2019-2020年高考物理一輪復習講義 曲線運動與萬有引力定律.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習講義 曲線運動與萬有引力定律 考綱要求 拋體運動與圓周運動 運動的合成和分解 拋體運動 勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度 勻速圓周運動的向心力， 離心現(xiàn)象 Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 斜拋運動只作定性要求 　曲線運動　質點在平面內的運動 一、曲線運動 (1)曲線運動中的速度方向 做曲線運動的物體，速度的方向時刻在改變，在某點(或某一時刻)的速度方向是曲線上該點的切線方向. (2)曲線運動的性質 由于曲線運動的速度方向不斷變化，所以曲線運動一定是變速運動，一定存在加速度. (3)物體做曲線運動的條件 物體所受合外力(或加速度)的方向與它的速度方向不在同一直線上. 注意：①如果這個合外力的大小和方向都是恒定的，即所受的合外力為恒力，物體就做勻變速曲線運動，如平拋運動. ②如果這個合外力大小恒定，方向始終與速度方向垂直，物體就做勻速圓周運動. ③做曲線運動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，即合外力總是指向曲線的內側.根據(jù)曲線運動的軌跡，可以判斷出物體所受合外力的大致方向. ●曲線運動的合力、軌跡、速度之間的關系 1．合力方向與軌跡的關系 物體做曲線運動的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力方向指向軌跡的“凹”側． 2．合力方向與速度方向的關系 物體做曲線運動時，所受合力的方向與速度方向一定不在同一條直線上，這是判斷物體是否做曲線運動的依據(jù)． 3．合力方向與速度大小變化的關系 合力沿切線方向的分力改變速度的大小，沿徑向的分力改變速度的方向，如圖所示的兩個情景． 說明：當物體受到的合外力的方向與速度方向的夾角為銳角時，物體做曲線運動的速率將增大，當物體受到的合外力的方向與速度方向的夾角為鈍角時，物體做曲線運動的速率將　減小　. 【復習鞏固題】 1、(原創(chuàng)題)“嫦娥二號”衛(wèi)星于2010年10月1日18時59分發(fā)射升空．如圖所示，“嫦娥二號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時，沿曲線從M點到N點的飛行過程中，速度逐漸減?。诖诉^程中探月衛(wèi)星所受合力的方向可能是(　　) 2、一物體在一組共點的互不平行的三個恒力、和作用下處于平衡狀態(tài)，若撤去，則物體將可能（ ） .沿的方向做勻減速直線運動 .沿的方向做勻加速直線運動 .做勻變速的曲線運動 .做勻速直線運動 3、下列有關物體的運動性質的說法中，正確的是（ ） .物體在恒力作用下的運動，其速度變化一定是均勻的 .物體在恒力作用下的曲線運動，其速度不一定是均勻變化的 .物體在變力作用下不可能做直線運動 .物體在變力作用下，其加速度不論大小還是方向都不可能是不變的 4、光滑平面上一運動質點以速度v通過原點O，v與x軸正方向成α角(如圖所示)，與此同時對質點加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則(　　) A.因為有Fx，質點一定做曲線運動 B.如果Fy＞Fx，質點向y軸一側做曲線運動 C.質點不可能做直線運動 D.如果Fx＞Fycot α，質點向x軸一側做曲線運動 5、如圖所示，一物體在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲線運動，當物體從M點運動到N點時，其速度方向恰好改變了90，則物體在M點到N點的運動過程中，物體的動能將( ) A.不斷增大 B.不斷減小 C.先減小后增大 D.先增大后減小 6、（xx全國理綜第20題）.一帶負電荷的質點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質點的速率是遞減的。關于b點電場強度E的方向，下列圖示中可能正確的是（虛線是曲線在b點的切線）（ ） x y O 7、（xx年浙江金華模擬）一質點在xOy平面內從O點開始運動的軌跡如圖所示，則質點的速度（ ） A．