的实际路线应为④所示;最短位移即为d ,应使合速度垂直河岸,则v 2应指向河岸上游,实际路线为⑤所示,综合可得选项C 正确.

6.[小船渡河模型的应用]如图7所示,一条小船位于200 m 宽的河正中A 点处,其下游100 3 m 处有一危险区,当时水流速度为4 m/s ,为了使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静水中的速度至少是( )

图7

A.433 m/s

B.833 m/s

C .2 m /s

D .4 m/s

答案 C

解析 如图,选取临界情况进行研究,假设小船刚好避开危险区沿直线到达对岸B 点处,根据运动的合成与分解可知,当船速的方向与AB 垂直时,船速最小,tan θ=1001003

=33,θ=30°,故v 船=v 水sin θ=4×12 m /s =2 m/s.

求解小船渡河问题的方法

求解小船渡河问题有两类:一是求最短渡河时间,二是求最短渡河位移.无论哪类都必须明确以下四点:

(1)解决这类问题的关键是:正确区分分运动和合运动,在船的航行方向也就是船头指向方向的运动,是分运动.船的运动也就是船的实际运动,是合运动,一般情况下与船头指向不共线.

(2)运动分解的基本方法,按实际效果分解,一般用平行四边形定则沿水流方向和船头指向分解.

(3)渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关,与水流速度无关.

(4)求最短渡河位移时,根据船速v 船与水流速度v 水的大小情况用三角形定则求极限的方法处理.

考点四 绳(杆)端速度分解模型

1.模型特点

沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等.

2.思路与方法

合运动→绳拉物体的实际运动速度v

分运动→?????

其一:沿绳(或杆)的速度v 1其二:与绳(或杆)垂直的分速度v 2

方法:v 1与v 2的合成遵循平行四边形定则.

3.解题的原则:

把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解.常见的模型如图8所示.

图8

例4如图9所示,做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和小车速度的大小分别为v B、v A,则()

图9

A.v A>v B

B.v A

C.绳的拉力等于B的重力

D.绳的拉力大于B的重力

解析小车A向左运动的过程中,小车的速度是合速度,可分解为沿绳方向与垂直于绳方向的速度,如图所示,由图可知v B=v A cos θ,则v B

答案AD

递进题组

7.[绳端“关联速度”的计算]如图10所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面的夹角为θ,OB段与水平面的夹角为α.不计摩擦和轮的质量,则此时小船的速度多大?

图10

解析

小船的运动引起了绳子的收缩以及绳子绕定滑轮转动的效果,所以将小船的运动分解到绳子收缩的方向和垂直于绳子的方向,分解如图所示,则由图可知

v A=

v cos θ.

答案

v cos θ

8.[杆端“关联速度”的计算]两根光滑的杆互相垂直地固定在一起,上面分别穿有一个小球,小球a、b间用一细直棒相连,如图11所示.当细直棒与竖直杆夹角为θ时,求两小球实际速度大小之比.

图11

答案tan θ

解析根据速度的分解特点,可作出两小球的速度关系如图所示.由图中几何关系可得,a、b沿杆的分速度分别为v a cos θ和v b sin θ,根据“关联速度”的特点可知,两小球沿杆的分速度大小相等,即有v a cos θ=v b sin θ,解得:v a v

b

=tan θ.

绳、杆等长度不变的物体,两端点的速度关系:

(1)两端点都沿绳(杆)运动时,两端点速度大小相等.

(2)两端点不沿绳(杆)运动时,沿绳(杆)方向的分速度大小相等.

高考模拟明确考向

1.(2014·四川·4)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()

A.

k v

k2-1

B.

v

1-k2

C.k v

1-k2

D.

v

k2-1

答案 B

解析设大河宽度为d,小船在静水中的速度为v0,则去程渡河所用时间t1=d

v0,

回程渡河所用时间t2=d

v20-v2.由题知

t1

t2

=k,联立以上各式得v0=v

1-k2

,选

项B正确,选项A、C、D错误.

2.(2014·四川·8(1))小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹.图12中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号).实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动.

图12

答案b c不在

解析因为磁铁对小钢珠只能提供引力,磁铁在A处时,F与v0同向,小钢珠做匀加速直线运动,运动轨迹为b;当磁铁放在B处时,F与v0不在同一直线上,引力指向曲线的凹侧,运动轨迹为c.当合外力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.

3.如图13所示,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行.当绳与河岸的夹角为α,船的速率为()

图13

A.v sin α B.

v

sin αC.v cos α D.

v

cos α

答案 C

解析由于人的速度平行于河岸,而船沿绳的方向行进,所以二者通过绳子构成

关联体,人走动的过程同时参与了两个分运动:一是沿绳方向的运动,二是垂直于绳方向的运动,所以应将人沿河岸运动的速度v沿绳方向和垂直于绳方向分解,如图所示,其中沿绳方向的分速度v cos α就是船的速度.所以,本题答案为C. 4.公交车是人们出行的重要交通工具,如图14所示是公交车内部座位示意图,其中座位A和B的连线和车前进的方向垂直,当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时,一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2 m/s的速度匀速运动到B,则站在站台上的人看到该乘客()

图14

A.运动轨迹为直线

B.运动轨迹为抛物线

C.因该乘客在车上匀速运动,所以乘客处于平衡状态

D.当车速度为5 m/s时,该乘客对地速度为7 m/s

答案 B

解析人相对地面参与了两个方向的运动,一个是垂直于车身方向的匀速运动,另一个是沿车身方向的匀加速直线运动,所以运动轨迹是抛物线,A错误,B正确;乘客受到沿车身方向的合外力,处于非平衡状态,C错误;速度的合成遵循平行四边形定则,当车速度为5 m/s时,乘客对地速度为29 m/s,D错误.5.在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平向右匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图15所示,关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是()

图15

A.相对地面的运动轨迹为直线

B.相对地面做变加速曲线运动

C.t时刻猴子对地速度的大小为v0+at

D.t时间内猴子对地的位移大小为x2+h2

答案 D

解析据题意,猴子在水平方向和竖直方向的运动性质与平抛运动类似,故实际

上的运动轨迹是一条抛物线,故A选项错误;由于猴子在竖直方向做匀加速直线运动,猴子受力恒定不变,故是匀变速曲线运动,B选项错误;t时刻猴子对地速度为:v t=v20+(at)2,故C选项错误;据位移的合成,t时刻猴子对地的位移为:l=x2+h2,故D选项正确.

