高考物理二轮复习备课资料专题三力与曲线运动第1讲物体的曲线运动课件

专题三 力与曲线运动 定位 五年考情分析 2017年2016年2015年2014年2013年 卷 T15(平抛运动动的 规规律) T17(同步卫卫星的周期) T18(力与运动动的关系) T25(平抛运动动、圆圆周运 动动的综综合) T17(圆圆周运动动 规规律与动动能定 理的综综合) T18(平抛运动动 规规律) T21(登月探测测器 的运行) T19(行星的追及相遇 问题问题 ) T20(圆圆周运动动的临临界 问题问题 ) T25(平抛运动规动规 律与 匀强电场电场 特点的综综合) T20(航天器运行与 变轨变轨 ) T24(运动动的合成与 分解) 卷 T14(圆圆周运动动 规规律)T17(平抛 运动动与圆圆周运 动动的综综合) T19(天体的椭椭 圆圆运动动) T16(圆圆周运动动的向心 力、向心加速度) T25(平抛运动动、圆圆周运 动动的综综合) T16(运动动的合成 与分解) T15(平抛运动动) T17(圆圆周运动规动规 律的 应应用) T18(天体密度的计计算) T20(航天器变轨变轨 ) T21(生活中的圆圆周 运动动) 卷 T14(卫卫星运动动 的周期、速率、 向心加速度问问 题题) T14(物理学史、行星运 动规动规 律) T20(圆圆周运动规动规 律与 动动能定理的综综合) T24(圆圆周运动规动规 律与 机械能守恒定律的综综合 ) 专题 定位 本专题专题 解决的是曲线线运动规动规 律及其与牛顿顿运动动定律的综综合问题问题 .高考对对 本专题专题 的考查频查频 率极高,力与天体运动动部分以选择题为选择题为 主,难难度适中;力 与曲线线运动动部分,既有选择题选择题 ,也有计计算题题,难难度中上.分解思想、合成法 、正交分解法、临临界值值的思想是用到的主要思想方法;抛体运动动、圆圆周运 动动、直线线运动组动组 合问题问题 及功能综综合问题问题 等是考查查的重点. 应考 建议 1.熟练练掌握平抛和匀速圆圆周运动动的运动动学公式及适用条件. 2.运用运动动的合成和分解、动动力学规规律和功能关系解决直线线运动动、圆圆周 运动动、平抛运动动的组组合性问题问题 ,分析衔衔接点的速度是解决问题问题 的关键键. 3.运用两个模型、两条思路是解决天体运动动与航天问题问题 的基础础,重点关注 我国航天工程的最新成就. 第1讲 物体的曲线运动 整 合 突 破 实 战 整合 网络要点重温 【网络构建】 【要点重温】 1.物体做曲线运动的条件:当物体所受合外力的方向跟它的速度方向 时,物体做曲线运动. 2.运动的合成与分解的运算法则: 定则. 3.做平抛运动的物体,平抛运动的时间完全由 决定,t= . 4.平抛(或类平抛)运动的推论 任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的 . 不在同 一条直线上 平行四边形 高度 中点 5.水平面内圆周运动临界问题 (1)水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供,常涉 及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态. (2)常见临界条件:绳子松弛的临界条件是绳的张力FT= ;接触面滑动的临界 条件是拉力F=Ffmax;接触面分离的临界条件是接触面间的弹力FN= . 6.竖直平面内圆周运动的两种临界问题 (1)绳模型:半径为R的圆形轨道,物体能通过最高点的条件是v . (2)杆模型:物体能通过最高点的条件是v . 0 0 0 突破 热点考向聚焦 热点考向一 运动的合成与分解 【核心提炼】 1.运动合成与分解的一般思路 (1)明确合运动或分运动的运动性质. (2)明确是在哪两个方向上的合成或分解. (3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度). (4)运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解. 2.分析运动的合成与分解问题,要注意运动的分解方向,一般情况按实际运动效果进行分 解.绳关联的情景中,物体的实际运动为合运动,相应的速度为合速度;实际运动有两个运 动效果,一是使绳子伸长,二是使绳子转动. 3.小船过河的时间t= ,其中v垂为小船在静水中的速度沿垂直于河岸方向的分速度. 【典例1】 (2017河南平顶山模拟)如图所示,在竖直平面的xOy坐标系中,Oy竖 直向上,Ox水平.设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力.一小球从坐标原点沿 Oy方向竖直向上抛出,初速度为v0=4 m/s,不计空气阻力,到达最高点的位置如 图中M点所示.(坐标格为正方形,g取10 m/s2)求: (1)小球在M点的速度v1的大小; 答案:(1)6 m/s (2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N; 解析:(2)由竖直方向的对称性可知,小球再经过t1到x轴,水平方向做初速 度为零的匀加速直线运动,在2t1时间内的平均速度为v1,所以回到x轴时落 到x=v12t1=12s0处,位置N的坐标为(12,0). 答案:(2)见解析图 (3)小球到达N点的速度v2的大小. 【拓展延伸】 在“典例1”中,若将恒定风力改为电场力,且带电小球斜着进入 电场.电场为沿x轴正方向、电场强度为E的有界匀强电场,若质量为m,电荷量 为q的带正电小球从O点以初速度v0沿与x轴负方向成角进入电场,如图所示 ,小球离开电场时的速度方向竖直向下.求: (1)小球在电场中运动的时间; 答案:见解析 (2)出电场时沿水平方向及竖直方向位移大小. 答案:见解析 【预测练习1】 (2017河北石家庄质检)小船过河时,船头与上游河岸夹角为 ,其航线恰好垂直于河岸,已知船在静水中的速度为v,现水流速度稍有增大, 为保持航线不变,且能准时到达河对岸,下列措施中可行的是( ) A.减小角,减小船速v B.减小角,增大船速v C.