高考物理人教一轮复习曲线运动 万有引力 运动的合成和分解 抛体运动

会计学1高考物理人教一轮复习曲线运动高考物理人教一轮复习曲线运动 万有引万有引力力 运动的合成和分解运动的合成和分解 抛体运动抛体运动模块建构知识建构技能建构第1页/共75页1.运动的合成和分解 2.抛体运动 3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 4.匀速圆周运动的向心力 5.离心现象 6.万有引力定律及其应用 7.环绕速度 8.第二宇宙速度和第三宇宙速度 9.经典时空观和相对论时空观 1.从考查力度分析:涉及本单元知识的考题在每年的各省市高考中均有出现.考查题型以选择题居多,有时也以计算题形式出现,题目分值一般为6分,若是计算题分值一般为十几分.2.从考查内容分析:平抛运动、圆周运动、天体运动等问题涉及较多,尤其是人造卫星问题、天体的质量和密度的计算问题考查最为频繁.1.在2013年备考复习中要重视三大考点,即平抛运动、圆周运动与天体运动问题.特别是三大考点中平抛运动与天体运动、圆周运动与天体运动相结合的问题.2.近几年新课标高考中涉及本单元知识的题目多为中、低挡题,题型多为选择题,所以复习中要重视选择题.对于计算题要通过复习和强化训练,归纳掌握常考的物理模型.总之,要重视基础知识、基本规律和基本模型的理解和应用.3.由于本单元知识与生产、生活和科技密切联系,复习中要重视联系实际的问题,如宇宙探索、探月工程等,审题时要注意从这类问题中读出有用信息并建立正确的物理模型.【考纲要求】【考情总结】【备考建议】模块建构知识建构技能建构第2页/共75页一、曲线运动模块建构知识建构技能建构第3页/共75页(1)速度方向:质点在某点的速度,沿曲线上该点的切线方向.1.运动特点(2)运动性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动,即必然具有加速度.模块建构知识建构技能建构第4页/共75页(1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上.2.曲线运动的条件(2)从运动学角度看:物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上.注意:做曲线运动的物体受到的合力为恒力时,物体做匀变速曲线运动,如平抛运动.模块建构知识建构技能建构第5页/共75页3.分析曲线运动的基本思路(欲知)曲线运动规律(只需研究)两直线运动规律(得知)曲线运动规律二、运动的合成和分解1.合运动与分运动一个物体的实际运动往往参与几个运动,这几个运动叫做实际运动的分运动,这个实际的运动叫做这几个分运动的合运动.模块建构知识建构技能建构第6页/共75页3.合运动与分运动的关系等时性各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果2.运动的合成和分解分运动合运动模块建构知识建构技能建构第7页/共75页4.遵循的规律位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则.两个分运动的合成规律如下表.模块建构知识建构技能建构第8页/共75页方向关系合 成 规 律共线(向右为正) v合=v1+v2a合=a1-a2不共线互相垂直a合=,tan =s合=,tan =v合=,tan =22xyaayxaa22xyyx22xyvvyxvv模块建构知识建构技能建构第9页/共75页5.分解原则根据运动的实际效果分解,也可采用正交分解.注意:在进行运动的合成时,也可以利用三角形定则,如图所示,v1、v2的合速度为v.模块建构知识建构技能建构第10页/共75页1.平抛运动的特点和性质运动特点初速度方向为水平方向受力特点只受重力作用运动性质加速度恒为g的匀变速曲线运动,其轨迹是一条抛物线三、平抛运动模块建构知识建构技能建构第11页/共75页(1)研究方法:用运动的合成和分解的方法研究平抛运动.水平方向:匀速直线运动.竖直方向:自由落体运动.2.平抛运动的研究方法和基本规律模块建构知识建构技能建构第12页/共75页(2)基本规律(如图所示)模块建构知识建构技能建构第13页/共75页模块建构知识建构技能建构第14页/共75页1.定义将物体以速度v0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动.四、斜抛运动及其研究方法模块建构知识建构技能建构第15页/共75页2.研究方法:斜抛运动可以看做是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的抛体运动的合运动.模块建构知识建构技能建构第16页/共75页(1)水平方向:v0 x=v0cos ,Fx合=0.3.基本规律(以斜向上抛为例说明,如图所示)模块建构知识建构技能建构第17页/共75页(2)竖直方向:v0y=v0sin ,Fy合=mg.模块建构知识建构技能建构第18页/共75页1.(上海市六校2012年联考)如图所示,我某集团军在一次空地联合军事演习中,离地面H高处的飞机以水平对地速度v1释放一颗炸弹欲轰炸地面目标P,地面拦截系统同时以初速度v2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看做竖直上抛),设此时拦截系统与飞机的水平距离为s,若拦截成功,不计空气阻力,则v1、v2的关系应满足( )A.v1=v2 B.v1=v2 C.v1=v2 D.v1=v2 【解析】炸弹做平抛运动,炮弹做竖直上抛运动,若拦截成功,则有:s=v1t,H=gt2+v2t-gt2,解得v1=v2,所以C正确.