2024年高考物理大一輪復習：主題3 力與曲線運動

主題三力與曲線運動

知識體系建科

周期公式丁=竿=智

a做曲線運

動力學：合外力與速度的方向不共線

動的條件1-

角速度與轉(zhuǎn)速關系3=包——描述一

1-運動學：a與r的方向不共線

向心加速度““=±=3-7=埼r_

2,群;夬曲夕昱運

為訶題的方法「建立合適的坐標系用數(shù)學方法分析

介外，提供向心力一勻速網(wǎng)周運動一)4惻周運動

曲線運動

合外力的冷向分力提供1-運動的合成9分解

向心力一非勻速圓周運動一

動力學

運動性放:勻變速曲組運動

特征

條件F”〈月一周心運動一應

3平施運動

hl一水平方向”.光產(chǎn)?

條件八寸一近心運動」

方法:5?！回Q直方向八%.產(chǎn)//

火東拐彎一水平面內(nèi)的同周運動

—合速度方向tana.■犁

拱橋模儀—]

繩球模型一一豎有面內(nèi)的網(wǎng)周運動一個模型中心天體一衛(wèi)用模型

皿”而引力完全提供血，「力

桿球模型—1兩條思路|萬有用力等于砒力

天

體

運

動

問

題

三角等式關系

變軌問題[衛(wèi)星加速.做離心運動

-----------------1衛(wèi)星減速.做近心運動

兩個堆點

兩星角速度相等

雙星模型眄心打為兩電間的萬才用力

軌道—之和等于兩吊.Bi閔

o規(guī)律方法提煉

1.豎直面內(nèi)的圓周運動

豎直平面內(nèi)圓周運動的最高點和最低點的速度關系通常利用動能定理來建立聯(lián)

系，然后結(jié)合牛頓第二定律進行動力學分析。

2.平拋運動

⑴對于平拋或類平拋運動與圓周運動組合的問題，應用“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鍵。

(2)任意時刻速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點。

(3)設在任意時刻瞬時速度與水平方向的夾角為a,位移與水平方向的夾角為仇

則TTlana=2tan仇

3.天體運動

(1)分析天體運動類問題的一條主線就是尸方=尸向，抓住黃金代換公式GM=gN。

⑵確定天體表面重力加速度的方法有：測重力法、單擺法、平拋(或豎直上拋)

物體法、近地衛(wèi)星環(huán)繞法等。

4.注意天體運動的三個區(qū)別

(1)中心天體和環(huán)繞天體的區(qū)別。

(2)自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的區(qū)別。

(3)星球半徑和軌道半徑的區(qū)別。

5.天體運動中的“三看”和“三想”

(1)看至U“近地衛(wèi)星”想到“最大環(huán)繞速度”“最小周期”。

(2)看到“忽略地球自轉(zhuǎn)”想到“萬有引力等于重力”。

(3)看到“同步衛(wèi)星”想到“周期T=24h”。

I臭里好題演絳I

1.如圖1所示，船從A點開出后沿直線A3到達對岸，若A3與河岸成37。角，水

流速度為4m/s,則船從A點開出的最小速度為()

_____________B

水―//

_______

A

圖1

A.2m/sB.2.4m/s

C.3m/sD.3.5m/s

解析設水流速度為ci船在靜水中的速度為s,船沿AB方向_________?

