2019年物理大復(fù)習(xí)江蘇專版文檔第四章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 第1講 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精考試內(nèi)容范圍及要求高考統(tǒng)計高考命題解讀內(nèi)容要求說明2015201620171.考查方式本章內(nèi)容可能單獨(dú)考查，特別是萬有引力與航天部分，常以選擇題形式出現(xiàn)；也可能與其他專題相結(jié)合，與能量知識綜合考查,以計算題形式出現(xiàn)．2．命題趨勢本章內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)、生活、科技相聯(lián)系命題，或與其他專題綜合考查,曲線運(yùn)動問題可能在選擇題或計算題中考查，萬有引力與航天仍然以選擇題出現(xiàn)，單獨(dú)考查的可能性更大。15。運(yùn)動的合成和分解Ⅱ第7題第14題16.拋體運(yùn)動Ⅱ斜拋運(yùn)動的計算不作要求第2題第2題17.圓周運(yùn)動的描述Ⅰ第14題第5題18。勻速圓周運(yùn)動的向心力Ⅱ19。開普勒行星運(yùn)動定律Ⅰ計算不作要求20.萬有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ地球表面附近，重力近似等于萬有引力第3題第7題、第13題(3）第6題21.第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度Ⅰ計算只限第一宇宙速度第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解一、曲線運(yùn)動1．速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向．2．運(yùn)動的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動的物體,速度的方向時刻在改變,所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動．3．運(yùn)動的條件：物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上或它的加速度方向與速度方向不在同一條直線上．4．合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動的軌跡一定夾在合外力方向與速度方向之間,速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè)．自測1(多選)一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動,它的速度方向和加速度方向的關(guān)系是(）A．質(zhì)點(diǎn)速度方向時刻在改變B．質(zhì)點(diǎn)加速度方向時刻在改變C．質(zhì)點(diǎn)速度方向一定與加速度方向相同D．質(zhì)點(diǎn)速度方向一定沿曲線的切線方向答案AD自測2（多選)關(guān)于做曲線運(yùn)動的物體，下列說法中正確的是（）A．它所受的合外力一定不為零B．它所受的合外力一定是變力C．其速度可以保持不變D．其速度的大小可以保持不變答案AD二、運(yùn)動的合成與分解1．遵循的法則位移、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．2．合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系（1)等時性:合運(yùn)動和分運(yùn)動經(jīng)歷的時間相等，即同時開始、同時進(jìn)行、同時停止．(2)獨(dú)立性:一個物體同時參與幾個分運(yùn)動，各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行,不受其他運(yùn)動的影響．（3）等效性：各分運(yùn)動的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動的規(guī)律有完全相同的效果．3．運(yùn)動性質(zhì)的判斷eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1（加速度或合外力\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（變化:非勻變速運(yùn)動,不變：勻變速運(yùn)動))，加速度或合外力方向與速度方向\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（共線：直線運(yùn)動,不共線：曲線運(yùn)動）））)4．兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動性質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)：看合初速度方向與合加速度方向是否共線。