高考物理二轮复习 专题04 曲线运动讲.docx

高考物理二轮复习 专题04 曲线运动讲.docx

《高考物理二轮复习 专题04 曲线运动讲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 专题04 曲线运动讲.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理二轮复习专题04曲线运动讲

专题04曲线运动

考试大纲

要求

考纲解读

1.运动的合成与分解

Ⅱ

1.本专题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，万有引力定律是力学中一个重要的、独立的基本定律．运动的合成与分解是研究复杂运动的基本方法．

2.平抛运动的规律及其研究思想在前几年高考题中都有所体现，在近两年的考题中考查得较少，但仍要引起注意．

3.匀速圆周运动及其重要公式，特别是匀速圆周运动的动力学特点要引起足够的重视，对天体运动的考查都离不开匀速圆周运动

4.本专题的一些考题常是本章内容与电场、磁场、机械能等知识的综合题和与实际生活、新科技、新能源等结合的应用题，这种题难度较大，学习过程中应加强综合能力的培养.

2.抛体运动

Ⅱ

3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度

Ⅰ

4.匀速圆周运动的向心力

Ⅱ

5.离心现象

Ⅰ

纵观近几年高考试题，预测2018年物理高考试题还会考：

1.单独命题常以选择题的形式出现；与牛顿运动定律、功能关系、电磁学知识相综合常以计算题的形式出现。

2.平抛运动的规律及其研究方法、近年考试的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题。

3.圆周运动的角速度、线速度及加速度是近年高考的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题，这样的题目往往难度较大。

考向01曲线运动运动的合成与分解

1.讲高考

（1）考纲要求

①掌握曲线运动的概念、特点及条件；②掌握运动的合成与分解法则。

（2）命题规律

单独命题常以选择题的形式出现；与牛顿运动定律、功能关系、电磁学知识相综合常以计算题的形式出现。

案例1．【2015·广东·14】如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物：

（）

A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v

B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v

C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v

D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v

【答案】D

【考点定位】对参考系的理解、矢量运算法则——平行四边形定则的应用。

【名师点睛】此题也可假设经过时间t，画出两者的二维坐标位置示意图，求出相对位移，再除以时间t即可。

案例2．【2015·安徽·14】图示是α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。

图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是：

（）

A．M点B．N点C．P点D．Q点

【答案】C

【解析】由库仑定律，可得两点电荷间的库仑力的方向在两者的两线上，同种电荷相互排斥，由牛顿第二定律，加速度的方向就是合外力的方向，故C正确，ABD错误。

考点：

考查库仑定律和牛顿第二定律。

【名师点睛】库仑定律内容里有“作用力的方向在它们的连线上”，容易忘记;牛顿第二定律内容里有“加速度的方向就是外力的方向”，不注意方向问题，容易出错

案例3．【2015·全国新课标Ⅱ·16】由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。

当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。

已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为：

（）

A．西偏北方向，1.9×103m/sB．东偏南方向，1.9×103m/s

C．西偏北方向，2.7×103m/sD．东偏南方向，2.7×103m/s

【答案】B

【考点定位】速度的合成与分解

【名师点睛】本题主要是理解速度的合成与分解，本题用余弦定理来求解是最简洁的。

2．讲基础

（1）曲线运动

①速度的方向：

②运动的性质：

曲线运动一定是变速运动．

③曲线运动的条件：

（2）运动的合成与分解

①基本概念：

运动的合成；运动的分解

②遵循的规律：

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．

③合运动与分运动的关系：

等时性；独立性；等效性

3．讲典例

案例1．如图所示，甲、乙两船在同一河岸边A、B两处,两船船头方向与河岸均成θ角,且恰好对准对岸边C点。

若两船同时开始渡河，经过一段时间t,同时到达对岸，乙船恰好到达正对岸的D点。

若河宽d、河水流速均恒定，两船在静水中的划行速率恒定，且不影响各自的航行。

下列说法中正确的是（　　）

A.两船在静水中的划行速率不同

B.甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小

C.两船同时到达D点

D.河水流速为

【答案】C

小船过河的速度为船在静水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求两船相遇的地点，需要求出两船之间的相对速度，即它们各自沿河岸的速度的和．

【趁热打铁】一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变。

则该质点

A.不可能做匀变速运动

B.速度的大小保持不变

C.速度的方向总是与该恒力的方向垂直

D.任意相等时间内速度的变化量总相同

【答案】D

案例2．如图所示．曲线是某质点只在一恒力作用下的部分运动轨迹．质点从M点出发经P点到达N点，已知质点从M点到P点的路程大于从P点到N点的路程，质点由M点运动到P点与由P点运动到N点的时间相等．下列说法中正确的是（）

