2020届高考物理二轮复习 专题1 运动与力 第3讲 曲线运动与天体的运动课件

专题突破 第一部分 专题一运动与力 第3讲曲线运动与天体的运动 栏 目 导 航 1 2018年北京卷 根据高中所学知识可知 做自由落体运动的小球 将落在正下方位置 但实际上 赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处 这一现象可解释为 除重力外 由于地球自转 下落过程小球还受到一个水平向东的 力 该 力 与竖直方向的速度大小成正比 现将小球从赤道地面竖直上抛 考虑对称性 上升过程该 力 水平向西 则小球 运动的合成与分解 a 到最高点时 水平方向的加速度和速度均为零b 到最高点时 水平方向的加速度和速度均不为零c 落地点在抛出点东侧d 落地点在抛出点西侧 答案 d 2 2015年新课标 卷 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 103m s 某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1 55 103m 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 sc 西偏北方向 2 7 103m sd 东偏南方向 2 7 103m s 答案 b 3 多选 2019年新课标 卷 如图甲 在跳台滑雪比赛中 运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离 某运动员先后两次从同一跳台起跳 每次都从离开跳台开始计时 用v表示他在竖直方向的速度 其v t图象如图乙所示 t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻 则 对平抛运动的考查 a 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小b 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大c 第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大d 竖直方向速度大小为v1时 第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 答案 bd 对圆周运动的考查 答案 bd 5 2019年浙江卷 一质量为2 0 103kg的汽车在水平公路上行驶 路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1 4 104n 当汽车经过半径为80m的弯道时 下列判断正确的是 a 汽车转弯时所受的力有重力 弹力 摩擦力和向心力b 汽车转弯的速度为20m s时所需的向心力为1 4 104nc 汽车转弯的速度为20m s时汽车会发生侧滑d 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7 0m s2 答案 d 6 2019年新课标 卷 2019年1月 我国 嫦娥四号 探测器成功在月球背面软着陆 在探测器 奔向 月球的过程中 用h表示探测器与地球表面的距离 f表示它所受的地球引力 能够描述f随h变化关系的图象是 答案 d 万有引力定律的应用 abcd 7 2019年新课标 卷 金星 地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动 它们的向心加速度大小分别为a金 a地 a火 它们沿轨道运行的速率分别为v金 v地 v火 已知它们的轨道半径r金a地 a火b a火 a地 a金c v地 v火 v金d v火 v地 v金 答案 a 8 多选 2019年新课标 卷 在星球m上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上 把物体p轻放在弹簧上端 p由静止向下运动 物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示 在另一星球n上用完全相同的弹簧 改用物体q完成同样的过程 其a x关系如图中虚线所示 假设两星球均为质量均匀分布的球体 已知星球m的半径是星球n的3倍 则 a m与n的密度相等b q的质量是p的3倍c q下落过程中的最大动能是p的4倍d q下落过程中弹簧的最大压缩量是p的4倍 答案 ac 电场中曲线运动的动力学问题 热点1对平抛运动的考查 答案 d 1 平抛运动 类平抛运动处理的方法都是采用运动分解的方法 即分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的初速度为零的匀加速直线运动 2 在平抛 类平抛 运动中要注意两个推论 在解答选择题时常用到 1 做平抛 类平抛 运动的物体任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 如图甲所示 2 如图乙 设做平抛 类平抛 运动的物体在任意时刻 任意位置处瞬时速度与水平方向的夹角为 位移与水平方向的夹角为 则有tan 2tan 答案 b 答案 c 答案 abd 热点2对圆周运动的考查 答案 bc 下滑过程中的平均速度小于上滑过程的平均速度 则下滑过程的时间大于上滑过程的时间 则根据i mgt可知 小环下滑过程重力的冲量比上滑过程重力的冲量大 选项c正确 上下过程重力的功相同 下滑过程时间大于上滑过程的时间 则根据p w t可知 小环下滑过程重力的平均功率比上滑过程重力的平均功率小 选项d错误 答案 d 答案 cd 答案 b 小球在斜面上受重力 支持力和绳的拉力作用做变速圆周运动 其重力与斜面的支持力大小和方向均保持不变 绳的拉力大小和方向均不断变化 