《（江苏专用）2019版高考物理大一轮复习 第4单元 曲线运动 万有引力与航天学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）2019版高考物理大一轮复习 第4单元 曲线运动 万有引力与航天学案（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第四单元第四单元 曲线运动曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天2014 年2015 年2016 年2017 年高考热点统计要求高考基础要求 及冷点统计 运动的合成与 分解1617抛体运动15181517 匀速圆周运动、 角速度、线速 度、向心加速 度201614匀速圆周运动 的向心力2017252017万有引力定律 及其应用141914环绕速度21 1617考情分析1.运动的合成与分解是解决曲线运动的基本思想和方法,高考着重 考查的知识点有:曲线运动的特点、平抛运动和圆周运动的规律、 万有引力与天体运动规律、宇宙速度与卫星运行及变轨问题. 2.从命题趋势上看,突出物理与现代科技、生产、生活
2、的结合,特 别是与现代航天技术的联系会更加密切,与牛顿运动定律、机械能 守恒定律等内容结合命题的可能性也较大,在 2019 年备考中要引 起重视.离心现象 () 第二宇宙速 度和第三宇 宙速度() 经典时空观 和相对论时 空观()以上三个考 点为高考冷 点,但要求 理解离心运 动产生原因 及第二宇宙 速度和第三 宇宙速度各 自代表的含 义.第 9 讲 运动的合成与分解一、曲线运动速度方向质点在轨迹上某一点的瞬时速度的方向,沿曲线上该点的 方向 运动性质曲线运动一定是变速运动(a恒定: 运动;a变化:非匀 变速曲线运动) 曲线运动条 件(1)运动学角度:物体的 方向跟速度方向不在同一条 直线上
3、(2)动力学角度:物体所受的 方向跟速度方向不在同 一条直线上 二、运动的合成与分解运动的合成:已知分运动求 概念运动的分解:已知合运动求 分解原则根据运动的 分解,也可采用正交分解 遵循规律位移、速度、加速度都是矢量,它们的合成与分解都遵循 定则 三、合运动与分运动的关系等时性合运动和分运动经历的时间相等,即同时开始,同时停止独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他 分运动的影响 等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果 同体性合运动与分运动研究的是同一个物体2【思维辨析】(1)曲线运动一定是变速运动.( ) (2)水流速度越大,则渡河时间越长.( )
4、(3)先发生分运动,然后发生合运动.( ) (4)合速度一定大于分速度.( ) (5)运动的合成与分解的实质是对描述运动的物理量(位移、速度、加速度)的合成与分解.( ) (6)两个直线运动的合运动一定是直线运动.( ) (7)做曲线运动的物体受到的合外力一定是变力.( ) (8)做曲线运动的物体所受的合外力的方向一定指向轨迹的凹侧.( )考点一 曲线运动的条件与轨迹分析 1.曲线运动条件:物体受到的合外力与速度始终不共线. 2.曲线运动特征 (1)运动学特征:由于做曲线运动的物体的瞬时速度方向沿曲线上物体位置的切线方向,所以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.
5、 (2)动力学特征:由于做曲线运动的物体的速度时刻变化,说明物体具有加速度,根据牛顿第二定律可知,物体所受 合外力一定不为零且和速度方向始终不在一条直线上(曲线运动条件).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力方向与速度方向之间,而且向合力的一侧弯曲,或者说合力的方向总 指向曲线的凹侧.轨迹只能平滑变化,不会出现折线. (4)能量特征:如果物体所受的合外力始终和物体的速度垂直,则合外力对物体不做功,物体的动能不变;若合外力 不与物体的速度方向垂直,则合外力对物体做功,物体的动能发生变化. 1
6、 (多选) 2017济南月考 光滑水平面上一运动质点以速度v0通过点O,如图 9-1 所示,与此同时给质点加上 沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy.下列说法正确的是( )图 9-1 A.因为有Fx,故质点一定做曲线运动 B.如果FyFycot ,则质点向x轴一侧做曲线运动 式题 2017四川南充适应性测试 如图 9-2 所示,在光滑水平面上有两条互相平行的直线l1、l2,AB是两条 直线的垂线,其中A点在直线l1上,B、C两点在直线l2上.一个物体沿直线l1以确定的速度匀速向右运动,如果 物体要从A点运动到C点,图中 1、2、3 为其可能的路径,则可以使物体通过A点时( )图 9-
7、2 A.获得由A指向B的任意大小的瞬时速度;物体的路径是 2 B.获得由A指向B的确定大小的瞬时速度;物体的路径是 2 C.持续受到平行于AB的任意大小的恒力;物体的路径可能是 13D.持续受到平行于AB的确定大小的恒力;物体的路径可能是 3 规律总结 (1)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; (2)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; (3)当合外力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变.考点二 运动的合成与分解 1.运动合成的计算 (1)如果各分运动在同一直线上,需选取正方向,与正方向同向的量取“+”号,与正方向反向的量取“-”号,从而 将矢量运算简化为
8、代数运算. (2)两分运动不在同一直线上时,按照平行四边形定则进行合成. 2.合运动性质的判定 根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动,具体分以下几种情况:两个互成角度的分运动合运动的性质 两个匀速直线运动匀速直线运动 两个初速度为零的匀加速直 线运动匀加速直线运动如果v合与a合共线,为匀变速直 线运动两个初速度不为零的匀变 速直线运动如果v合与a合不共线,为匀变速 曲线运动 如果v合与a合共线,为匀变速直 线运动一个匀速直线运动和一个 匀变速直线运动如果v合与a合不共线,为匀变速 曲线运动2 2015全国卷 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
