专题4.1　曲线运动　运动的合成与分解【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

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专题4.1　曲线运动　运动的合成与分解【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念：曲线运动、合运动、分运动。
（1）理解物体做曲线运动的条件，掌握曲线运动的特点.。
（2）知道合运动、分运动的确切含义并能在具体问题中加以区分与识别。
2.科学思维：运动的合成与分解、小船渡河模型、速度关联模型。
（1）理解运动的合成与分解是处理曲线运动的一种重要思想方法。
（2）会用运动的合成与分解处理小船渡河、关联速度等问题
3.科学态度与责任：运动合成与分解在生活实际中的应用。
能将具体问题情景通过构建物理模型转化为物理问题进而应用物理规律来解决，以此提升分析推理能力和模型构建能力。
【讲考点题型】
【知识点一】曲线运动的条件及轨迹分析
1．合力方向与轨迹的关系
无力不弯曲，弯曲必有力．曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，或者说合力的方向总是指向轨迹的“凹”侧．
2．合力方向与速率变化的关系
3．特征
（1）运动学特征：做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化，即曲线运动一定为变速运动．
（2）动力学特征：做曲线运动的物体所受合外力一定不为零且和速度方向始终不在同一条直线上（做曲线运动的条件）．合外力在垂直于速度方向上的分力改变物体速度的方向，合外力在沿速度方向上的分力改变物体速度的大小．
（3）轨迹特征：曲线运动的轨迹始终夹在合外力的方向与速度的方向之间，而且向合外力的一侧弯曲．
【例1】（2022·浙江·天略外国语学校模拟预测）2021年8月21日，中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。导弹轨迹通常都十分复杂，下图是分析导弹工作时的轨迹示意图，其中弹头的速度v与所受合外力F关系正确的是（     ）
A．图中A点 B．图中B点 C．图中C点 D．图中D点
【答案】 D
【解析】
弹头的轨迹时曲线运动，因此合外力与速度关系应满足曲线运动条件，合外力指向轨迹的凹侧，速度方向在轨迹的切线方向。
故选D。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念。要求考生在正确理解力与运动关系的基础上结合各类运动特点准确判断物体的运动性质建立清晰的运动观。
【变式训练1】（2022·浙江·高三专题练****图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景｡比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转（自旋），擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面（刷冰），减小冰壶前侧受到的摩擦力，可使冰壶做曲线运动｡在图乙所示的各图中，圆表示冰壶，ω表示冰壶自旋的方向，v表示冰壶前进的方向，则在刷冰的过程中，冰壶运动的轨迹（虚线表示）可能正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】 B
【解析】
由题意可知，擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面（刷冰），减小冰壶前侧受到的摩擦力，而后侧受摩擦力几乎不变，若冰壶按如图①的逆时针方向旋转，则沿速度垂直的方向，摩擦力的合力向左，则冰壶运动轨迹将向左偏转；同理若冰壶按顺时针方向旋转，冰壶运动轨迹向右偏转。即①④正确。
故选B。
【例2】（2022·辽宁丹东·高三期末）曲线运动是现实生活中最常见、最普遍的运动形式，下列对曲线运动描述正确的是（　　）
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
【答案】 C
【解析】
A．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；
B．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；
C．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；
D．物体做曲线运动的条件是所受的合力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。
故选C。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念。
【变式训练2】（2022·上海市崇明中学模拟预测）如图所示，一带正电的点电荷在一匀强电场中，只在电场力作用下，沿曲线由A运动到B点，且电势能增加。则该电场方向可能是（　　）
A．A指向B B．B指向A
C．水平向左 D．竖直向下
【答案】 C
【解析】
AB．由图可知，点电荷所受合力方向应指向曲线凹侧，因为点电荷带正电，所以电场方向与点电荷在该点所受电场力方向一致，则有电场方向指向曲线凹侧；A、B错误；
CD．由已知点电荷带正电，则电场方向与点电荷在该点所受电场力方向一致，因为点电荷电势能增加，所以电场力做负功，电场方向可能向左，不可能竖直向下，C正确，D错误。
故选C。
【必备知识】（1）物体做曲线运动时，速度沿轨迹的切线方向