广西省大新中学高三物理专题辅导讲义:力和曲线运动
高三物理专题复习曲线运动
)
D.伤员做加速度大小、方向均
如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小。
A.速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改
A.向东运动的质点受到一个向西的力的作用
而曲线运动中速度的方向时刻在改变(无论速度大小是否改变),即速度矢量时刻改变着,所以曲线运动必是变速运动。
014.山东泰安市07年第一轮质量检测1 1.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内 ( B) A.速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改
变
B.速度一定在不断地改变,加速度可以不变 C.速度可以不变,加速度一定不断地改变 D.速度可以不变,加速度也可以不变
022.福州三中07—08学年第三次月考1 1.关于运动物体的轨迹与所受合外力的关系,下 列叙述中正确的有: ( C )
029.连云港07-08学年度第一学期期末调研考试 5
5、如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线
飞行的直升飞机A,用悬索(重力可忽略不计)救护
困在湖水中的伤员B.在直升飞机A和伤员B以相同
的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员提起,在
某一段时间内,A、B之间的距离以l=H–t2(式中H
为直升飞机A离地面的高度,各物理量的单位均为国
四、做曲线运动的物体一定具有加速度,所受合外 力一定不等于零 做曲线运动的物体的速度时刻在改变,即运动状态时 刻在改变着,由牛顿运动定律可知,力是改变物体运 动状态原因即改变速度的原因,力是产生加速度的原 因。而加速度等于速度的变化△v与时间t的比值。只 要速度有改变,即△v≠0,就一定具有加速度。
沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小。
在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是 C( )
最新[方案]第3讲 力与曲线运动教学讲义ppt
真题与定位
考向与预测
方法与技巧
5.(2013·新课标全国卷Ⅱ,20)(多选)目前,在地球周围有许多
人造地球卫星绕着它转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,
且轨道半径逐渐变小.若卫星在轨道半径逐渐变小的过程
中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正
确的是
( ).
A.卫星的动能逐渐减小
B.由于地球引力做正功,引力势能一定减小
方法与技巧
【典例1】
(2013·江苏卷,7)如图1-3-3所示,从地面上同一位置抛出
两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大
高度相同.空气阻力不计,则
( ).
图1-3-3
真题与定位
考向与预测
方法与技巧
A.B的加速度比A的大 B.B的飞行时间比A的长 C.B在最高点的速度比A在最高点的大 D.B在落地时的速度比A在落地时的大 解析 两物体都只受重力,因此它们加速度相同A项错;由 题意和抛体运动规律知,竖直方向分运动完全相同,因此飞 行时间一样,则B项错,再根据水平方向,同样的时间内B 物体水平位移大,则B物体在最高点的速度较大,由机械能 守恒定律知B落地速度比A的也大,则C、D项正确. 答案 CD
求路面外侧高内侧低,选项A正确.当速度稍大于vc时,汽 车有向外侧滑动的趋势,因而受到向内侧的摩擦力,当摩擦
力小于最大静摩擦力时,车辆不会向外侧滑动,选项C正 确.同样,速度稍小于vc时,车辆不会向内侧滑动,选项B 错误.vc的大小只与路面的倾斜程度和转弯半径有关,与地 面的粗糙程度无关,D错误. 答案 AC
方法与技巧
解析 因质点做减速运动,故其所受电场力F的方向与v的 方向夹角为钝角,又因为质点带负电荷,其所受电场力F与 电场强度E方向相反,故只有选项D正确,选项A、B、C错 误. 答案 D
高考物理二轮复习专题一力与运动3力与曲线运动课件
双星问题的分 科学思维 根据高考对本章考查
析 的命题特点,复习时,
天体密度的计 科学思维、 应加强对各类题型的
算态度与责任 科学 归纳总结:
地球卫星运行 物理观念 (1)竖直平面内的圆周
周期的比较 运动模型、锥体运动
平抛运动规律 物理观念 的临界问题等;
的求解
2017
Ⅰ卷15T Ⅱ卷17T Ⅱ卷19T Ⅲ卷14T
[迁移题组]——多角度 提能力 ♦[迁移 1] 水平面内圆周运动的分析 1.(多选)如图,两个质量均为 m 的小木块 a 和 b(可视为质点) 放在水平圆盘上,a 与转轴 OO′的距离为 l,b 与转轴的距离为 2l. 木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍,重力加速度大 小为 g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用 ω 表示圆盘转 动的角速度,下列说法正确的是( )
应用、卫星问题,学习
科学思维、 科学态度与
责任
过程中要注意从圆周运 动与牛顿第二定律出发
分析天体运动规律.
考向一 运动的合成与分解 [知识必备]——提核心 通技法 1.曲线运动的理解 (1)曲线运动是变速运动,速度方向沿切线方向. (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.
1.平抛运动的规律 (1)沿水平方向做匀速直线运动:vx=v0,x=v0t. (2)沿竖直方向做自由落体运动:vy=gt,y=12gt2. 2.类平抛运动与平抛运动处理方法相似 分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向的初速 度为零的匀加速直线运动.
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休息时间,你们休 睛,
看看远处,要保护好眼睛哦~站起来动一动,久坐对 哦~
高三物理二轮复习专题一力与运动第3讲力和曲线运动课件【优质ppt版本】
在竖直方向上:y-h=12gt2,y=12g(2t)2,解得 y=43h. 故当发射点高度小于43h 时,乒乓球不能落到右侧台面上. 答案 43h
• 2.(2017·全国卷Ⅰ)发球机从同一高度向正前方依 次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影 响).速C 度较大的球越过球网,速度较小的球没有越 过球网;其原因是( )
第一部分
核心专题突破
专题一 力与运动 • 第3讲 力和曲线运动
栏目导航
2年考情回顾 热点题型突破 热点题源预测 对点规范演练 逐题对点特训
2年考情回顾
①曲线运动的特征 ②弯道上的匀速圆周运动
设问 方式
③竖直平面内的圆周运动
④乒乓球和足球的平抛运动 ⑤运动的合成和分解
[例](2016·全国卷Ⅱ,18题) [例](2016·浙江卷,20题)
题型三 圆周运动的分析
• 命题规律 • 圆周运动是高考的重点之一,题型既有选择题,也
有计算题,主要考查:(1)圆周运动与平衡知识的综 合.(2)圆周运动的临界和极值问题.(3)与平抛运动, 功能关系结合的力学综合.
方法点拨
1.解决圆周运动力学问题要注意以下几点: (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)列出正确的动力学方程 F=mvr2=mrω2=mωv=mr4Tπ22. 2.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. 3.竖直平面内圆周运动的两种临界问题: (1)绳固定,物体能通过最高点的条件是 v≥ gR. (2)杆固定,物体能通过最高点的条件是 v>0. 4.对于水平面内的圆周运动,要注意摩擦力或其他约束力的临界条件.
