第一讲 平抛运动和圆周运动

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(2)汽车在转弯处恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势, 这说明什么问题?如果速度改变,侧滑的趋势与速度是什么
关系?速率 v0 与哪些因素有关?
【解析】汽车以临界速度拐弯时,由重力和地面的支持 力的合力提供向心力,此时汽车不受摩擦力,故公路应是外 侧高,内侧低,A 对;若车速低于临界速度,则重力和地面 的支持力的合力大于向心力,二者只要达不到最大静摩擦力, 汽车就不会向内运动,B 错;同理车速大于临界速度,汽车 也不会向外移动,C 对;当路面结冰时,最大静摩擦力减小, 但汽车以临界速度拐弯时,由重力和地面的支持力的合力提
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专题二
(2)卫星运行的速度与圆周运动半径有什么关系? 【解析】物体受地球的万有引力近似等于物体的重力,
即有 GMrm2 =mg,且天体运行的加速度满足 a=GrM2,故“空间
站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度,选项 A
正确;天体运动过程中遵循 GMrm2 =mvr2,即 v= GrM,其中 r
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专题二
因仅受到万有引力作用而在舱中悬浮或静止,并不存在平衡 力,选项 D 错误.
【答案】AC
5.(2012 年高考·新课标全国卷)如图,x 轴在水平地面 内,y 轴沿竖直方向.图中画出了从 y 轴上沿 x 轴正向抛出 的三个小球 a、b 和 c 的运动轨迹,其中 b 和 c 是从同一点
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【思维导图】
专题二
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专题二
从近三年的高考试题可以看出,曲线运动、曲线运动的 条件及其应用历来是高考考查的重点、难点和热点.试题不 仅涉及一般的曲线运动、平抛运动、圆周运动,还常常涉及 天体运动、带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动问题.高 考几乎年年有新题, “新”主要表现在情景新、立意新、 知识新、学科渗透新.试题多以现实生活中的问题(如体育 竞技、军事上的射击、交通运输等)和空间技术(如航空航天) 等立意命题,体现了应用所学知识对自然现象进行系统的分 析和多角度、多层次的描述,突出综合应用知识的能力.试 题难度通常不大,但面孔生疏.预计在今后的高考中运动的 合成与分解、平抛运动和圆周运动的规律及应用、人造卫星 和宇宙飞船仍是高考的热点.
专题二
二、技能缺陷 1.受思维定式影响,例如将所有电荷认为是正电荷, 对指出是负电荷的题目,也由于疏漏、不细致等原因,将其 看成是正电荷. 2.综合分析能力存在缺陷,例如第 1 题,综合负电荷、 曲线运动、速率递减这些信息进行分析,是求解此题必备的 技能. 3.对基本规律不能灵活应用.如第 2 题中,应用开普 勒第二定律时,要根据题意构造出面积关系来. 4.应用数学知识解决物理问题的能力欠缺.万有引力 提供向心力,维持空间站及其他天体的圆周运动.例如第 4 题,根据牛顿运动定律列出有关速度的关系式,是解题的关 键.
同 体性
合运动和它的分运动必须对应同一个物 体的运动,一个物体的合运动不能分解为另一
个物体的分运动

合运动与分运动的位移、速度和加速度
量性
之间的关系均可以进行矢量运算
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3.力与运动的关系 (1)力与运动形式的关系 物体运动的形式,按速度分类有匀速运动和变速运动, 按轨迹分类有直线运动和曲线运动.运动的形式取决于物体
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在力与速度的夹角中.若已知物体的运动轨迹,可判断出合 外力的大致方向;若已知合外力方向和速度方向,可推断物 体运动轨迹的大致情况.
(3)对速率变化情况的判断 ①当合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当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变. (4)物体做曲线运动的条件可概括为下图的关系:
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A.t1>t2 s1<s2
B.t1<t2 s1>s2
C.t1=t2 s1<s2
D.t1=t2 s1>s2
【疑惑】(1)AC、AB 是船运动的轨迹吗?
(2)船头向着 AC、AB 方向行驶,垂直河岸的分速度相同
吗?怎样比较位移关系?