【答案】CHsHssH1212sH模块建构知识建构技能建构第19页/共75页2.(2011年临沂模拟)如图甲所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向右运动时,物体A的受力情况是( )A.绳子的拉力大于A的重力B.绳子的拉力等于A的重力C.绳子的拉力小于A的重力D.绳子的拉力先大于A的重力,后变为小于A的重力乙甲模块建构知识建构技能建构第20页/共75页【解析】车水平向右的速度(也就是绳子末端的运动速度)为合速度,它的两个分速度v1、v2如图乙所示.其中v2就是拉动绳子的速度,它大小等于物体A上升的速度.由图得,vA=v2=vcos .小车匀速向右运动的过程中,逐渐变小,可知vA逐渐变大,故A做加速运动,由A的受力及牛顿第二定律可知,绳的拉力大于A的重力,选项A正确.【答案】A模块建构知识建构技能建构第21页/共75页3.(2011年泰州一模)某同学在篮球训练中,以一定的初速度投篮对篮球水平击中篮板,现在他向前走一小段距离,与篮板更近,再次投篮,出手高度和第一次相同,篮球又恰好水平击中篮板上的同一点,则( )A.第二次投篮时篮球的初速度小些B.第二次击中篮板时篮球的速度大些C.第二次投篮时篮球初速度与水平方向的夹角大些D.第二次投篮时篮球在空中飞行的时间长些模块建构知识建构技能建构第22页/共75页【解析】把该同学投篮水平击中篮板的过程看成逆向的从击中篮板O点开始的平抛运动,如图所示:第二次是下边的一条抛物线,因此可见第二次投篮时篮球的初速度小些,初速度与水平方向的夹角大些,故选A、C.【答案】AC模块建构知识建构技能建构第23页/共75页4.(2011年济南模拟)以v0的速度水平抛出一物体,当其水平分位移与竖直分位移大小相等时,下列说法错误的是( )A.瞬时速度的大小是v0 B.运动的时间是 C.竖直分速度的大小等于水平分速度的大小D.运动的位移是 【解析】由x=v0t,y=gt2和x=y,可知t=,故B正确;代入vy=gt,y=gt2,结合v=,s=,可知A、D正确,C错误.【答案】C502vg202 2vg1202vg12220yvv22xy模块建构知识建构技能建构第24页/共75页例1一个物体在相互垂直的恒力F1和F2作用下,由静止开始运动,经过一段时间后,突然撤去F2,则物体的运动情况将是( )A.物体做匀变速曲线运动B.物体做变加速曲线运动C.物体做匀速直线运动D.物体沿F1的方向做匀加速直线运动一、对曲线运动规律的进一步思考模块建构知识建构技能建构第25页/共75页【规范全解】物体在相互垂直的恒力F1和F2的作用下,由静止开始做匀加速直线运动,其速度方向与F合的方向一致,经过一段时间后,撤去F2,合力为F1,而F1与v不在同一直线上,故物体必做曲线运动.由于F1恒定,由a=,a也恒定,故应为匀变速曲线运动,选项A正确.【答案】A1Fm【名师点金】解答本题应把握以下三点:(1)撤去F2后合力与速度方向的关系;(2)物体所受合力是否为恒力;(3)物体做曲线运动的条件.模块建构知识建构技能建构第26页/共75页1.运动类型的判断方法概述(1)判断物体是否做匀变速运动,要分析合外力是否为恒力.(2)判断物体是否做曲线运动,要分析合外力的方向是否与速度的方向在同一直线上.模块建构知识建构技能建构第27页/共75页(1)直线运动匀速直线运动,条件:F合=0.匀变速直线运动,条件:F合为恒力且与速度共线.非匀变速直线运动,条件:F合为变力且与速度共线.2.运动类型的分类模块建构知识建构技能建构第28页/共75页3.两个直线运动的合运动性质的判断根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动.(2)曲线运动匀变速曲线运动,条件:F合0,为恒力且与速度不共线.非匀变速曲线运动,条件:F合0,为变力且与速度不共线.模块建构知识建构技能建构第29页/共75页两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如v合与a合共线,为匀变速直线运动如v合与a合不共线,为匀变速曲线运动注意:物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合力方向指向曲线的“凹”侧.模块建构知识建构技能建构第30页/共75页例2如图甲所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成角,且重物下滑的速率为v时,小车的速度为多少?二、绳连物体的速度关联问题甲模块建构知识建构技能建构第31页/共75页【名师点金】解答本题时要注意滑块的运动方向是竖直向下的,在绳的方向的分速度越来越大,而小车的速度方向是沿绳的方向,小车与滑块在沿绳方向的分速度相等.模块建构知识建构技能建构第32页/共75页【规范全解】重物M的速度v的方向是合运动的速度方向,这个v产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v运动,如图乙所示,由图可知,v=vcos .【答案】vcos 方法概述由于高中研究的绳都是不可伸长的,杆都是不可伸长和压缩的,即绳或杆的长度不会改变,所以解题原则是:把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解.