物理二轮复习 专题2力和曲线运动课件
1) 00时,F F1 F2 2) 180 0时,F F1 F2 3)变大, F变小
问题1: 共点力F1、F2的大小分别为6N和8N,则 合力的范围为 2~14N 。
可见合力可以比分力大,也可以比分力小
3、多个力的合成 依次作平行四边形
三、矢量与标量
1、矢量 既有大小又有方向 2、标量 只有大小没有方向 注意:不管是矢量还是标量,都有可能带负号, 矢量的负号表示方向,标量的负号有多种含义。 问题2:三个共点大小分别为5N、7N、11N,则三个
(1)f=Fcosθ 答案 (2)F2 = F (3)竖直向上 (4)左斜向下(在支持力与F
之间的反方正向上交) 分解
练习3: 物体m放在粗糙的斜面上保持静
止,现用水平力F推物体m,在力F由零逐渐增加 而物体m仍静止的过程中,物体m所受的
(A) 静摩擦力逐渐减小到零
答案
(B) 静摩擦力的方向可能改变 (C)合外力逐渐增大
说明:
算出的vt>0表示物体在向上过程中,vt<0表示物体 在向下过程中;s>0表示物体在抛出点上方,s<0 表示物体在抛出点下方.
3、对称性
(1)竖直上抛物体上抛达最大高度所用的时间与从这 一高度下落到抛出点所用时间相等。
(2)竖直上抛的物体在上升和下落过程中经过同一位 置时的速度大小相等、方向相反。
解题方法:自由落体的位移公式及速度与位移的关系
解:(1)B球上升到最高点的高度为:
此高度大于平台的高度hA=12m,故A、B两球一定是 在B球上升的过程中相遇。
(2)相遇时vA=gt1=10×0.6m/s=6m/s vB=v0B-gt1=(20-10×0.6)m/s=14m/s
(3)设A球下落12米运动的时间为tA
广西省大新中学高三物理专题辅导讲义物理实验设计
【2011考纲解读】从2011高考考纲来看,实验设计依然为高考命题的热点之一。
通过历年高考试题的分析,不难发现,设计性实验是高考考查的难点,重点考查课本上实验的基本原理和实验方法的迁移能力。
【2011高考预测】从近几年的高考试题来看,加强了对实验创新能力的考查。
重点考查电路设计问题、选择电阻设计电路问题、利用米尺和铅笔设计测量金属丝直径问题。
预测高考仍然会加强对设计实验的考查,且仍然是基本实验原理和实验思想的迁移能力的考查。
【专题解读】1、实验设计的四项基本原则(1)科学性:设计的方案应有科学的依据和正确的操作方式。
①设计方案中依据的原理应遵循物理规律,且要求选用的规律正确、简明;②设计方案中安排的操作步骤应该合理,且操作符合实验规则要求;③设计方案中进行数据处理及误差分析应依据科学的方法。
(2)安全性:按照设计方案操作时,应安全可靠,不会对仪器、器材造成损害。
①选用实验器材时,应考虑仪器、器材的性能及量值(如仪表的量程、用电器的额定值、弹簧的弹性限度等)的要求;②设计实验方案时,应考虑安排保护措施。
(3)精确性:实验误差应控制在误差允许的范围内,尽量采取误差较小的方案。
①在安装实验器材或使用仪器前,应安装实验要求对器材、仪器精心调整,如在使用某些仪表前,应注意进行机械调零;②选用合适的测量工具和合适的测量范围,使之与被测数据相匹配,如使用多用电表测量某电阻时,应选择合适的档位,使测量是的电表指针在中央刻度值附近;③实验中应多次测量,获取多组数据,避免因操作带来的偶然误差;④数据处理采用合适的方式,如根据题目的要求可以采用图像法、列表法等方式进行数据处理。
(4)简便性、直观性:设计实验应便于操作、读数,便于进行数据处理。
2、实验设计的设计思路解决设计型实验问题的关键是确定实验原理,它是进行实验设计的根本依据和起点,它决定应当测量那些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等。
实验原理的确定,要根据问题的要求和给出的条件,回顾分组实验和演示实验,寻找能够迁移应用的实验原理,或者回顾物理原理,寻找有关的物理规律,设法创设相关的物理情景,并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量。
高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第3讲 力与曲线运动讲义-人教版高三全册物理教案
第3讲力与曲线运动[相关知识]1.条件F合与v的方向不在同一直线上,或加速度方向与速度方向不共线.2.性质(1)F合恒定:做匀变速曲线运动.(2)F合不恒定:做非匀变速曲线运动.3.速度方向:沿轨迹切线方向.4.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.[规律方法提炼]1.合运动与分运动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.合运动的性质根据合外力与合初速度的方向关系判断合运动的性质.3.运动的合成与分解指速度、位移、加速度等的合成与分解,遵守平行四边形定则.例1(多选)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始由静止开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的速度-时间图象如图甲、乙所示,关于物体在0~4s这段时间内的运动,下列说法中正确的是( )A.前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动B.后2s内物体继续做匀加速直线运动,但加速度沿y轴方向C.4s末物体坐标为(4m,4m)D.4s末物体坐标为(6m,2m)解析 前2s 内物体在y 轴方向没有速度,只有x 轴方向有速度,由题图甲看出,物体在x 轴方向做匀加速直线运动,故A 正确;在2~4s 内,物体在x 轴方向做匀速直线运动,y 轴方向做匀加速直线运动,根据运动的合成得知,物体做匀加速曲线运动,加速度沿y 轴方向,故B 错误;在前2s 内,物体在x 轴方向的位移为x 1=v 2t =22×2m=2m .在后2s 内,x 轴方向的位移为x 2=vt =2×2m=4m ,y 轴方向位移为y =22×2m=2m ,则4s 末物体的坐标为(6m,2m),故C 错误,D 正确.拓展训练1 (2019·某某苏北三市第一次质检)如图所示,一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动,某同学用画笔在白板上画线,画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速,后匀减速直到停止.取水平向右为x 轴正方向,竖直向下为y 轴正方向,则画笔在白板上画出的轨迹可能为( )答案 D解析 由题可知,画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动,水平方向先向右做匀加速运动,根据运动的合成和分解可知此时画笔做曲线运动,由于加速度方向向右,即合力方向向右,则曲线向右弯曲;然后水平方向向右做减速运动,同理可知轨迹仍为曲线运动,由于加速度方向向左,即合力方向向左,则曲线向左弯曲,故选项D 正确,A 、B 、C 错误.拓展训练2 (2019·某某某某市第一次质量检查)在演示“做曲线运动的条件”的实验中,有一个在水平桌面上向右做直线运动的小钢球,第一次在其速度方向上放置条形磁铁,第二次在其速度方向上的一侧放置条形磁铁,如图所示,虚线表示小球的运动轨迹.观察实验现象,以下叙述正确的是( )A .第一次实验中,小钢球的运动是匀变速直线运动B .第二次实验中,小钢球的运动是类平抛运动,其轨迹是一条抛物线C .该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向D .该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上解析 第一次实验中,小钢球受到沿着速度方向的吸引力作用,做直线运动,并且随着距离的减小吸引力变大,加速度变大,则小球的运动是非匀变速直线运动,选项A 错误;第二次实验中,小钢球所受的磁铁的吸引力方向总是指向磁铁,是变力,故小球的运动不是类平抛运动,其轨迹也不是一条抛物线,选项B 错误;该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上,但是不能说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向,故选项C 错误,D 正确.[相关知识]1.位移关系:⎩⎪⎨⎪⎧x =v 0t y =12gt 2位移方向偏转角tan α=yx.2.