6.如图16所示,细绳一端固定在天花板上的O点,另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球,橡胶球静止时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿.现将CD光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度v匀速移动,移动过程中,CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为θ时,小球上升的速度大小为()

图16

A.v sin θB.v cos θ

C.v tan θD.v cot θ

答案 A

解析由题意可知,悬线与光盘交点参与两个运动,一是逆着线的方向运动,二是垂直于线的方向运动,则合运动的速度大小为v,

由数学三角函数关系有:v线=v sin θ;而线的速度大小即为小球上升的速度大小,故A正确,B、C、D错误.

练出高分

一、单项选择题

1.有一个质量为2 kg的质点在xOy平面上运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图1甲、乙所示,下列说法正确的是()

图1

A.质点所受的合外力为3 N

B.质点的初速度为3 m/s

C.质点做匀变速直线运动

D.质点初速度的方向与合外力的方向垂直答案 A

解析由题图乙可知,质点在y方向上做匀速运动,v y=x

t

=4 m/s,在x方向上

做匀加速直线运动,a=Δv

Δt

=1.5 m/s2,故质点所受合外力F=ma=3 N,A正确.质点的初速度v=v2x0+v2y=5 m/s,B错误.质点做匀变速曲线运动,C错误.质点初速度的方向与合外力的方向不垂直,如图,θ=53°,D错误.

2.小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸.现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是()

A.增大α角,增大船速v

B.减小α角,增大船速v

C.减小α角,保持船速v不变

D.增大α角,保持船速v不变

答案 A

解析保持航线不变,且准时到达对岸,即船的合速度大小和方向均不变,由图可知,当水流速度v水增大时,α增大,v也增大,故选A.

3.如图2所示,两次渡河时船对水的速度大小和方向都不变.已知第一次实际航程为A至B,位移为x1,实际航速为v1,所用时间为t1.由于水速增大,第二次实际航程为A至C,位移为x2,实际航速为v2,所用时间为t2.则()

A .t 2>t 1,v 2=x 2x 1v 1

B .t 2>t 1,v 2=x 1x 2

v 1 C .t 2=t 1,v 2=x 1x 2v 1 D .t 2=t 1,v 2=x 2x 1

v 1 答案 D

解析 两次船相对于静水的速度都是不变的,船相对于水的速度可以分解为垂直于河岸和平行于河岸两个方向.由于船速大小和方向不变,故垂直于河岸的速度不变,所以渡河的时间相等即t 2=t 1;渡河的位移x 1=v 1t 1,x 2=v 2t 2,解得:v 2=x 2x 1

v 1,所以D 正确,A 、B 、C 错误. 4.如图3所示,光滑水平桌面上,一个小球以速度v 向右做匀速运动,它经过靠近桌边的竖直木板ad 边时,木板开始做自由落体运动.若木板开始运动时,cd 边与桌面相齐,则小球在木板上的投影轨迹是( )

图3

答案 B

解析 木板做自由落体运动,若以木板作参考系,则小球沿竖直方向的运动可视为竖直向上的初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动,所以小球在木板上的投影轨迹是B.

5.如图4所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB 运动,且向他左侧的固定目标拉弓放箭.假设运动员骑马奔驰的速度为v 1,运动员静止时射出的箭的速度为v 2,跑道离固定目标的最近距离OC =d .若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则( )

A.运动员放箭处离目标的距离为v1

v2d

B.运动员放箭处离目标的距离为v21+v22 v2d

C.箭射到固定目标的最短时间为d v2

D.箭射到固定目标的最短时间为

d

v22-v21

答案BC

解析联系“小船渡河模型”可知,射出的箭同时参与了v1、v2两个运动,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,箭射出的方向应与马运动的方向垂直,故箭射到固定目标的最短时间为t=d v

2

,箭的速度v=v21+v22,所以运动员放箭

处离固定目标的距离为x=v t=v21+v22

v2d,B、C正确.

6. 人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图5所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是()

图5

A.v0sin θ

B.

v0 sin θ

C.v0cos θ

D.v0

cos θ

答案 D

解析

由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动:一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动.而物体A的实际运动轨迹是

沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A 的合运动,它们之间的

关系如图所示.由几何关系可得v =v 0cos θ,所以D 项正确.

二、多项选择题

7.质量为m 的物体,在F 1、F 2、F 3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F 1、F 2不变,仅将F 3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做( )

A .加速度大小为F 3m 的匀变速直线运动

B .加速度大小为2F 3m 的匀变速直线运动

C .加速度大小为2F 3m 的匀变速曲线运动

D .匀速直线运动

答案 BC

解析 物体在F 1、F 2、F 3三个共点力作用下做匀速直线运动,必有F 3与F 1、F 2的合力等大反向,当F 3大小不变、方向改变90°时,F 1、F 2的合力大小仍为F 3,

方向与改变方向后的F 3夹角为90°,故F 合=2F 3,加速度a =F 合m =2F 3m .若初

速度方向与F 合方向共线,则物体做匀变速直线运动;若初速度方向与F 合方向不共线,则物体做匀变速曲线运动,综上所述本题选B 、C.

8.如图6所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方,现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时,一支铅笔从三角板直角边的最下端,由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动,下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中,正确的是( )

图6

A .笔尖留下的痕迹是一条抛物线

B .笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线

C .在运动过程中,笔尖运动的速度方向始终保持不变

D .在运动过程中,笔尖运动的加速度方向始终保持不变

答案 AD

9.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图7所示,当运动员从直升

机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )

图7

A .风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作

B .风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害

C .运动员下落时间与风力无关

D .运动员着地速度与风力无关

答案 BC

解析 水平风力不会影响竖直方向的运动,所以运动员下落时间与风力无关,A 错误,C 正确.运动员落地时竖直方向的速度是确定的,水平风力越大,落地时水平分速度越大,运动员着地时的合速度越大,有可能对运动员造成伤害,B 正确,D 错误.