乙模块建构知识建构技能建构第33页/共75页合速度方向:物体实际运动方向分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩)垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动速度投影定理:不可伸长的杆或绳,若各点速度不同,各点速度沿绳方向的投影相同.模块建构知识建构技能建构第34页/共75页例3在抗洪抢险中,战士驾驶冲锋舟救人,假设江岸是平直的,洪水沿江而下,水的流速为5 m/s,舟在静水中的航速为10 m/s,战士救人的地点A离岸边最近点O的距离d=50 m,如图甲所示.问:三、小船过河问题甲模块建构知识建构技能建构第35页/共75页(2)战士要想通过最短的航程将人送上岸,冲锋舟的驾驶员应将舟头与河岸成多少度角开?(1)战士要想通过最短的时间将人送上岸,求最短时间为多长?(3)如果水的流速是10 m/s,而舟的航速(静水中)为5 m/s,战士想通过最短的距离将人送上岸,求这个最短的距离.模块建构知识建构技能建构第36页/共75页【名师点金】小舟同时参与了两个分运动,随水漂流和小舟在静水中的运动,因为两个分运动之间是相互独立的,它们具有等时性.在运动的分解过程中,若合速度的大小和方向确定,且有一速度方向确定,而要求另一个分运动的最值,最好采用矢量圆法求解,据此可解本题.模块建构知识建构技能建构第37页/共75页【规范全解】(1)根据运动的独立性可知,冲锋舟到达江岸的时间由垂直于江岸的分速度决定,该分速度越大,则时间越短,故当冲锋舟垂直于江岸时,时间最短.设小舟在静水中的速度为v2,水速为v1,则最短的时间t=5 s.2dv模块建构知识建构技能建构第38页/共75页(2)战士要想到达江岸的过程中航程最短,则要求合速度的方向垂直于江岸,舟头必须斜向上游,设舟头与江岸的夹角为 (如图乙所示),则cos =0.5,=60.乙丙12vv模块建构知识建构技能建构第39页/共75页(3)在v1v2的条件下,舟只能斜向下游到江岸,此时v2所有可能的方向如图丙所示,v合与v2垂直时角最大,位移最短,此时sin =0.5,则=30,最短位移s= m=100 m.【答案】(1)5 s (2)60 (3)100 m21vv50sin30模块建构知识建构技能建构第40页/共75页1.船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.方法概述2.三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度).3.三种情景模块建构知识建构技能建构第41页/共75页(2)过河路径最短(v2v1时):合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河.确定方法如下:如图所示,以v2矢量末端为圆心,以v1矢量的大小为半径画圆弧,从v2矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向航程最短.模块建构知识建构技能建构第42页/共75页例4 如图甲所示,排球场总长为18 m,设球网高度为2 m,运动员站在网前3 m处正对球网跳起将球水平击出.(不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2)(1)若击球高度为2.5 m,为使球既不触网又不出界,求水平击球的速度范围.(2)当击球点的高度为何值时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是越界?四、对平抛运动规律的进一步理解甲模块建构知识建构技能建构第43页/共75页【名师点金】求解本题时要注意排球的运动是平抛运动,正对球网击球可将排球的运动转化为在垂直于网的竖直平面内的平抛运动.模块建构知识建构技能建构第44页/共75页【规范全解】(1)排球被水平击出后,做平抛运动.若正好压在底线上,则球在空中的飞行时间:t1= = s= s由此得排球越界的临界速度v1= m/s=12 m/s若球恰好触网,则球在网上方运动的时间:t2= = s= s由此得排球触网的临界击球速度02hg22.5101211xt1212202()hHg2 (2.52)10110模块建构知识建构技能建构第45页/共75页v2= m/s=3 m/s使排球既不触网又不越界,水平击球速度v的取值范围为:3 m/sv12 m/s.乙22xt311010102模块建构知识建构技能建构第46页/共75页(2)设击球点的高度为h,当h较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,临界情况是球刚好擦网而过,落地时又恰好压在底线上,如图乙所示,则有:v =x1 v =x2 h= = m= m即击球高度为此值时,球不是出界就是触网.【答案】(1)3 m/sv12 m/s (2)hG,物体将飞离地面做类平抛运动,设此时的加速度为a2,由牛顿第二定律得F-G=ma2 模块建构知识建构技能建构第56页/共75页【答案】4 m 4 m/s,与水平方向夹角为arctan 512模块建构知识建构技能建构第57页/共75页1.类平抛运动的受力特点物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直.方法概述模块建构知识建构技能建构第58页/共75页2.类平抛运动的运动特点在初速度v0的方向做匀速直线运动,在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a=.Fm合3.