速度关系:⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0v y =gt速度方向偏转角tan θ=v y v x =yx2=2tan α.分析题目条件是位移(方向)关系,还是速度(方向)关系,选择合适的关系式解题. [规律方法提炼] 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 (2019·某某市联考)在18届雅加达亚运会中,中国女排毫无悬念地赢得了冠军,图为中国队员比赛中高抛发球.若球离开手时正好在底线中点正上空3.49m 处,速度方向水平且与底线垂直.已知每边球场的长和宽均为9m ,球网高为2.24m ,重力加速度g 取10m/s 2,不计空气阻力.为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是( )A .15m/sB .17 m/sC .20m/sD .25 m/s 答案 C解析 设每边球场的长和宽均为L ,若球刚好过网,据H -h =12gt 12和L =v 1t 1得最小速度v 1=18m/s若球刚好不出场地,据H =12gt 22,2L =v 2t 2,得最大速度v 2≈22m/s故发球速度X 围是18m/s <v <22 m/s ,故选C.拓展训练3 (2019·某某十校期末)如图所示,一名运动员在参加跳远比赛,他腾空过程中离地面的最大高度为L ,成绩为4L ,假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α,运动员可视为质点,不计空气阻力.则有( )A .tan α=2B .tan α=12C .tan α=14D .tan α=1答案 D解析 从最高点到落入沙坑是平抛运动 由2L =v 0tL =12gt 2 v y =gttan α=v y v 0,得tan α=1,故选项D 正确.拓展训练4 (多选)(2019·全国卷Ⅱ·19)如图(a),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 图像如图(b)所示,t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻.则( )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v 1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解析 根据v -t 图线与横轴所围图形的面积表示位移大小,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大,选项A 错误;从起跳到落到雪道上,第一次速度变化大,时间短,由a =ΔvΔt 可知,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小,选项C 错误;第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大,又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值相同(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值),故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大,选项B 正确;竖直方向上的速度大小为v 1时,根据v -t 图线的斜率表示加速度可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小,由牛顿第二定律有mg -F f =ma ,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大,选项D 正确.[相关知识] 1.物理量间的关系2.三种传动方式(1)皮带传动、摩擦传动:两轮边缘线速度大小相等 (2)同轴转动:轮上各点角速度相等 [规律方法提炼] 1.基本思路(1)进行受力分析,明确向心力的来源,确定圆心、轨道平面以及半径.(2)列出正确的动力学方程F =m v 2r =mrω2=mωv =mr 4π2T2.2.技巧方法(1)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; (2)最高点和最低点利用牛顿第二定律进行动力学分析.3.两种模型(1)绳球模型:小球能通过最高点的条件是v ≥gR . (2)杆球模型:小球能到达最高点的条件是v ≥0.例3 (2019·某某某某市上学期期末)如图所示,用长为L 的细线系着一个质量为m 的小球(可以看作质点),以细线端点O 为圆心,在竖直平面内做圆周运动.P 点和Q 点分别为圆轨迹的最低点和最高点,不考虑空气阻力,小球经过P 点和Q 点所受细线拉力的差值为( )A .2mgB .4mgC .6mgD .8mg 答案 C解析 在Q 点,F 1+mg =m v 12L ;对从最高点到最低点过程,有:mg (2L )=12mv 22-12mv 12;在最低点,F 2-mg =m v 22L;联立三式有:F 2-F 1=6mg ,故选C.拓展训练5 (2019·某某某某市期末)如图所示是磁盘的磁道,磁道是一些不同半径的同心圆.为了数据检索的方便,磁盘格式化要求所有磁道储存的字节与最内磁道的字节相同,最内磁道上每字节所占用磁道的弧长为L .已知磁盘的最外磁道半径为R ,最内磁道的半径为r ,相邻磁道之间的宽度为d ,最外磁道不储存字节.电动机使磁盘以每秒n 圈的转速匀速转动,磁头在读写数据时保持不动,磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道,不计磁头转移磁道的时间.下列说法正确的是( )A .相邻磁道的向心加速度的差值为4π2dn2B .最内磁道的一个字节通过磁头的时间为L nC .读完磁道上所有字节所需的时间为R -r -1ndD .若r 可变,其他条件不变,当r =R2时磁盘储存的字节最多答案 D解析 由电动机使磁盘每秒转n 圈知T =1ns.由a =ω2r 知相邻磁道加速度的差值Δa =4π2T2·Δr =4π2n 2d ,故A 项错误;最内磁道一个字节通过磁头的时间t 1=L2πr ·T =L 2πnr ,故B 项错误;读完所有磁道所需时间t =(R -rd)T =R -r nd ,故C 项错误;字节数n =t t 1=2πLd r (R -r ),故其他条件不变时,当r =R2时,n 有最大值,故D 正确.拓展训练6 (2019·某某市3月选考)为了提高一级方程式赛车的性能,在形状设计时要求赛车上下空气存在一个压力差(即气动压力),从而增大赛车对地面的正压力.如图所示,一辆总质量为600kg 的赛车以288km/h 的速率经过一个半径为180m 的水平弯道,转弯时赛车不发生侧滑,侧向附着系数(正压力与摩擦力的比值)η=1,则赛车转弯时( )A .向心加速度大小约为460m/s 2B .受到的摩擦力大小约为3×105NC .受到的支持力大小约为6000ND .受到的气动压力约为重力的2.6倍答案 D解析 288km/h =80 m/s根据向心加速度公式a =v 2R≈36m/s 2,故A 错误;因为摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律得:F f =mv 2R≈21333N,故B 错误;因为摩擦力F f =ηF N =η(Mg +F ),则汽车所受支持力F N =F f η=21333N ,气动压力F =F N -Mg =15333N ,故F mg =15333N 600×10N≈2.6,故C 错误,D 正确.[相关知识] 天体质量和密度(1)利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R .由于G Mm R 2=mg ,故天体质量M =gR 2G ,天体密度ρ=M V =M 43πR3=3g 4πGR.(2)通过卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r .①由万有引力提供向心力,即G Mm r 2=m 4π2T 2r ,得出中心天体质量M =4π2r3GT 2;②若已知天体半径R ,则天体的平均密度ρ=M V =M 43πR3=3πr3GT 2R 3.[规律方法提炼] 1.