增大角,增大船速v D.增大角,减小船速v 解析:由题意可知,船在静水中的速度为v,其航线恰好垂直于河岸,当水流 速度v水稍有增大,变成v水,为保持航线不变,且准时到达对岸,即v合大小 方向都不变,那么船速由v变成v,如图所示,可得减小,v变大,选项B正 确. B 热点考向二 抛体运动问题 【核心提炼】 1.求解平抛(类平抛)运动的技巧 (1)求解落点问题时,一般建立坐标系,由两个方向遵循的规律列出位移方程 ,由此确定其落点. (2)求解末速度的大小和方向问题时,一般要建立水平分速度和竖直分速度 之间的关系,由此确定其末速度. (3)如图所示,分解某一过程的位移和某一位置瞬时速度,则可以获得两个直 角三角形.一般该类运动问题都可以在这两个直角三角形中解决. 2.平抛运动与斜面相关的两个结论 (2)若平抛的物体垂直打在斜面上,则物体打在斜面上瞬间,其水平速度与竖直 速度之比等于斜面倾角的正切值. BC 审题突破 【预测练习2】 (2017山东烟台模拟)(多选)“套圈”是一项老少皆宜的体育运 动项目.如图所示,水平地面上固定着3根直杆1,2,3,直杆的粗细不计,高度均 为0.1 m,相邻两直杆之间的距离为0.3 m.比赛时,运动员将内圆直径为0.2 m 的环沿水平方向抛出,刚抛出时环平面距地面的高度为1.35 m,环的中心与直 杆1的水平距离为1 m.假设直杆与环的中心位于同一竖直面,且运动中环心始 终在该平面上,环面在空中保持水平,忽略空气阻力的影响,g取10 m/s2.以下说 法正确的是( ) A.如果能够套中直杆,环抛出时的水平初速度不能小于1.8 m/s B.如果能够套中第2根直杆,环抛出时的水平初速度在2.4 m/s到2.8 m/s之间 C.如以2.3 m/s的水平初速度将环抛出,就可以套中第1根直杆 D.如环抛出的水平速度大于3.3 m/s,就不能套中第3根直杆 AB 热点考向三 圆周运动问题 【核心提炼】 1.解决圆周运动问题的关键 (1)要进行受力分析,明确向心力的来源,确定圆心以及半径. 2.对于竖直平面内的圆周运动要注意区分“轻绳模型”和“轻杆模型”,明确两种模 型过最高点时的临界条件. 3.解决竖直平面内的圆周运动的基本思路是“两点一过程” (1)“两点”即最高点和最低点,在最高点和最低点对物体进行受力分析,确定向心 力,根据牛顿第二定律列方程. (2)“一过程”即从最高点到最低点,往往由动能定理将这两点的速度联系起来. 【典例3】 (多选)如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A,B两物块叠放在一 起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( ) A.B的向心力是A的向心力的2倍 B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍 C.A,B都有沿半径向外滑动的趋势 D.若B先滑动,则B对A的动摩擦因数A小于盘对B的动摩擦因数B BC BC 热点考向四 平抛与圆周运动组合问题 【核心提炼】 平抛运动与圆周运动的组合题,关键是找到两者的速度关系.若先做圆周运动后 做平抛运动,则圆周运动的末速度等于平抛运动的水平初速度;若物体平抛后进 入圆轨道,圆周运动的初速度等于平抛末速度在圆切线方向的分速度. 【典例4】 (2016全国卷,25) 轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上 ,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度 为l.现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是 长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖 直,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压 缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动.重力加速度大小为g. (1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置 与B点之间的距离. (2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围. 【拓展延伸】在“典例4”的情景中,若P的质量为m,在B点有另一小物块Q,P到达 B点时与Q发生弹性正碰,碰后Q离开圆轨道恰好落回P开始沿轨道运动的位置, 求Q的质量M与m的关系. 【预测练习4】 (2017湖南株洲一模)如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道AB 固定在竖直平面内,O为圆心,OA与水平方向的夹角为30,OB在竖直方向.一 个可视为质点的小球从O点正上方某处以某一水平初速度向右抛出,小球恰好 能无碰撞地从A点进入圆轨道内侧,此后沿圆轨道运动到达B点.已知重力加速 度为g,求: (1)小球初速度的大小; (2)小球运动到B点时对圆轨道压力的大小. 答案:(2)6mg 实战 高考真题演练 1.运动的合成与分解(2015全国卷,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3.1103 m/s,某次发射卫星飞经赤道 上空时的速度为1.55103 m/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,1.9103 m/sB.东偏南方向,1.9103 m/s C.西偏北方向,2.7103 m/sD.东偏南方向,2.7103 m/s B 2.平抛运动问题(2017全国卷,15)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 C 3.圆周运动问题(2016全国卷,20)(多选) 如图,一固定容器的内壁是半径