2026届高考物理一轮复习课件 第四章 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解

这是一份2026届高考物理一轮复习课件 第四章 第1讲 曲线运动 运动的合成与分解，共60页。PPT课件主要包含了课标要求，情境导思，知识构建，小题试做，ABC，考点一，曲线运动的条件和特征，考点二，运动的合成与分解，合运动的性质判断等内容，欢迎下载使用。
1.通过实验,了解曲线运动,知道物体做曲线运动的条件。2.通过实验,探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。3.会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向。通过实验,探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。
曲线运动　运动的合成与分解
如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡块做成的小圆柱体。
(1)如果玻璃管沿水平方向向右匀速运动,蜡块实际的运动会怎么样?(2)如果玻璃管沿水平方向向右做加速运动,蜡块的运动又会怎么样?(3)怎么求蜡块经过一段时间后的位移和速度?它们的方向相同吗?
1.下列说法正确的是(　　)[A] 物体做曲线运动时,速度可能是均匀变化的[B] 物体在恒力作用下不可能做匀变速曲线运动[C] 物体做曲线运动的速度大小一定是变化的[D] 物体做曲线运动时,其合外力的方向有可能与速度方向相同
2.(2025·广西模拟)(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是(　 　)[A] 两个直线运动的合运动不一定是直线运动[B] 两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动[C] 两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动[D] 两个初速度为零的匀加速直线运动互成角度,合运动一定不是匀加速直线运动
1.曲线运动中合力方向、速度方向与轨迹间的关系
2.曲线运动中速率变化的判断
[例1] 【对曲线运动的理解】 下列对曲线运动的描述正确的是(　　)[A] 速度大小和方向都在不断变化[B] 加速度一定变化[C] 加速度和速度的方向可能始终垂直[D] 物体只有在所受的合力方向与速度方向垂直时,才能做曲线运动
【解析】 曲线运动是变速运动,即速度方向时刻在变,但速度大小不一定改变,如匀速圆周运动,故A错误;曲线运动的加速度不一定改变,如平抛运动,加速度始终为重力加速度,故B错误;加速度和速度的方向可能始终垂直,如匀速圆周运动,故C正确;物体做曲线运动的条件是所受合力的方向与速度方向不共线,即成一定夹角,但不一定是直角,锐角、钝角和直角均可,故D错误。
[例2] 【曲线运动的轨迹分析】 (2025·贵州贵阳开学考试)足球在A点被踢出后在空中运动的轨迹如图中虚线所示,其在图示位置所受合力F的方向可能是(　　)[A] F1[B] F2[C] F3[D] F4
【解析】 足球的轨迹不对称说明足球受到空气阻力,由题图可知,足球在题图所示位置受到竖直向下的重力和水平向左的空气阻力,合力方向偏向左下方,可能如题图中F2的方向,故B正确。
1.合运动和分运动的关系
[例3] 【合运动与分运动的关系】 某跳伞运动员打开降落伞后以4 m/s的速度匀速竖直降落,当运动员到达离地面16 m的高度时,突然起风,持续水平风力使运动员连同降落伞产生一个沿水平方向的加速度,运动员的落地点偏离了6 m,则运动员在水平方向的加速度大小为(　　)[A] 0.5 m/s2[B] 0.75 m/s2[C] 1 m/s2[D] 1.25 m/s2
[变式] 求运动员落地时速度的大小和方向。
[例4] 【合运动轨迹的判断】 (2023·江苏卷,10)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是(　　)
[A] 　　　　　 [B] [C] 　　　　　 [D]
1.船的实际运动:是随水漂流的运动和船相对静水的运动的合运动。2.三种速度:船在静水中的速度v船、水流的速度v水、船的实际速度v。