A.质点从M到N过程中速度大小保持不变

B.质点在M、N间的运动不是匀变速运动

C.质点在这两段时间内的动量变化量大小相等，方向相同

D.质点在这两段时间内的动量变化量大小不相等，但方向相同

【答案】C

【解析】因为质点在恒力作用下运动，所以质点做匀变速曲线运动，速度随时间变化，故AB错误；根据动量定理可得，两段过程所用时间相同，所以动量变化量大小和方向都相同，C正确D错误．

【趁热打铁】一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，流速为4m/s的河流中渡河，则下列说法正确的是

A.小船可以到达正对岸

B.小船渡河的轨迹是一条抛物线

C.小船以最短时间渡河时，它的位移大小为200m

D.小船以最短位移渡河时，位移大小为200m

【答案】D

4．讲方法

（1）物体做曲线运动的条件及轨迹分析

①合外力方向与轨迹的关系

物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，曲线的轨迹不会出现急折，只能平滑变化，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向曲线的“凹”侧。

②速率变化情况判断：

当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大；当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小；当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变．

（2）运动的合成与分解方法

根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。

合运动一定是物体的实际运动，在运动的合成与分解中，常利用分运动的等时性，通过求解分运动的时间来求合运动的时间。

（3）“关联”速度问题

绳、杆等有长度的物体，在运动过程中，其两端点的速度通常是不一样的，但两端点的速度是有联系的，称之为“关联”速度。

“关联”速度的关系：

沿绳（或杆）方向的速度分量大小相等。

所以，绳端速度可分解为沿绳方向的速度和垂直于绳方向的速度．

5．讲易错

【题目】如图所示，红蜡块能在玻璃管内的水中匀加速上升，若红蜡块在从A点匀加速上升的同时，玻璃管水平向右做匀速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（）

A.直线PB.曲线QC.曲线RD.无法确定

【答案】【正解】C

【解析】两个分运动的合加速度方向水平向右，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动为曲线运动，根据曲线运动的合力（加速度）大致指向轨迹凹点的一向，知该轨迹为曲线Q．故B正确，A、C、D错误．

【错因】：

蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀加速直线运动，判断合运动是直线运动看合速度与合加速度在不在同一条直线上，并且曲线运动的合力（加速度）大致指向轨迹凹点的一向

考向02平抛运动

1.讲高考

（1）考纲要求

掌握平抛运动的特点和性质；掌握研究平抛运动的方法，并能应用解题

（2）命题规律

平抛运动的规律及其研究方法、近年考试的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题。

案例1．【2017·新课标Ⅰ卷】发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。

速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是：

（）

A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多

B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大

C．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少

D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大

【答案】C

【考点定位】平抛运动

【名师点睛】重点要理解题意，本题考查平抛运动水平方向的运动规律。

理论知识简单，难在由题意分析出水平方向运动的特点。

案例2．【2017·江苏卷】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F．小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g．下列说法正确的是：

（）

（A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F

（B）小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F

（C）物块上升的最大高度为

（D）速度v不能超过

【答案】D

【考点定位】物体的平衡圆周运动

【名师点睛】在分析问题时，要细心．题中给的力F是夹子与物块间的最大静摩擦力，而在物块运动的过程中，没有信息表明夹子与物块间静摩擦力达到最大．另小环碰到钉子后，物块绕钉子做圆周运动，夹子与物块间的静摩擦力会突然增大．

案例3．【2016·江苏卷】有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是：

（）

A．①B．②C．③D．④

【答案】A

【解析】由题意知A、B两小球抛出的初速度相同，由牛顿第二定律知，两小球运动的加速度相同，所以运动的轨迹相同，故A正确；B、C、D错误．

【考点定位】考查抛体运动

【方法技巧】两球的质量不同是本题的一个干扰因素，重在考查学生对物体运动规律的理解，抛体运动轨迹与物体的质量无关，只要初始条件相同，则轨迹相同。

2．讲基础

（1）平抛运动

①条件：

初速度水平；只受重力。

②运动性质：

加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动；运动轨迹是抛物线．

③基本规律：

水平方向：

做匀速直线运动；竖直方向：

做自由落体运动

（2）斜抛运动

①条件：

初速度不为0，方向不水平；只受重力作用

②运动性质：

加速度为g的匀变速曲线运动，轨迹为抛物线．

③基本规律（以斜向上抛为例说明）：

水平方向：

做匀速直线运动；竖直方向：

做竖直上抛运动

（3）类平抛运动

初速度不为0；物体所受的合外力为恒力，且与初速度的方向垂直

（1）解决平抛运动问题一般方法

解答平抛运动问题时，一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解，这样分解的优点是不用分解初速度，也不用分解加速度，即先求分速度、分位移，再求合速度、合位移；特别提醒：

分解平抛运动的末速度往往成为解题的关键。

（2）常见平抛运动类型：

求运动时间往往是突破口

①在水平地面水平平抛：

②在半圆内的平抛运动：

③斜面上的平抛问题：

顺着斜面平抛