根据牛顿第三定律以斜劈为研究对象 其受到小球恒定的压力和沿斜面方向不断变化的拉力作用下保持平衡 小球通过绳对斜劈的拉力沿水平方向不断变化 故其在水平和竖直方向的分量也在不断变化 根据斜劈的平衡可知 其所受水平方向的摩擦力大小是变化的 地面对其支持力大小不一定等于小球和斜劈重力之和 故c d错误 答案 cd 答案 cd 解析 绳b烧断后 在水平方向上 没有拉力可以充当向心力 故a错误 绳b被烧断前 小球在竖直方向没有位移 加速度为零 a绳中张力等于重力 在绳b被烧断瞬间 a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力 而向心力竖直向上 绳a的张力将大于重力 即张力突然增大 故b错误 若角速度较小 小球原来的速度较小 小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动 故c正确 若角速度较大 小球原来的速度较大 小球可能在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动 故d正确 热点3万有引力定律的应用 例3 2019年天津卷 2018年12月8日 肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的 嫦娥四号 探测器成功发射 实现人类航天器首次在月球背面巡视探测 率先在月背刻上了中国足迹 已知月球的质量为m 半径为r 探测器的质量为m 引力常量为g 嫦娥四号 探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时 探测器的 答案 c 1 宇宙速度 2019年北京卷 2019年5月17日 我国成功发射第45颗北斗导航卫星 该卫星属于地球静止轨道卫星 同步卫星 该卫星 a 入轨后可以位于北京正上方b 入轨后的速度大于第一宇宙速度c 发射速度大于第二宇宙速度d 若发射到近地圆轨道所需能量较少 答案 d 解析 由于卫星为同步卫星 所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内 故a错误 由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度 所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度 故b错误 由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度 所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度 故c错误 将卫星发射到越高的轨道克服引力所做的功越大 所以发射到近地圆轨道所需能量较小 故d正确 答案 ac 答案 cd 答案 a 电场中运动的动力学问题是近几年高考的重点和热点 综合分析近几年的高考命题 对于这一考向的命题规律有以下几个方面 1 利用运动的合成和分解分析带电粒子的类平抛运动 考查粒子的运动轨迹 受力情况及能量转化 多以选择题形式出现 2 经常与动能定理 运动学方程 牛顿运动定律等知识综合 以计算题的形式出现 热点4电场中曲线运动的动力学问题 例4 2019年河北石家庄模拟 如图所示 图中虚线为某静电场中的等差等势线 实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹 a b c为粒子的运动轨迹与等势线的交点 粒子只受电场力作用 下列说法正确的是 a a点的电势高于b点的电勢b 粒子在a点的加速度比在b点的加速度小c 粒子在a点的动能比在b点的动能大d 粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小 答案 d 解析 由于粒子性质和电场方向未知 故不能判断电势高低 a错误 因a点处的等势面密集 故a点的电场强度大 故电荷在a点受到的电场力大于b点受到的电场力 结合牛顿第二定律可知 粒子在a点的加速度比在b点的加速度大 b错误 由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知 粒子受到的电场力指向右侧 则从a到b电场力做正功 粒子动能增大 b点的动能大于a点的动能 粒子受到的电场力指向右侧 则从b到c电场力做负功 粒子的电势能增大 所以粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小 c错误 d正确 带电粒子在电场中运动的解题思路1 首先分析粒子的运动规律 区分是在电场中的直线运动还是偏转运动问题 2 对于直线运动问题 可根据对粒子的受力分析与运动分析 从以下两种途径进行处理 1 如果是带电粒子在恒定电场力作用下做直线运动的问题 应用牛顿第二定律找出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的速度 位移等 2 如果是非匀强电场中的直线运动 一般利用动能定理研究全过程中能的转化 研究带电粒子的速度变化 运动的位移等 3 对于曲线运动问题 一般是类平抛运动模型 通常采用运动的合成与分解方法处理 通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析 应用动力学方法或功能方法求解 答案 bc 2 电场中的曲线运动 2019年河南六市二模 两个等量异种点电荷分别固定在p q两点 实线是两个点电荷连线的中垂线 如图所示 一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行 最后运动到无穷远处 粒子只受静电力作用 则粒子在电场中 a 沿直线运动 途经各点的电势先降低后升高b 沿直线运动 途经各点的电