航行時，運動的分解如圖所示，當02與48垂直時，02最小，P2min水旗

=5sin37。=2.4m/s,選項B正確。___

A%

答案B

2.(2019?廣州調(diào)研)“嫦娥五號”探測器預計在2019年底發(fā)射升空，自動完成月

面樣品采集后從月球起飛，返回地球。某同學從網(wǎng)上得到一些信息、，如表格中的

數(shù)據(jù)所示，則地球和月球的密度之比為()

地球和月球的半徑之比

地球表面和月球表面的重力加速度之比6

23

A.TB.ZC.4D.6

J乙

解析在地球表面，重力等于萬有引力，故mg=G竿，解得M=哼，故地球

的密度〃=營=盧=患。同理，月球的密度。。=盍上故地球和月球的密

M）

度之比分爵4選項B正確。

答案B

3.（2019?河南鄭州一模）甲、乙兩個同學打乒乓球，某次動作中，甲同學持拍的拍

面與水平方向成45。角，乙同學持拍的拍面與水平方向成30。角，如圖2所示。

設乒乓球擊打拍面時速度方向與拍面垂直，且乒乓球每次擊打拍面前后的速度大

小相等，不計空氣阻力，則乒乓球擊打甲的拍面時的速度即與乒乓球擊打乙的

拍面時的速度。2的比值為（）

甲\//、、、乙

圖2

A必RSC啦D更

A.32u?3

解析乒乓球從最高點分別運動到甲、乙的拍面處的運動均可看做平拋運動，根

據(jù)平拋運動規(guī)律可知，乒乓球擊打拍面時的水平速度大小相同，將擊打拍面時的

速度沿水平方向和豎直方向進行分解，則有wsin45。=msin30。，解得三=乎,

選項C正確。

答案C

4.（多選）某特技演員曾飛車挑戰(zhàn)世界最大環(huán)形車道，如圖3所示，環(huán)形車道咫直

放置，直徑達12m,若汽車在車道上以12m/s的恒定速率運動，演員與汽車的

總質(zhì)量為1000kg,重力加速度g取10m//，則（）

示），以保證除發(fā)動機推力外的其他力的合力提供向心力。設飛機以速率。在水

平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動時機翼與水平面成夕角，飛行周期為7,則下

列說法正確的是（）

圖4

A.若飛行速率。不變，。增大,則半徑R增大

B.若飛行速率。不變，。增大，則周期T增大

C.若夕不變，飛行速率。增大，則半徑R增大

D.若飛行速率。增大，。增大,則周期了可能不變

解析飛機盤旋時重力機g和機翼升力人的合力尸提供向心力，如圖R

22a

所示，因此有〃嚶an除,解得"急，人等=噓篙。若飛卜小

行速率。不變，9增大，則半徑R減小，周期7減小，A、B項錯誤；、“坐

若。不變，飛行速率。增大，則半徑R增大，C項正確；若飛行速率。增大，

7）7）'

。增大，如果滿足嬴7=而不，則周期7不變，D項正確。

答案CD

7.（多選）（2019?湘潭一模）目前人類正在積極探索載人飛船登陸火星的計劃，暇設

一艘飛船繞火星運動時，經(jīng)歷了由軌道IH變到軌道I［再變到軌道I的過程，如圖

5所示，下列說法中正確的是（）

WSIIL------------

/跳苴…-沁

:、、4WI

--二二：二/

圖5

A.飛船沿不同軌道經(jīng)過P點時的加速度均相同

B.飛船沿不同軌道經(jīng)過P點時的速度均相同

C.飛船在軌道I上運動時的機械能小于在軌道H上運動時的機械能

D.飛船在軌道H上由。點向P點運動時，速度逐漸增大，機械能也增大

解析根據(jù)萬有引力定律可知，飛船沿不同軌道經(jīng)過P點時所受火星的萬有引

力相同，由牛頓第二定律可知飛船沿不同軌道經(jīng)過P點時的加速度均相同，故

選項A正確；飛船從外層軌道進入內(nèi)層軌道時需要減速，所以飛船沿不同軌道

經(jīng)過P點時的速度滿足。川＞%＞力，且飛船在軌道I上運行時的機械能小于在

軌道II上運行時的機械能，故選項B錯誤，C正確；飛船在同一軌道上運行時,

只有萬有引力做功，其機械能守恒，故選項D錯誤。

答案AC

8.如圖6所示，一個質(zhì)量為60kg的滑板運動員，以°0=