《高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第3讲 力与物体的曲线运动（一）平抛、圆周和天体运动课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第3讲 力与物体的曲线运动（一）平抛、圆周和天体运动课件1（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲力与物体的曲线运动(一)平抛、圆周和天体运动平抛、圆周和天体运动1.(2016全全国国卷卷，14)关关于于行行星星运运动动的的规规律律，下下列列说说法法符符合合史史实实的是的是()A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开开普普勒勒总总结结出出了了行行星星运运动动的的规规律律，找找出出了了行行星星按按照照这这些些规规律律运运动的原因动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律开普勒总结出了行星运动的规律，发
2、现了万有引力定律解解析析开开普普勒勒在在第第谷谷天天文文观观测测数数据据的的基基础础上上总总结结出出了了行行星星运运动动三三定律，而牛顿发现了万有引力定律。定律，而牛顿发现了万有引力定律。答案答案B2.(多多选选)(2016全全国国卷卷，18)一一质质点点做做匀匀速速直直线线运运动动，现现对对其其施施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向
3、相同质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变质点单位时间内速率的变化量总是不变解解析析质质点点一一开开始始做做匀匀速速直直线线运运动动，处处于于平平衡衡状状态态，施施加加恒恒力力后后，则则该该质质点点所所受受的的合合外外力力为为该该恒恒力力。若若该该恒恒力力方方向向与与质质点点原原运运动动方方向向不不共共线线，则则质质点点做做曲曲线线运运动动，质质点点速速度度方方向向与与恒恒力力方方向向不不同同，故故A错错；若若F的的方方向向某某一一时时刻刻与与质质点点运运动动方方向向垂垂直直，之之后后质质点点作作曲曲线线运运动动，力力与与速速度度方方向向不不再再垂垂直直，
4、例例如如平平抛抛运运动动，故故B正正确确；由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可知知，质质点点加加速速度度方方向向总总是是与与其其所所受受合合外外力力方方向向相相同同，C正正确确；根根据据加加速速度度的的定定义义，相相等等时时间间内内速速度度变变化化量量相同，而速率变化量不一定相同，故相同，而速率变化量不一定相同，故D错。错。答案答案BC3.(2016全全国国卷卷，16)小小球球P和和Q用用不不可可伸伸长长的的轻轻绳绳悬悬挂挂在在天天花花板板上上，P球球的的质质量量大大于于Q球球的的质质量量，悬悬挂挂P球球的的绳绳比比悬悬挂挂Q球球的的绳绳短短。将将两两球球拉拉起起，使使两两绳绳均均被被水水平平拉拉
5、直直，如如图图1所所示示。将将两两球球由由静静止止释放。在各自轨迹的最低点释放。在各自轨迹的最低点()图图1A.P球的速度一定大于球的速度一定大于Q球的速度球的速度B.P球的动能一定小于球的动能一定小于Q球的动能球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度球的向心加速度答案答案C4.(多多选选)(2016全全国国卷卷，20)如如图图2，一一固固定定容容器器的的内内壁壁是是半半径径为为R的的半半球球面面；在在半半球球面面水水平平直直径径的的一一端端有有一一质质量量为为m的的质质点点P。它
6、它在在容容器器内内壁壁由由静静止止下下滑滑到到最最低低点点的的过过程程中中，克克服服摩摩擦擦力力做做的的功功为为W。重重力力加加速速度度大大小小为为g。设设质质点点P在在最最低低点点时时，向向心心加加速速度度的的大大小小为为a，容容器器对对它它的的支持力大小为支持力大小为N，则，则()图图2答案答案AC5.(2016全全国国卷卷，17)利利用用三三颗颗位位置置适适当当的的地地球球同同步步卫卫星星，可可使使地地球球赤赤道道上上任任意意两两点点之之间间保保持持无无线线电电通通讯讯，目目前前地地球球同同步步卫卫星星的的轨轨道道半半径径约约为为地地球球半半径径的的6.6倍倍，假假设设地地球球的的自自转