3.两类问题、三种情境
[例5] 【渡河时间问题】 (2025·云南昆明开学考试)假设一只小船匀速横渡一条河流,当船头垂直于对岸方向航行时,在出发后10 min到达对岸下游120 m处;若船头保持与上游河岸成α角向上游航行,出发后12.5 min到达正对岸,两次渡河时小船相对于静水的速度大小相等。以下说法正确的是(　　)[A] 船头与河岸间的夹角α为37°[B] 船头与河岸间的夹角α为60°[C] 小船在静水中的速度大小为0.6 m/s[D] 河的宽度为200 m
[例6] 【渡河位移问题】 为了备战皮划艇比赛,某队员在河中进行训练。若河岸平直,河面宽100 m,水流速度大小为3 m/s,皮划艇相对静水的速度大小为2 m/s,皮划艇渡河的最短航程为(　　)[A] 100 m[B] 150 m[C] 225 m[D] 300 m
“三模型、两方案、两确定”解决小船渡河问题
1.关联速度模型(1)模型特点。与绳(杆)相连的物体的运动方向与绳(杆)不在一条直线上。(2)绳(杆)端速度的分解思路。
2.常见模型(如图所示)
[例7] 【绳端速度的分解】 (2025·四川成都开学考试)(多选)如图所示,一个人用绕过光滑定滑轮的轻绳提升重物,重物的重力为G,人以速度v向右匀速运动时,下列说法正确的是(　 　)[A] 重物匀速上升[B] 重物受到的合力为零[C] 人受到的合力为零
[例8] 【杆端速度的分解】 如图所示,一根长为L的直杆一端抵在墙角,一端倚靠在物块的光滑竖直侧壁上,物块向左以速度大小v运动时,直杆绕O点做圆周运动且始终与物块间有弹力。当直杆与水平方向的夹角为θ时,直杆上与物块接触的A点线速度大小为(　　)
对点1.曲线运动的条件和特征1.(4分)(2023·全国乙卷,15)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动,动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力,下列四幅图可能正确的是(　　)
[A] 　　　　　 [B] [C] 　　　　 　 [D]
【解析】 小车做曲线运动,所受合力指向曲线的凹侧,故A、B错误;小车沿轨道从左向右运动,动能一直增加,故合力与运动方向的夹角为锐角,C错误,D正确。
2.(4分)(2024·安徽合肥期末)如图所示,航空展中无人机飞行表演时,在空中从M到N划出了一段漂亮的弧线轨迹,下列关于该过程的说法正确的是(　　)[A] 无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线[B] 无人机所受的合力可以为零[C] 无人机的加速度大小一定不变[D] 无人机在曲线运动过程中所受合力不一定指向曲线凹侧
【解析】 根据题意可知,无人机做曲线运动,所受合力一定指向曲线凹侧,速度方向沿切线方向,故A正确,D错误;无人机做曲线运动,速度方向时刻变化,无人机所受合力不为零,故B错误;无人机所受合力大小可以改变,则加速度大小可以改变,故C错误。
对点2.运动的合成与分解3.(4分)(2024·云南昆明模拟)潜艇从海水的高密度区驶入低密度区,浮力急剧减小的过程称为“掉深”。如图甲所示,某潜艇在高密度区水平向右匀速航行,t=0时,该潜艇开始“掉深”,潜艇“掉深”后其竖直方向的速度vy随时间t变化的图像如图乙,水平速度vx保持不变,若以水平向右为x轴,竖直向下为y轴,则潜艇“掉深”后的0～30 s内,能大致表示其运动轨迹的图像是(　　)
[A] [B] [C] [D]
【解析】 根据题意可知,潜艇在x轴方向上做匀速直线运动,在y轴方向上先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,故合力先沿y轴正方向,再沿y轴负方向,根据轨迹向合力方向弯曲可判断B轨迹图像正确。
4.(12分)(2024·四川成都开学考试)如图,在风洞实验室中,从A点以水平速度v0向左抛出一质量为m的小球(可视为质点),小球被抛出后受到大小为F=2mg、方向水平向右的恒定风力,经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处,重力加速度为g。求:
(1)此过程中小球与A、B两点所在直线的最远距离;
(2)A、B两点间的距离;
(3)小球运动到B点时的速度。