环绕天体模型环绕天体做圆周运动的向心力由中心天体对它的万有引力提供,即G Mm r 2=m 4π2T 2r =m v 2r=mω2r=ma 等,可得:中心天体质量M =4π2r 3GT 2,ρ=3πr 3GT 2R 3(r =R 时有ρ=3πGT2)环绕天体运行速度v =GM r ,加速度a =GMr2.角速度ω=GMr 3,周期T =4π2r3GM,故r 增大时,速度v 、角速度ω、加速度a 均减小,周期T 增大. 2.变轨问题(1)同一卫星在不同轨道上运行时机械能和周期不同,轨道半径越大,机械能越大,周期越长. (2)卫星经过不同轨道相切的同一点时加速度相等,在外轨道的速度大于在内轨道的速度.3.双星问题双星各自做圆周运动的向心力由两者之间的万有引力提供,即G m 1m 2(r 1+r 2)2=m 1ω2r 1=m 2ω2r 2,得m 1r 1=m 2r 2另:G m 1+m 2(r 1+r 2)2=ω2(r 1+r 2)双星总质量:m 1+m 2=ω2(r 1+r 2)3G.例4 (2018·全国卷Ⅱ·16)2018年2月,我国500m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T =5.19ms.假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.67×10-11N·m 2/kg 2.以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为( )A .5×109kg/m 3B .5×1012kg/m 3C .5×1015kg/m 3D .5×1018kg/m 3答案 C解析 脉冲星自转,边缘物体m 恰对球体无压力时万有引力提供向心力,则有G Mm r 2=mr 4π2T2,又知M =ρ·43πr 3整理得密度ρ=3πGT2=3×3.146.67×10-11×(5.19×10-3)2kg/m 3≈5.2×1015 kg/m 3.拓展训练7 (2019·全国卷Ⅲ·15)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<R 地<R 火,由此可以判定( )A .a 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解析 金星、地球和火星绕太阳公转时万有引力提供向心力,则有G Mm R 2=ma ,解得a =G M R2,结合题中R 金<R 地<R 火,可得a 金>a 地>a 火,选项A 正确,B 错误;同理,由G Mm R 2=m v 2R,解得v=GMR,再结合题中R 金<R 地<R 火,可得v 金>v 地>v 火,选项C 、D 错误. 拓展训练8 (2019·新高考研究联盟二次联考)如图,拉格朗日点L 1位于地球和月球连线上,处在拉格朗日点L 1上的空间站与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动.以下判断正确的是( )A .空间站的绕行速度大于月球的绕行速度B .空间站的向心力仅由地球的万有引力提供C .空间站的向心加速度小于月球的向心加速度D .月球运行的线速度大于同步卫星运行的线速度 答案 C解析 空间站和月球,周期相同,由v =ωr =2πT·r 知空间站的绕行速度小,A 错误;由a =ω2r =4π2T2·r 知空间站的向心加速度小,故C 项正确;空间站的向心力是由地球和月球的万有引力的合力提供,由B 错误;由G Mm r 2=m v 2r知月球运行的线速度小于同步卫星运行的线速度,故D 错误.例5 (多选)(2018·全国卷Ⅰ·20)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100s 时,它们相距约400km ,绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星( ) A .质量之积B .质量之和 C .速率之和D .各自的自转角速度答案 BC 解析 两颗中子星运动到某位置的示意图如图所示每秒转动12圈,角速度已知,中子星运动时,由万有引力提供向心力得Gm 1m 2l2=m 1ω2r 1① Gm 1m 2l2=m 2ω2r 2② l =r 1+r 2③由①②③式得G (m 1+m 2)l 2=ω2l ,所以m 1+m 2=ω2l 3G, 质量之和可以估算.由线速度与角速度的关系v =ωr 得v 1=ωr 1④v 2=ωr 2⑤由③④⑤式得v 1+v 2=ω(r 1+r 2)=ωl ,速率之和可以估算.质量之积和各自自转的角速度无法求解.专题强化练基础题组1.如图,乒乓球从斜面上滚下,它以一定的速度沿直线运动,在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,则关于乒乓球的运动,下列说法中正确的是( )A .乒乓球将保持原有的速度继续前进B .乒乓球将偏离原有的运动路径,但不进入纸筒C .乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒D .只有用力吹气,乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒答案 B解析 当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒,要提前吹才会进入纸筒.2.在高空中匀速飞行的轰炸机,每隔时间t 投放一颗炸弹,若不计空气阻力,则投放的炸弹在空中的位置是选项中的(图中竖直的虚线将各图隔离)( )答案 B解析 炸弹的运动是一个平抛运动,它在水平方向上是匀速直线运动,与飞机速度相等,所以所有离开飞机的炸弹与飞机应在同一条竖直线上,故A 、C 选项错误;炸弹在竖直方向上是自由落体运动,从上至下,炸弹间的距离越来越大,B 项正确,D 项错误.3.(2019·某某某某市2月质检)质量为m =2kg 的物体(可视为质点)静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点处,先用沿x 轴正方向的力F 1=8N 作用2s ,然后撤去F 1;再用沿y 轴正方向的力F 2=10N 作用2s .则物体在这4s 内的轨迹为( )答案 D解析 物体在F 1的作用下由静止开始从坐标系的原点沿+x 轴方向做匀加速运动,加速度a 1=F 1m =4m/s 2,速度为v 1=at 1=8 m/s ,对应位移x 1=12a 1t 12=8m ,到2s 末撤去F 1再受到沿+y 方向的力F 2的作用,物体在+x 轴方向匀速运动,x 2=v 1t 2=16m ,在+y 方向加速运动,+y方向的加速度a 2=F 2m =5m/s 2,方向向上,对应的位移y =12a 2t 22=10m ,物体做曲线运动.再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹侧的一向,知D 正确,A 、B 、C 错误.4.(2019·全国卷Ⅱ·14)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变化关系的图像是( )答案 D解析在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中,根据万有引力定律,可知随着h的增大,探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的,故能够描述F随h变化关系的图像是D.5.(2019·浙南名校联盟期末)2018年11月1日23时57分,中国北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星被送入地球高轨.据北斗卫星导航系统总设计师杨长风介绍,此次发射的卫星有三大特点:它是北斗三号系统首颗地球同步卫星,也是我国北斗三号系统第十七颗组网卫星;该卫星除提供基本导航服务(RNSS)外,还将提升短报文服务能力(RDSS),在全面兼容北斗二号RDSS服务基础上,容量提升10倍,用户机发射功率降低10倍,能力大幅提升;该卫星还将提供星基增强服务(SBAS),按照国际民航标准,提供更高精度、更高完好性的导航服务.以下关于地球同步卫星的说法正确的是( )A.不同国家的地球同步卫星运行的轨道一定是不同的B.不同国家的地球同步卫星的质量一定是相同的C.地球同步卫星的运行速率比近地卫星的运行速率大D.地球同步卫星的运行速率比赤道上的物体运行速率大答案 D解析成功定点后的“北斗导航卫星”,是地球同步卫星,所以必须定点在赤道的正上方,故A错误;在同一轨道上的同步卫星质量不一定相同,故B错误;7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度,故C错误;因它们的角速度相同,根据v=ωr,可知半径越大时,线速度越大,故D正确.6.