10.如图8所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m ,水的阻力恒为F f ,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v ,此时人的拉力大小为F ,则此时( )

图8

A .人拉绳行走的速度为v cos θ

B .人拉绳行走的速度为v cos θ

C .船的加速度为F cos θ-F f m

D .船的加速度为F -F f m

答案 AC

2021高考物理课标版一轮教材研读 夯基提能作业:第四章第1讲 曲线运动 运动的合成与分解

第四章曲线运动万有引力与航天 考纲要求考情统计 2019年2018年2017年1.运动的合成与分解Ⅱ课标Ⅰ·T21:重 力与万有引力的关系、天体密度的计算 课标Ⅱ·T14:万有引力定律的应用 课标Ⅱ·T19:平抛运动的分析课标Ⅲ·T15:天体运动参量的比较课标Ⅰ·T20:双星 问题的分析 课标Ⅱ·T16:天体 密度的计算 课标Ⅲ·T15:地球 卫星运行周期的比 较 课标Ⅲ·T17:平抛 运动规律的求解 课标Ⅰ·T15:平 抛运动水平方向 的运动规律 课标Ⅱ·T17:平 抛运动与圆周运 动的综合问题 课标Ⅱ·T19:天 体椭圆运动中运 动参量的分析 课标Ⅲ·T14:天 体对接后轨道运 动的变化分析 2.抛体运动Ⅱ 3.匀速圆周运动、角速度、线速 度、向心加速度 Ⅰ 4.匀速圆周运动的向心力Ⅱ 5.离心现象Ⅰ 6.万有引力定律及其应用Ⅱ 7.环绕速度Ⅱ 8.第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ 9.经典时空观和相对论时空观Ⅰ 备考题型要点:①平抛运动规律的考查;②竖直平面内的圆周运动模型、锥体运动的临界问题等;③平抛运动、圆周运动与功能关系的综合考查;④天体质量、密度的计算;⑤卫星运动的各物理量间的比较;⑥卫星的发射与变轨问题 第1讲曲线运动运动的合成与分解

一、曲线运动 1.速度的方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的①切线方向。 2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是②变速运动。 3.曲线运动的条件:物体所受③合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的④加速度方向与速度方向不在同一条直线上。 二、运动的合成与分解 1.运算法则:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循⑤平行四边形定则。 2.合运动和分运动的关系 (1)等时性:合运动与分运动经历的时间⑥相等。 (2)独立性:一个物体同时参与几个分运动时,各分运动⑦独立进行,不受其他分运动的影响。 (3)等效性:各分运动叠加起来与合运动有完全⑧相同的效果。 1.判断下列说法对错。 (1)速度发生变化的运动,一定是曲线运动。(?) (2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。(?) (3)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化。(?) (4)曲线运动可能是匀变速运动。(√) (5)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等。(√) (6)只要两个分运动为直线运动,合运动一定是直线运动。(?)

第一讲 曲线运动

第一讲 曲线运动 一、曲线运动的位移 1.定义:物体运动轨迹是曲线的运动,称为曲线运动。例如:抛体运动,天体运动等。 2. 曲线运动的位移 如图1,建立直角坐标系,设OA 长为l ,?cos l x A =,?sin l y A =而路程长为OA 的长。 例1、关于曲线运动的位移,下列说法正确的是( ) A.曲线运动的位移是曲线 B.只要曲线运动不停止,曲线运动的位移就一定越来越大 C.曲线运动的位移不可能是零 D.做曲线运动的指点在一段时间内水平位移时4m ,竖直分位移是3m ,则其位移大小为5m 二、曲线运动的速度(一定为变速运动) 1.方向:AB 之间的位移不断减小直到A 、B 重合时,速度的方向即为A 点的切线方向。 2.大小:如图1所示,则 θcos v v x =,θsin v v y =,x y v v =θtan 22y x v v v += 例2、翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目.如图所示,翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下,过M 点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过A 、B 、C 三点,下列说法正确的是( ) A .过山车做匀速运动 B .过山车做变速运动 C .过山车受到的合力等于零 D .过山车经过A 、C 两点时的速度方向相同 三、运动的合成与分解 1.合成、分解都遵循平行四边形定则(位移x 、速度v 、加速度a 均可按此方法分解和合成) 分解:①按效果分解;②正交分解。 A x A y A B 图1

2.合运动与分运动关系 ①独立性:各分运动互不影响 ②等时性:同时开始,同时接受 ③等效性:合运动与分运动效果相同 ④同体性:各分运动都是同一物体运动 ⑤矢量性:平行四边形定则 四、物体做曲线运动的条件 ( 1 )运动学角度:a 与0v 不共线 (2)动力学角度:合F 与0v 不共线 2、合力方向与运动轨迹关系:合力指向曲线的凹侧。 例3.如图所示,红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升,速度为v ,若在红蜡块从A 点开始匀速上升的同时,玻璃管从AB 位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动,加速度大小为a ,则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的( ) A.直线PQ B.曲线Q C.曲线R D.无法确定 例4.关于曲线运动的条件,下列说法正确的是( ) A .物体受变力作用才能做曲线运动; B .物体受恒力作用也可能做曲线运动; C .物体所受合力为零也可能做曲线运动; D .物体所受合力不为零就一定做曲线运动。 五、曲线运动的实例分析 21,v v 匀速时 1v 匀速,2v 加速运动 θtan ,,x y v v x y t v y t v x x y y x ==== x a v ,y t v ,y at x y y 2 121222222=== (轨迹为直线) (轨迹为曲线) 例6.(1)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在 一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的 小圆柱体R 。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y 轴重合,在R 从坐标原点以速度0v =3cm/s 匀速上浮的同时, 、条件 1

2013山东物理高考一轮复习第四章第1讲课时曲线运动 运动的合成与分解课时活页(含详解)

课时知能训练 一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分.) 1.一质点在某段时间内做曲线运动,则这段时间内() A.速度一定在不断地改变,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,加速度一定在不断地改变 D.速度可以不变,加速度也可以不变 【解析】做曲线运动的物体速度方向一定在不断地改变,但加速度可以不变,如平抛运动,故选项B正确. 【答案】 B 2.(2010·江苏高考)如图4-1-12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() 图4-1-12 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 【解析】由于始终保持悬线竖直,所以橡皮水平方向上的运动与铅笔的速度相同,橡皮在竖直方向上运动的速度大小应等于水平速度大小,所以橡皮的合运动仍为匀速直线运动,选项A正确.【答案】 A 3.小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动,后受到磁极的侧向作用力而做曲线运动,从M点运动到N点,如图4-1-13所示.过轨迹上M、N两点的切线MM′和NN′将轨迹MN上方的空间划分

