【二轮精品】2014届高考物理复习方案二轮权威课件(四川省专用)：第3讲 力与曲线运动

返回目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
C [解析] 根据运动的合成与分解的知识，可知要使 船垂直达到对岸即要船的合速度指向对岸．根据平行四边 形定则，C 正确．
返回目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
变式 某船在静水中划行的速率为 3 m/s，要渡过 30 m 宽的河，河水的流速为 5 m/s，下列说法中不正确的是 ( ) A．该船渡河的最小速率是 4 m/s B．该船渡河所用时间最少为 10 s C．该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸 D．该船渡河所通过的位移的大小至少为 50 m
A．路面外侧高内侧低 B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动 C．车速虽然高于vc，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，vc的值变小
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
AC [解析] 由题意，当汽车的速率为vc时无滑动趋 势，说明此时汽车与路面没有横向摩擦力，路面应不是平 的，而应是外侧高内侧低，由重力的分力充当向心力，A 正确；当车速低于vc时，车和地面之间会产生横向静摩擦 力，阻碍汽车向内侧滑动，B错误；当车速高于vc时，车 和地面之间仍会有摩擦力，此力与重力的分力一起提供向 心力，只要车速不超过某一最高速度，车辆便不会向外侧 滑动，C正确；因为vc是车和地面无摩擦时的临界值，所 以与路况无关，D错误．
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
【考题定位】 ►难度等级：容易 ►出题角度：本题考查考生对平抛运动规律的理解和 熟练应用，要求能够解读文字和图像含义，灵活应用平抛 运动规律进行定性判断．
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
2．2013· 四川卷迄今发现的二百余颗太阳系外行星大 多 不 适 宜 人 类 居 住 ， 绕 恒 星 “Gliese581” 运 行 的 行 星 “G1581c”却很值得我们期待．该行星的温度在 0 ℃到 40 ℃之间、质量是地球的 6 倍、直径是地球的 1.5 倍、公 转周期为 13 个地球日．“Gliese581”的质量是太阳质量的 0.31 倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕 其中心天体做匀速圆周运动，则( )
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
B
[解析]
第一宇宙速度v＝
v行 GM R ，则 v地 ＝
M行 R地 · ＝ M地 R行
1 6× ＝2，选项A错误；由公式mg＝ 1.5
g行 M行 R2 地 1 2 8 Mm G R2 可知， ＝ · 2 ＝6×( 1.5 ) ＝ 3 ，选项B正确；根 g地 M地 R行 r行 3 T2 3 132 r3 行 据开普勒第三定律 T2＝k可知， ＝ ＝ 3652 倍，选 r地 T2 地 项C错误；由于行星运动的速度远小于光速，故不产生相 对论效应，选项D错误．
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
1．[2012· 课标全国卷] 如图 1- 1 所示，x 轴在水平 3地面内， 轴沿竖直方向． y 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 D．b 的初速度比 c 的大
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
[解析] 平抛运动可看成水平方向的匀速直线运 1 2, 动和竖直方向的自由落体运动的合运动，因 y＝2gt ya＜yb ＝yc，所以 b 和 c 飞行时间相等且比 a 的飞行时间长，A 错误，B 正确；因 x＝vt，xa＞xb＞xc，ta＜tb＝tc，故 va＞vb ＞vc，C 错误，D 正确． BD
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
【考题定位】 ►难度等级：中等 ►出题角度：本题考查受力分析、牛顿第二定律、圆周 运动和离心现象等知识，考查考生运用临界条件研究离心 现象的分析能力．
返回目录
第3讲
力与曲线运动
考点一 运动的合成与分解 合运动与分运动的关系：合运动是物体的实际运动， 分运动是合运动的一个效果．
如图所示，当小船合速度沿 AC 方向时， v2 小船通过的位移最小，此时 cos θ＝ ，最小位 v1 d 移 xmin＝ ＝50 m，选项 D 正确． cos θ
返回目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
【教师备用习题】 [备选理由] 本题考查了运动的分解问题． 如图所示， 在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件 下，当小车以速度 v 匀速向右运动时，物体 P 的速 度为( )
返回目录
核心知识重组
3．宇宙速度 (1)第一宇宙速度：是发射地球卫星的最小速度，也是卫星围绕 地球做圆周运动的最大运行速度，大小为 7.9 km/s. (2)第二宇宙速度：是人造卫星挣脱地球束缚而成为一颗绕太阳 运行的人造小行星的最小发射速度，大小为 11.2 km/s. (3)第三宇宙速度：是人造卫星挣脱太阳的束缚而成为一颗绕银 河系中心运行的小恒星的最小发射速度，大小为 16.7 km/s. 注意：①三个宇宙速度的大小都是以地球中心为参考系； ②以上数据是地球上的宇宙速度，其他星球上都有各自的宇宙 Mm 速度，第一宇宙速度可利用星球的近表卫星模型，应用 G 2 ＝或 R mg＝计算，其中 R 是星球半径，g 是星球表面的重力加速度．
高 频 考 点 探 究
等时性
独立性
等效性
各分运动经历的时间与合运动经历 的时间相等 一个物体同时参与几个分运动，各个 运动独立进行而不受其他分运动的影 响 各个分运动的规律叠加起来与合运 动的规律有完全相同的效果
返回目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
例 1 船在静水中的航速为 v1， 水流的速度为 v2. 为使船行驶到河正对岸的码头，则 v1 相对 v2 的方向 应为( )
返回目录
核心知识重组
2．类平抛运动：以一定的初速度将物体抛出，如果物体受的合 力恒定且与初速度方向垂直，则物体所做的运动为类平抛运动，如 以初速度 v0 垂直电场方向射入匀强电场中的带电粒子的运动． 三、圆周运动 1．描述圆周运动的物理量
物理量 线速度 大小 s 2π r v＝ t ＝ T φ ω＝ t ＝ 2π T 方向 圆弧上 各点的切 线方向 中学不 研究其方 向 物理意义 描述质点沿 圆周运动的快 慢 描述质点沿 圆周绕圆心的 转动的快慢
角速度
返回目录
核心知识重组
物理量
大小 1 T＝ f ＝ 2π r v v a＝ r ＝ω2r
2
方向
物理意义
周期、频率
无方向
向心加速度
时刻指向 圆心
描述线速度 方向改变的快 慢
相互关系
4π 2r v2 2 2 2 a＝ r ＝ω r＝4π f r＝ T2 ＝ωv
[注意] 同一转动物体上各点的角速度相等，皮带传动轮子 边缘各点的线速度大小相等．
返Leabharlann Baidu目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
A [解析] 小船的合速度在2～8 m/s，选 项A错误；当船自身速度垂直河岸过河，时间 d 最短，且tmin＝ ＝10 s，选项B正确；因 v船 v2<v1，故该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对 岸，选项C正确；
返回目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
返回目录
核心知识重组
2．向心力：向心力是效果力，可以由重力、弹力、摩擦力等 各种性质的力提供，也可以由各力的合力或某力的分力提供． 3．处理圆周运动的动力学问题的步骤 (1)找出物体做圆周运动的轨道平面，确定研究对象和圆心； (2)受力分析，进行力的合成或分解，得到指向圆心方向的合外 力； (3)根据题目所求或已知的圆周物理量选用合适的方程：F＝ 4π 2 v2 m r ＝mrω2＝mr T2 ＝ma.