【解析】本题考查运动的分解,船两次在垂直河岸方向
上的分速度大小相同,过河时间由这个分速度大小决定,与
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5.综合比较能力存在欠缺.解题时要善于寻找各个研
究对象、各个物理量间的联系.例如第 5 题,小球 b、c 因
飞行时间相同,根据水平位移可以直接得到初速度的大小关
系;对于小球 a,飞行时间最短,水平位移最长,显然初速
度最大. 6.思维缺乏深刻性、批判性以及考虑问题肤浅,会造
成解题失误.例如第 6 题,需要把握临界条件,汽车恰好没 有向公路内外两侧滑动的趋势,说明汽车恰好没有横向摩擦
tc,选项 A 错误,B 项正确;由水平位移 x=v0t=v0 2gh,
g 解得 v0=x 2h,则 va>vb>vc,选项 C 错误,D 正确.
【答案】BD
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6.(2013 年高考·新课标全国卷Ⅱ)公路急转弯处通常是 交通事故多发地带.如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽
车行驶的速率为 v0 时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的
抛出的.不计空气阻力,则( ).
A.a 的飞行时间比 b 的长 B.b 和 c 的飞行时间相同 C.a 的水平速度比 b 的小
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D.b 的初速度比 c 的大
【疑惑】(1)怎样分解平抛运动?平抛运动的飞行时间 由什么量决定?
(2)怎样比较三者的初速度?
【解析】由 h=12gt2,得运动时间 t= 2gh,则 ta<tb=
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一个物体同时参与两个运动,其中的任
独 何一个分运动并不会因为有另外的分运动的存
立性 在而有所改变.即各分运动是互相独立的、互
不影响的
等 时性
各个分运动与合运动总是同时开始,同 时结束,经历的时间相等.不是同时发生的运
动不能进行运动的合成

各分运动合成起来和合运动相同,即分
效性
运动与合运动可以“等效替代”
【知能诊断】 1.(2011 年高考·新课标全国卷)一带负电荷的质点,
在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c,已知质点的速率 是递减的.关于 b 点电场强度 E 的方向,下列图示中可能正 确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)( ).
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【疑惑】(1)根据运动轨迹可以判断,电场力大致指向 什么方向?
力,速率 v0 正好是临界值.明确速率 v0 的决定因素以及速率
变化时摩擦力可能的方向是基本技能.
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第一讲 平抛运动和圆周运动 【高效整合】
一、曲线运动 1.曲线运动的特点 做曲线运动的质点的速度方向沿曲线在这一点的①切 线方向.做曲线运动的质点的速度方向时刻改变,即速度时 刻改变,因此,曲线运动一定是②变速运动. 2.运动的合成与分解 (1)运动的合成:由分运动求合运动的过程. (2)运动的分解:由合运动求分运动的过程. (3)合运动与分运动的关系
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A.vb=bava
B.vb= abva
C.vb=abva
D.vb= bava
【疑惑】(1)行星沿椭圆轨道运行,太阳相对行星处于 什么位置?
(2)计算行星过近日点时的速率需要用哪个规律?
【解析】如图所示,A、B 分别为远日点、近日点,由
开普勒第二定律知太阳和行星的连线在相等的时间内扫过
沿河岸方向的分速度大小无关,则 t1=t2;船头沿 AB 方向时, 合位移方向与河岸的夹角小,位移大,s1>s2,D 正确.
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【答案】D
4.“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊
而又重要的场所.假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆
周轨道上运行,其离地面高度为同步卫星离地面高度的十分
相等的面积,若取足够短的时间Δt,则有 12avaΔt=12bvbΔt,
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所以 vb=abva.
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【答案】C
3.图示为一条河流,河水流速为 v,一只船从 A 点先后 两次渡河到对岸,船在静水中行驶的速度为 u,第一次船头 向着 AB 方向行驶,渡河时间为 t1,船的位移为 s1;第二次 船头向着 AC 方向行驶,渡河时间为 t2,船的位移为 s2,若 AB、AC 与河岸的垂线的夹角相等,则有( ).
