高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天学案.doc

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1、1 / 36【2019【2019最新最新】精选高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天精选高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天学案学案 第1节曲线运动_运动的合成与分解(1)速度发生变化的运动，一定是曲线运动。()(2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。()(3)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化。()(4)曲线运动可能是匀变速运动。()(5)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等。()(6)合运动的速度一定比分运动的速度大。()(7)只要两个分运动为直线运动，合运动一定是直线运动。()(8)分运动的位移、速度、加速度与合运动的位移、速度、加速度间满足平行四边形定则。()

2、突破点(一) 物体做曲线运动的条件与轨迹分析1运动轨迹的判断(1)若物体所受合力方向与速度方向在同一直线上，则物体做直线运动。(2)若物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动。2合力方向与速率变化的关系题点全练1关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是( )A物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变D做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用解析：选D 如果合力与速度方向不垂直，必然有沿速度方向的分力，速度大小一定改变，故2 / 36A

3、错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，而不是加速度方向，故B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，比如匀速圆周运动，故C错误；物体做曲线运动的条件是一定受到与速度不在同一直线上的外力作用，故D正确。2多选(2018南京调研)如图所示，甲、乙两运动物体在t1、t2、t3时刻的速度矢量分别为v1、v2、v3和v1、v2、v3，下列说法中正确的是( )A甲做的不可能是直线运动B乙做的可能是直线运动C甲可能做匀变速运动D乙受到的合力不可能是恒力解析：选ACD 甲、乙的速度方向在变化，所以甲、乙不可能做直线运动，故A正确，B错误；甲的速度变化量的方向不变

4、，知加速度的方向不变，则甲的加速度可能不变，甲可能作匀变速运动，选项C正确；乙的速度变化量方向在改变，知加速度的方向改变，所以乙的合力不可能是恒力，故D正确。3.多选(2018苏州一模)某同学做了一个力学实验，如图所示，将一金属球通过一轻质弹簧悬挂于O点，并用一水平方向的细绳拉住，然后将水平细绳剪断，经观察发现，水平细绳剪断后金属球在第一次向左摆动以及回摆过程的一段运动轨迹如图中虚线所示。根据运动轨迹以及相关的物理知识，该同学得出以下几个结论，其中正确的是( )A水平细绳剪断瞬间金属球的加速度方向一定水平向左B金属球运动到悬点O正下方时所受合力方向竖直向上C金属球速度最大的位置应该在悬点O正下

5、方的左侧D金属球运动到最左端时速度为零，而加速度不为零解析：选AC 未剪断细绳前，小球受向下的重力、弹簧的拉力和细绳的水平拉力作用，剪断细3 / 36绳后的瞬间，弹簧弹力不变，则弹力和重力的合力应该水平向左，故此时金属球的加速度方向一定水平向左，选项A正确；金属球运动到悬点O正下方时，合力指向轨迹的凹侧，故合力方向竖直向下，选项B错误；当轨迹的切线方向与合力方向垂直时，小球的速度最大，由轨迹图可知金属球速度最大的位置应该在悬点O正下方的左侧，选项C正确；金属球运动到最左端时，由轨迹的切线可知，速度方向向上，不为零，因小球做曲线运动，故其加速度不为零，选项D错误。突破点(二) 运动的合成与分解的

6、应用1合运动与分运动的关系等时性各个分运动与合运动总是同时开始，同时结束，经历时间相等(不同时的运动不能合成)等效性各分运动叠加起来与合运动有相同的效果独立性一个物体同时参与几个运动，其中的任何一个分运动都会保持其运动性质不变，并不会受其他分运动的干扰。虽然各分运动互相独立，但是合运动的性质和轨迹由它们共同决定2运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵守平行四边形定则。3合运动的性质和轨迹的判断(1)若合加速度不变，则为匀变速运动；若合加速度(大小或方向)变化，则为非匀变速运动。(2)若合加速度的方向

7、与合初速度的方向在同一直线上，则为直线运动，否则为曲线运动。典例 多选(2018镇江模拟)将一物体由坐标原点O以初速度v0抛出，在恒力作用下轨迹如图所示，A为轨迹最高点，B为轨迹与水平x轴交点，假设物体到B点时速度为vB，v0与x轴夹角为，vB与x轴夹角为，已知OA水平距离x1小于AB水平距离x2，则( )A物体在B点的速度vB大于v04 / 36B物体从O到A时间大于从A到B时间C物体在O点所受合力方向指向第四象限D可能等于思路点拨 将物体运动分解为水平方向和竖直方向上都为匀变速运动的分运动，然后根据A为最高点，O、B在x轴上得到上升、下降运动时间相同，进而得到竖直速度变化关系；再根据水平位

8、移得到加速度方向，进而得到两点的速度大小及方向的关系，亦可由加速度方向得到合外力方向。解析 从图中可知物体在竖直方向上做竖直上抛运动，在水平方向上做初速度不为零的匀加速直线运动，故到B点合外力做正功，物体在B点的速度vB大于v0，A正确；由于合运动和分运动具有等时性，根据竖直上抛运动的对称性可知物体从O到A时间等于从A到B时间，B错误；物体受到竖直向下的重力，水平向右的恒力，故合力在O点指向第四象限，C正确；只有在只受重力作用下，由于水平方向上合力不为零，故两者不可能相等，D错误。答案 AC集训冲关1.多选(2018常州检测)如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视

