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第1讲曲线运动运动的合成与分解
课程标准
素养目标
通过观察实验,了解曲线运动,知道物体做曲线运动的条件.
物理观念:掌握曲线运动的概念.
科学思维:学会运用运动的合成和分解研究实际物体的运动.
科学探究:通过实验探究,体会运动合成与分解的方法.
考点一物体做曲线运动的条件及轨迹分析
【必备知识·自主落实】
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____________.
2.曲线运动的性质: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______________运动.
3.做曲线运动的条件
(1)运动学角度:当物体的________方向跟速度方向不在同一条直线上.
(2)动力学角度:当物体所受合力(无力不转弯)方向跟速度方向不在同一条直线上.
【关键能力·思维进阶】
1.关于物体的运动,下列说法正确的是()
A.物体在变力作用下一定做曲线运动
B.物体在一个恒力作用下一定做曲线运动
C.物体在一个恒力作用下一定做匀变速运动
D.物体在一个恒力作用下一定做匀速直线运动
2.
[2023·辽宁卷]某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是()
3.“落叶球”是足球比赛中任意球的一种踢法.如图所示是某运动员主罚任意球时踢出快速旋转的“落叶球”在空中运动的轨迹,跟正常飞行轨迹相比,“落叶球”会更早地向下落回地面.对“落叶球”在飞行过程中的分析正确的是()
A.“落叶球”在空中的运动轨迹是对称的
B.“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了指向轨迹内侧的空气作用力
C.“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了沿切线方向的空气阻力
D.“落叶球”在最高点的瞬时速度为零
思维提升
1.速度的特征
(1)速度方向:沿曲线的切线方向时刻在改变.
(2)速度大小:可能变化,也可能不变.
2.加速度的特征
加速度的大小和方向由合力决定,可能变化,也可能不变.
3.合力方向与轨迹的关系
无力不拐弯,拐弯必有力.曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,且合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧.
4.合力方向与速率变化的关系
考点二运动的合成与分解
【必备知识·自主落实】
1.基本概念
(1)运动的合成:已知________求合运动.
(2)运动的分解:已知________求分运动.
2.遵循的法则
位移、速度(合速度可能比分速度小)、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循________________.
3.运动分解的原则
根据运动的____________分解,也可采用正交分解法.
【关键能力·思维进阶】
1.合运动和分运动的关系
等时性
各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等
独立性
各分运动独立进行,不受其他分运动的影响
等效性
各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果
2.合运动的性质判断
(1)加速度(或合外力)变化:变加速运动
(2)加速度(或合外力)
与速度方向共线:直线运动
考向1合运动与分运动的关系
例1跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,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()
A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成的动作越多
B.风力越大,运动员着地时的竖直速度越大,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
考向2运动性质的判断
例2如图甲所示,在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个圆柱形的红蜡块R(圆柱体的直径略小于玻璃管的内径,轻重适宜,使它能在玻璃管内的水中匀速上升),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.将此玻璃管迅速竖直倒置(如图乙所示),红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升到管底B.若在将玻璃管竖直倒置、红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时,将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动(如图丙所示),直至红蜡块上升到管底B的位置(如图丁所示).红蜡块与玻璃管间的摩擦很小,可以忽略不计,在这一过程中相对于地面而言()
A.红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动
B.红蜡块做速度大小变化的直线运动
C.红蜡块做加速度大小变化的曲线运动
D.红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动
考向3有关运动合成与分解的图像问题
例3[2023·江苏卷]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()
例4平面内质量为1kg的物体沿x、y方向的运动图像分别如图1、2所示,其中沿x方向的图像为顶点在原点的抛物线.关于物体的运动,下列说法正确的是()
A.物体加速度大小
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