7、转周周期期变变小小，若若仍仍仅仅用用三三颗颗同同步步卫卫星星来来实实现现上上述述目目的的，则则地地球球自自转转周周期期的的最最小值约为小值约为()A.1 h B.4 h C.8 h D.16 h答案答案B6.(2015全全国国卷卷，18)一一带带有有乒乒乓乓球球发发射射机机的的乒乒乓乓球球台台如如图图3所所示示。水水平平台台面面的的长长和和宽宽分分别别为为L1和和L2，中中间间球球网网高高度度为为h。发发射射机机安安装装于于台台面面左左侧侧边边缘缘的的中中点点，能能以以不不同同速速率率向向右右侧侧不不同同方方向向水水平平发发射射乒乒乓乓球球，发发射射点点距距台台面面高高度度为为3h。不不计计空
8、空气气的的作作用用，重重力力加加速速度度大大小小为为g。若若乒乒乓乓球球的的发发射射速速率率v在在某某范范围围内内，通通过过选选择择合合适适的的方方向向，就就能能使使乒乒乓乓球球落落到到球球网网右右侧侧台台面面上上，则则v的的最最大大取取值范围是值范围是()图图3答案答案D7.(2014新新课课标标全全国国，18)假假设设地地球球可可视视为为质质量量均均匀匀分分布布的的球球体体。已已知知地地球球表表面面重重力力加加速速度度在在两两极极的的大大小小为为g0，在在赤赤道道的的大大小小为为g；地球自转的周期为；地球自转的周期为T，引力常量为，引力常量为G。地球的密度为。地球的密度为()答案答案B备备
9、 考考 指指 导导【考情分析】【考情分析】2014卷T20：水平面内的圆周运动卷T15：平抛运动 T18：地球密度的估算2015卷T18：平抛运动 T21：天体的运动卷T16：运动的合成与分解2016卷T17：同步卫星 T18：力与运动的关系卷T16：竖直面内的圆周运动卷T14：行星运动规律，开普勒定律高高考考中中单单独独考考查查曲曲线线运运动动的的知知识识点点时时，题题型型为为选选择择题题，将将曲曲线线运运动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题或选择题动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题或选择题(下一讲下一讲)。【备考策略】【备考策略】(1)复复习习时时要要掌掌握握运运动动的的合合成成
10、与与分分解解、化化曲曲为为直直等等处处理理曲曲线线运运动动问问题的思想。题的思想。(2)要要灵灵活活掌掌握握常常见见的的曲曲线线运运动动模模型型：平平抛抛运运动动及及类类平平抛抛运运动动，竖竖直平面内的圆周运动及圆周运动的临界条件。直平面内的圆周运动及圆周运动的临界条件。(3)理解掌握解决天体运动问题的两条思路。理解掌握解决天体运动问题的两条思路。曲线运动及运动的合成与分解曲线运动及运动的合成与分解规规 律律 方方 法法1.物体做曲线运动的条件及特点物体做曲线运动的条件及特点(1)条件：条件：F合合与与v的方向不在同一直线上。的方向不在同一直线上。(2)特点特点F合合恒定：做匀变速曲线运动。恒
11、定：做匀变速曲线运动。F合合不恒定：做非匀变速曲线运动。不恒定：做非匀变速曲线运动。做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线的凹侧。做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线的凹侧。2.解决运动合成和分解的一般思路解决运动合成和分解的一般思路(1)明确合运动或分运动的运动性质。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。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找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度速度、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。运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解。1.在在长长约约一一米米的
12、的一一端端封封闭闭的的玻玻璃璃管管中中注注满满清清水水，水水中中放放一一个个适适当当的的圆圆柱柱形形的的红红蜡蜡块块，玻玻璃璃管管的的开开口口端端用用胶胶塞塞塞塞紧紧，将将其其迅迅速速竖竖直直倒倒置置，红红蜡蜡块块就就沿沿玻玻璃璃管管由由管管口口匀匀速速上上升升到到管管底底。现现将将此此玻玻璃璃管管倒倒置置安安装装在在置置于于粗粗糙糙水水平平桌桌面面上上的的小小车车上上，小小车车从从位位置置A以以初初速速度度v0开开始始运运动动，同同时时红红蜡蜡块块沿沿玻玻璃璃管管匀匀速速上上升升。经经过过一一段段时时间间后后，小小车车运运动动到到图图4中中虚虚线线位位置置B。按按照照图图4建建立立的的坐坐标