兩個互成角度的分運(yùn)動合運(yùn)動的性質(zhì)兩個勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動一個勻速直線運(yùn)動、一個勻變速直線運(yùn)動勻變速曲線運(yùn)動兩個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動兩個初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合共線，為勻變速直線運(yùn)動如果v合與a合不共線，為勻變速曲線運(yùn)動自測3(多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項目,如圖1所示,當(dāng)運(yùn)動員從直升機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中將會受到水平風(fēng)力的影響，下列說法中正確的是()圖1A．風(fēng)力越大，運(yùn)動員下落時間越長，運(yùn)動員可完成更多的動作B．風(fēng)力越大，運(yùn)動員著地速度越大,有可能對運(yùn)動員造成傷害C．運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動員著地速度與風(fēng)力無關(guān)答案BC命題點(diǎn)一曲線運(yùn)動條件1．曲線運(yùn)動條件(1）動力學(xué)角度：物體受到的合外力方向與速度方向不共線．（2)運(yùn)動學(xué)角度：物體的加速度方向與速度方向不共線．2．合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動的軌跡始終夾在合外力方向與速度方向之間，而且向合外力的一側(cè)彎曲．3．合外力對運(yùn)動的影響合外力在垂直于速度方向上的分力改變物體速度的方向，合外力在沿速度方向上的分力改變物體速度的大?。?)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時，物體的速率增大;（2）當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時，物體的速率減??；(3)當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時,物體的速率不變．例1（2017·南京市、淮安市5月模擬)在光滑水平面上運(yùn)動的物體，受到水平恒力F作用后，沿曲線MN運(yùn)動，速度方向改變了90°，如圖2所示，則此過程中，物體受到的恒力可能是（)圖2A．F1 B．F2C．F3 D．F4答案C解析由題圖可知，物體從M向N運(yùn)動的過程中，沿初速度的方向做減速運(yùn)動,所以具有與初速度方向相反的力;同時物塊向右做加速運(yùn)動,所以物體還受到向右的作用力,所以物體受到的合力的方向沿F3的方向,故C正確，A、B、D錯誤．變式1（多選）（2018·田家炳中學(xué)期中）關(guān)于物體做曲線運(yùn)動，下列說法正確的是（)A．物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動B．物體在變力作用下有可能做曲線運(yùn)動C．做曲線運(yùn)動的物體，其速度方向與加速度方向不在一條直線上D．物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動答案BC命題點(diǎn)二運(yùn)動的合成與分解1．分析運(yùn)動的合成與分解問題時，一般情況下按運(yùn)動效果進(jìn)行分解．2．要注意分析物體在兩個方向上的受力及運(yùn)動規(guī)律，分別在兩個方向上列式求解．3．兩個方向上的分運(yùn)動具有等時性，這常是處理運(yùn)動分解問題的關(guān)鍵點(diǎn)．例2（多選）（2018·阜寧中學(xué)模擬）一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動，在x軸方向的x－t圖象和y軸方向的v－t圖象分別如圖3所示．則該質(zhì)點(diǎn)（）圖3A．初速度大小為5m/sB．所受的合外力為3NC．做勻變速曲線運(yùn)動D．初速度方向與合外力方向垂直答案ABC解析y軸方向初速度為vy0＝3m/s，x軸方向初速度vx0＝eq\f(0－8，2)m/s＝－4m/s，質(zhì)點(diǎn)的初速度大小v0＝eq\r（v\o\al(x02)＋v\o\al（y02））＝5m/s，故A正確．y軸方向的加速度ay＝eq\f(Δv，Δt)＝1。5m/s2,x軸方向的加速度為零，則質(zhì)點(diǎn)的加速度為a＝ay＝1.5m/s2，合力F合＝ma＝3N，故B正確．