是天体的运动半径,该“空间站”离地球表面的高度为同步 卫星离地球表面高度的十分之一,显然“空间站”的运动半 径与同步卫星的运动半径没有十分之一的关系,选项 B 错误; 由于“空间站”运行的速度大于同步卫星运行的速度,而同 步卫星相对地球静止,则站在地球赤道上的人将观察到“空 间站”向东运动,选项 C 正确;在“空间站”工作的宇航员
的向心加速度和它所在处的重力加速度的关系;不会应用万 有引力定律处理实际问题.
4.不清楚平抛运动一般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;不知道可以根据下落高度比 较其飞行时间,再根据时间与水平位移比较初速度.
5.不会进行受力分析,不会分解力,不能确定圆周运 动向心力的决定因素.
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供向心力,此时汽车不受摩擦力,v0 的值不变,故 D 错.
【答案】AC
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【诊断参考】 一、知识缺陷 1.不知道负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相
反,不清楚曲线运动所受合外力应指向曲线内侧. 2.对一些基本规律理解不深刻、不到位,不能运用基
本规律处理实际问题. 3.不理解同步卫星的运动规律,不能理解航天器运行
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二、平抛运动 1.平抛运动的研究方法 平抛运动是一种典型的曲线运动,通过平抛运动可以掌 握分析曲线运动的基本思路和方法.由于做平抛运动的物体 只受重力,在水平方向上不受外力,所以做平抛运动的物体 在水平方向上做匀速直线运动;在竖直方向上受到重力,初 速度在竖直方向上的分量为零,所以在竖直方向上做自由落 体运动.研究曲线运动通常采用“⑥化曲为直”的方法. 2.平抛运动的位移与速度
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需要强调的是,万有引力定律及其应用是高考中必考的 内容,特别是有关人造卫星、宇宙飞船的问题,考查的频率 很高.这类问题贴近科技前沿,蕴涵丰富的物理知识,以此 为背景的高考命题立意高、情景新,对考生的理解能力、分 析综合能力提出了较高的要求.圆周运动问题是牛顿运动定 律在曲线运动中的具体应用,要加深对牛顿第二定律的理 解,提高应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的能力.
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如图所示,以抛出点为原点,取水平方向为 x 轴,正方 向与初速度 v0 方向相同,竖直方向为 y 轴,正方向向下,设 物体被抛出时间 t 后,物体的位置为 P,则
t 时间内的水平位移:x=⑦v0t.
t 时间内的下落高度:y=⑧12gt2.
趋势,则在该弯道处,( ).
A.路面外侧高内侧低
B.车速只要低于 v0,车辆便会向内侧滑动 C.车速虽然高于 v0,但只要不超出某一最高限度,车
辆便不会向外侧滑动
D.当路面结冰时,与未结冰时相比,v0 的值变小
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【疑惑】(1)在转弯处,什么力提供汽车的向心力?转 弯处路面哪侧高一些?
的初速度 v0 和合外力 F,具体分类如下. ①F=0:静止或匀速运动. ②F≠0:变速运动. a.F 为恒量时:匀变速运动. b.F 为变量时:非匀变速运动. ③F 和 v0 的方向在同一直线上时:直线运动. ④F 和 v0 的方向不在同一直线上时:曲线运动.
(2)力与轨迹的关系 做曲线运动的物体,所受合外力一定指向曲线的③凹 侧,曲线运动的轨迹不会出现急折,只能平滑变化,轨迹总
(2)负电荷受力方向与电场方向是什么关系?质点速率 递减说明什么问题?
【解析】曲线运动轨迹弯曲方向为合外力指向,且负电
荷受电场力方向与电场强度 E 方向相反,D 选项正确.
【答案】D
2.某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为 a, 近日点离太阳的距离为 b,过远日点时行星的速率为 va,则
过近日点时的速率为( ).
之一,且运行方向与地球自转方向一致.下列说法正确的是
( ).
A.“空间站”运行的加速度一定等于其所在高度处的重
力加速度
B.“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的 10倍
C.站在地球赤道上的人观察到它向东运动 D.在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中 悬浮或静止 【疑惑】(1)物体的重力加速度、卫星绕地球做圆周运 动的向心加速度产生的原因相同吗?
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