13、标系系，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是下图中的在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是下图中的()精精 典典 题题 组组图图4解解析析根根据据题题述述，红红蜡蜡块块沿沿玻玻璃璃管管匀匀速速上上升升，即即沿沿y方方向向做做匀匀速速直直线线运运动动；在在粗粗糙糙水水平平桌桌面面上上的的小小车车从从A位位置置以以初初速速度度v0开开始始运运动动，即即沿沿x方方向向红红蜡蜡块块做做匀匀减减速速直直线线运运动动，在在这这一一过过程程中中红红蜡蜡块块实实际际运运动的轨迹开口向左的抛物线，故动的轨迹开口向左的抛物线，故A正确。正确。答案答案A图图5A.小船渡河的轨迹为直线小船渡河的轨迹为直线B.小船在
14、河水中的最大速度是小船在河水中的最大速度是5 m/sC.小船在距南岸小船在距南岸200 m处的速度小于在距北岸处的速度小于在距北岸200 m处的速度处的速度D.小船渡河的时间是小船渡河的时间是160 s解解析析小小船船在在南南北北方方向向上上为为匀匀速速直直线线运运动动，在在东东西西方方向向上上先先加加速速，到到达达河河中中间间后后再再减减速速，小小船船的的合合运运动动是是曲曲线线运运动动，A错错；当当小小船船运运动动到到河河中中间间时时，东东西西方方向向上上的的分分速速度度最最大大，此此时时小小船船的的合合速速度度最最大大，最最大大值值vm5 m/s，B对对；小小船船在在距距南南岸岸200
15、m处处的的速速度度等等于于在距北岸在距北岸200 m处的速度，处的速度，C错；小船的渡河时间错；小船的渡河时间t200 s，D错。错。答案答案B平抛运动的规律及分析方法平抛运动的规律及分析方法规规 律律 方方 法法抓住抓住“六点六点”破解平抛运动问题破解平抛运动问题1.建立坐标，分解运动建立坐标，分解运动将将平平抛抛运运动动分分解解为为竖竖直直方方向向的的自自由由落落体体运运动动和和水水平平方方向向上上的的匀匀速速直直线线运运动动(在在某某些些情情况况下下运运动动分分解解的的方方向向不不一一定定在在竖竖直直方方向向和和水水平平向方向上向方向上)。2.各自独立，分别分析各自独立，分别分析6.建好
16、建好“两个模型两个模型”(1)常规的平抛运动及类平抛模型。常规的平抛运动及类平抛模型。(2)与斜面相结合的平抛运动模型。与斜面相结合的平抛运动模型。从从斜斜面面上上水水平平抛抛出出又又落落回回到到斜斜面面上上：位位移移方方向向恒恒定定，落落点点速速度度方向与斜面间的夹角恒定，此时往往分解位移，构建位移三角形。方向与斜面间的夹角恒定，此时往往分解位移，构建位移三角形。从从斜斜面面外外水水平平抛抛出出垂垂直直落落在在斜斜面面上上：速速度度方方向向确确定定，此此时时往往往往分解速度，构建速度三角形。分解速度，构建速度三角形。1.(2016福福建建省省毕毕业业班班单单科科质质量量检检查查)如如图图6，
17、将将a、b两两小小球球以以不不同同的的初初速速度度同同时时水水平平抛抛出出，它它们们均均落落在在水水平平地地面面上上的的P点点，a球球抛抛出出时时的的高高度度较较b球球的的高高，P点点到到两两球球起起抛抛点点的的水水平平距距离离相相等等，不计空气阻力。与不计空气阻力。与b球相比，球相比，a球球()精精 典典 题题 组组图图6A.初速度较大初速度较大B.速度变化率较大速度变化率较大C.落地时速度一定较大落地时速度一定较大D.落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大答案答案D2.如如图图7所所示示，在在水水平平放放置置的的半半径径为为R的的圆圆柱柱体体的的正正上
18、上方方的的P点点将将一一小小球球以以水水平平速速度度v0沿沿垂垂直直于于圆圆柱柱体体的的轴轴线线方方向向抛抛出出，小小球球飞飞行行一一段段时时间间后后恰恰好好从从圆圆柱柱体体的的Q点点沿沿切切线线飞飞过过，测测得得O、Q连连线线与与竖竖直直方方向向的的夹夹角为角为，那么小球完成这段飞行的时间是，那么小球完成这段飞行的时间是()图图7答案答案C3.如如图图8所所示示，窗窗子子上上、下下沿沿间间的的高高度度H1.6 m，墙墙的的厚厚度度d0.4 m，某某人人在在离离墙墙壁壁距距离离L1.4 m、距距窗窗子子上上沿沿h0.2 m处处的的P点点，将将可可视视为为质质点点的的小小物物件件以以v的的速速度
