高考物理大二輪總復習 第一部分 專題一 第3講 力學、電學中的曲線運動與天體的運動課件

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1、第3講力學、電學中的曲線運動與天體的運動1(雙選，2011年廣東卷)如圖131所示，在網(wǎng)球的網(wǎng)前截擊練習中，若練習者在球網(wǎng)正上方距地面H處，將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出，球剛好落在底線上，已知底線到網(wǎng)的距離為L，重力加速度取g，將球的運動視作平拋運動，下列表述正確的是()解析：小球在水平方向和豎直方向運動時間相同，由平拋運動規(guī)律列方程：Lvt，Hgt2，求出A、B正確；由直角三角形知識得，小球運動的位移大于L，C錯誤；小球運動的合位移由高度和水平速度決定，與質(zhì)量無關(guān)答案：AB2(2011年安徽卷)一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑

2、的小圓弧來代替如圖132甲所示，曲線上的A點的曲率圓定義為：通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點的曲率圓，其半徑叫做A點的曲率半徑現(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方向以速度v0拋出，如圖乙所示則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是() 解析：物體在其軌跡最高點P處只有水平速度，其水平速度大小為v0cos ，根據(jù)牛頓第二定律得mgm，所以在其軌跡最高點P處的曲率半徑是，C正確答案：C3(2011年新課標卷)一帶負電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的關(guān)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)()解析：負電

3、荷所受電場力的方向與電場強度的方向相反，且電荷受力方向指向運動軌跡的凹側(cè)，A、C錯誤；B選項中負電荷所受電場力具有沿速度方向的分力，質(zhì)點的速率是遞增的，B錯誤；D選項中質(zhì)點所受電場力具有沿速度反方向的分力，質(zhì)點的速率是遞減的答案：D4(2010年江蘇卷)如圖133所示，一塊橡皮用細線懸掛于O點，用鉛筆靠著線的左側(cè)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()A. 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 圖133解析：橡皮在水平方向勻速運動xvt，在豎直方向繩子長度LLvt，則豎直方向運動的位移yvt，所以在豎直方向也做勻速運動，合運動就是

4、勻速運動答案：A5(雙選，2010年海南卷)火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是()A火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面小B火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長C火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大答案：AB6(2009年廣東卷)如圖134，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右點不計重力，下列表述正確的是()A粒子在M點的速率最大B粒子所受電場力沿電場方向C粒子在電場中的加速度不變D粒子在電場中的電勢能始終在

5、增加圖134 解析：做曲線運動物體的受力特點是合力指向軌跡的凹側(cè)，再結(jié)合電場力的特點可知粒子帶負電，即受到的電場力方向與電場線方向相反，B錯從N到M電場力做負功，粒子做減速運動，電勢能在增加；當達到M點后電場力做正功，粒子做加速運動，電勢能在減小，則在M點的速度最小，A錯，D錯在整個過程中只受電場力，電場力不變，根據(jù)牛頓第二定律得加速度不變答案：C從近三年的高考試題可以看出，曲線運動、曲線運動的條件及其應用歷來是高考的重點、難點和熱點，它不僅涉及力學中的一般的曲線運動、平拋運動、圓周運動，還常常涉及天體運動問題，帶電粒子在電場、磁場或復合場中的運動問題，動力學問題，功能問題等圓周運動問題是牛頓

6、運動定律在曲線運動中的具體應用，要加深對牛頓第二定律的理解，提高應用牛頓運動定律分析、解決實際問題的能力 。本講知識多以現(xiàn)實生活中的問題(如體育競技，軍事上的射擊，交通運輸?shù)?和空間技術(shù)(如航空航天)等立意命題，體現(xiàn)了應用所學知識對自然現(xiàn)象進行系統(tǒng)的分析和多角度、多層次的描述，突出綜合應用知識的能力本講高考幾乎年年有新題，那么“新”在什么地方呢？“新”主要表現(xiàn)在：情景新、立意新、知識新、學科滲透新，新題雖然難度往往不大，但面孔生疏難題和新題都要有豐厚的基礎知識、豐富的解題經(jīng)驗和靈活的解題能力預計在今后的高考中運動的合成與分解、平拋運動和圓周運動的規(guī)律及應用、人造衛(wèi)星和宇宙飛船仍是高考的熱點運動

7、的合成與分解【例1】(2011年上海卷)如圖135，人沿平直的河岸以速度v行走，且通過不可伸長的繩拖船，船沿繩的方向行進，此過程中繩始終與水面平行當繩與河岸的夾角為時，船的速率為()圖135解析：人的實際運動為合運動，將人的合運動沿繩子方向和垂直繩子方向分解，沿繩子方向的分速度即為船的運動速度答案：C審題分析時，應該首先確定合運動的方向，再進行正交分解人的實際運動是合運動，只能分解合運動，不能將繩子的分運動進行分解1水平面上兩物體A、B通過一根跨過定滑輪的輕繩相連，現(xiàn)物體A以vA的速度向右勻速運動，當繩被拉成與水平面夾角分別是、時(如圖136所示)，物體B的運動速度vB為(物體B不離開地面，繩