若x方向始終勻速，則y方向先加速后減速 B．若x方向始終勻速，則y方向先減速后加速 C．若y方向始終勻速，則x方向先減速后加速 D．若y方向始終勻速，則x方向先加速后減速 8、（xx云南省昆明市質檢）如圖所示的曲線為一質點在恒定合外力作用下運動的一段軌跡，質點由A到B的時間與質點由B到C的時間相等，己知。則下列判斷正確的是 A．該質點做非勻變速運動 B．該質點在這段時間內可能做加速運動 C．兩段時間內該質點的速度變化量相等 D．兩段時間內該質點的速度變化量不等 2、 運動的合成與分解 1．基本概念 2．分解原則 根據(jù)運動的實際效果分解，也可采用正交分解． 3．遵循的規(guī)律 位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則 (1)如果各分運動在同一直線上，需選取_______，與___________的量取“＋”號，與__________的量取“－”號，從而將矢量運算簡化為_________． (2)兩分運動不在同一直線上時，按照_______________進行合成，如圖所示．． 4．合運動和分運動的關系 ①等時性：合運動和分運動是同時發(fā)生的，所用時間相等. ②等效性：合運動跟幾個分運動共同疊加的效果相同. ③獨立性：一個物體同時參與幾個分運動，各個分運動獨立進行，互不影響. 5、合運動的性質和軌跡的判定 1．物體運動的性質由加速度決定，常見的類型有 (1)a＝0：勻速直線運動或靜止． (2)a恒定：性質為勻變速運動，分為： ①v、a同向，勻加速直線運動； ②v、a反向，勻減速直線運動； ③v、a成一角度，勻變速曲線運動(軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的方向接近，但不可能達到)． (3)a變化：性質為變加速運動．如簡諧運動，加速度大小、方向都隨時間變化． 2．物體的運動軌跡由物體的速度和加速度的方向關系決定，如圖. (1)速度與加速度共線時，物體做直線運動． (2)速度與加速度不共線時，物體做曲線運動． 3、不在同一直線上的兩分運動的合成. (1)若兩分運動為勻速運動，其合運動一定是勻速運動. (2)若兩分運動為初速度為零的勻變速直線運動，其合運動一定是初速度為零的勻變速直線運動. (3)若兩分運動中，一個做勻速運動，另一個做勻變速直線運動，其合運動一定是勻變速曲線運動(如平拋運動). (4)若兩分運動均為初速度不為零的勻加(減)速直線運動，其合運動不一定是勻加(減)速直線運動，如圖甲、圖乙所示.圖甲情形為勻變速曲線運動；圖乙情形為勻變速直線運動(勻減速情形圖未畫出)，此時有. 【復習鞏固題】 1、一物體運動規(guī)律是x＝3t＋3t2 m，y＝4t＋4t2 m，則下列說法中正確的是(　　) A．物體在x軸和y軸方向上都是初速度為零的勻加速直線運動 B．物體的合運動是初速度為5 m/s、加速度為5 m/s2的勻加速直線運動 C．物體的合運動是初速度為5 m/s、加速度為10 m/s2的勻變速直線運動 D．物體的合運動是加速度為10 m/s2的曲線運動 2、（xx三明模擬）如圖甲所示，在長約100 cm、一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個用紅蠟做成的小圓柱體(小圓柱體恰能在水中勻速上浮)，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊．然后將玻璃管豎直倒置，在紅蠟塊勻速上浮的同時使玻璃管緊貼黑板面水平向右勻加速移動，你正對黑板面將看到紅蠟塊相對于黑板面的移動軌跡可能是下圖中的(　　) 圖甲 A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 3、 （xx江蘇卷）如圖所示，一塊橡皮用細線懸掛于O點，用鉛筆靠著線的左側水平向右勻速移動，運動中始終保持懸線豎直，則橡皮運動的速度（ ） w w w.ks5 u .c omA.大小和方向均不變 B.大小不變，方向改變 C.大小改變，方向不變 D.大小和方向均改變 4、（xx四川卷）(1)某研究性學習小組進行了如下實驗：如圖甲所示，在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標原點以速度v0＝3 cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線運動．