專題輔導(dǎo)與能力提升板塊一力學(xué)專題四力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解

1、1專題輔導(dǎo)與能力提升專題輔導(dǎo)與能力提升板塊一板塊一力學(xué)專題四力學(xué)專題四力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解專題四專題四力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解●高考趨勢(shì)展望力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解，體現(xiàn)了矢量的運(yùn)算法則，反映了物理學(xué)研究問題的重要方法.在歷年的高考中常常將力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解滲透在物體的平衡、動(dòng)力學(xué)問題、曲線運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)等問題中進(jìn)行考查.●知識(shí)要點(diǎn)整合1.平行四邊形定則平

2、行四邊形定則是矢量合成與分解遵循的法則.通過(guò)平行四邊形定則將合矢量與分矢量的關(guān)系轉(zhuǎn)化為平行四邊形的對(duì)角線和鄰邊的關(guān)系，把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為幾何運(yùn)算.所以，在解決力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解的問題時(shí)，作圖是解題的關(guān)鍵.2.力的合成與分解力的合成與分解幾乎貫穿于所有涉及力的力學(xué)問題和電學(xué)問題中.求解這些問題時(shí)，常用正交分解法進(jìn)行力的合成與分解，建立合適的坐標(biāo)系是利用正交分解法進(jìn)行力的合成與分解的關(guān)鍵.3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解在物理學(xué)中，我們常把一些

3、復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)研究，例如，我們將平拋運(yùn)動(dòng)分解為一個(gè)沿水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)；研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)時(shí)，也是將帶電粒子的曲線運(yùn)動(dòng)分解為一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣通過(guò)研究?jī)蓚€(gè)簡(jiǎn)單的分運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)運(yùn)動(dòng)合成的方法就可掌握合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解研究實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)，判斷應(yīng)把實(shí)際運(yùn)動(dòng)（合運(yùn)動(dòng)）分解為哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是解決問題的關(guān)鍵.●精典題例解讀［例1］河寬60m，水流速度為6

4、ms，小船在靜水中速度為3ms，則它渡河的最短時(shí)間是多少？最短航程是多少米？【解析】小船過(guò)河問題是應(yīng)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的原理解決的一類典型問題，常常涉及求最短過(guò)河時(shí)間和過(guò)河的最短位移問題.當(dāng)船頭正指對(duì)岸航行時(shí)，過(guò)河時(shí)間最短.過(guò)河位移最短的問題有兩種情況：第一種情況是當(dāng)船速v2大于水速v1，即v2v1時(shí)，合速度v與河岸垂直時(shí)，最短航程就是河寬，第二種情況是v2v1，合速度v不可能與河岸垂直，只有當(dāng)v方向越接近垂直河岸方向，航程越短.可由幾何

5、方法求得，即以v1的末端為圓心，以v2的長(zhǎng)度為半徑作圓，從v1的始端作此圓的切線，該切線方向即為最短航程方向，如圖141所示.圖141小船過(guò)河最短時(shí)間為t=s=20s3602?vd位移最短時(shí)船頭應(yīng)偏向上游河岸α角，則cosα=216312??vvα=60最短位移為3代入數(shù)值得a=ms2=0.20ms23610100.1100.2100.1??????當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向時(shí)，經(jīng)過(guò)1s小球的速度大小為vx=at=0.201.0ms=

6、0.20ms速度的方向沿x軸正方向.小球沿x軸方向移動(dòng)的距離Δx1=0.201.02m=0.10m21在第2s內(nèi)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向，故小球在x方向做速度為vx的勻速運(yùn)動(dòng)，在y方向做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng).沿x方向移動(dòng)的距離Δx2=vxt=0.20m沿y方向移動(dòng)的距離Δy=at2=0.201.02m=0.10m2121故在第2s末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)x2=Δx1Δx2=0.30my2=Δy=0.10m在第2s末小球在x

7、方向的分速度仍為vx在y方向的分速度vy=at=0.201.0ms=0.20ms由上可知，此時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與x軸成45角.要使小球速度能變?yōu)榱?，則在第3s內(nèi)所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向必須與此方向相反，即指向第三象限，與x軸成135角.在第3s內(nèi)，設(shè)在電場(chǎng)作用下小球加速度的x分量和y分量分別為ax、ay，則ax==0.20ms2tvxay==0.20ms2tvy在第3s末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為x3=x2vxtaxt2=0.40m21y3

8、=y2vytayt2=0.20m21小結(jié)：該題考查了學(xué)生描繪物理過(guò)程細(xì)節(jié)，還原物理模型的能力，這是今后在高考中出題的方向，注重了分析判斷能力的考查.考生需在審題的基礎(chǔ)上，弄清各個(gè)子過(guò)程的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，建立清晰的物理圖景，在第1s內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在第2s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到速度為零，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，分別在x、y兩個(gè)方向建立方程.●應(yīng)用強(qiáng)化訓(xùn)練1.如圖144所示，甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員同時(shí)從水流湍急的河流