合力沿y軸方向,而初速度方向既不在x軸方向，也不在y軸方向，所以質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動,且質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向不垂直，加速度恒定，做勻變速曲線運(yùn)動,故C正確,D錯誤．變式2(多選）(2017·南陽中學(xué)月考)如圖4所示，甲運(yùn)動員在球場上得到籃球之后，甲、乙以相同的速度v勻速并排向?qū)Ψ桨雸霰寂?，隨后甲運(yùn)動員將球傳給乙運(yùn)動員,不計空氣阻力，則(）圖4A．甲拋球時對球施加的水平方向推力應(yīng)沿圖中箭頭1所指的方向B．甲拋球時對球施加的水平方向推力應(yīng)沿圖中箭頭2所指的方向C．坐在場邊的觀眾看到球向箭頭1所指的方向運(yùn)動D．坐在場邊的觀眾看到球向箭頭2所指的方向運(yùn)動答案AD命題點(diǎn)三小船渡河模型1．船的實(shí)際運(yùn)動:是水流的運(yùn)動和船相對靜水的運(yùn)動的合運(yùn)動．2．三種速度：船在靜水中的速度v船、水的流速v水、船的實(shí)際速度v.3．兩類問題、三種情景渡河時間最短當(dāng)船頭方向垂直河岸時，渡河時間最短，最短時間tmin＝eq\f(d，v船)渡河位移最短如果v船〉v水，當(dāng)船頭方向與上游河岸夾角θ滿足v船cosθ＝v水時，合速度垂直河岸，渡河位移最短，等于河寬d如果v船〈v水，當(dāng)船頭方向（即v船方向）與合速度方向垂直時，渡河位移最短，等于eq\f（dv水,v船）4。分析思路例3(多選)(2017·響水中學(xué)模擬)如圖5所示,小船自A點(diǎn)渡河，到達(dá)正對岸B點(diǎn)，現(xiàn)在水流速度變大，仍要使船到達(dá)正對岸B點(diǎn)，下列可行的辦法是()圖5A．船行方向不變，船速變大B．航行方向不變,船速變小C．船速不變，減小船與上游河岸的夾角αD．船速不變，增大船與上游河岸的夾角α答案AC解析若航行方向不變，根據(jù)平行四邊形定則可知，船速變大，才能確保合速度垂直河岸，故A正確，B錯誤；若船速不變，根據(jù)平行四邊形定則可知，必須減小船與上游河岸的夾角α，才能確保合速度垂直河岸,故C正確，D錯誤．變式3(2017·南通市如東縣、徐州市豐縣10月聯(lián)考)一只小船渡河，運(yùn)動軌跡如圖6所示，水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于岸邊；小船相對于靜水分別做勻加速、勻減速、勻速直線運(yùn)動，船相對于靜水的初速度大小均相同、方向垂直于岸邊，且船在渡河過程中船頭方向始終不變．由此可以確定(）圖6A．船沿AD軌跡運(yùn)動時，船相對于靜水做勻加速直線運(yùn)動B．船沿三條不同路徑渡河的時間相同C．船沿AB軌跡渡河所用的時間最短D．船沿AC軌跡到達(dá)對岸前瞬間的速度最大答案D命題點(diǎn)四繩（桿)關(guān)聯(lián)速度問題1．模型特點(diǎn)沿繩(桿）方向的速度分量大小相等．2．思路與方法合速度→繩（桿)拉物體的實(shí)際運(yùn)動速度v分速度→eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1(其一：沿繩桿的速度v1,其二：與繩桿垂直的分速度v2)）方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則．3．解題的原則把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿)和平行于繩(桿)兩個分量，根據(jù)沿繩（桿）方向的分速度大小相等求解．常見的模型如圖7所示．圖7例4（2018·連云港市期中）如圖8所示,物體A和B的質(zhì)量均為m，且分別與跨過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩連接，在用水平變力F拉物體B沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是(）圖8A．物體A也做勻速直線運(yùn)動B．物體A做勻加速直線運(yùn)動C．繩子對物體A的拉力等于物體A的重力D．繩子對物體A的拉力大于物體A的重力答案D解析將B物體的速度vB進(jìn)行分解如圖所示，則vA＝vBcosα，α減小，vB不變，則vA逐漸增大,說明A物體在豎直向上做加速直線運(yùn)動，故A、B錯誤．對A，由牛頓第二定律有FT－mg＝ma，得FT＝mg＋ma，可知繩子對A的拉力FT〉mg,故C錯誤，D正確．1。（多選）(2017·漣水中學(xué)第一次檢測）如圖9所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一紅蠟塊R(R視為質(zhì)點(diǎn))．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(biāo)原點(diǎn)以速度v0＝3cm/s勻速上浮的同時,玻璃管沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，合速度的方向與y軸夾角為α.