同學們測出某時刻R的坐標為(4,6)，此時R的速度大小為________cm/s.R在上升過程中運動軌跡的示意圖是________________．(R視為質點) 圖甲 圖乙 5、如圖所示，在一次救災工作中，一架沿水平直線飛行的直升飛機A，用懸索(重力可忽略不計)救護困在湖水中的傷員B。在直升飛機 A和傷員B以相同的水平速度勻速運動的同時，懸索將傷員提起，在某一段時間內，A、B之間的距離以l＝H－t2(式中H為直升飛機A離水面的高度，各物理量的單位均為國際單位制單位)規(guī)律變化，則在這段時間內，下面判斷中正確的是(不計空氣作用力) (　　) A．懸索的拉力小于傷員的重力 B．懸索成傾斜直線 C．傷員做速度減小的曲線運動 D．傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運動 3、 小船渡河問題 1.處理方法：船在有一定流速的河中過河時，實際上參與了兩個方向的運動，即隨水流的運動(水沖船的運動)和船相對水的運動(即在靜水中船的運動)，船的實際運動是這兩種運動的合運動. 2.對船過河的分析與討論. 設河寬為d，船在靜水中速度為v船，水的流速為v水. (1)船過河的最短時間 如圖所示，設船頭斜向上游與河岸成任意夾角θ，這時船速在垂直河岸方向的速度分量為v1＝v船sin θ，則過河時間為t＝，可以看出，d、v船一定時，t隨sin θ增大而減小.當θ＝90時，即船頭與河岸垂直時，過河時間最短tmin＝，到達對岸時船沿水流方向的位移x＝v水tmin＝d. (2)船過河的最短位移 ①v船>v水 如上圖所示，設船頭斜指向上游，與河岸夾角為θ.當船的合速度垂直于河岸時，此情形下過河位移最短，且最短位移為河寬d.此時有v船cos θ＝v水，即θ＝arccos. ②v船t乙 　　　 D．無法確定 3、如圖所示，一條小船位于200 m寬的河正中A點處，從這里向下游100 m處有一危險區(qū)，當時水流速度為4 m/s，為了使小船避開危險區(qū)沿直線到達對岸，小船在靜水中的速度至少是(　　) 3、如圖所示，民族運動會上有一個騎射項目，運動員騎在奔馳的馬背上，彎弓放箭射擊側向的固定目標．假設運動員騎馬奔馳的速度為v1，運動員靜止時射出的弓箭速度為v2，直線跑道離固定目標的最近距離為d，要想在最短的時間內射中目標，則運動員放箭處離目標的距離應該為 (　　) A.　　　　　　 B. C. D. 4、(xx黃岡期末)下列圖中實線為河岸，河水的流動方向如圖中v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向對岸N的實際航線。則其中可能正確的是(　　) 4、 “關聯(lián)”速度問題： 如何分解用繩(或桿)連接物體的速度 1.一個速度矢量按矢量運算法則分解為兩個速度，若與實際情況不符，則所得分速度毫無物理意義，所以速度分解的一個基本原則就是按實際效果進行分解.通常先虛擬合運動(即實際運動)的一個位移，看看這個位移產(chǎn)生了什么效果，從中找到兩個分速度的方向，最后利用平行四邊形畫出合速度和分速度的關系圖，由幾何關系得出它們的關系. 2.由于高中研究的繩都是不可伸長的，桿都是不可伸長和壓縮的，即繩或桿的長度不會改變，所以解題原則是：把物體的實際速度分解為垂直于繩(或桿)和平行于繩(或桿)的兩個分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解.　 【復習鞏固題】 1、（xx臨沂模擬）如圖所示，在不計滑輪摩擦和繩子質量的條件下，當小車勻速向右運動時，物體A的受力情況是(　　) A．繩子的拉力大于A的重力 B．繩子的拉力等于A的重力 C．繩子的拉力小于A的重力 D．繩子的拉力先大于A的重力，后變?yōu)樾∮贏的重力 2、（xx聊城模擬）如圖所示，用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M，長桿的一端放在地上通過鉸鏈聯(lián)結形成轉軸，其端點恰好處于左側滑輪正下方O點處，在桿的中點C處拴一細繩，繞過兩個滑輪后掛上重物M.C點與O點距離為l，現(xiàn)在桿的另一端用力使其逆時針勻速轉動，由豎直位置以角速度ω緩緩轉至水平位置(轉過了90角)，此過程中下列說法正確的是(　　 ) A．