为四个区域,由此可知,磁铁可能处在哪个区域 图4-1-13 A.①区B.③区 C.②或④区D.均不可能 【解析】曲线运动中,物体的运动轨迹偏向合力所指的方向;由图可知,磁铁只能在轨迹MN下方的区域内,故答案只能选D. 【答案】 D 4.一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y 方向上的分运动速度随时间变化的规律如图4-1-14所示.关于物体的运动,下列说法正确的是() 图4-1-14 A.物体做曲线运动 B.物体做直线运动 C.物体运动的初速度大小是50 m/s D.物体运动的初速度大小是10 m/s 【解析】由v-t图象可以看出,物体在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速直线运动,故物体做曲线运动,A正确,B错误;物体的初速度为v0=v2x+v2y=302+(-40)2m/s=50 m/s,C 正确,D错误. 【答案】AC 5.某人骑自行车以4 m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报道当时是正北风,风速也是4 m/s, 则骑车人感觉的风速方向和大小() A.西北风,风速4 m/s B.西北风,风速4 2 m/s C.东北风,风速4 m/s D.东北风,风速4 2 m/s 【解析】若无风,人向东骑车

人教版必修2 5.1曲线运动 第1课时 作业

5.1曲线运动 1.关于运动的性质,以下说法中正确的是( ) A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运动一定是曲线运动 C.曲线运动一定是变加速运动 D.加速度不变的运动一定是直线运动 [规范解答]做曲线运动的物体速度方向时刻变化,所以曲线运动一定是变速运动,A正确。变速运动可能是速度的大小在变化而方向不变,所以不一定是曲线运动,B错误。曲线运动可能是变加速曲线运动,也可能是匀变速曲线运动,C错误。加速度不变的运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,D错误。 [完美答案] A 2.翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目。如图所示,过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过A、B、C三点。下列说法正确的是( ) A.过山车做匀速运动 B.过山车做变速运动 C.过山车受到的合外力等于零 D.过山车经过A、C两点时的速度方向相同 答案 B 解析过山车做曲线运动,其速度方向时刻变化,速度是矢量,故过山车的速度是时刻变化的,即过山车做变速运动,A错误,B正确;做变速运动的物体具有加速度,由牛顿第二定律可知物体所受合外力一定不为零,C错误;过山车经过A点时速度方向竖直向上,经过C点时速度方向竖直向下,D错误。 3.一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间内风突然停止,则其运动的轨迹可能是( ) 答案 C 解析物体自由下落到某处突然受一恒定水平向右的风力,此时合力向右下方,则轨迹应向右弯曲,且拐弯点的切线方向应与速度方向相同,即竖直向下;风停止后,物体只受重力,即合外力向下,轨迹应向下弯曲,只有C符合,故选C。 4.(曲线运动的理解)做曲线运动的物体,在运动过程中,一定发生变化的物理量是( ) A.速率B.速度 C.加速度D.合力 答案 B 解析做曲线运动的物体速度方向一定变化,但大小可能变,也可能不变,B正确,

南方新高考2018版高考物理大一轮复习 专题四 曲线运动 万有引力定律 第4讲 万有引力定律及其应用课时作业

第4讲 万有引力定律及其应用 一、单项选择题 1.有a 、b 、c 、d 四颗卫星,a 还未发射,在地球赤道上随地球一起转动,b 在地面附近近地轨道上正常运动,c 是地球同步卫星,d 是高空探测卫星,设地球自转周期为24 h ,所有卫星的运动均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图K4-4-1所示,则下列关于卫星的说法中正确的是( ) 图K4-4-1 A .a 的向心加速度等于重力加速度g B .c 在4 h 内转过的圆心角为π 6 C .b 在相同的时间内转过的弧长最长 D .d 的运动周期可能是23 h 2.设地球自转周期为T ,质量为M ,引力常量为G ,假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R .同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为( ) A. GMT 2 GMT 2-4π2R 3 B. GMT 2 GMT 2+4π2R 3 C.GMT 2-4π2R 3GMT 2 D.GMT 2+4π2R 3GMT 2 3.若宇航员在月球表面附近自高h 处以初速度v 0水平抛出一个小球,测出小球的水平 射程为L .已知月球半径为R ,万有引力常量为G .则下列说法正确的是( ) A .月球表面的重力加速度g 月=hv 20 L 2 B .月球的质量m 月=hR 2v 20 GL 2 C .月球的第一宇宙速度v =v 0 L 2h D .月球的平均密度ρ=3hv 20 2πGL 2R 4.(2015年广东深圳五校联考)我国在轨运行的气象卫星有两类,一类是极地轨道卫星—“风云1号”,绕地球做匀速圆周运动的周期为12 h ,另一类是地球同步轨道卫星—“风云2号”,运行周期为24 h .卫星运行轨道如图K4-4-2所示,下列说法正确的是( ) 图K4-4-2 A .“风云1号”的线速度小于“风云2号”的线速度 B .“风云1号”的向心加速度大于“风云2号”的向心加速度 C .“风云1号”的发射速度大于“风云2号”的发射速度 D .“风云1号”、“风云2号”相对地面均静止 5.(2014年广东百所高中联考改编)我国曾采用一箭双星方式,成功地将第十四颗和第

第一讲 曲线运动

第一讲曲线运动 1.曲线运动的定义 物体运动轨迹是曲线的运动,叫做曲线运动。 2.曲线运动中速度的方向 (1)速度方向:质点在做曲线运动时,在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的切线方向。 (2)曲线运动中速度方向的特点:一是速度时刻改变;二是速度方向总是沿切线方向。 友情提醒:判断一种运动是直线运动还是曲线运动,关键是看轨迹。如果轨迹是直线,则物体做直线 运动;反之,物体做曲线运动。 3.曲线运动的性质 (1)运动性质:曲线运动是一种变速运动 (2)曲线运动中加速度的物理意义 ①沿速度方向的加速度分量描述速度大小变化的快慢; ②垂直速度方向的加速度分量描述速度方向变化的快慢。 友情提醒:切线的方向有两个,速度方向的指向与质点的走向有关,所以曲线运动质点的速度方 向应沿切线并偏向下一时刻位置的方向。 4.曲线运动的条件 (1)物体做曲线运动的条件:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。 (2)对曲线运动的条件的理解 ①从动力学角度来看,当物体所受合外力方向跟物体的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。 ②从运动学角度来看,当物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上,物体就做曲线运动。 (3)曲线运动中力的作用效果 ①沿速度方向的合外分量仅改变速度的大小;