(2019·某某十校高三期末)甲、乙两位同学进行投篮比赛,由于两同学身高和体能的差异,他们分别站在不同的两处将篮球从A、B两点投出(如图所示),两人投出的篮球都能垂直打中篮板的同一点并落入篮筐,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )A .甲、乙抛出的篮球从抛出到垂直打中篮板的运动时间相等B .甲、乙抛出的篮球初速度的大小可能相等C .甲、乙抛出的篮球初速度的竖直分量大小相等D .甲、乙抛出的篮球垂直打中篮板时的速度相等答案 B解析 将篮球的运动反向处理,即为平抛运动,由h =12gt 2可知,乙的h 小,则t 小; 又x =v 0t ,x 乙大则垂直击中篮板时乙的速度大,由v y 2=2gh ,甲的初速度竖直分量大,由速度合成知抛出时初速度大小可能大小相等.7.(2019·浙南名校联盟高三期末)如图所示为“行星传动示意图”.中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为R 1,周围四个“行星轮”的转动轴固定,其半径为R 2,“齿圈”的半径为R 3,其中R 1=1.5R 2,A 、B 、C 分别是“太阳轮”、“行星轮”、“齿圈”边缘上的点,齿轮传动过程不打滑,那么( ) .A .A 点与B 点的角速度相同B .A 点与B 点的线速度相同C .B 点与C 点的转速之比为7∶2D .A 点与C 点的周期之比为3∶5 答案 C 解析 由题图可知,A 与B 为齿轮传动,所以线速度大小相等,B 与C 也是齿轮传动,线速度也相等,所以A 与C 的线速度大小是相等的,A 点与C 点的线速度大小之比为1∶1; 由图可知:R 3=2R 2+R 1=2R 2+1.5R 2=3.5R 2B 与C 的线速度大小相等,由T =2πR v ,可得T B T C =R 2R 3=27,故n B n C =72,同理,T A T C =R 1R 3=37. 8.(2019·浙南名校联盟期末)如图所示,有一可视为质点的光滑小球在圆桶最低点,内壁光滑、半径为R 的圆桶固定在小车上.小车与小球一起以速度v 向右匀速运动、当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆桶中上升的高度不可能( )A .等于v 22gB .大于v 22gC .小于v 22gD .等于2R 答案 B解析 小球由于惯性会继续运动,可能会越过最高点做圆周运动,也有可能达不到四分之一圆周,速度减为零,也有可能越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点.1.若越过最高点做圆周运动,则在圆桶中上升的高度等于2R .2.若达不到四分之一圆周,速度减为零,根据机械能守恒,12mv 2=mgh ,h =v 22g. 3.若越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点,则会离开轨道做斜抛,在最高点有水平速度.根据机械能守恒得,12mv 2=mgh +12mv ′2,上升的高度小于v 22g,故A 、C 、D 可能,B 不可能.9.(2019·超级全能生2月联考)高分专项也被称为“天眼工程”,2018年6月2日,我国成功将“高分六号”卫星发射升空,至此共有六颗高分系列卫星为国家提供高时空分辨率的遥感数据.高分系列卫星中,只有“高分四号”是地球同步轨道卫星,其余卫星都在太阳同步轨道运行(太阳同步轨道,如图所示,其普遍倾角超过了80度,卫星一次回访会途经地球两极点,属于极地轨道),表中给出了“高分二号”和“高分四号”的部分数据,根据信息可知( )“高分二号”卫星参数参数指标 轨道类型太阳同步回归轨道 轨道高度 631km(标称值)倾角97.9080°“高分四号”卫星参数参数指标 轨道类型地球同步轨道 轨道高度 36000km 定点位置105.6°EA.“高分二号”绕地球运行的线速度较小B .“高分二号”绕地球运行的角速度较大C .“高分四号”的发射速度较小D .“高分四号”也可以途经地球两极点答案 B 解析 根据万有引力定律有G Mm r 2=m v 2r=mω2r ,“高分二号”轨道较低,所以其线速度大,角速度大,发射速度小,故A 、C 错误,B 正确;同步卫星定点于赤道上空,不可能经过地球两极点,D 错误.10.(2019·东北三省四市教研联合体模拟)2022年冬奥会将在中国举办的消息吸引了大量爱好者投入到冰雪运动中.若跳台滑雪比赛中运动员在忽略空气阻力的情况下,在空中的运动可看成平抛运动.运动员甲以一定的初速度从平台飞出,轨迹为图中实线①所示,运动员乙以相同的初速度从同一点飞出,且质量比甲大,则乙运动轨迹应为图中的( )A .①B.②C.③D.④答案 A解析 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,在竖直方向上有y =12gt 2,在水平方向上有x =v 0t ,解得:y =g 2v 20x 2,说明以相同初速度从同一点做平抛运动,其运动轨迹与质量无关,故乙的运动轨迹仍是实线①,故选A.能力题组11.为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速,如图所示,AB 为进入弯道前的平直公路,BC 为水平圆弧形弯道,已知AB 段的距离s AB =14m ,弯道半径R =24m ,汽车到达A 点时速度v A =16m/s ,汽车与路面间的动摩擦因数μ=0.6,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g =10 m/s 2,要确保汽车进入弯道后不侧滑,求汽车:(1)在弯道上行驶的最大速度的大小;(2)在AB 段做匀减速运动的最小加速度的大小.答案 (1)12m/s (2)4 m/s 2解析 (1)汽车在弯道上行驶速度最大时,最大静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律知:μmg =m v 2R可得v =μgR =12m/s(2)AB 过程中汽车做匀减速直线运动,在弯道以最大速度行驶时,减速运动的加速度最小,则v 2-v A 2=2as AB ,解得a =-4m/s 2,即最小加速度大小为4 m/s 2.12.(2019·某某十校期末)在水平地面上竖直放置一个半径为R =2.5m 半圆形管道,在管道上端出口处B 点有一块水平木板与管道相切,管道半径比管道内径大得多,如图所示.现有一个比管道内径略小的可视为质点的滑块从管道最低点A 进入管道,从B 点离开管道滑上水平木板.已知滑块质量为0.5kg ,滑块与水平木板间的动摩擦因数为0.05.(g 取10m/s 2)(1)若滑块进入管道时,在A 点对管道的压力为29.2N ,求滑块在A 点时的速度大小;(2)若滑块在B 点的速度为2m/s ,求滑块在B 点对管道的压力大小;(3)滑块仍以(2)小题中的速度滑上水平木板,若水平木板长度可以调节,滑块落在水平地面上的落点C (C 点图中未画出)的位置发生变化,求落点C 与A 点的最大距离.答案 (1)11m/s (2)4.2N (3)4.25m。
高考物理二轮复习第3讲力与物体的曲线运动课件
怎样得高分
(2)环由b处静止下滑过程中机械能守恒,设环下滑至c点的速度大小
为v,有
1
mgh=2mv2⑤
环在c点速度的水平分量为
vx=vcos θ⑥
式中,θ为环在c点速度的方向与水平方向的夹角,由题意知,环在c点
速度的方向和(1)中环在c点速度的方向相同;而做平抛运动的环的
末速度的水平分量为 vx'=v0,竖直分量为 vy'= 2ℎ⑦
C.帆船朝南偏东 45°方向航行,速度大小为 2v
D.帆船朝北偏东 45°方向航行,速度大小为 2v
8
命题热点一
命题热点二
命题热点三
解析:在南北方向上,帆板静止,所以在此方向上帆船相对于帆板
向北以速度v运动;在东西方向上,帆船静止,帆板向西以速度v运动,
所以在此方向上帆船相对于帆板向东以速度v运动;以帆板为参考
(5)根据题意写出其他辅助方程。
(6)联立方程求解。
12/8/2021
19
命题热点一
命题热点二
命题热点三
2.竖直平面内的圆周运动在高考中常有轻绳、轻杆两种基本模
型,这两种模型最高点的具体处理方法如下表所示
项目
轻绳模型
轻杆模型
模型
图示
受力
最
高 动力
点 学方
程
12/8/2021
v2
mg+FT=m
FT≥0
12/8/2021