19、度水水平平抛抛出出，小小物物件件直直接接穿穿过过窗窗口口并并落落在在水水平平地地面面上上，取取g10 m/s2。则。则v的取值范围是的取值范围是()A.v7 m/sB.v2.3 m/sC.3 m/sv7 m/sD.2.3 m/svL)，重力加速度为，重力加速度为g。图图12(1)求小球通过最高点求小球通过最高点A时的速度大小；时的速度大小；(2)求小球通过最低点求小球通过最低点B时，细线对小球的拉力；时，细线对小球的拉力；(3)若若小小球球运运动动到到最最高高点点A时时细细线线断断裂裂或或小小球球运运动动到到最最低低点点B时时细细线线断断裂裂，两两种种情情况况下下小小球球落落在在水水平平地地面
20、面上上的的位位置置到到C点点(C点点为为地地面面上上的的点点，位位于于A点点正正下下方方)的的距距离离相相等等，则则L和和H应满足什么关系？应满足什么关系？天体运动问题的分析与计算天体运动问题的分析与计算规规 律律 方方 法法掌握掌握“一模一模”“”“两路两路”“”“三角三角”，破解天体运动问题，破解天体运动问题(1)一一种种模模型型：无无论论是是自自然然天天体体(如如地地球球、月月亮亮)还还是是人人造造天天体体(如如宇宇宙宙飞飞船船、人人造造卫卫星星)都都可可以以看看作作质质点点，围围绕绕中中心心天天体体(视为静止视为静止)做匀速圆周运动。做匀速圆周运动。(3)“三角等式三角等式”关系关系1
21、.(2016四四川川理理综综，3)国国务务院院批批复复，自自2016年年起起将将4月月24日日设设立立为为“中中国国航航天天日日”。1970年年4月月24日日我我国国首首次次成成功功发发射射的的人人造造卫卫星星东东方方红红一一号号，目目前前仍仍然然在在椭椭圆圆轨轨道道上上运运行行，其其轨轨道道近近地地点点高高度度约约为为440 km，远远地地点点高高度度约约为为2 060 km；1984年年4月月8日日成成功功发发射射的的东东方方红红二二号号卫卫星星运运行行在在赤赤道道上上空空35 786 km的的地地球球同同步步轨轨道道上上。设设东东方方红红一一号号在在远远地地点点的的加加速速度度为为a1，
22、东东方方红红二二号号的的加加速速度度为为a2，固固定定在在地地球球赤赤道道上上的的物物体体随随地地球球自自转转的的加加速速度度为为a3，则则a1、a2、a3的大小关系为的大小关系为()精精 典典 题题 组组图图13A.a2a1a3 B.a3a2a1C.a3a1a2 D.a1a2a3答案答案D2.(多多选选)截截止止到到2016年年2月月全全球球定定位位系系统统GPS已已运运行行了了整整整整27年年，是是现现代代世世界界的的奇奇迹迹之之一一。GPS全全球球定定位位系系统统有有24颗颗卫卫星星在在轨轨运运行行，每每个个卫卫星星的的环环绕绕周周期期为为12小小时时。GPS系系统统的的卫卫星星与与地地
23、球球同步卫星相比较，下面说法正确的是同步卫星相比较，下面说法正确的是()图图14答案答案BD3.(2016天天津津理理综综，3)我我国国即即将将发发射射“天天宫宫二二号号”空空间间实实验验室室，之之后后发发射射“神神舟舟十十一一号号”飞飞船船与与“天天宫宫二二号号”对对接接。假假设设“天天宫宫二二号号”与与“神神舟舟十十一一号号”都都围围绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动，为为了了实实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是()图图15A.使使飞飞船船与与空空间间实实验验室室在在同同一一轨轨道道上上运运行行，然然后后飞飞船船加加速速追追上上空空
24、间实验室实现对接间实验室实现对接B.使使飞飞船船与与空空间间实实验验室室在在同同一一轨轨道道上上运运行行，然然后后空空间间实实验验室室减减速速等待飞船实现对接等待飞船实现对接C.飞飞船船先先在在比比空空间间实实验验室室半半径径小小的的轨轨道道上上加加速速，加加速速后后飞飞船船逐逐渐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞飞船船先先在在比比空空间间实实验验室室半半径径小小的的轨轨道道上上减减速速，减减速速后后飞飞船船逐逐渐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接解解析析若若使使飞飞船船与与空空间间站站在在同同一一轨