b ②垂直速度方向的合外分量仅改变速度的方向。 (4)利用曲线运动的条件判断恒力的方法 ①作出初始位置物体运动速度的方向,并出与速度方向重合的一条直线。 ②依据物体运动轨迹的弯曲情况,物体所受合外力的方向就所作直线有轨迹的一方。 ③同理作出末位置物体所受外力的方向范围,将两范围合在一起,其公共区域即为恒力方向的范围。 5.曲线运动的轨迹特点 做曲线运动的物体,总是要受到与运动方向不在同一直线上的力的作用,使其运动轨迹发生改变,其改变后的轨迹处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间,且合外力方向指向轨迹的凹侧。 6.对物 体运动性质的判断 (1)当合外力的方向跟物体的速度方向在同一直线上时,物体做直线运动。 (2)当合外力的方向跟物体的速度方向始终垂直时,物体做速度大小不变,方向不断改变的曲线运动,此时的合外力仅改变速度的方向,不改变速度的大小。 (3)当合外力的方向跟速度的方向既不在同一直线上也不垂直时,物体将做曲线运动。若合外力方向和速度方向之间的夹角为θ时,当0≤θ<90°时,物体速度不断增大;当90°<θ≤180°时,物体速度不断减小。 (4)曲线运动分为匀变速曲线运动和非匀变速曲线运动。物体曲线运动的具体形式,决定于物体所受合外力是恒力还是变力,与物体的运动轨迹无关。如果物体受到的合外力为恒力,物体具有恒定的加速度,则物体做交变速曲线运动;如果物体受到的合外力为变力,物体的加速度是变化的,则物体做非匀变速曲线运动。 题型一:曲线运动中的速度方向 【例题1】如图所示,物体在恒力F 的作用下,沿曲线由A 运动到B ,到达B 点时突然使物体所受到的力反向且大小不变(即由力F 变为-F ),对于在此力作用下物体的运动情况,下列说法正确的是( ) A .物体不可能沿曲线 B a 运动 B .物体不可能沿直线B b 运动 C .物体不可能沿曲线B c 运动 D .物体不可能沿原曲线由B 返回A 【课堂训练】如图所示,一位跳水队员从高台做“反身翻腾两周半”动作时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度 v 入水,整个运动过程中在哪几个位置头部的速度方向与入水时的速度方向相同?在哪几个位置与的方向相反?把这些位置在图中标出来。 题型二:物体运动性质的判断

曲线运动第一单元

曲线运动运动的合成与分解 1、关于物体的运动下列说法正确的是() A. 物体做曲线运动时,它所受的合力一定不为零 B. 做曲线运动的物体,有可能处于平衡状态 C. 做曲线运动的物体,速度方向一定时刻改变 D. 做曲线运动的物体,所受的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上 2、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 3、关于曲线运动的性质,正确的是() A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动 C. 做曲线运动的物体所受合外力一定不为零 D. 曲线运动的速度大小一定是变化的 4、关于曲线运动的条件,正确的是() A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B. 物体在变力作用下一定做曲线运动 C. 合力的方向与物体速度方向不相同,也不相反时,物体一定做曲线运动 D. 做曲线运动的物体所受的力的方向一定是变化的 5、在一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落,下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动,站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图( ) 6.如图所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N 点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体在M点到N 点的运动过程中,物体的速度将( ) A.不断增大 B.不断减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 7、关于运动的合成,下列说法中正确的是() A. 合运动的速度一定比每一个分运动的速度大 B. 两个匀速直线运动的合运动,一定是匀速直线运动 C. 两个分运动是直线运动的合运动,一定是直线运动 D. 两个分运动的时间,一定与它们的合运动的时间相等 8、关于运动的合成和分解,下列说法正确的是() A.合运动的时间等于两个分运动的时间之和 B.匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线 C.曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上 D.分运动是直线运动,则合运动必是直线运动

第一讲 曲线运动-春期拔高

春期强化 第一讲 曲线运动 【突破点一】曲线运动 突然施加一恒力 1. (多选)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( BC ) A .质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B .质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C .质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D .质点单位时间内速率的变化量总是不变 2. 在光滑的水平面上有一质量为2kg 的物体,在几个共点力的作用下做匀速直线运动.现突然将与速度反方向的2N 的力水平旋转90°.则下列关于物体运动情况的叙述正确的是( C ) A .物体做速度大小不变的曲线运动 B .物体做加速度为1m /s 2的匀变速曲线运动 C .物体做速度越来越大的曲线运动 D .物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大 v 的渐变情况 3. (多选)一质量为m 的质点起初以速度v 0做匀速直线运动,在t =0时开始受到恒力F 作用,速度大小先减小后增大,其最小值为v =0.5v 0,由此可判断( AD ) A .质点受到恒力F 作用后一定做匀变速曲线运动 B .质点受到恒力F 作用后可能做圆周运动 C .t =0时恒力F 方向与速度v 0方向间的夹角为60° D .恒力F 作用3mv 02F 时间时质点速度最小 4. 如图所示的曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹,质点由A 到B 的时间与质点由B 到C 的时间相等,已知C B B A ,则下列判断正确的是( C ) A .该质点做非匀变速运动 B .该质点在这段时间内可能做加速运动 C .两段时间内该质点的速度变化量相等 D .两段时间内该质点的速度变化量不等 5. 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,下列说法中正确的是( A ) 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

曲线运动第一课时

一、单选题(本大题共8小题,共32.0分) 1.质点沿曲线从M向P点运动,关于其在P点的速度v与加速度a的方向,下 列图示正确的是() A. B. C. D. 2.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的 力反向而大小不变即由F变为,在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是 A. 物体可能沿原曲线由B返回A B. 物体可能沿曲线Ba运动 C. 物体可能沿曲线Bb运动 D. 物体可能沿曲线Bc运动 3.关于匀速圆周运动和平抛运动正确的是() A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定 B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动 D. 平抛运动匀变速曲线运动 4.如图所示,有一长为80cm的玻璃管竖直放置,当红蜡块从玻璃管的最下端 开始匀速上升的同时,玻璃管水平向右匀速运动.经过10s,红蜡块到达玻璃管的最上端,此过程玻璃管的水平位移为 60cm.不计红蜡块的大小,则红蜡块运动的合 速度大小为() A. 5cm/s B. 6cm/s C. 8cm/s D. 10cm/s 5.如图所示,一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶,在炮艇上发射炮弹射击北岸 的目标。要击中目标,射击方向应() A. 对准目标 B. 偏向目标的西侧 C. 偏向目标的东侧 D. 无论对准哪个方向都无法击中目标 6.如图所示,汽车在岸上用轻绳拉船,若汽车行进速度为v,拉船的绳与水平 方向夹角为,则船速度为 A. B. C. D.