則紅蠟塊R的（）圖9A．分位移y與x成正比B．分位移y的平方與x成正比C．合速度v的大小與時間t成正比D．tanα與時間t成正比答案BD解析由題意可知，y軸方向，y＝v0t；而x軸方向，x＝eq\f(1，2)at2,聯(lián)立可得:x＝eq\f(a,2v\o\al（02))y2,故A錯誤，B正確；x軸方向，vx＝at，那么合速度的大小v＝eq\r(v\o\al（02)＋a2t2),則v的大小與時間t不成正比，故C錯誤;tanα＝eq\f（at,v0）＝eq\f（a，v0)t，故D正確．2．（2017·射陽二中模擬)光滑水平面上有一直角坐標(biāo)系，質(zhì)量m＝4kg的質(zhì)點(diǎn)靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O處．先用沿x軸正方向的力F1＝8N作用了2s;然后撤去F1，并立即用沿y軸正方向的力F2＝24N作用1s，則質(zhì)點(diǎn)在這3s內(nèi)的軌跡為圖中的（）答案D3.(2017·南通市第一次調(diào)研）小船橫渡一條兩岸平行的河流，水流速度與河岸平行,船相對于靜水的速度大小不變,船頭始終垂直指向河岸，小船的運(yùn)動軌跡如圖10中虛線所示．則小船在此過程中()圖10A．做勻變速運(yùn)動B．越接近河岸，水流速度越大C．所受合外力方向平行于河岸D．渡河的時間隨水流速度變化而改變答案C解析從題圖軌跡曲線的彎曲形狀上可以知道，小船先具有向下游的加速度，后具有向上游的加速度，故加速度是變化的，所受合外力方向平行于河岸,由于水流是先加速后減速,即越接近河岸水流速度越小，故A、B錯誤，C正確；由于船身方向垂直于河岸，無論水流速度是否變化,這種渡河方式耗時不變且最短，故D錯誤．1．(2018·高郵中學(xué)模擬)一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，速率逐漸減?。P(guān)于它在運(yùn)動過程中P點(diǎn)的速度v和加速度a的方向，下列各圖描述準(zhǔn)確的是()答案C解析題圖A中，加速度方向與速度方向夾角小于90°，質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動，故A錯誤;題圖B中，加速度的方向不能沿曲線的切線方向，應(yīng)與合力同向指向曲線凹側(cè)，故B錯誤；題圖C中，加速度方向與速度方向夾角大于90°，質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動,故C正確;題圖D中，速度方向應(yīng)該沿曲線的切線方向，故D錯誤．2．已知物體運(yùn)動的初速度v0的方向及恒力F的方向如下列各圖所示，則圖中運(yùn)動軌跡可能正確的是(）答案B3。(2017·泰州中學(xué)下學(xué)期初考)如圖1所示，小船沿直線AB過河，船頭始終垂直于河岸．若水流速度增大,為保持航線不變，下列措施與結(jié)論正確的是()圖1A．增大船速，過河時間不變B．增大船速,過河時間縮短C．減小船速,過河時間變長D．減小船速,過河時間不變答案B解析小船參與兩個方向的分運(yùn)動，沿河岸方向的水流的勻速運(yùn)動和垂直河岸方向的小船的勻速運(yùn)動,合運(yùn)動的方向與河岸的夾角為tanα＝eq\f（v船，v水)；若水流速度增大，為保持航線不變，則船速應(yīng)該增大，過河的時間為t＝eq\f(d，v船),則時間變短，故選B。4.如圖2所示為一個做勻變速曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)從A到E的運(yùn)動軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)的速度與加速度相互垂直,則下列說法中正確的是（)圖2A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大B．A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90°C．A點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)的加速度大D．從A到C加速度與速度的夾角先增大后減小答案A5．（多選）（2017·蘇州市期中）有人駕一小船準(zhǔn)備渡河，已知河寬200m，河水的流速為v1＝3m/s，船在靜水中的速度為v2＝4m/s，下列有關(guān)小船渡河的說法正確的是（)A．小船在河中運(yùn)動的軌跡是一條曲線B．小船在河中運(yùn)動的實(shí)際速度一定是5m/sC．小船渡河的最短距離是200mD．小船運(yùn)動到對岸的最短時間是50s答案CD解析由題意可知，兩分速度不變，則合運(yùn)動是直線運(yùn)動，那么船在河中的運(yùn)動軌跡是一條直線,故A錯誤；若小船行駛過程中船頭一直垂直指向?qū)Π?，小船?shí)際的速度是水流速與靜水速的合速度，根據(jù)平行四邊形定則,合速度v＝eq\r（v\o\al（12)＋v\o\al（22)）＝eq\r（32＋42)m/s＝5m/s。