返回目录
核心知识重组
(3)做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δ t 内速度的改变量 Δ v 大小相等、方向相同(Δ v＝Δ vy＝gΔ t)． (4)平抛运动的推论 ①做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定 x－x′ vx vyt 通过此时水平位移的中点．如图所示，由 ＝ ，y＝ ，x＝vxt， vy 2 y x 联立解得：x′＝ .②做平抛运动的物体在 2 任意时刻、任意位置处的瞬时速度 与水平方向的夹角θ 、位移与水平方向 vy gt y gt 的夹角φ 满足 tan θ ＝2tan φ.(tan θ ＝ ＝ ，tan φ ＝ ＝ ，故 x 2v0 v0 v 0 tan θ ＝2tan φ )
返回目录
核心知识重组
2．求解天体问题的一般思路 (1)环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，所需要的向心力由万 2 2π Mm mv 2 2 有引力提供，即G r2 ＝ r ＝mω r＝m T r，r为轨道半径，并非 天体半径R，只有对近天体卫星，这两个半径才相等． (2)物体在天体表面附近受到的重力近似等于万有引力，即mg Mm ＝G R2 ，在天体质量未知的情况下，可应用GM＝gR2进行转换， 式中g表示天体表面的重力加速度，R为天体半径．
返回目录
核心知识重组
四、天体运动问题 1．人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的 关系 1 GM ma→a＝ r2 →a∝r2 2 mv →v＝ GM→v∝ 1 r r r Mm 越高越慢 G r2 ＝F向＝ 1 GM mω2r→ω ＝ r3 →ω ∝ r3 4π 2 4π 2r3 3 m 2 r→T＝ GM →T∝ r T 卫星运行轨道半径r与该轨道上的线速度v、角速度ω、周期T、 向心加速度a存在着一一对应的关系，若r、v、ω、T、a中有一个确 定，则其余皆确定，它们与卫星的质量无关，例如所有地球轨道同 步卫星的r、v、ω、T、a大小均相等．
高 考 真 题 聚 焦 高 频 考 点 探 究 热 点 模 型 解 读
返回目录
第3讲 力与曲线运动
核心知识重组
一、曲线运动 1．物体做曲线运动的条件：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．曲线运动的轨迹：曲线运动的轨迹位于速度(轨迹上各点的 切线)和合力的夹角之间，合力总是指向曲线弯曲的内侧． 若做曲线运动的物体所受的合外力为恒力，则其运动为匀变速 曲线运动，运动轨迹为抛物线，如平抛运动、斜抛运动、带电粒子 在匀强电场中的曲线运动． 二、抛体运动 1．平抛运动 (1)平抛运动是匀变速曲线运动(其加速度为重力加速度)，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，运动轨迹为抛物线． (2)平抛运动的运动时间由竖直高度决定，水平位移由初速度和 竖直高度共同决定．
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
【考题定位】 ►难度等级：中等 ►出题角度：本题考查考生对万有引力定律、卫星变 轨等知识的理解，要求考生应用圆周运动的知识综合分析 天体的受力与运动的关系．
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
3．[2013· 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vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋 势．则在该弯道处( )
A．v
B．vcos θ
v C. cos θ
D．vcos2θ
返回目录
第3讲
力与曲线运动
B [解析]
高 频 考 点 探 究
将水平速度 v 沿绳和垂直绳分解，
则 vP＝vcos θ，即为物体 P 的速度．
返回目录
第3讲
力与曲线运动
高 频 考 点 探 究
考点二 抛体运动 类平抛运动的处理方法与平抛运动类似， 一般 将运动分解为沿初速度 v0 方向(不一定水平)的匀 速直线运动(vx＝v0，x＝v0t)和沿合力方向(与初速 1 度 v0 方向垂直)的匀加速直线运动(vy ＝at，y＝ 2 at2)．注意加速度方向不一定竖直向下，大小也不 一定等于 g.
返回目录
第3讲
高 考 真 题 聚 焦
力与曲线运动
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同 2 B．如果人到了该行星，其体重是地球上的 23倍 13 C． 该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的 365倍 D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如 果被带上该行星，其长度一定会变短