7.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,现用 一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀 速移动,移动过程中铅笔的高度始终不变.铅 笔移动到图中虚线位置时() A. 橡皮的速度竖直向上 B. 橡皮水平方向的速度大小为v cosθ C. 橡皮竖直方向的速度大小为v sinθ D. 橡皮的速度可能小于v 8.如图所示,长为L的直棒一端可绕固定轴O转动,另一端搁在升降平台上, 平台以速度v匀速上升,当棒与竖直方向的夹角为时,棒的角速度为() A. B. C. D. 二、多选题(本大题共2小题,共8.0分) 9.一条船在静水中的速度为4m/s,它要渡过一条40m宽的大河,河水的流速为 3m/s,则下列说法中正确的是() A. 船不可能垂直于河岸航行 B. 船渡河的速度一定为5m/s C. 船到达对岸的最短时间为10s D. 船到达对岸的最短距离为40m 10.河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时 间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则以下说法正确的是() A. 船渡河的最短时间是 B. 船在行驶过程中,船头应斜向上游 C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线 D. 船在河水中的最大速度是 三、计算题(本大题共1小题,共10.0分) 11.河宽d=60m,水流速度v1=3m/s,小船在静水中的速度v2=6m/s,问: (1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少? (2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少? (3)若水流速度变为v3=10m/s,要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河? 最短的航程是多少?

第四章 曲线运动会考练习

第四章 曲线运动 一、选择题 1.下列说法中正确的是 ( ) A 、某点瞬时速度的方向就在曲线上该点的切线上 B 、变速运动一定是曲线运动 C 、匀变速直线运动可以不看成为两个分运动的合运动 D 、曲线运动不一定是变速运动 2.做曲线运动的物体在运动的过程中一定发生变化的物理量是 ( ) A 、速率 B 、速度 C 、加速度 D 、合外力 3.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向 ( ) A 、为通过该点的曲线的切线方向 B 、与物体在这点所受的合外力方向垂直 C 、与物体在这点速度方向一致 D 、与物体在这点速度方向的夹角一定不为零 4.关于运动的合成有下列说法,不正确的是 ( ) A 、合运动的位移为分运动位移的矢量和 B 、合运动的速度为分运动速度的矢量和 C 、合运动的加速度为分运动加速度的矢量和 D 、合运动的时间为分运动的时间之和 5.平抛物体的运动可以看成 ( ) A 、水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动的合成 B 、水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀速运动的合成 C 、水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合成 D 、水平方向的匀加速运动和竖直方向的自由落体运动的合成 6.对于平抛运动(不计空气阻力,g 为已知),下列条件中可以确定物体初速度的是( ) A 、已知水平位移 B 、已知下落高度 C 、已知飞行时间 D 、已知落地速度的大小和方向 7.从同一高度以不同的速度水平抛出的两个物体落到地面的时间 ( ) A 、速度到的物体时间长 B 、速度小的物体时间长 C 、落地时间一定相同 D 、由质量大小决定 8.在匀速圆周运动中,下列物理量发生变化的是 ( ) A 、周期 B 、向心力 C 、转速 D 、角速度 9.一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是 ( ) A 、轨道半径越大线速度越大 B 、轨道半径越大线速度越小 C 、轨道半径越大线周期越大 D 、轨道半径越大线速度越小 10.关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是 ( ) A 、由r v a 2 =可知,a 与r 成反比 B 、由r a 2?=可知,a 与ω成正比 C 、由r v =ω可知,ω与r 成反比 D 、由T πω2=可知,ω与T 成反比 11.下列关于圆周运动的各种说法中,正确的是 ( ) A 、匀速圆周运动是速度不变匀速曲线运动 B 、匀速圆周运动是加速度恒定的匀加速曲线运动 C 、做圆周运动的物体所受到的合外力一定指向圆心 D 、做匀速圆周运动的物体是速度和加速度不断改变的变速运动

第1讲 曲线运动 运动的合成与分解

限时规范训练 [基础巩固题组] 1.关于两个运动的合成,下列说法正确的是() A.两个直线运动的合运动一定也是直线运动 B.不同方向的两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动 C.小船渡河的运动中,小船对地的速度一定大于水流速度 D.小船渡河的运动中,水流速度越大,小船渡河所需时间越短 解析:选B.两个直线运动可以合成为直线运动(匀速直线+匀速直线),也可以合成为曲线运动(匀变速直线+匀速直线),故选项A错误;两个分运动为匀速直线运动,没有分加速度,则合运动一定是匀速直线运动,则选项B正确;小船对地的速度是合速度,其大小可以大于水速(分速度),等于水速,或小于水速,故选项C错误;渡河时间由小船垂直河岸方向的速度决定,由运动的独立性知与水速的大小无关,选项D错误. 2.(多选)一质点做匀速直线运动.现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则() A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 解析:选BC.质点原来做匀速直线运动,说明所受合外力为0,当对其施加一恒力后,恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定,则质点可能做直线运动,也可能做曲线运动,但加速度的方向一定与该恒力的方向相同,且加速度大小不变,选项B、C正确,A错误; 可知,质点单位时间内速度的变化量Δv总是不变的,但速率的变化量不确定,D 由a=Δv Δt 错误. 3.如图所示,当汽车静止时,车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运动.现从t=0时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动,甲种状态启动后t1时刻,乘客看到雨滴从B处离开车窗,乙种状态启动后t2时刻,乘客看到雨滴从F处离开车窗,F为AB的中点.则t1∶t2为()

高中物理必修二教案1第一节曲线运动

高中物理必修二教案1 第一节曲线运动 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第五章曲线运动 一、课标要求: 1.会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。 2.会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。 3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活中的离心现象。 4.关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。 二、重点难点: 1.教学重点: 在以前研究直线运动时,建立了一套研究物体运动规律的方法,将这一套研究方法推广到研究曲线运动,是认知发展的必然。 2.教学难点: 讨论物体做曲线运动的条件;形成正确的逻辑思维,使学生在自己的知识基础上,通过实验和逻辑分析,一步一步“侦破”曲线运动的奥秘;构建向心加速度的合理知识结构。 三、教法建议: 理解概念:重视指导学生理解圆周运动,线速度,角速度,向心加速度的基本概念。 掌握线索:展示实例,说明曲线运动的方向,以实例说明在平面直角坐标系中如何研究物体的运动,运动的合成与分解。 理论联系实际:分析生活中的圆周运动,通过牛顿第二运动定律推导向心力,并用实验验证向心力的表达式。 四、课时安排: 整章可分三个部分,新授共8课时: 第一部分1.曲线运动 1课时 2

第二部分2.质点在平面内的运动1课时 3.抛体运动的规律 1课时 4.实验研究平抛运动 1课时 第三部分5.圆周运动 1课时 6.向心加速度 1课时 7.向心力 1课时 8.生活中的圆周运动 1课时单元总结1课时,单元测试2课时,讲评1课时。 3

