《19届高考物理二轮复习讲义 专题2 力与物体运动 第2课时 力与曲线运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《19届高考物理二轮复习讲义 专题2 力与物体运动 第2课时 力与曲线运动（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时力与曲线运动1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不共线时，物体做曲线运动合运动与分运动具有等时性和等效性，分运动和分运动具有独立性2平抛运动(1)规律：vxv0，vygt，xv0t，ygt2.(2)推论：做平抛(或类平抛)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；设在任意时刻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_.3竖直平面内圆周运动的两种临界问题(1)绳模型：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v0.4万有引力定律的规律和应用(1)在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆
2、周运动，其所需要的向心力由万有引力提供其基本关系式为Gmm2rm()2rm(2f)2r.在天体表面，忽略自转的情况下有Gmg.(2)卫星的绕行速度v、角速度、周期T与轨道半径r的关系由Gm，得v，则r越大，v越小由Gm2r，得，则r越大，越小由Gmr，得T，则r越大，T越大(3)卫星变轨由低轨变高轨，需增大速度，稳定在高轨道上时速度比在低轨道小；由高轨变低轨，需减小速度，稳定在低轨道上时速度比在高轨道大(4)宇宙速度第一宇宙速度：推导过程为：由mg得：v17.9 km/s.第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度第二宇宙速度：v211.2 km/s，使物体挣脱地
3、球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度：v316.7 km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度1竖直面内的圆周运动竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常利用动能定理来建立联系，然后结合牛顿第二定律进行动力学分析2平抛运动对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题，应用“合成与分解的思想”，分析这两种运动转折点的速度是解题的关键3天体运动(1)分析天体运动类问题的一条主线就是F万F向，抓住黄金代换公式GMgR2.(2)确定天体表面重力加速度的方法有：测重力法、单摆法、平抛(或竖直上抛)物体法、近地卫星环绕法高考题型1曲线运动的理解和分析1曲线运动的理解(1)曲线运动是变速运动，速度方
4、向沿切线方向；(2)合力方向与轨迹的关系：物体做曲线运动的轨迹一定夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向指向曲线的“凹”侧2曲线运动的分析(1)物体的实际运动是合运动，明确是在哪两个方向上的分运动的合成(2)根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质(3)运动的合成与分解就是速度、位移、加速度等的合成与分解，遵守平行四边形定则例1(2018广东省深圳市高级中学月考)质量为m的物体P置于倾角为1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑轻质定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角2时(如图1)，下列判断正确的是()图1
5、AP的速率为vBP的速率为vcos 2C绳的拉力等于mgsin 1D绳的拉力小于mgsin 1答案B解析将小车速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解为v1、v2，P的速率v1vcos 2，A错误，B正确；小车向右做匀速直线运动，2减小，P的速率增大，绳的拉力大于mgsin 1，C、D错误拓展训练1(2018湖南省衡阳市第二次联考)一只小船渡过两岸平行的河流，河中水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于河岸小船的初速度均相同，且船头方向始终垂直于河岸，小船相对于水分别做匀加速、匀减速和匀速直线运动，其运动轨迹如图2所示下列说法错误的是()图2A沿AC和AD轨迹小船都是做匀变速运动BAD是匀减速运动的轨迹
6、C沿AC轨迹渡河所用时间最短D小船沿AD轨迹渡河，船靠岸时速度最大答案D高考题型2平抛运动基本规律的应用1基本思路处理平抛(或类平抛)运动时，一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解，先按分运动规律列式，再用运动的合成求合运动2两个突破口(1)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题，其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值(2)若平抛运动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例2 (2018湖北省十堰市调研)如图3所示为足球球门，球门宽为L，一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角(图中P点)若球员顶球点