8、始終有拉力)()AvAsin /sin BvAcos /sin CvAsin /cos DvAcos /cos 解析：兩物體沿繩子方向的分速度大小相等，故有vAcos vBcos ，得vB.答案：D 圖136 天體運動【例2】(雙選，2011年深圳高級中學模擬)在圓軌道上做勻速圓周運動的國際空間站里，一宇航員手拿一只小球相對于太空艙靜止“站立”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上，如圖137所示下列說法正確的是()圖137A宇航員相對于地面的速度介于7.9 km/s與 11.2 km/s之間B若宇航員相對于太空艙無初速釋放小球，球?qū)⒙涞健暗孛妗鄙螩宇航員仍將受地球的引力作用D宇航員對“地面”的壓力等

9、于零解析：運行速度小于7.9 km/s，空間站里面的任何物體圍繞地球都做勻速圓周運動，處于完全失重狀態(tài)答案：CD圍繞地球做勻速圓周運動的空間站仍受地球的引力，處于完全失重狀態(tài)答案：BD 重力場中的曲線運動【例3】(2011年深圳高級中學模擬)如圖138所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點，自然狀態(tài)時其右端位于B點水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135的圓弧，MN為其豎直直徑，P點到桌面的豎直距離也是R.用質(zhì)量m10.4 kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點，釋放后彈簧恢復原長時物塊恰好停止在B點用同種材料、質(zhì)量為m20.2 kg的物塊將彈簧緩

10、慢壓縮到C點釋放，物塊過B點后其位移與時間的關(guān)系為x6t2t2，物塊飛離桌面后由P點沿切線落入圓軌道g10 m/s2，求：圖138(1)BP間的水平距離；(2)判斷m2能否沿圓軌道到達M點；(3)釋放后m2運動過程中克服摩擦力做的功解答此題時，關(guān)鍵是利用幾何關(guān)系根據(jù)豎直分速度求水平分速度對于圓周運動的臨界問題要會分析，找出臨界條件3(2011年深圳二模)細管AB內(nèi)壁光滑、厚度不計，加工成如圖139所示形狀，長L0.8 m的BD段固定在豎直平面內(nèi)，其B端與半徑R0.4 m的光滑圓弧軌道 平滑連接，CD段是半徑R0.4 m的圓弧， AC段在水平面上，與長s1.25 m、動摩擦因數(shù)0.25的水平軌道

11、AQ平滑相連，管中有兩個可視為質(zhì)點的小球a、b, ma3mb.開始b球靜止，a球以速度v0向右運動，與b球發(fā)生彈性碰撞之后，b球能夠越過軌道最高點P，a球能滑出AQ.(重力加速度g取10 m/s2，2.45)求：BP(1)若v04 m/s，碰后b球的速度大??；(2)若v0未知，碰后a球的最大速度；(3)若v0未知，v0的取值范圍圖139 復合場中的曲線運動【例4】如圖1310所示，在絕緣光滑水平桌面上有兩個靜止的小球A和B，B在桌邊緣A和B均可視為質(zhì)點，質(zhì)量均為m0.2 kg.A球帶正電，電荷量為q0.1 CB球是絕緣體，不帶電桌面離地面的高度h0.05 m開始時A、B相距L0.1 m在方向水

12、平向右，大小E10 N/C的勻強電場的電場力作用下，A開始向右運動，并與B球發(fā)生碰撞碰撞中A、B的總能量無損失，A和B間無電荷轉(zhuǎn)移，取g10 m/s2.求：(1) A經(jīng)過多長時間和B相碰？(2) A、B落地點之間的水平距離是多大？4(2011年臺山一中二模)如圖1311所示，光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點平滑連接在過圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強電場現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的小球從水平軌道上A點由靜止釋放，小球運動到C點離開圓軌道后，經(jīng)界面MN上的P點進入電場(P點恰好在A點的正上方小球可視為質(zhì)點，小球運動到C點之前電量保持不變，經(jīng)過C點后電量立即變?yōu)榱?已知A

13、、B間距離為2R，重力加速度為g.在上述運動過程中，求：(1)電場強度E的大?。?2)小球在圓軌道上運動時的最大速率；(3)小球?qū)A軌道的最大壓力的大小1運動的合成與分解解題思路首先確定物體實際運動的方向，實際運動方向就是合運動的方向，再沿分運動方向進行正交分解，利用平行四邊形或矢量三角形找出速度關(guān)系2平拋運動解題方法將物體的合運動沿水平方向和豎直方向進行正交分解，在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)兩個分運動具有等時性的特點，列出方程解答5衛(wèi)星運行(1)熟練運用兩種思想：做勻速圓周運動的衛(wèi)星所受的萬有引力等于需要的向心力；物體在地球表面附近所受的萬有引力近似等于重力(黃金公式)(2)一般運行規(guī)律：半徑越大，線速度、角速度和向心加速度越小，周期越大