新教材2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)第一編專題復(fù)習(xí)攻略專題一力與運動第3講力與曲線運動課件

第3講力與曲線運動知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類剖析素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類剖析命題點一運動的合成與分解平拋運動(含類平拋)1．曲線運動2．特點(1)F合恒定：做勻變速曲線運動．(2)F合不恒定：做非勻變速曲線運動．(3)速率變化情況判斷

考向1

曲線運動的特點及運動的合成與分解例1[2023·全國乙卷]小車在水平地面上沿軌道從左向右運動，動能一直增加．如果用帶箭頭的線段表示小車在軌道上相應(yīng)位置處所受合力，下列四幅圖可能正確的是(

)答案：D解析：小車做曲線運動，所受合外力指向曲線的凹側(cè)，故AB錯誤；小車沿軌道從左向右運動，動能一直增加，故合外力與運動方向夾角為銳角，C錯誤，D正確．故選D.例2[2023·江蘇卷]達·芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗：一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動，沿途連續(xù)漏出沙子．若不計空氣阻力，則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是(

)答案：D解析：罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動，在時間Δt內(nèi)水平方向位移增加量為aΔt2，豎直方向做自由落體運動，在時間Δt內(nèi)位移增加gΔt2；說明水平方向位移增加量與豎直方向位移增加量比值一定，則連線的傾角就是一定的．故選D.考向2

平拋運動規(guī)律的基本應(yīng)用例3[2023·浙江6月]鉛球被水平推出后的運動過程中，不計空氣阻力，下列關(guān)于鉛球在空中運動時的加速度大小a、速度大小v、動能Ek和機械能E隨運動時間t的變化關(guān)系中，正確的是(

)答案：D

考向3

有約束條件的平拋運動例4[2023·清華大學(xué)附中開學(xué)考試]2022年第24屆冬季奧林匹克運動會在北京和張家口舉行，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一．如圖為簡化的跳臺滑雪的雪道示意圖，AO為助滑道，OB為著陸坡．運動員從助滑道上的A點由靜止滑下，然后從O點沿水平方向飛出，最后在著陸坡上著陸．已知，A點與O點的高度差為h＝3.2m，著陸坡OB的傾角為θ＝37°，運動員及裝備的總質(zhì)量為m＝50kg，重力加速度為g＝10m/s2.將運動員和滑雪板整體看作質(zhì)點，不計一切摩擦和空氣阻力(sin37°＝0.6；cos37°＝0.8)．求：(1)運動員經(jīng)過O點時的速度大小v；(2)運動員從飛出到著陸的時間t；(3)運動員在坡上著落時的速度大小v1；(4)運動員在著落前距斜坡的最大垂直距離d.

答案：B

思維提升求解平拋運動問題的技巧①把運動分解為相互垂直方向上的勻速直線運動和勻加速直線運動，通過研究分運動達到研究合運動的目的．②確定速度或位移與題目所給的角度之間的聯(lián)系，這往往是解決問題的突破口．提升訓(xùn)練1.[2023·廣東廣州二模]潛艇從海水的高密度區(qū)駛?cè)氲兔芏葏^(qū)．浮力急劇減小的過程稱為“掉深”．如圖a所示，某潛艇在高密度區(qū)水平向右勻速航行，t＝0時，該潛艇開始“掉深”，潛艇“掉深”后，其豎直方向的速度vy隨時間變化的圖像如圖b所示，水平速度vx保持不變．若以水平向右為x軸，豎直向下為y軸，則潛艇“掉深”后的0～30s內(nèi)．能大致表示其運動軌跡的圖形是(

)答案：B解析：根據(jù)題意可知，潛艇在x軸方向上做勻速直線運動，y軸方向上先做勻加速直線運動，再做勻減速直線運動，在x軸上取幾段相鄰且距離相等的距離，則時間相等，y軸上下降的距離先增大后減小．故選B.2．[2023·湖南卷]如圖(a)，我國某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進行水稻播種．某次拋出的谷粒中有兩顆的運動軌跡如圖(b)所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點均為O，且軌跡交于P點，拋出時谷粒1和谷粒2的初速度分別為v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上．忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運動，下列說法正確的是(

