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1、解密高考解密高考 运动的合成与分解是研究复杂运动的重要方法，主要用于解决曲线运动，用一维的运动来解决二维和三维运动的问题借助运动的合成与分解考查研究变速曲线运动的基本思维方法是高考的一个热点运动的合成与分解运动的合成与分解 物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的，由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成；由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解运动的合成与分解基本关系：分运动的独立性；运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系，不能并存)；运动的等时性；运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定则)【例1】 (2011上海)如图1所示，人沿平直的
2、河岸以速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行当绳与河岸的夹角为，船的速率为()图图1 解析速度分解图如图：根据此图得v船vcos .所以本题选C.答案C【例2】 (2011四川卷)(1)某研究性学习小组进行了如下实验：如图2所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻R的坐标为(4，6)，此时R的速度大小为_cm/s.R在上升过程中运动轨迹的示意图是_(R视为质点)
3、图2答案5D从运动的独立性原理出发考查平抛物体运动的规律，本内容既是力学的基础运动分析的重要体现，又是考查灵活运用动力学和运动学的规律研究平面运动能力的重要命题，相关考题的综合性强平抛运动平抛运动 1平抛运动的处理方法通常，可以把平抛运动看作为两个分运动的合运动：一个是水平方向(垂直于恒力方向)的匀速直线运动，一个是竖直方向(沿着恒力方向)的匀加速直线运动2平抛运动的规律以抛出点为坐标原点，水平初速度v0方向为x轴正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，建立如图3所示的坐标系，在该坐标系下，对任一时刻t.图图3 3 【例3】 (2011海南)如图4所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆ab为沿
4、水平方向的直径若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径图图4 【例4】 (2011广东)如图5所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是()图图5 答案AB匀速圆周运动及其重要公式，如线速度、角速度、向心力是高考的热点圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，题目主要考查对牛顿第二定律的理解，应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的能力圆周运动圆周运动 圆周运动中的向
5、心力：向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力向心力是按力的作用效果来命名的，故在分析做圆周运动的物体受力时，切不可在性质力上再添加一个向心力，但对各种情况下向心力的来源应明确圆周运动中的动力学方程即将牛顿第二定律应用于圆周运动，由于向心加速度表示不同，有以下各种情况，解题时应根据已知条件进行选择【例5】 (2011安徽)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图6(a)所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率图，其半径叫做
6、A点的曲率半径现将一物体沿与水平面成角的方向以速度v0抛出，如图6(b)所示则在其轨迹最高点P处的曲率半径是()图6答案C【例6】 (2011北京)如图7所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为，小球保持静止，画出此时小球的受力图，并求力F的大小图图7 (2)由由图图示示位位置置无无初初速速度度释释放放小小球球，求求当当上上球球通通过过最最低低点点时时的速度大小及轻绳对小球的拉力的速度大小及轻绳对小球的拉力(不计空气阻力不计空气阻力)解析(1)受力图如右图，根据平衡条件，应满足Tcos mg，Tsin F
7、拉力大小Fmgtan .答案见解析万有引力定律与天体问题是历年高考必考内容本部分内容常以天体问题(如双星、黑洞、恒星的演化等)或人类航天(如卫星发射、空间站、探测器登陆等)为背景，考查向心力、万有引力、圆周运动等知识卫星运动卫星运动 (2)开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立经测定月地距离为3.84108 m，月球绕地球运动的周期为2.36106 s，试计算地球的质量M地(G6.671011 Nm2/kg2，结果保留一位有效数字)答案见解析答案AD人造地球卫星是现代航天技术的结晶，其中应用最多的是地球同步通讯卫星，简称同步卫星，主要用它作为太空中的微波
8、中继站，通过它可以转发和发射电磁波信号有关同步卫星知识的题目在高考中曾多次出现，并且越来越成为考查的热点特别是近年来我们国家在航天方面的迅猛发展，更会出现各类天体运动方面的题同步卫星同步卫星 1地球同步卫星的轨道平面：非同步人造地球卫星其轨道平面可与地轴有任意夹角，而同步卫星一定位于赤道的正上方，不可能在与赤道平行的其他平面上这是因为：不是赤道上方的某一轨道上跟着地球的自转同步地作匀速圆运动，卫星的向心力为地球对它引力的一个分力F1，而另一个分力F2的作用将使其运行轨道靠赤道，如图8所示，故此，只有在赤道上空，同步卫星才可能在稳定的轨道上运行2地球同步卫星的周期：地球同步卫星的运转周期与地球自
9、转周期相同【例9】 (2011全国理综)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105 m/s，运行周期约为27天，地球半径约为6 400千米，无线电信号传播速度为3108 m/s) ()A0.1 s B0.25 s C0.5 s D1 s答案B【例10】 (2011山东)甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确的是()A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度