但是船頭方向不確定，因此船的合速度在1m/s到7m/s之間,故B錯誤；由于小船在靜水中的速度為v2大于水的速度v1，故小船過河最短路程為：s＝d＝200m，故C正確；當(dāng)船頭正對河岸過河時時間最短：t＝eq\f（d,v2)＝eq\f(200,4）s＝50s，故D正確．6．（多選)(2018·興化一中期初)在光滑的水平面上有一質(zhì)量為2kg的物體，在幾個共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動．現(xiàn)突然將與速度反方向的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°,則關(guān)于物體運(yùn)動情況的敘述正確的是(）A．物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動B．物體做加速度大小為eq\r（2)m/s2的勻變速曲線運(yùn)動C．物體做速度越來越大的曲線運(yùn)動D．物體做非勻變速曲線運(yùn)動，其速度越來越大答案BC解析物體原來所受的合外力為零,當(dāng)將與速度反方向的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°后，其受力如圖所示，其中F是Fx、Fy的合力，即F＝2eq\r(2)N，且大小、方向都不變,是恒力，那么物體的加速度為a＝eq\f(F，m)＝eq\f(2\r(2），2)m/s2＝eq\r（2)m/s2.又因為F與v的夾角θ〈90°，所以物體做速度越來越大、加速度大小為eq\r（2)m/s2的勻變速曲線運(yùn)動，故B、C正確,A、D錯誤．7．如圖3所示，高為H的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動的小車A，小車A下的繩索吊著重物B.在小車A與重物B以相同的水平速度沿塔吊臂向右勻速運(yùn)動的同時,繩索將重物B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2規(guī)律隨時間t變化，則在上述過程中()圖3A．繩索受到的拉力不斷增大B．繩索對重物做功的功率不斷增大C．重物做勻變速直線運(yùn)動D．重物做加速度大小不斷減小的曲線運(yùn)動答案B解析A、B之間的距離以d＝H－2t2規(guī)律隨時間變化知重物在豎直方向做初速度為0,加速度為4m/s2的勻加速直線運(yùn)動，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動,在豎直方向有，F(xiàn)－mg＝ma,F＝mg＋ma。因為加速度不變，所以拉力不變，故A錯誤．根據(jù)P＝Fvcosθ,拉力不變，vcosθ為在豎直方向上的速度，豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動，所以繩索對重物做功的功率不斷增大，故B正確．根據(jù)運(yùn)動的合成，合加速度與合速度方向不在同一條直線上，重物做加速度不變的曲線運(yùn)動，故C、D錯誤．8。(2017·江蘇省聯(lián)盟2月大聯(lián)考)現(xiàn)在很多教室都安裝可以沿水平方向滑動的黑板，如圖4所示．在黑板以某一速度向左勻速運(yùn)動的同時，一位教師用粉筆在黑板上畫線，粉筆相對于墻壁從靜止開始先勻加速向下畫，接著勻減速向下畫直到停止,則粉筆在黑板畫出的軌跡可能為()圖4答案D解析由題意知，黑板向左運(yùn)動，水平方向粉筆相對黑板向右勻速運(yùn)動,豎直方向先向下加速再減速,根據(jù)運(yùn)動的合成可知，粉筆受合外力先豎直向下，再豎直向上，根據(jù)力與軌跡的關(guān)系,即力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，故D正確，A、B、C錯誤．9。（2017·泰興中學(xué)檢測)如圖5所示，中間有孔的物塊A套在光滑的豎直桿上,通過光滑輕滑輪用不可伸長的輕繩將物體拉著勻速向上運(yùn)動，則下列說法正確的是()圖5A．拉力F變小B．桿對A的彈力FN不變C．拉力F的功率P不變D．繩子自由端的速率v增大答案C解析設(shè)A的質(zhì)量為m，繩子與豎直方向上的夾角為θ，因為A做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上合力為零，有：Fcosθ＝mg,因為θ增大，則F增大．A在水平方向上合力為零，有：FN＝Fsinθ＝mgtanθ，θ增大，F(xiàn)N增大，故A、B錯誤．物塊A沿繩子方向上的分速度v＝vAcosθ,該速度等于自由端的速度,θ增大，自由端速度減小，拉力的功率P＝Fv＝eq\f（mg,cosθ)·vAcosθ＝mgvA，知拉力的功率不變．故C正確，D錯誤．10．(多選）如圖6所示，河寬為L,河水流速為u，甲、乙兩船同時出發(fā)渡河且相對水的速度均為v.出發(fā)時兩船相距d，行駛過程中兩船船身均與岸邊成45°角,乙船最終到達(dá)正對岸的A點(diǎn)，兩船始終沒