7、的高度为h.足球被顶出后做平抛运动(足球可看做质点)，重力加速度为g.则下列说法正确的是()图3A足球在空中运动的时间tB足球位移大小lC足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan D足球初速度的大小v0答案C解析足球运动的时间为：t，A错误；足球在水平方向的位移大小为：x，所以足球的位移大小：l，B错误；由几何关系可得足球初速度的方向与球门线夹角的正切值为：tan ，C正确；足球的初速度的大小为：v0 ，D错误拓展训练2(2018广东省揭阳市二模)如图4所示为乒乓球桌面示意图，球网上沿高出桌面H，网到桌边的水平距离为L，在某次乒乓球训练中，从左侧处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网
8、的上沿落到桌面右侧边缘，设乒乓球的运动为平抛运动，下列判断正确的是()图4A击球点的高度与网高度之比为21B乒乓球在网左右两侧运动时间之比为21C乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时速率之比为12D乒乓球在网左右两侧运动速度变化量之比为12答案D解析因为水平方向做匀速直线运动，网右侧的水平位移是左边水平位移的两倍，所以网右侧运动时间是左侧的两倍，竖直方向做自由落体运动，根据hgt2可知，击球点的高度与网高之比为98，故A、B错误；由平抛运动规律：Hgt2，Lv0t解得：v0L，由动能定理可知，乒乓球过网时mgHmv12mv02解得：v1 ，同理落到桌边缘时速度v2，所以，故C错误； 网右侧运动时间是
9、左侧的两倍，vgt，所以乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为12，故D正确拓展训练3 (2018山东省济南一中期中)如图5所示，位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在了倾角为30的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则v1、v2之比为()图5A11 B21 C32 D23答案C解析小球A做平抛运动，根据分运动位移公式，有：xv1tygt2又tan 30联立得：v1gt小球B恰好垂直打到斜面上，则有：tan 30则得：v2gt由得：v1v232，所以C正确高考题型3圆周运动的分析1基本思路(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)列出正确的动力学
10、方程Fmmr2mvmr.2技巧方法竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度通常利用动能定理来建立联系，然后结合牛顿第二定律进行动力学分析例3(多选)(2018甘肃省兰州一中模拟)如图6甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FTv2图象如图乙所示，则()图6A轻质绳长为B当地的重力加速度为C当v2c时，轻质绳最高点拉力大小为aD若v2b，小球运动到最低点时绳的拉力为6a答案ABD解析在最高点，根据牛顿第二定律：FTmgm，解得：FTmmg，可知纵轴截距的绝对值为amg，解得当地的重力加
11、速度为：g，图线的斜率k，解得绳子的长度：L，故A、B正确；当v2c时，轻质绳的拉力大小为：FTmmga，故C错误；当v2b时拉力为零，有mgm，到最低点时根据动能定理得： 2mgLmv22mv2，根据牛顿第二定律：FTmgm，联立以上可得最低点时绳的拉力为：FT6mg6a，故D正确拓展训练4(2018陕西省宝鸡市质检二) 如图7所示，长为L的轻质硬杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，转动的角速度为，重力加速度为g，某时刻杆对球的作用力水平向左，则此时杆与水平面的夹角为()图7Asin Bsin Ctan Dtan 答案B解析小球所受重力
12、和杆的作用力的合力提供向心力，受力如图所示根据牛顿第二定律有：mL2，解得：sin ，故选B.拓展训练5(多选)如图8所示，质量分别为m和2m的A、B两个物块(可视为质点)在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为(可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)A离轴的距离为R，B离轴的距离为2R，两物块用一根细绳连在一起A、B随圆盘以角速度一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是()图8AA所受的合外力与B所受的合外力大小相等BB所受摩擦力方向指向圆心C若，A、B两物块与圆盘发生相对滑动答案BCD解析A和B两个物块做匀速圆周运动的向心力都是靠绳子的拉力和静摩擦力提供，由Fnm2
13、r可知角速度相等，而rB2rA，则FnB4FnA，故A错误；B所需向心力大，绳子拉力相等，当A、B两物块与圆盘未发生滑动时，B所受的静摩擦力方向指向圆心，当A、B两物块与圆盘发生滑动时，B所受的滑动摩擦力方向也指向圆心，故B正确；在B达到最大静摩擦力之前，细线中没有弹力，则2m22R2mg，解得：时，A和B两物块与圆盘发生相对滑动，则D正确高考题型4万有引力定律的理解和应用题型1万有引力定律的应用1天体质量和密度的求解(1)利用天体表面的重力加速度g和天体半径R.由于Gmg，故天体质量M，天体密度.(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r.由万有引力提供向心力，即Gmr，得出
14、中心天体质量M；若已知天体半径R，则天体的平均密度.2变轨问题(1)点火加速，v突然增大，Gm，卫星将做近心运动(3)同一卫星在不同轨道上运行时机械能不同，轨道半径越大，机械能越大(4)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等，外轨道的速度大于内轨道的速度例4(2018全国卷16)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J03180253”，其自转周期T5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体，万有引力常量为6.671011 Nm2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为()A5109 kg/m3 B51012 kg/m3C51015 kg/m3 D51018