)A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B．谷粒2在最高點的速度小于v1C．兩谷粒從O到P的運動時間相等D．兩谷粒從O到P的平均速度相等答案：B解析：拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A錯誤；谷粒2做斜拋運動，谷粒1做平拋運動，均從O點運動到P點，故位移相同．在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運動，谷粒1做自由落體運動，豎直方向上谷粒2的自由落體運動位移大于谷粒1的豎直位移，故谷粒2運動時間較長，C錯誤；谷粒2做斜拋運動，水平方向上為勻速直線運動，故運動到最高點的速度即為水平方向上的分速度．與谷粒1比較水平位移相同，但運動時間較長，故谷粒2水平方向上的速度較小即最高點的速度小于v1，B正確；兩谷粒從O點運動到P點的位移相同，運動時間不同，故平均速度不相等，D錯誤．3．[2023·福建龍巖一中模擬]如圖所示，排球比賽中，某隊員在距網(wǎng)水平距離為4.8m，距地面3.2m高處(O點正上方)將排球沿垂直網(wǎng)的方向以16m/s的速度水平擊出．已知網(wǎng)高2.24m，排球場地長18m，重力加速度g取10m/s2，可將排球視為質(zhì)點，下列判斷正確的是(

)A．球不能過網(wǎng)B．球落在對方場地內(nèi)C．球落在對方場地底線上D．球落在對方場地底線之外答案：B

命題點二圓周運動1．水平面內(nèi)的圓周運動的“臨界”分析(1)繩的臨界：張力FT＝0(2)接觸面滑動臨界：F＝Ffm(3)接觸面分離臨界：FN＝02．豎直面內(nèi)圓周運動分析步驟：(1)定模型→判斷是輕桿模型還是輕繩模型(2)

(3)過程分析→應(yīng)用動能定理或機械能守恒定律將初、末狀態(tài)聯(lián)系起來列方程求解

答案：A

答案：A

答案：ABC

思維提升解決平拋與圓周運動組合問題的“四個關(guān)鍵”(1)運動階段的劃分，如例題中分成三個階段(圓周→平拋→圓周)．(2)運動階段的銜接，尤其注意速度方向，如例題中，小球運動到B點的速度．(3)兩個運動階段在時間和空間上的聯(lián)系．(4)對于平拋運動或類平拋運動與圓周運動組合的問題，應(yīng)用合成與分解的思想分析，這兩種運動轉(zhuǎn)折點的速度是解題的關(guān)鍵．

答案：D

2．[2023·全國甲卷]一質(zhì)點做勻速圓周運動，若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比，運動周期與軌道半徑成反比，則n等于(

)A．1

B．2

C．3

D．4答案：C

3．如圖所示，物體A、B用細線連接，在同一高度做勻速圓周運動，圓心均為點O.在某時刻，細線同時斷裂，兩物體做平拋運動，同時落在水平面上的同一點．連接A、B的細線長度分別為10l、5l，A、B圓周運動的半徑分別為6l、4l，則O點到水平面的高度為(忽略物體的大小和細線質(zhì)量)(

)A．6l

B．10lC．12l

D．15l答案：C

考向1

衛(wèi)星運動的特點例1[2023·北京卷]2022年10月9日，我國綜合性太陽探測衛(wèi)星“夸父一號”成功發(fā)射，實現(xiàn)了對太陽探測的跨越式突破．“夸父一號”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，距地面高度約為720km，運行一圈所用時間約為100分鐘．如圖所示，為了隨時跟蹤和觀測太陽的活動，“夸父一號”在隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取向，使太陽光能照射到“夸父一號”，下列說法正確的是(

)A．“夸父一號”的運行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動的角度約為1°B．“夸父一號”繞地球做圓周運動的速度大于7.9km/sC．“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度大于地球表面的重力加速度D．由題干信息，根據(jù)開普勒第三定律，可求出日地間平均距離答案：A

例

2[2023·湖北卷]2022年12月8日，地球恰好運行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”．火星和地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3∶2，如圖所示．根據(jù)以上信息可以得出(