对点3.小船渡河模型5.(4分)(2024·安徽芜湖期末)某地防汛演练中,战士驾驶小船进行救援,河岸是平直的,河宽120 m。船在静水中的速度为4 m/s,水流速度为3 m/s,下列说法正确的是(　　)[A] 若小船渡河的位移最短,则渡河时间为30 s[B] 调整船头的方向,小船渡河的时间可能为40 s[C] 调整船头的方向,小船在河水中的合速度可能达到10 m/s[D] 若船头方向始终垂直于河岸渡河,则渡河位移为120 m
6.(6分)(2024·湖南长沙模拟)(多选)如图所示,在一条玻璃生产线上,宽3 m的待切割玻璃板以0.4 m/s 的速度向前匀速平移。在切割工序处,金刚石切割刀的移动速度为0.5 m/s,下列说法正确的是(　 　 )[A] 切割一块矩形玻璃需要10 s[B] 切割得到的矩形玻璃长为2.4 m[C] 切割刀的移动轨迹与玻璃板平移方向夹角为37°,可使割下的玻璃板呈矩形[D] 切割刀的移动轨迹与玻璃板平移方向夹角为143°,可使割下的玻璃板呈矩形
对点4.关联速度问题7.(4分)曲柄连杆结构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件,如图所示,连杆下端连接活塞Q,上端连接曲轴P。在工作过程中,活塞Q在汽缸内上下做直线运动,带动曲轴绕圆心O旋转。若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动,则下列说法正确的是(　　) [A] 当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度等于v0[B] 当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度大于v0[C] 当O、P、Q在同一直线时,活塞运动的速度等于v0[D] 当O、P、Q在同一直线时,活塞运动的速度大于v0
【解析】 如图,当OP与OQ垂直时,设∠PQO=θ,此时活塞的速度为v,将P的速度分解到沿连杆方向和垂直于连杆方向;将活塞的速度v分解到沿连杆方向和垂直于连杆方向,则此时v0cs θ=vcs θ,即v=v0,选项A正确,B错误;当O、P、Q在同一直线上时,P沿连杆方向的速度为零,则活塞运动的速度等于零,选项C、D错误。
8.(4分)(2025·安徽芜湖阶段练习)如图所示,物体M悬挂在动滑轮上,两者可沿竖直固定的杆运动。绳子的一端固定在A点,绳子的另一端以速率v匀速收绳,当绳BC段与竖直方向夹角为α时,物体M的速度大小是(　　)
9.(6分)(2024·山东潍坊阶段检测)(多选)通过北斗定位系统可以记录飞机的海拔高度h、水平方向的速率v等即时数据。一架飞机从静止开始滑跑起飞,用记录数据拟合得到h-t、v-t图线分别如图甲、乙所示,图甲中40～70 s时间内的图线为抛物线,其余图线均为直线。根据图中数据可知(　 　)[A] 前100 s内,飞机爬升的高度约1 600 m[B] 40～70 s内,飞机的加速度为0.2 m/s2[C] 70～100 s内,飞机做匀速直线运动[D] 100～150 s内,飞机做匀加速曲线运动
10.(12分)(2024·云南昆明校考)图甲是我国传统农具——风鼓车,图乙是其工作原理示意图。转动摇柄,联动风箱内的风叶,向车斗内送风,入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗,质量大于2.0×10-5 kg的谷粒为饱粒,落入第一出料口A1B;质量为1.2×10-5～2.0×10-5 kg的谷粒为瘪粒,落入第二出料口A2B;质量小于1.2×10-5 kg的草屑被吹出出风口。已知A1、B、A2三点在同一水平线上,A1B的宽度为0.6 m;A1在H正下方,A1H的高度为0.8 m。质量为2.0×10-5 kg的谷粒从H漏出,恰好经B点落入A2B,设谷物从H漏出时速度为零;谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等,只考虑其所受重力和水平风力作用,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求谷粒从H落到出料口所经历的时间;
【答案】 (1)0.4 s
(2)求谷粒所受水平风力的大小;
【答案】 (2)1.5×10-4 N
(3)若瘪粒恰好能全部落入A2B,求A2B的宽度。
【答案】 (3)0.4 m