25、轨道道上上运运行行，然然后后飞飞船船加加速速，所所需需向向心心力力变变大大，则则飞飞船船将将脱脱离离原原轨轨道道而而进进入入更更高高的的轨轨道道，不不能能实实现现对对接接，选选项项A错错误误；若若使使飞飞船船与与空空间间站站在在同同一一轨轨道道上上运运行行，然然后后空空间间站站减减速速，所所需需向向心心力力变变小小，则则空空间间站站将将脱脱离离原原轨轨道道而而进进入入更更低低的的轨轨道道，不不能能实实现现对对接接，选选项项B错错误误；要要想想实实现现对对接接，可可使使飞飞船船在在比比空空间间试试验验室室半半径径较较小小的的轨轨道道上上加加速速，然然后后飞飞船船将将进进入入较较高高的的空空间间试
26、试验验室室轨轨道道，逐逐渐渐靠靠近近空空间间实实验验室室后后，两两者者速速度度接接近近时时实实现现对对接接，选选项项C正正确确；若若飞飞船船在在比比空空间间试试验验室室半半径径较较小小的的轨轨道道上减速，则飞船将进入更低的轨道，不能实现对接，选项上减速，则飞船将进入更低的轨道，不能实现对接，选项D错误。错误。答案答案C4.双双星星系系统统由由两两颗颗恒恒星星组组成成，两两恒恒星星在在相相互互引引力力的的作作用用下下，分分别别围围绕绕其其连连线线上上的的某某一一点点做做周周期期相相同同的的匀匀速速圆圆周周运运动动。研研究究发发现现，双双星星系系统统演演化化过过程程中中，两两星星的的总总质质量量、
27、距距离离和和周周期期均均可可能能发发生生变变化化。若若某某双双星星系系统统中中两两星星的的总总质质量量为为M，经经过过一一段段时时间间演演化化后后，两两星星做做圆圆周周运运动动的的周周期期变变为为原原来来的的k倍倍，两两星星之之间间的的距距离离变变为原来的为原来的n倍，则此时两星的总质量为倍，则此时两星的总质量为()答案答案C高频考点三平抛运动与圆周运动的综合问题高频考点三平抛运动与圆周运动的综合问题题题型型分分析析圆圆周周运运动动与与平平抛抛运运动动或或其其他他运运动动形形式式相相结结合合的的题题目目已已成成为为现现在在高高考考的的热热点点，物物体体在在竖竖直直面面内内的的圆圆周周运运动动问
28、问题题，往往往往要综合牛顿运动定律和功能关系等解题。要综合牛顿运动定律和功能关系等解题。图图16(1)小球在小球在B点时的速度的大小；点时的速度的大小；(2)小球在小球在C点时的速度的大小；点时的速度的大小；(3)小球由小球由B到到C的过程中克服摩擦力做的功；的过程中克服摩擦力做的功；(4)D点距地面的高度。点距地面的高度。答案答案(1)10 m/s(2)6 m/s(3)12 J(4)0.2 m【技技巧巧点点拨拨】本本题题为为曲曲线线运运动动的的综综合合题题，涉涉及及圆圆周周运运动动、平平抛抛运运动动等等多多个个运运动动过过程程。此此类类问问题题的的情情况况有有：(1)物物体体先先做做竖竖直直
29、面面内内的的变变速速圆圆周周运运动动，后后做做平平抛抛运运动动；(2)物物体体先先做做平平抛抛运运动动，后后做做竖竖直直面面内内的的变变速速圆圆周周运运动动。这这类类问问题题往往往往要要结结合合能能量量关关系系求求解解，多多以计算题的形式考查。以计算题的形式考查。解解答答此此类类问问题题的的关关键键：先先要要明明确确是是“轻轻杆杆模模型型”还还是是“轻轻绳绳模模型型”，再再分分析析物物体体能能够够到到达达圆圆周周最最高高点点的的临临界界条条件件，对对物物体体在在最最低低点和最高点时的状态进行分析，抓住前后两过程中速度的连续性。点和最高点时的状态进行分析，抓住前后两过程中速度的连续性。变式变式1
30、改变已知条件及设问角度改变已知条件及设问角度(多多选选)如如图图17所所示示，一一个个固固定定在在竖竖直直平平面面上上的的光光滑滑半半圆圆形形管管道道，管管道道里里有有一一个个直直径径略略小小于于管管道道内内径径的的小小球球，小小球球在在管管道道内内做做圆圆周周运运动动，从从B点点脱脱离离后后做做平平抛抛运运动动，经经过过0.3 s后后又又恰恰好好垂垂直直打打在在倾倾角角为为45的的斜斜面面上上。已已知知半半圆圆形形管管道道的的半半径径为为R1 m，小小球可看作质点且其质量为球可看作质点且其质量为m1 kg，g取取10 m/s2。则。则()图图17A.小球在斜面上的相碰点小球在斜面上的相碰点C与与B点的水平距离是点的水平距离是0.9 mB.小球在斜面上的相碰点小球在斜面上的相碰点C与与B点的水平距离是点的水平距离是1.9 mC.小球经过管道的小球经过管道的B点时，受到管道的作用力点时，受到管道的作用力FNB的大小是的大小是1 ND.小球经过管道的小球经过管道的B点时，受到管道的作用力点时，受到管道的作用力FNB的大小是的大小是2 N答案答案AC变式变式2模型情景的变化模型情景的变化图图18答案答案BD