)A．火星與地球繞太陽運動的周期之比約為27∶8B．當火星與地球相距最遠時，兩者的相對速度最大C．火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9∶4D．下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前答案：B

答案：D

考向3

衛(wèi)星變軌和空間站對接問題例4[2023·四川省宜賓市敘州區(qū)模擬]2022年11月30日，神舟十五號載人飛船與天和核心艙完成對接，如圖為對接過程的示意圖．天和核心艙做圓周運動的軌道半徑為R，運動周期為T，神舟十五號飛船在火箭助推下由地表加速至A點，在此處神舟十五號飛船與火箭分離，分離后神舟十五號飛船在萬有引力作用下沿橢圓軌道運動至B點與天和核心艙對接，橢圓軌道AB在B點與天和核心艙軌道相切，B點為橢圓軌道AB的遠地點，已知引力常量為G.下列說法正確的是(

)A．A點到地心的距離小于B點到地心的距離，飛船在A點的速率小于在B點的速率B．飛船沿橢圓軌道AB運行的周期小于TC．飛船在整個運動過程中，機械能不斷增大D．飛船運動至B點時其速率大于天和核心艙的速率答案：B

提升訓(xùn)練1.[2023·大連葫蘆島一模]2022年11月12日10時03分，天舟五號與空間站天和核心艙成功對接，此次發(fā)射任務(wù)從點火發(fā)射到完成交會對接，全程僅用2個小時，創(chuàng)世界最快交會對接紀錄，標志著我國航天交會對接技術(shù)取得了新突破．在交會對接的最后階段，天舟五號與空間站處于同一軌道上，同向運動，兩者的運行軌道均視為圓周．要使天舟五號在同一軌道上追上空間站實現(xiàn)“交會對接”，天舟五號噴射燃氣的方向可能正確的是(

)答案：A

2．[2023·湖北省部分地市1月聯(lián)合調(diào)研](多選)2022年10月，我國發(fā)射“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星，該衛(wèi)星采用的是距地面高度720km左右、周期約為100分鐘的太陽同步晨昏軌道．所謂太陽同步晨昏軌道，從宇宙中看，就是衛(wèi)星一方面圍繞地球飛行(看成勻速圓周運動)且跟隨著地球繞太陽公轉(zhuǎn)，另一方面軌道平面一直朝向太陽．下列說法正確的是(

)A．“夸父一號”的發(fā)射速度大于11.2km/sB．以太陽為參考系，“夸父一號”做勻速圓周運動C．“夸父一號”繞地球運行的角速度大于地球的自轉(zhuǎn)角速度D．“夸父一號”連續(xù)兩次經(jīng)過地球赤道上同一位置正上空所用的時間間隔約為120小時答案：CD

答案：CD

素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題生活·科技中的曲線運動情境1

排污管——科學(xué)思維[典例1]

[2023·北京海淀區(qū)高三上學(xué)期期中]環(huán)保人員在一次檢查時發(fā)現(xiàn)，有一根排污管正在沿水平方向向河道內(nèi)排出大量污水，如圖所示．水流穩(wěn)定時，環(huán)保人員測出了管口中心到河面的高度為H，噴出污水的水平射程為L，管口的直徑為D(D遠小于H)．設(shè)污水充滿整根管道，管口橫截面上各處水的速度相同，忽略空氣阻力，已知重力加速度為g.求：(1)污水從排污管噴出時初速度的大小v0；(2)污水落至河面時速度的大小v；(3)由管口至河面間空中污水的體積A.

答案：D

情境3

智能呼啦圈——模型建構(gòu)[典例3]智能呼啦圈輕便美觀，深受大眾喜愛，如圖甲，腰帶外側(cè)帶有軌道，將帶有滑輪的短桿穿入軌道，短桿的另一端懸掛一根帶有配重的輕繩，其簡化模型如圖乙所示．可視為質(zhì)點的配重質(zhì)量為0.5kg，繩長為0.5m，懸掛點P到腰帶中心點O的距離為0.2m．水平固定好腰帶，通過人體微小扭動，使配重隨短桿做水平勻速圓周運動，繩子與豎直方向夾角為θ，運動過程中腰帶可看作不動，重力加速度g取10m/s2，sin