第一节曲线运动 教学目标: 1、知识与技能 (l)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; (2)知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上。 2、过程与方法 (1)体验曲线运动与直线运动的区别; (2)体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。 3、情感、态度与价值观 (1)能领略曲线运动的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲; (2)有参与科技活动的热情,将物理知识应用于生活和生产实践中。 教学重点、难点: 1.重点:什么是曲线运动;物体做曲线运动的方向的确定;物体做曲线运动的条件。 2.难点:物体微曲线运动的条件。 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教具准备: 投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。 教学过程: 第一课时 一、导入新课 4

第4讲 曲线运动 万有引力

第四讲 曲线运动 万有引力 一、曲线运动: 1、曲线运动中速度的方向是时刻改变的,所以是变速运动 2、速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。 3、曲线运动的条件:与运动物体所受合力的方向不在同一直线上; 二、运动的合成和分解:遵守平行四边形定则。 三、平抛运动:初速度水平只受重力。性质:匀变速曲线运动 平抛运动可分解:水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 1.平抛速度求解:?? ?==gt v v v y x 0 t 秒末的合速度2 2y x t v v v += t v 的方向x y v v = θtan 2.平抛运动的位移:?? ? ??==2021gt y t v x 注意:平抛运动的时间与初速度无关, 只由高度决定g h t 2= 四、 匀速圆周运动:速度方向时刻改变,大小不变 1、线速度:t s v = ,方向在圆周该点的切线方向上。 角速度:t r s t ?==?ω,rad/s 周期T :做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。 关系:ωπ ωπr v T T r v === ,2,2 2、向心力r T m r m r v m F 2 222?? ? ??===πω,方向总与运动方向垂直,不改变速度大小 向心加速度r T r v r m F a 2 222?? ? ??====πω,方向总与运动方向垂直。 五、应用:1、汽车过拱桥 汽车在拱桥上以速度v 前进,桥面的圆弧半径为R ,求汽车过桥的最高点F1 0 x y V x φ V y V t

r v m F G F 21=-=向 所以及 r v m G F 2 1-= 2.火车转弯 a.两轨一样高:外轨对轮缘的挤压提供向心力. b.实际的转弯处→外轨略高于内轨:向心力由重力G 和支持里F N 来提供. 六、万有引力定律 1.地心说的内容:地球是宇宙的中心,其他星球都围绕地球做匀速圆周运动,而地球不动 2.日心说的内容:太阳是宇宙的中心,其他行星都围绕地球做匀速圆周运动,而太阳不动。 日心说是波兰科学家天文学家哥白尼创立的。 3.开普勒三定律:开普勒德国人 第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 即k T R =23 (K 是个常数,由中心天体的质量决定) 4、万有引力定律:2 2 1r m m G F =,2211kg /m N 1067.6??=- G 。 a. 万有引力定律由牛顿发现的。 b. G--万有引力常量是英国物理学家卡文迪许用扭秤装置首先测量出的 七、万有引力定律应用: 1.发现未知天体:海王星与冥王星 说明: 计算中常用的代数式:F =mg =2 r GMm =2 ωmr =r v m 2 =r T m 2)2(π 2.计算中心天体的质量:万有引力充当向心力 由2r GMm =r T m 2)2(π 推出:2 3 24GT r M π= 3.重力加速度:mg =2r GMm 推出: g =2 r GM 八、人造地球卫星 1.卫星的绕行速度: 由 r v m r GMm 22= 得:r GM v = 由 r T m r G M m 22)2(π= 得:GM r T 32π= 结论:轨道半径越大,速度越小,周期越大,与卫星的质量与无关 2.宇宙速度:第一宇宙速度7.9km/s ;第二宇宙速度11.2km/s ;第三宇宙速度16.7km/s 。

1曲线运动概念

曲线运动概念 假老夫子讲物理 同学们好,我们知道高中物理的核心问题是研究力和运的关系,我们在必修一里面学习了有关运动的基础知识,受力的基础知识、力和运动的瞬时关系——牛顿运动定律之后呢,我们就开始去去学习更复杂的运动情况,今天开始学习曲线运动。 曲线运动是指轨迹为曲线的运动 也就是说按照轨迹可以把运动分为直线和曲线两种 按照我们以前学过的,从平均速度得到瞬时速度的过程中,我们能够知道在曲线运动中,它的瞬时速度方向是沿轨迹切线的,也就是说在曲线运动中速度的方向是不断变化的。 这样我们就得到了曲线运动的第1个特征:速度的方向不断变化, 例题1:如图所示,唯一选手骑摩托车在空中运动的频闪照片。若选手和摩托车可视为一质点,图中虚线为其运动轨迹,则选手和摩托车经过P点时速度方向() A.沿轨迹切线方向B.水平向左 C.竖直向上D.竖直向下 例题2:如图为从高空拍摄的一张地形照片,河水沿着弯弯曲 曲的河床做曲线运动。照片上,另有几处跟P处水流方向相同() A.三处B.四处 C.五处D.六处 我们还知道速度是矢量,有大小和方向,曲线运动中速度的方向是不断 变化,速度就不断变化,在运动的描述一章里面用加速度这个物理量来描述速度变化的快慢,速度发生变化必有加速度的 这样我们就得到了曲线运动的第2个特征:加速度一定不是0 在曲线运动中物体的速度和加速度都不是0,那么在什么情况下物体的运动轨迹是曲线呢? 取决于物体的速度和加速度,这两个矢量方向的关系,当这两个矢量不共线的时候,物体的运动轨迹就是曲线了, 因此呢,我们就得到了物体做曲线运动的条件:物体的v和a不共线 事实上呢,我们还能够知道物体的加速度方向总是指向物体的运动轨迹凹测的,也就在那边受力向那边弯曲, 例题3:如图所示,水平桌面上有一个小钢球和一根条形磁铁,现给小钢