13
命题热点一
命题热点二
命题热点三
圆周运动问题
常考查向心力的来源,匀速圆周运动的公式及其运动的对称性和
周期性。
例3如图所示,AOB是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由
广西南宁市高三物理复习专题三力与物体的曲线运动第2课时电场和磁场中的曲线运动讲义
第2课时电场和磁场中的曲线运动1.带电粒子在电场中受到电场力,如果电场力的方向与速度方向不共线,将会做曲线运动;如果带电粒子垂直进入匀强电场,将会做类平抛运动,由于加速度恒定且与速度方向不共线,因此是匀变速曲线运动.2.研究带电粒子在匀强电场中的类平抛运动的方法与平抛运动相同,可分解为垂直电场方向的匀速直线运动和沿电场方向的匀加速直线运动;若场强为E,其加速度的大小可以表示为a=错误!.3.带电粒子垂直进入匀强磁场时将做匀速圆周运动,向心力由洛伦兹力提供,洛伦兹力始终垂直于运动方向,它不做功.其半径R=错误!,周期T=错误!。
1.带电粒子在电场和磁场的组合场中运动时,一般是类平抛运动和匀速圆周运动的组合,可以先分别研究这两种运动,而类平抛运动的末速度往往是匀速圆周运动的线速度,分析运动过程中转折点的速度是解决此类问题的关键.2.本部分内容通常应用运动的合成与分解的方法、功能关系和圆周运动的知识解决问题。
题型1 带电粒子在电场中的曲线运动问题例1如图1所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知( )图1A.带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大D.带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度审题突破带电粒子在R点时受到的电场力的方向如何?R、Q两点的场强的大小关系是什么?解析根据牛顿第二定律可得ma=qE,又根据电场线的疏密程度可以得出Q、R两点处的电场强度的大小关系为E R〉E Q,则带电粒子在R、Q两点处的加速度的大小关系为a R>a Q,故D错误;由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用,只有动能与电势能之间的相互转化,则带电粒子的动能与电势能之和不变,故C错误;根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知,带电粒子在R点处所受电场力的方向为沿电场线向右,又由于该粒子带负电,则R点处电场的方向应该向左,根据等势面与电场线的关系可得R、Q两点处电势的关系为φR〉φQ,根据电势能与电势的关系E p=qφ及带电粒子的电性可得R、Q两点处电势能的关系为E p R<E p Q,则R、Q两点处动能的关系为E k R>E k Q,根据动能的定义式E k=错误!mv2可得R、Q两点处速度大小的关系为v R〉v Q,故A正确;P、Q两点处电势的关系为φP>φQ,根据电势能与电势的关系E=qφ及带电粒子的电性可得P、Q两点处电势能的p关系为E p P〈E p Q,故B错误.答案A以题说法带电粒子在电场中的曲线运动特点和力学中一样,其运动轨迹一定在合力和速度的夹角范围内,且向着力的方向弯曲,这是我们画轨迹或者分析受力的依据.如图2所示,平行板电容器AB两极板水平放置,A在上方,B在下方,现将其和二极管串联接在电源上,已知A和电源正极相连,二极管具有单向导电性,一带电小球沿AB中心水平射入,打在B极板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板仍平行),则下列说法正确的是( )图2A.若小球带正电,当AB间距增大时,小球打在N的右侧B.若小球带正电,当AB间距减小时,小球打在N的左侧C.若小球带负电,当AB间距减小时,小球可能打在N的右侧D.若小球带负电,当AB间距增大时,小球可能打在N的左侧答案BC解析若小球带正电,当AB间距增大时,由于二极管的单向导电性,平行板电容器带电量不变,AB两极板之间电场强度不变,小球所受向下的电场力不变,向下的加速度不变,小球仍打在N点,选项A错误;若小球带正电,当AB间距减小时,平行板电容器带电量增大,平行板电容器AB两极板之间电场强度增大,小球所受向下的电场力增大,向下的加速度增大,小球打在N的左侧,选项B正确;若小球带负电,当AB间距减小时,平行板电容器带电量增大,平行板电容器AB两极板之间电场强度增大,小球所受向上的电场力增大,向下的加速度减小,小球可能打在N的右侧,选项C正确;若小球带负电,当AB间距增大时,由于二极管的单向导电性,平行板电容器带电量不变,AB两极板之间电场强度不变,小球所受向上的电场力不变,小球仍打在N点,选项D错误.题型2 带电体在电场中的曲线运动问题例2如图3所示,粗糙水平桌面AM的右侧连接有一竖直放置、半径R=0.3 m的光滑半圆轨道MNP,桌面与轨道相切于M点.在水平半径ON的下方空间有水平向右的匀强电场.现从A点由静止释放一个质量m=0。
高考物理二轮复习第1部分专题2力与曲线运动第1讲平抛运动与圆周运动课件
[解析] 根据运动的合成,知合速度的方向与合加
速度的方向不在同一条直线上,其加速度的方向大小
不变,所以消防员做匀变速曲线运动,故 A、C 错误,
B 正确。将消防员的运动分解为水平方向和竖直方向,
知水平方向上的最终的速度为消防车匀速后退的速度
和消防队员沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的
合速度,因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速
小船渡河问题 [例 1] 如图 2-1-3 所示,河的宽度为 L,河水 流速为 u,甲、乙两船均以静水中的速度 v 同时渡河。 出发时两船相距 2L,甲、乙船头均与岸边成 60°角, 且乙船恰好能直达正对岸的 A 点。则下列判断正确的 是
图 2-1-3 A.甲船正好也在 A 点靠岸 B.甲船在 A 点下游靠岸 C.甲、乙两船到达对岸的时间相等 D.甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇
关联速度问题 [例 2] (2019·深圳高级中学模拟)质量为 m 的物体 P 置于倾角为 θ1 的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑 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 θ2 时(如图 2- 1-4 所示),下列判断正确的是
据牛顿第二定律,质点加速度的方向总是与该恒力的 方向相同,且大小不变,由 a=ΔΔvt 可知,质点单位时 间内速度的变化量 Δv 总是不变的,但速率的变化量 不确定,选项 C 正确,D 错误。
答案 BC
[命题研究]
题型 分值 难度
命题 热点
命题 预测
以选择题为主,计算题涉及一部分 6~12分 选择题为中、低档,计算题为中、高档
B.网球的初速度大小为 x
g h1
C.若击球高度低于2207h1,无论球的初速度多大,
高考物理新力学知识点之曲线运动知识点总复习含解析
高考物理新力学知识点之曲线运动知识点总复习含解析一、选择题1.如图所示,B和C 是一组塔轮,固定在同一转动轴上,其半径之比为R B∶R C=3∶2,A 轮的半径与C轮相同,且A轮与B轮紧靠在一起,当A 轮绕其中心的竖直轴转动时,由于摩擦的作用,B 轮也随之无滑动地转动起来.a、b、c 分别为三轮边缘上的三个点,则a、b、c 三点在运动过程中的()A.线速度大小之比为 3∶2∶2B.角速度之比为 3∶3∶2C.向心加速度大小之比为 9∶6∶4D.转速之比为 2∶3∶22.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出,第一只球落在自己一方场地的B 点,弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的A点,第二只球直接擦网而过,也落在A 点,如图。
