2021高考物理二轮复习专题1力与运动第3讲力与曲线运动学案.doc

第3讲力与曲线运动

考情速览·明规律

高考命题点命题轨迹情境图

运动的合成与

分解及平抛运

动

2020Ⅱ卷16

20(2)16题

19(2)19题

18(1)18题2019Ⅱ卷19

2018Ⅰ卷18

圆周运动

2020

Ⅰ卷16

20(1)16题

16(2)16题

17(2)14题2017Ⅱ卷14

2016

Ⅱ卷16

Ⅱ卷14

万有引力与天

体的运动

2020Ⅰ卷15，Ⅱ卷15，Ⅲ卷16

17(2)19题2019Ⅱ卷14，Ⅲ卷15

2018Ⅰ卷20，Ⅱ卷16，Ⅲ卷15

2017Ⅱ卷19，Ⅲ卷14

2016Ⅰ卷17，Ⅲ卷14

万有引力定律与力学知识的综合应用

2019

Ⅰ卷21

19(1)21题

核心知识·提素养 “物理观念”构建

1．平抛运动

(1)规律：v x ＝v 0，v y ＝gt ，x ＝v 0t ，y ＝12gt 2

.

(2)推论：做平抛(或类平抛)运动的物体

①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；②设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有tan θ＝2tan φ.

2．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 ≥gR . (2)杆模型：物体能通过最高点的条件是v ≥0. 3．解决天体运动问题的“万能关系式”

4．第一宇宙速度

推导过程为：由mg ＝mv 21R ＝GMm

R

2得：

v 1＝

GM

R

＝gR ＝7.9 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．

“科学思维”展示

1．思想方法

(1)合运动性质和轨迹的判断

①若加速度方向与初速度的方向在同一直线上，则为直线运动；若加速度方向与初速度的方向不在同一直线上，则为曲线运动．

②若加速度恒定则为匀变速运动，若加速度不恒定则为非匀变速运动．

(2)处理变轨问题的两类观点

力学观点：从半径小的轨道Ⅰ变轨到半径大的轨道Ⅱ，卫星需要向运动的反方向喷气，加速离心；从半径大的轨道Ⅱ变轨到半径小的轨道Ⅰ，卫星需要向运动的方向喷气，减速近心．

能量观点：在半径小的轨道Ⅰ上运行时的机械能比在半径大的轨道Ⅱ上运行时的机械能小．在同一轨道上运动卫星的机械能守恒，若动能增加则引力势能减小．

(3)双星问题

①各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即

Gm

1m 2L 2＝m 1ω21r 1，Gm 1m 2L

2＝m 2ω2

2r 2. ②两颗星的周期及角速度都相同，即T 1＝T 2，ω1＝ω2. ③两颗星的运行半径与它们之间的距离关系为r 1＋r 2＝L . 2．模型建构

(1)绳(杆)关联问题的速度分解方法

①把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量． ②沿绳(杆)方向的分速度大小相等． (2)模型化思想的应用

竖直面内圆周运动常考的两种临界模型

最高点无支撑 最高点有支撑

图示

最高点向心力

mg ＋F 弹＝m v 2

R

mg ±F 弹＝m v 2

R

恰好过最高点

F 弹＝0，mg ＝m v 2

R ，v ＝gR ，即在最高点速度不能为零

mg ＝F 弹，v ＝0，即在最高点

速度可为零

命题热点·巧突破

考点一 运动的合成与分解及平抛运动

考向1 运动的合成与分解

〔典例探秘〕

典例1 (多选)(2019·全国卷Ⅱ，19,6分)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①，

t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻②.则( BD )

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 【思路分析】 根据题中关键信息，利用“化曲为直思想”把运动员的运动分解为水平方向的运动与竖直方向的运动，结合速度－时间图像以及牛顿第二定律求解即可．

【解析】 v －t 图像中图线与t 轴包围的面积表示位移的大小，第二次滑翔过程中v －t 图线与t 轴所围面积比第一次的大，表示在竖直方向上的位移比第一次的大，A 错误；由图a 知落在雪道上时的水平位移与竖直位移成正比，再由A 项分析知B 正确；从起跳到落到雪道上，第一次滑翔过程中竖直方向的速度变化比第二次的大，时间比第二次的短，由a ＝Δv

Δt ，

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，C 错误；v －t 图像的斜率表示加速度，竖直方向速度大小为v 1时，第二次滑翔在竖直方向上的加速度比第一次的小，设在竖直方向上所受阻力为f ，由mg －f ＝ma ，可得第二次滑翔在竖直方向上受到的阻力比第一次的大，D 正确．

【核心考点】 曲线运动，运动的合成与分解，速度－时间图像，牛顿第二定律． 【规范审题】

① 指定为竖直方向运动图像． ② 给出运动时间．

图(b)

v －t 图像，由图像得出运动员两次滑翔过程中加速度及位移的关系.

〔考向预测〕

1．(2020·福建厦门联考)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( D )

A ．第一次实验中，小钢球的运动是匀变速直线运动