9、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 9-3 所示,发动机给卫星的附加速度的方向和大 小约为( )图 9-3 A.西偏北方向,1.9103 m/s B.东偏南方向,1.9103 m/s C.西偏北方向,2.7103 m/s D.东偏南方向,2.7103 m/s 式题 (多选) 2017江苏连云港模拟 如图 9-4 所示,一块橡皮用细线
10、悬挂于O点,用钉子靠着线的左侧沿与 水平方向成 30角的斜面向右上方以速度v匀速运动,运动中始终保持悬线竖直,下列说法正确的是( )图 9-44A.橡皮的速度大小为v B.橡皮的速度大小为v C.橡皮的速度与水平方向成 60角 D.橡皮的速度与水平方向成 45角 方法技巧 上面例 2 变式题是对“相对运动”和“运动的合成与分解”知识的综合考查,解答此类问题要注意以下几点:(1) 理解参考系的概念,参考系是假定为不动的物体;(2)应用“运动的合成与分解”的思想,先研究分运动,再研究合 运动.考点三 小船渡河问题模型解 读分运动 1分运动 2合运动运动船相对于静水 的划行运动船随水漂流 的运动船的
11、实际运动速度本 质发动机给船的 速度v1水流给船的 速度v2船相对于岸的速度 v 速度方 向沿船头指向沿水流方向合速度方向,轨迹 (切线)方向渡河时 间(1)渡河时间只与船垂直于河 岸方向的分速度有关,与水流 速度无关; (2)渡河时间最短:船头正对 河岸时,渡河时间最短,tmin=(d为河宽)渡河位 移(1)渡河路径最短(v1v2时): 合速度垂直于河岸时,航程最 短,xmin=d.船头指向上游与河岸夹角为,cos = (2)渡河路径最短(v1mr2时,物体渐渐向圆心靠近,做近心运动. 2.离心运动的本质并不是受到离心力的作用,而是提供的力小于匀速圆周运动需要的向心力. 【思维辨析】 (1)
12、匀速圆周运动是匀变速曲线运动.( ) (2)匀速圆周运动的加速度恒定不变.( ) (3)做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变.( ) (4)物体做离心运动是因为受到所谓离心力的作用.( ) (5)汽车转弯时速度过大就会向外发生侧滑,这是由于汽车轮胎受沿转弯半径向内的静摩擦力不足以提供汽车转 弯所需向心力的缘故.( ) 【思维拓展】 1.匀速圆周运动和匀速直线运动中的两个“匀速”的含义相同吗?2.匀速圆周运动中哪些物理量是不变的?考点一 圆周运动的运动学问题传动类 型图示结论共轴传 动(1)运动特点:转动方向相同; (2)定量关系:A点和B点转动的周 期相同、角速度相同,A点和B点的 线速度
13、大小与其半径成正比皮带(链 条)传动(1)运动特点:两轮的转动方向与皮 带的绕行方式有关,可同向转动,也 可反向转动; (2)定量关系:由于A、B两点相当于 皮带上的不同位置的点,所以它们的 线速度大小相同,二者角速度与其半 径成反比,周期与其半径成正比齿轮传 动(1)运动特点:转动方向相反;(2)定量关系:vA=vB;(z1、z2分别表示两齿轮 的齿数)141. 2017广东佛山二模 明代出版的天工开物一书中就有牛力齿轮水车图(如图 11-2 所示),记录了我们祖 先的劳动智慧.若A、B、C三齿轮半径的大小关系如图所示,则 ( )图 11-2 A.齿轮A的角速度比C的大 B.齿轮A与B的角速
14、度相等 C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等 D.齿轮A边缘的线速度比C边缘的大 2. 2017成都质检 光盘驱动器读取数据的某种方式可简化为以下模式:在读取内环数据时,以恒定角速度的方 式读取,而在读取外环数据时,以恒定线速度的方式读取.如图 11-3 所示,设内环内边缘半径为R1,内环外边缘半 径为R2,外环外边缘半径为R3.A、B、C分别为各边缘上的点,则读取内环上A点时A点的向心加速度大小和读取 外环上C点时C点的向心加速度大小之比为( )图 11-3A.C.3.如图 11-4 所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比RBRC=32,A轮 的半径大小与C
15、轮的相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之 无滑动地转动起来.a、b、c为三轮边缘上的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的( )图 11-4 A.线速度大小之比为 322 B.角速度之比为 332 C.转速之比为 232 D.向心加速度大小之比为 964 要点总结 传动装置的特点 (1)共轴传动:固定在一起共轴传动的物体上各点角速度相同. (2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动:皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等.15考点二 圆周运动的动力学问题运动模型飞机水平转弯火车转弯圆锥摆向心力的 来源图示运动模型飞车走壁汽车在水
16、 平路面转弯水平转台向心力的 来源图示考向一 水平面内圆周运动的临界问题 1 (多选) 2017辽宁抚顺一中模拟 如图 11-5 所示,两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的 轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴转动.已知两物块质量相等,杆CD对物块A、B的最大静摩擦力相等,开始 时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块B到轴的距离为物块A到轴的距离的两倍.现让该装置从静 止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中,下列说法正确的是( )图 11-5 A.A受到的静摩擦力一直增大 B.B受到的静摩擦力先增大后保持大小不变 C.A受到的静摩擦力先增大后减小再增大 D.B受到的合外力先增大后保持大小不变 式题 2017东北