设球与地面的碰撞后,速度大小不变,速度方向与水平地面夹角相等,其运动过程中阻力不计,则第一只球与第二只球飞过网C处时水平速度大小之比为A.1:1B.1:3C.3:1D.1:93.如图所示,一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,圆盘上的小物块A随圆盘一起运动,对小物块进行受力分析,下列说法正确的是( )A.受重力和支持力B.受重力、支持力、摩擦力C.受重力、支持力、向心力D.受重力、支持力、摩擦力、向心力平面内运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图4.有一个质量为4kg的物体在x y像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是()A.物体做匀变速直线运动B.物体所受的合外力为22 NC.2 s时物体的速度为6 m/s D.0时刻物体的速度为5 m/s5.如图所示的皮带传动装置中,轮A和B固定在同一轴上,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且R A=R C=2R B,则三质点的向心加速度之比a A∶a B∶a C等于()A.1∶2∶4B.2∶1∶2C.4∶2∶1D.4∶1∶46.如图所示,小孩用玩具手枪在同一位置沿水平方向先后射出两粒弹珠,击中竖直墙上M、N两点(空气阻力不计),初速度大小分别为v M、v N,、运动时间分别为t M、t N,则A.v M=v N B.v M>v NC.t M>t N D.t M=t N7.如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以速率v A=10m/s匀速运动,在绳与轨道成30°角时,物体B的速度大小v B为()A.53m/s3B.20 m/s C.3m/s3D.5 m/s8.如图所示,在水平圆盘上,沿半径方向放置用细线相连的两物体A和B,它们与圆盘间的摩擦因数相同,当圆盘转速加大到两物体刚要发生滑动时烧断细线,则两个物体将要发生的运动情况是( )A.两物体仍随圆盘一起转动,不会发生滑动B.只有A仍随圆盘一起转动,不会发生滑动C.两物体均滑半径方向滑动,A靠近圆心、B远离圆心D.两物体均滑半径方向滑动,A、B都远离圆心9.一条小河宽90 m,水流速度8 m/s,一艘快艇在静水中的速度为6 m/s,用该快艇将人员送往对岸,则该快艇()A.以最短位移渡河,位移大小为90 mB.渡河时间随河水流速加大而增长C.渡河的时间可能少于15 sD.以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为120 m.的小球在距离小车底部20m高处以一定的初速度向左平抛,10.如图所示,质量为05kg落在以75/m s.的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与m s,重力加速度取油泥的总质量为4kg.设小球在落到车底前瞬间速度是25/210/m s.则当小球与小车相对静止时,小车的速度是()m sA.4/m sB.5/m sC.8.5/D.9.5/m s11.演示向心力的仪器如图所示。
广西省大新中学高三物理专题辅导讲解力和曲线运动
【考纲解读】从2021高考考纲来看,曲线运动依然为高考命题热点之一。
通过历年高考试题分析,在曲线运动中主要考察了平抛运动规律、计算与研究方法与圆周运动曲线背景。
【高考预测】近几年来,曲线运动已成为高考热点内容之一,有时为选择题,有时以计算题形式出现,重点考察内容有:平抛运动规律及其研究方法,圆周运动角度、线速度、向心加速度,做圆周运动物体受力与运动关系,同时,还可以与带电粒子电磁场运动等知识进展综合考察;重点考察方法有运动合成与分解,竖直平面内圆周运动应掌握最高点与最低点处理方法.本专题是牛顿运动定律在曲线运动中具体应用,而万有引力定律是力学中一个重要独立根本定律,运动合成与分解是研究复杂运动根本方法,复习本章概念与规律,将加深对速度、加速度及其关系理解;加深对牛顿第二定律理解,提高解题实际能力。
本章是高考热点内容,考察重点:⑴平抛运动在前几年高考题中都有所表达,在近两年考题中出现几率较小,但仍要引起注意。
⑵匀速圆周运动及其重要公式,特别是匀速圆周运动动力学特点要引起足够重视。
对天体运动考察都离不开匀速圆周运动。
⑶万有引力定律及利用定律解决相关一些实际问题。
【专题解读】一、曲线运动1.曲线运动条件:运动物体所受合外力方向跟其速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动。
2.曲线运动特点:〔1〕在曲线运动中,运动质点在某一点瞬时速度方向,就是通过这一点曲线切线方向。
〔2〕曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动速度方向是不断变化。
〔3〕做曲线运动质点,其所受合外力一定不为零,一定具有加速度。
二、运动合成1.由分运动求其合运动叫运动合成.这既可能是一个实际问题,即确有一个物体同时参与几个分运动而存在合运动;又可能是一种思维方法,即可以把一个较为复杂实际运动看成是几个根本运动合成,通过对简单分运动处理,来得到对于复杂运动所需结果.2.描述运动物理量如位移、速度、加速度都是矢量,运动合成应遵循矢量运算法那么:〔1〕如果分运动都在同一条直线上,需选取正方向,与正方向一样量取正,相反量取负,矢量运算简化为代数运算.〔2〕如果分运动互成角度,运动合成要遵循平行四边形定那么.3.合运动性质取决于分运动情况:①两个匀速直线运动合运动仍为匀速直线运动.②一个匀速运动与一个匀变速运动合运动是匀变速运动,二者共线时,为匀变速直线运动,二者不共线时,为匀变速曲线运动。
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【考纲解读】从2011高考考纲来看,曲线运动依然为高考命题的热点之一。
通过历年高考试题的分析,在曲线运动中主要考查了平抛运动的规律、计算和研究方法和圆周运动的曲线背景。
【高考预测】近几年来,曲线运动已成为高考的热点内容之一,有时为选择题,有时以计算题形式出现,重点考查的内容有:平抛运动的规律及其研究方法,圆周运动的角度、线速度、向心加速度,做圆周运动的物体的受力与运动的关系,同时,还可以与带电粒子的电磁场的运动等知识进行综合考查;重点考查的方法有运动的合成与分解,竖直平面内的圆周运动应掌握最高点和最低点的处理方法.本专题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用,而万有引力定律是力学中一个重要独立的基本定律,运动的合成与分解是研究复杂运动的基本方法,复习本章的概念和规律,将加深对速度、加速度及其关系的理解;加深对牛顿第二定律的理解,提高解题实际的能力。
本章是高考的热点内容,考查重点:⑪平抛运动在前几年高考题中都有所体现,在近两年考题中出现的几率较小,但仍要引起注意。
⑫匀速圆周运动及其重要公式,特别是匀速圆周运动的动力学特点要引起足够的重视。
对天体运动的考查都离不开匀速圆周运动。
⑬万有引力定律及利用定律解决相关的一些实际问题。
【专题解读】一、曲线运动1.曲线运动的条件:运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动。
2.曲线运动的特点:(1)在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向。
(2)曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的。
(3)做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零,一定具有加速度。
二、运动的合成1.由已知的分运动求其合运动叫运动的合成.这既可能是一个实际问题,即确有一个物体同时参与几个分运动而存在合运动;又可能是一种思维方法,即可以把一个较为复杂的实际运动看成是几个基本的运动合成的,通过对简单分运动的处理,来得到对于复杂运动所需的结果.2.描述运动的物理量如位移、速度、加速度都是矢量,运动的合成应遵循矢量运算的法则:(1)如果分运动都在同一条直线上,需选取正方向,与正方向相同的量取正,相反的量取负,矢量运算简化为代数运算.(2)如果分运动互成角度,运动合成要遵循平行四边形定则.3.合运动的性质取决于分运动的情况:①两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动.②一个匀速运动和一个匀变速运动的合运动是匀变速运动,二者共线时,为匀变速直线运动,二者不共线时,为匀变速曲线运动。
③两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动,当合运动的初速度与合运动的加速度共线时为匀变速直线运动,当合运动的初速度与合运动的加速度不共线时为匀变速曲线运动。