9、为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为。则红蜡块R的( )A分位移y与x成正比B分位移y的平方与x成正比C合速度v的大小与时间t成正比Dtan 与时间t成正比5 / 36解析：选BD 由题意可知，y轴方向，yv0t；而x轴方向，xat2，联立可得：xy2，故A错误，B正确；x轴方向，vxat，那么合速度的大小v，则v的大小与时间t不成正比，故C错误；设合速度的方向与y轴夹角为，则有：tan t，故D正确。2.(2018衡阳联考)如图所示，当汽车静止时，

10、车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运动。现从t0时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动，甲种状态启动后t1时刻，乘客看到雨滴从B处离开车窗，乙种状态启动后t2时刻，乘客看到雨滴从F处离开车窗，F为AB的中点。则t1t2为( )B1 A21 2D1(1)C1 解析：选A 雨滴在竖直方向的分运动为匀速直线运动，其速度大小与水平方向的运动无关，故t1t221，选项A正确。突破点(三) 小船渡河问题1小船渡河问题的分析思路2小船渡河的两类问题、三种情景渡河时间最短当船头方向垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间tmind v船如果v船v水，当船头方向与上游夹角满足v船cos v水时，合速度垂直于河岸

11、，渡河位移最短，等于河宽d渡河位移最短如果v船vbvc tatbtc Bvatbtc Dvavbvc tahbhc，根据hgt2，知tatbtc，根据xaxbxc，xvt知，a的水平位移最短，时间最长，则速度最小；c的水平位移最长，时间最短，则速度最大，所以有vavbvc。故C正确，A、B、D错误。33 / 364.(2018盐城一模)如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落在地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间距离为h，则( )AA、B两点间距离为 BA、B两点间距离为h 4CC、D两点

12、间距离为2h DC、D两点间距离为h解析：选C 小球在AB段自由下落，小球在BC段做平抛运动，两段过程运动时间相同，所以A、B两点间距离与B、D两点间距离相等，均为h，故A、B错误；BC段平抛初速度v，运动的时间t ，所以C、D两点间距离xvt2h，故C正确，D错误。5多选质量为m的物体以速度v0水平抛出，经过一段时间速度大小变为v0，不计空气阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是( )A该过程平均速度大小为v0B运动位移的大小为5v022gC速度大小变为v0时，重力的瞬时功率为mgv0D运动时间为v0 2g解析：选BC 根据题述，经过一段时间速度大小变为v0，将该速度分解可得竖直速度等于v0

13、，重力的瞬时功率为Pmgv0，选项C正确；由v0gt，解得运动时间为t，选项D错误；水平位移为x1v0t，竖直位移ygt2，运动位移的大小为x，选项B正确；该过程平均速度大小为v，选项A错误。对点训练：平抛运动与斜面的结合6.如图所示，斜面ABC放在水平面上，斜边BC长为l，倾角为30，在斜面的上端B点沿水平方向抛出一小球，结果小球刚好落在斜面下端C点，重力加速度为g，则小球初速度v0的值为( )34 / 36A. B.1 2 2glC. D.1 2 5gl解析：选C 平抛运动的水平位移xlcos v0t，竖直方向的位移ylsin gt2，联立可得v0，C正确。7(2018邯郸一中调研)如图，

14、斜面AC与水平方向的夹角为，在A点正上方与C等高处水平抛出一小球，其速度垂直于斜面落到D点，则CD与DA的比为( )A. B.1 2tan C. D.1 2tan2解析：选D 设小球水平方向的速度为v0，将D点的速度进行分解，水平方向的速度等于平抛运动的初速度，通过几何关系求解，得竖直方向的末速度为v2，设该过程用时为t，则DA间水平距离为v0t，故DA；CD间竖直距离为，故CD，得，故选D。8(2018淄博实验中学月考)在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2时间落到斜面上的C点处，以下判断正确的是( )AABAC21 B

15、ABAC41Ct1t241 Dt1t21解析：选B 平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移关系为tan ，则t，可知运动的时间与初速度成正比，所以t1t221。竖直方向上下落的高度hgt2，可得竖直方向上的位移之比为41。斜面上的距离s35 / 36，知ABAC41。故选B。9多选如图所示，一固定斜面倾角为，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，击中了斜面上的P点。将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，恰好垂直斜面击中Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )A若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为，则tan 2tan B若小球A在击中P点时速度方向与

16、水平方向所夹锐角为，则tan 2tan C小球A、B在空中运动的时间之比为2tan21D小球A、B在空中运动的时间之比为tan21解析：选BC 对于小球A，有tan ，得t，tan ，则有tan 2tan ，故A错误，B正确；对于小球B，tan ，得t，所以小球A、B在空中运动的时间之比为tt2tan2 1，故C正确，D错误。10.(2018郑州模拟)如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为 m，倾角为37，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为( )A. m B. mC. m D. m解析：选D 设AB高为h，则从A点抛出的小球运动的时间t1 ，从D点抛出的小球运动的时间t2 ，36 / 36