重物M做勻速直線運動 B．重物M做勻變速直線運動 C．重物M的最大速度是ωl D．重物M的速度先減小后增大 3、 (xx年屯溪一中調研)如圖所示，一個長直輕桿兩端分別固定一個小球A和B，兩球的質量均為m，兩球半徑忽略不計，桿AB的長度為l，現(xiàn)將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕振動小球B，使小球B在水平地面上由靜止向右運動，求當A球沿墻下滑距離為 l/2時A、B兩球的速度vA和vB的大小．(不計一切摩擦) xx屆高三物理精細化復習測試題 1、 選擇題（共8題） 1、在xx年2月加拿大溫哥華舉行的冬奧會上，進行短道速滑時，滑冰運動員要在彎道上進行速滑比賽，如圖為某運動員在冰面上的運動軌跡，圖中關于運動員的速度方向、合力方向正確的是（ ） 2、如圖所示為一個做勻變速曲線運動的質點的軌跡示意圖，已知在B點時的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是（ ） A．D點的速率比C點的速率大 B．A點的加速度與速度的夾角小于90 C．A點的加速度比D點的加速度大 D．從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小 3、(xx廣東省惠州市調研)如圖所示，天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛，同時天車上的起吊電動機吊著貨物正在勻速上升。則地面上的人觀察到貨物運動的軌跡是圖 起重機 橫梁 貨物 4、某人試渡廣州珠江，他以一定速度向對岸游去．已知珠江寬度為d，水流速度為v1，人在靜水中的游泳速度為v2，要使人在渡河過程中所行路程s最短，則（ ） A．當v1＜v2時，s＝d B．當v1＜v2時，s＝d C．當v1＞v2時，s＝d D．當v1＞v2時，s＝d 5．河水的流速與離河岸距離的變化關系如圖甲所示，船在靜水中速度與時間的關系如圖乙所示．若要使船以最短時間渡河，則（ ） A．船渡河的最短時間是100 s B．船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直 C．船在河水中航行的軌跡是一條直線 D．船在河水中的最大速度是7 m/s 6、(xx年宿州模擬)如圖，船從A處開出后沿直線AB到達對岸，若AB與河岸成37角，水流速度為4 m/s，則船從A點開出的最小速度為(　　) A．2 m/s B．2.4 m/s C．3 m/s D．3.5 m/s 7、質量為2 kg的質點在x－y平面上做曲線運動，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．質點的初速度為4 m/s B．質點所受的合外力為3 N C．質點初速度的方向與合外力方向垂直 D．2 s末質點速度大小為6 m/s 8、．圖中，套在豎直細桿上的環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長的輕繩與重物B相連．由于B的質量較大，故在釋放B后，A將沿桿上升，當A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時，其上升速度v1≠0，若這時B的速度為v2，則（ ） A．v2＝v1 B．v2＞v1 C．v2≠0 D．v2＝0 2、 計算題（共2題） 9、寬9 m的成型玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前進行，在切割工序處，金剛割刀的速度為10 m/s，為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，則： (1)金剛割刀的軌道應如何控制？ (2)切割一次的時間多長？ (3)所生產(chǎn)的玻璃板的規(guī)格是怎樣的？ 10．(xx年蕪湖一中檢測)如圖所示，質量m＝2.0 kg的物體在水平外力的作用下在水平面上運動，已知物體運動過程中的坐標與時間的關系為，g＝10 m/s2.根據(jù)以上條件，求： (1)t＝10 s時刻物體的位置坐標； (2)t＝10 s時刻物體的速度和加速度的大小與方向．