三、运动的分解1.已知合运动求分运动叫运动的分解.2.运动分解也遵循矢量运算的平行四边形定则.3.将速度正交分解为 v x =vcosα和v y =vsinα是常用的处理方法.4.速度分解的一个基本原则就是按实际效果来进行分解,常用的思想方法有两种:一种思想方法是先虚拟合运动的一个位移,看看这个位移产生了什么效果,从中找到运动分解的办法;另一种思想方法是先确定合运动的速度方向(物体的实际运动方向就是合速度的方向),然后分析由这个合速度所产生的实际效果,以确定两个分速度的方向.四、平抛物体的运动1.运动特点:a 、只受重力;b 、初速度与重力垂直.尽管其速度大小和方向时刻在改变,但其运动的加速度却恒为重力加速度g ,因而平抛运动是一个匀变速曲线运动2.平抛运动的处理方法:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性,又具有等时性.3.平抛运动的规律:以物体的出发点为原点,沿水平和竖直方向建成立坐标。
(1) 平抛物体在时间t 内的位移S 可推得(2) s=()222021⎪⎭⎫ ⎝⎛+gt t v =224042t g v t +, (2)位移的方向与水平方向的夹角α由下式决定tgα=y/x=½gt 2/v 0t=gt/2v 0(3)平抛物体经时间t 时的瞬时速度v t 可由推得v t =()220gt v +, (4)速度v t 的方向与水平方向的夹角β可由下式决定tgβ=v y /v x =gt/v 0(5)平抛物体的轨迹方程可推得:y=202v g·x 2, 可见,平抛物体运动的轨迹是一条抛物线.(6)运动时间由高度决定,与v0无关,所以t=gh/22,水平距离x=v0t=v0gh/(7)Δt时间内速度改变量相等,即△v=gΔt,ΔV方向是竖直向下的.说明平抛运动是匀变速曲线运动.五、描述圆周运动的物理量1.线速度:做匀速圆周运动的物体所通过的弧长与所用的时间的比值。
(1)物理意义:描述质点沿切线方向运动的快慢.(2)方向:某点线速度方向沿圆弧该点切线方向.(3)大小:V=S/t(4)匀速圆周运动是变速运动。
2.角速度:做匀速圆周运动的物体,连接物体与圆心的半径转过的圆心角与所用的时间的比值。
(l)物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢.(2)大小:ω=φ/t(rad/s)3.周期T,频率f:做圆周运动物体一周所用的时间叫周期.做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速.4.V、ω、T、f的关系T=1/f,ω=2π/T=2πf,v=2πr/T=2πrf=ωr.T、f、ω三个量中任一个确定,其余两个也就确定了.但v还和半径r有关.5.向心加速度(1)物理意义:描述线速度方向改变的快慢(2)大小:a=v2/r=ω2r=4π2fr=4π2r/T2=ωv,(3)方向:总是指向圆心,方向时刻在变化.不论a的大小是否变化,a都是个变加速度.(4)注意:a与r是成正比还是反比,要看前提条件,若ω相同,a与r成正比;若v 相同,a与r成反比;若是r相同,a与ω2成正比,与v2也成正比.6.向心力(1)作用:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变速度的大小.因此,向心力对做圆周运动的物体不做功.(2)大小:F=ma=mv2/r=mω2r=m4π2fr=m4π2r/T2=mωv(3)方向:总是沿半径指向圆心,时刻在变化.即向心力是个变力.1.(2010·全国卷Ⅰ)一水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如右图中虚线所示。
小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为A .1tan θB .12tan θC .tan θD .2tan θ【答案】D【解析】如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ,根据有:gtv 0tan =θ。
则下落高度与水平射程之比为θtan 2122002===v gt t v gt x y ,D 正确。
2. (2010·上海物理)如图,三个质点a 、b 、c 质量分别为1m 、2m 、M (12,M m M m ).在C 的万有引力作用下,a 、b 在同一平面内绕c 沿逆时针方向做匀速圆周运动,轨道半径之比:1:4a b r r =,则它们的周期之比:a b T T =______;从图示位置开始,在b 运动一周的过程中,a 、b 、c 共线了____次。
【解析】根据r T m r 2224Mm G π=,得GM r T 324π=,所以81=b a T T , 在b 运动一周的过程中,a 运动8周,所以a 、b 、c 共线了8次。
本题考查万有引力和圆周运动。
3.(2010·北京)如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过3.0s罗到斜坡上的A点。
已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50kg.不计空气阻力。
(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g 取10m/s 2)q 求A 点与O 点时的速度大小;运动员离开0点时的速度大小;运动员落到A 点时的动能。
解析:(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有A 点与O 点的距离 21Lsin37=2gt ︒ 2L=752sin37gt m =︒(2)设运动员离开O 点的速度为0v ,运动员在水平方向做匀速直线运动, 即 0t Lcos37v =︒020m tH H v s IB U R d Lcos37===︒解得 020m tv s Lcos37==︒ (3)由机械能守恒,取A 点位重力势能零点,运动员落到A 点的动能为 20132500J 2kA E mgh mv =+= 4. (2010·上海物理)如图,ABC 和ABD 为两个光滑固定轨道,A 、B 、E 在同一水平面,C 、D 、E 在同一竖直线上,D 点距水平面的高度h ,C 点高度为2h ,一滑块从A 点以初速度0v 分别沿两轨道滑行到C 或D 处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时,落点与E 点间的距离C S 和D S .(2)为实现C S <D S ,0v 应满足什么条件?解析:(1)根据机械能守恒,22220011112,2222C D mv mgh mv mv mgh mv =+=+ 根据平抛运动规律:2122c h gt =,212D h gt = c c c S v t =,D D D S v t =综合得C S =D S = (2)为实现C S <D S0v但滑块从A 点以初速度0v 分别沿两轨道滑行到C 或D 处后水平抛出,要求gh v 20>, 所以gh v gh 620<<。
5.(09·广东理科基础)船在静水中的航速为v 1,水流的速度为v 2。
为使船行驶到河正对岸的码头,则v 1相对v 2的方向应为7.(09·广东理科基础·)宇宙飞船在半径为R 。
的轨道上运行,变轨后的半径为R 2,R 1>R 2。
宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,则变轨后宇宙飞船的 ( )A .线速度变小B .角速度变小C .周期变大D .向心加速度变大答案:D 解析:根据向ma Tr m r m r V m r mM G ====222224πω得r GM v =,可知变轨后飞船的线速度变大,A 错;角速度变大B 错,周期变小C 错;向心加速度在增大D 正确。
8.(09·广东理科基础)如图所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。
M 和N 是轨迹上的两点,其中M 点在轨迹的最右点。
不计重力,下列表述正确的是( )A .粒子在M 点的速率最大B .粒子所受电场力沿电场方向C .粒子在电场中的加速度不变D .粒子在电场中的电势能始终在增加答案:C 解析:根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,B 错;从N 到M 电场力做负功,减速,电势能在增加,当达到M 点后电场力做正功加速电势能在减小则在M 点的速度最小A 错,D 错;在整个过程中只受电场力,根据牛顿第二定律加速度不变。