10、D甲在运行时能经过北极的正上方答案AC能的概念、功和能的关系以及各种不同形式的能的相互转化和守恒的规律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客观规律，它贯穿于整个物理学中功和功率是历年高考的必考内容，考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高功和功率功和功率 (2)用动能定理WEk或功能关系求功当F为变力时，高中阶段只能用这种方法求功这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功(或者说是合外力对物体做的功)(3)利用Fx图像或pV图像曲线下的面积求功(4)利用WPt计算(2)功率的计算式：PFvcos ，其中是力与速度间的夹角该公式有两种用法：求某一时刻
11、的瞬时功率这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；当v为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率(3)重力的功率可表示为PGmgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积答案ADA两球同时落地B相遇时两球速度大小相等C从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等答案C该考点在近年高考中题型各异，重在规律的理解及应用，单独出现以选择为主，而与其他知识综合出题则多以计算题出现主要题型有用动能定理解题的基本方法，用动能定
12、理处理变力做功问题，用动能定理处理多过程运动问题等动能定理的应用动能定理的应用 1动能定理的表述合外力做的功等于物体动能的变化(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力)表达式为WEk2应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程和动量定理不同，动能定理的研究对象只能是单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动(原因是：系统内所有内力的总冲量一定是零，而系统内所有内力做的总功不一定是零)(内力不能做功)(2)对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，包括重力)(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)如果研究过程中
13、物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功(4)写出物体的初、末动能(5)按照动能定理列式求解(1)轿车以90 km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；(2)轿车从90 km/h减速到72 km/h过程中，获得的电能E电；(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72 km/h匀速运动的距离L.答案(1)2103 N(2)6.3104 J(3)31.5 m【例14】 (2011山东)如图10所示，在高出水平地面h1.8 m的光滑平台上放置一质量M2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l10.2 m且表面光滑，左段表面粗糙在A最右端放有可视为质点的物块
14、B，其质量m1 kg.B与A左段间动摩擦因数0.4.开始时二者均静止，现对A施加F20 N水平向右的恒力，待B脱离A(A尚未露出平台)后，将A取走B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x1.2 m(取g10 m/s2)求：图10(1)B离开平台时的速度vB.(2)B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间tB和位移xB.(3)A左端的长度l2答案见解析能的概念、功和能的关系以及各种不同形式的能的相互转化和守恒的规律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客观规律，它贯穿于整个物理学中机械能守恒定律是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全机械能守恒定律是力学中的重点和难点，用能量观点
15、解题是解决动力学问题的三大途径之一考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生产、生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本部分知识机械能守恒定律机械能守恒定律 1机械能守恒定律的两种表述(1)在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变(2)如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和重力势能的相互转化时，机械能的总量保持不变对机械能守恒定律的理解：机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内，因
16、为重力势能就是小球和地球所共有的另外小球的动能中所用的v，也是相对于地面的速度当研究对象(除地球以外)只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒；当研究对象(除地球以外)由多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒“只有重力做功”不等于“只受重力作用”在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”3解题步骤(1)确定研究对象和研究过程(2)判断机械能是否守恒(3)选定一种表达式，列式求解【例15】 (2011海南)现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图11所示：水平桌面上固定一倾斜的
17、气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104s2)1.481.952.412.923.39图12【例16】 (2011全国理综)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析主要考查功和能的关系运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少，A项正确蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B项正确蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，C项正确重力势能的改变与重力势能零点选取无关，D项错误答案ABC