2019年高考物理第四章曲线运动万有引力与航天第1讲曲线运动运动的合成与分解练习

第1讲 曲线运动 运动的合成与分解 板块三限时规范特训 时间:45分钟 满分:100分 一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~6为单选,7~10为多选) 1.质点仅在恒力F 的作用下,在xOy 平面内由坐标原点运动到A 点的轨迹如图所示,经过A 点时速度的方向与x 轴平行,则恒力F 的方向可能沿( ) A .x 轴正方向 B .x 轴负方向 C .y 轴正方向 D .y 轴负方向 答案 D 解析 曲线运动的轨迹夹在v 0与力中间,所以B 、C 错误。曲线运动的切线速度方向无限趋近力的方向,但永远不能达到力的方向,故A 错误。选D 。 2.[2017·湖北八校二联]如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从M 点出发经 P 点到达N 点,已知弧长MP 大于弧长PN ,质点由M 点运动到P 点,从P 点运动到N 点的时间相等。下列说法 中正确的是( ) A .质点从M 到N 过程中速度大小保持不变 B .质点在这两段时间内的速度变化量大小相等,方向相同 C .质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等,但方向相同 D .质点在M 、N 间的运动不是匀变速运动 答案 B 解析 由题意可知,MP ︵>PN ︵ ,t MP =t PN ,则A 错误;质点运动中始终受恒力作用,由牛顿第二定律得a =F m ,则加速度恒定,质点做匀变速曲线运动,D 错误;由a =Δv Δt 及t MP =t PN 可得Δv MP =Δv PN ,B 正确,C 错误。 3. [2018·山东青岛一模]如图所示,光滑水平面内的xOy 直角坐标系中,一质量为1 kg 的小球沿x 轴正方向匀速运动,速度大小为1 m/s ,经过坐标原点O 时,小球受到的一沿y 轴负方向、大小为1 N 的恒力F 突然撤去,其他力不变,则关于小球的运动,下列说法正确的是( )

第五章曲线运动(1)

第五章曲线运动 第1节曲线运动 编写人:查张林 学习目标 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,理解并掌握物体做曲线运动的条件,能在平面直角坐标系内根据运动的合成与分解分析相关问题。 2.体验曲线运动的特点,实验探究、观察蜡块的运动,体会合运动与分运动的关系以及利用运动的合成与分解研究问题的方法。 3.领略曲线运动的奇妙与和谐,激发对科学的热情,将物理知识应用于生活和生产实践中。重点:曲线运动速度方向的判定及对物体做曲线运动条件的理解。 难点:对合运动与分运动的理解以及应用运动的合成与分解方法解决实际问题。 使用说明&学法指导 1.根据教材助读所设置的问题通读教材,理解并熟记本节基本知识(曲线运动、合运动、 分运动),并完成预习自测 2.独立完成,限时15分钟。 Ⅰ.知识准备 1.速度是矢量,质点速度的改变分为几种情况? 2.数学中圆的切线和割红的不同点是什么? 3.初中学习的匀速直线运动的特点及规律是什么? Ⅱ.教材助读 1.在研究做曲线运动的物体的位移时,常选择__________________________。 2.曲线运动中速度的方向是时刻_________的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向就是曲线上该点的__________方向。即曲线运动物体的速度时刻变化,因此曲线运动的性质一定是______________。 3.运动描述的实例。 (1)蜡块的位置:蜡块沿玻璃管上升的 速度设为v y,玻璃管向右移动的速 度高设为v x,如图5-1-1所示。从蜡 块开始运动的时刻计时,在时刻t, 蜡块的位置p可以用它的坐标x、y 表示,则x=_____________,y=_______________。 (2)蜡块的速度大小:速度大小v =_________,速度的方向满 tan =____________。 足 图5.1-1 (3)蜡块的运动轨迹:____________,是一条过原点的直线。 (4)蜡块的运动可分解为竖直向上的运动和水平向右的运动,这两个运动都叫做分运动,蜡块实际参与的运动叫_______________。 4.当物体所受合力的方向与它的速度方向_____________________ 时,物体做曲线运动。Ⅲ.预习自测 学习建议自测题体现一定的基础性,又有一定的思维含量,只有“细心才对,思考才会”。

(完整版)高一物理必修二第五章第一节5.1曲线运动课后练习题(可编辑修改word版)

曲线运动 课时1 曲线运动 1.关于曲线运动速度的方向,下列说法中正确的是( ) A.在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变 B.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨 迹垂直 C.曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点 的切线方向 D.曲线运动中速度的方向是不断改变的,但速度的大小不变 2.物体做曲线运动的条件为( ) A.物体运动的初速度不为零 B.物体所受的合外力为变力 C.物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上 D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上 3.如图5—1-1 所示,物体在恒力作用下沿曲线从A 运动到B,这时它所受的力突然反向。大小不变。在此力作用下,物体以后的运动情况中,可能的是( ) A.沿曲线Ba 运动B.沿曲线Bb 运动 C.沿曲线Bc 运动D.沿曲线由B 返回A 练习巩固 4.关于曲线运动。下列说法中正确的是( ) A.变速运动—定是曲线运动 B.曲线运动—定是变速运动 C.速率不变的曲线运动是匀速运动 D.曲线运动也可以是速度不变的运动 5.图5-1-2 所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨 迹(铅球视为质点).A、B、C 为曲线上的三点,关于铅球在 B 点的速度方向,说法正确的是( ) A.为AB 的方向B.为BC 的方向 C.为BD 的方向D.为BE 的方向 6.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向( ) A.为通过该点的曲线的切线方向 B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直 C. 与物体在这一点速度方向一致 D.与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零 7.一人造地球卫星以恒定的速率绕地球表面做圆周运动时,在转过半周的过程中,有关位移的大小说法正确的是( ) A.位移的大小是圆轨道的直径 B.位移的大小是圆轨道的半径C, 位移的大小是圆周长的一半D.因 为是曲线运动所以位移的大小无法确定 8.一个做匀速直线运动的物体,突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力 作用时,物体运动为( ) A.继续做直线运动 B.一定做曲线运动 C.可能做直线运动,也可能做曲线运动 D.运动的形式不能确定 9.自行车场地赛中,当运动员绕圆形赛道运动一周时,下列说法中正确的是( ) A.运动员通过的路程为零 B.运动员速度的方向一直没有改变 C.由于起点和终点的速度方向没有改变,其运动不是曲线运动 D.虽然起点和终点的速度方向没有改变,其运动还是曲线运动 10.一个物体以恒定的速率做圆周运动时( ) A.由于速度的大小不变,所以加速度为零 B.由于速度的大小不变,所以不受外力作用 c.相同时间内速度方向改变的角度相同 D.相同时间内速度方向改变的角度不同 11,如果物体所受的合外力跟其速度方向物体就做直线运动.如果物体所受的合外力跟其速度方向物体就做曲线运动. 12.物体做曲线运动时,在某段时间内其位移的大为L,通过的路程为s,必定有L (填“大于”、“小于”或“等于”)s.·

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