2025届高考物理一轮总复习第4单元曲线运动万有引力与航天第9讲运动的合成与分解课件新人教版

这是一份2025届高考物理一轮总复习第4单元曲线运动万有引力与航天第9讲运动的合成与分解课件新人教版，共33页。PPT课件主要包含了落实基础主干，突破命题视角，考点三小船渡河问题等内容，欢迎下载使用。

一、曲线运动1.速度的方向质点在某一点的速度方向,为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
二、运动的合成与分解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合运动与分运动是等效替代关系,且具有等时性和独立性。3.合运动的性质判断
[练一练]1.判断下列说法对错(1)曲线运动的速度大小可能不变。(　　)(2)曲线运动的加速度可以为零。(　　)(3)只要两个分运动为直线运动,合运动一定是直线运动。(　　)(4)小船渡河时,船的实际运动即为船的合运动,其轨迹与水流速度和船在静水中的速度有关。(　　)
2.如图所示,一个钢球从一斜面上滑下后在水平桌面上做直线运动,现在其运动路线的一侧放一块磁铁,钢球做曲线运动。下列说法正确的是(　　)A.钢球的运动轨迹为抛物线B.钢球所受合力为零时也可以做曲线运动C.钢球做曲线运动的条件是所受的合力方向与运动方向必须垂直D.钢球做曲线运动的条件是所受的合力方向与运动方向不在同一直线上
解析 钢球运动的轨迹为曲线,由于磁铁对小钢球的吸引力为变力,所以运动轨迹不是抛物线,A错误;钢球所受合力为零时只能静止或匀速直线运动,不可能做曲线运动,B错误;钢球做曲线运动的条件是所受的合力方向与运动方向不在同一直线上,C错误,D正确。
考点一　曲线运动的条件与轨迹分析
曲线运动的几个关键点(1)物体做曲线运动时,速度沿轨迹的切线方向,合力指向轨迹凹侧,可以速记为“无力不弯,力速两边”,如图所示。
(2)因为速度不能发生突变,所以曲线运动的轨迹也不能突变,除非速度和加速度同时减小为零并立刻开始沿其他方向加速运动。(3)若合力的方向与速度方向夹角成锐角,则物体速率增大;若两者夹角为钝角,则速率减小。
典例　(2023浙江嘉善高级中学月考)中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出了“助推—滑翔”弹道设想,这种弹道的特点是将两种导弹的轨迹融合在一起,使之既有突防能力,又兼具灵活性。分析导弹运行的轨迹示意图如图所示,其中导弹在各点的速度v和所受合力F关系可能正确的是(　)
A.目标点B.中段变轨点C.末端机动点D.导弹最高点
解析 做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,所受的合力指向轨迹的凹侧,由题图可知导弹在中段变轨点的速度v和所受合力F关系正确,故选B。
考点二　运动的合成与分解
合运动和分运动的关系
典例1　(2023浙江1月选考)如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O点抛出沿轨迹OPQ运动,其中P是最高点。空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小(　　)A.O点最大B.P点最大C.Q点最大D.整个运动过程保持不变
解析 在小石子运动整个过程中,一直都有速度,存在阻力,且阻力大小随速度变化,因此合力不可能恒定,加速度不可能保持不变,D错误。空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,即Ff=kv,从O到P的过程中,空气阻力有竖直向下的分量,设速度与竖直方向夹角为θ,则ay= ,可知在O点ay最大;而从P到Q的过程中,空气阻力有竖直向上的分量,根据ay= ,可知在P处ay最大,综上可知,小石子从O到Q的整个过程,在O点竖直方向分运动的加速度最大,A正确,B、C错误。
典例2　(2023浙江台州期末)某一质点在Oxy平面内运动。t=0时,质点位于y轴上,它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。关于质点的运动下列说法正确的是(　　)
A.质点在y方向做匀减速直线运动B.t=0.5 s时,质点的加速度方向沿y轴负方向C.t=1 s时,质点的速度大小是11 m/sD.质点在Oxy平面内的运动轨迹是抛物线
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:船在静水中的速度v船、水的流速v水、船的实际速度v。3.两类问题、三种情境
典例　(多选)(2023浙江嘉兴一中月考)一条笔直的河流沿南北走向,两岸平行,各处的宽度均为d=100 m,各处水流速度均为v水=4 m/s,船在静水中的速度恒为v船=2 m/s,则(　　)A.渡河的最短时间为50 sB.渡河的最短位移为200 mC.船能够沿东西方向的直线直接渡到正对岸的位置,但比较浪费时间D.船能够沿东西方向的直线直接渡到正对岸的位置,并且最节省时间
变式练某校学生跑操的示意图如图所示,跑操队伍宽d=3 m,某时刻队伍前排刚到达出口的B端,正在A点的体育老师准备从队伍前沿直线匀速横穿到达对面出口BC,且不影响跑操队伍,已知学生跑操的速度v=2 m/s,出口BC宽度L=4 m,则以下说法正确的是(　　)
A.体育老师只能沿直线AC到达出口B.体育老师可能沿直线AD到达出口C.体育老师的速度一定为1.5 m/sD.体育老师到达对面出口的时间可能大于2 s
方法技巧“三模型、两方案、两确定”解决小船渡河问题
考点四　绳(杆)关联速度问题
1.模型特点:沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。2.思路与方法合速度→绳(杆)拉物体的实际运动速度v方法:v1与v2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。常见的模型如图所示。
典例1　如图所示,用卡车通过滑轮装置拖货轮靠岸,卡车以速度v0匀速向前行驶,定滑轮左侧的绳与竖直方向的夹角为θ,右侧的绳与竖直方向的夹角为α,此时货轮的速度大小为(　　)
典例2　(多选)曲轴连杆机构是燃油汽车发动机上的主要部件,其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的圆周运动,从而驱动汽车车轮转动。其结构示意图如图所示,AO、AB和活塞运动在同一平面内,O、A、B三处均为铰链式连接,活塞在水平方向往复运动通过连杆AB带动曲轴AO转动。若A绕O点做匀速圆周运动,则(　　)A.曲轴和活塞运动周期相等B.活塞运动速度大小不变C.A点和B点的速度大小始终相等D.当OA与AB共线时,B点的速度为零
解析 根据图示可知,曲轴运动一周时,活塞恰好完成一次往返过程,即曲轴和活塞运动周期相等,故A正确;A点线速度沿圆周切线方向,设其方向与AB杆之间夹角为θ,B点速度等于活塞的速度,方向水平,设其方向与AB杆之间夹角为α,则有vAcs θ=vBcs α,解得 ,转动过程,θ与α并不是始终相等,可知活塞运动速度大小发生变化,故B错误;根据上述可知,只有当A点运动至圆周的最高点与最低点位置θ与α才相等,此时A点和B点的速度大小相等,A点在其他位置时,θ与α不相等,A点和B点的速度大小不相等,即A点和B点的速度大小并不是始终相等,故C错误;当OA与AB共线时,有θ=90°,α=0°,此时 ,即当OA与AB共线时,B点的速度为零,故D正确。