类平抛运动的求解方法模块建构知识建构技能建构第59页/共75页(2)特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解.(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性.模块建构知识建构技能建构第60页/共75页(1)根据物体的受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题.4.类平抛运动问题的求解思路(2)求出物体运动的加速度.模块建构知识建构技能建构第61页/共75页(3)根据具体问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解.说明:类平抛运动是对平抛运动研究方法的迁移,是高考命题的热点问题.高考考查该类问题常综合机械能守恒、动能定理等知识,以电场或复合场为背景考查学生运用所学知识处理综合问题的能力.模块建构知识建构技能建构第62页/共75页高考真题1 (2011年高考四川理综卷)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.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v0=3 cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动.同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为 cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是 .(R视为质点)模块建构知识建构技能建构第63页/共75页【解析提示】在水平方向做匀加速运动,在竖直方向做匀速运动,其合运动为类平抛运动.【命题分析】本题考查运动的合成与分解,求解本题关键要理解运动的独立性原理.模块建构知识建构技能建构第64页/共75页【规范全解】小圆柱体R在竖直方向做匀速运动,所以坐标为(4,6)时所用的时间为2 s.在水平方向上做初速度为零的匀加速运动,此时速度vx=4 cm/s,此时合速度为v= =5 cm/s.小圆柱体R的运动从性质上来说,属于类平抛运动,但“等效重力”的方向是水平向右的,所以图线应该选D.【答案】5 D2xt220 xvv模块建构知识建构技能建构第65页/共75页考向预测1河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示.若要使船以最短时间渡河,则( )A.船渡河的最短时间是60 sB.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度是5 m/s模块建构知识建构技能建构第66页/共75页【解析】因船速为匀速,只要船头正对河岸,最短时间不变,即t= s=100 s,A不对,B对;因为水速为变速,轨迹为曲线,C不对;当船在河中心时速度最大,为 m/s=5 m/s,D正确.【答案】BDdv30032243模块建构知识建构技能建构第67页/共75页高考真题2 (2011年高考广东理综卷)如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上.已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视做平抛运动,下列表述正确的是( )A.球的速度v等于L B.球从击出至落地所用时间为 C.球从击球点至落地点的位移等于LD.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关2gH2Hg模块建构知识建构技能建构第68页/共75页【解析提示】网球在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动.从击球点至落地点的位移是指网球运动的合位移.【命题分析】本题以选择题的形式考查平抛运动的速度和位移的计算.模块建构知识建构技能建构第69页/共75页【规范全解】根据平抛运动的知识有:H=gt2,L=vt,解得v=L,A正确;球从击出至落地所用时间为,B正确;球的位移为,C错误;位移与球的质量无关,D错误.【答案】AB122gH2Hg22HL模块建构知识建构技能建构第70页/共75页考向预测2如图甲所示,一高度为h=15.0 m的水平面在A点处与一倾角=37的斜面连接,一小球以v0=8 m/s的速度在平面上向右运动.求小球从A点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,已知小球落在斜面上只保留沿斜面的分速度而不弹起,取g=10 m/s2).某同学对此题的解法为:小球沿斜面运动,则=v0t+gsin t2,由此可求得落地的时间t.你同意上述解法吗?若同意,求出所需的时间;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果.hsin12甲模块建构知识建构技能建构第71页/共75页斜面底宽l=hcot =20 m乙【解析】不同意.小球应在A点离开平面做平抛运动,而不是沿斜面下滑.正确解法为:设小球能落到地面上,落地点与A点的水平距离s=v0t=v0 =8 m=8 m2hg2 15103模块建构知识建构技能建构第72页/共75页模块建构知识建构技能建构第73页/共75页【答案】不同意理由见解析 2.01 s模块建构知识建构技能建构第74页/共75页