高考物理大二轮总复习 第一部分 专题一 第3讲 力学、电学中的曲线运动与天体的运动课件

第3讲力学、电学中的曲线运动与天体的运动1(双选，2011年广东卷)如图131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，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是()解析：小球在水平方向和竖直方向运动时间相同，由平抛运动规律列方程：Lvt，Hgt2，求出A、B正确；由直角三角形知识得，小球运动的位移大于L，C错误；小球运动的合位移由高度和水平速度决定，与质量无关答案：AB2(2011年安徽卷)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图132甲所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径现将一物体沿与水平面成角的方向以速度v0抛出，如图乙所示则在其轨迹最高点P处的曲率半径是() 解析：物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为v0cos ，根据牛顿第二定律得mgm，所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是，C正确答案：C3(2011年新课标卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()解析：负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，且电荷受力方向指向运动轨迹的凹侧，A、C错误；B选项中负电荷所受电场力具有沿速度方向的分力，质点的速率是递增的，B错误；D选项中质点所受电场力具有沿速度反方向的分力，质点的速率是递减的答案：D4(2010年江苏卷)如图133所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度()A. 大小和方向均不变 B大小不变，方向改变C大小改变，方向不变 D大小和方向均改变 图133解析：橡皮在水平方向匀速运动xvt，在竖直方向绳子长度LLvt，则竖直方向运动的位移yvt，所以在竖直方向也做匀速运动，合运动就是匀速运动答案：A5(双选，2010年海南卷)火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍根据以上数据，以下说法正确的是()A火星表面重力加速度的数值比地球表面小B火星公转的周期比地球的长C火星公转的线速度比地球的大D火星公转的向心加速度比地球的大答案：AB6(2009年广东卷)如图134，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点不计重力，下列表述正确的是()A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加图134 解析：做曲线运动物体的受力特点是合力指向轨迹的凹侧，再结合电场力的特点可知粒子带负电，即受到的电场力方向与电场线方向相反，B错从N到M电场力做负功，粒子做减速运动，电势能在增加；当达到M点后电场力做正功，粒子做加速运动，电势能在减小，则在M点的速度最小，A错，D错在整个过程中只受电场力，电场力不变，根据牛顿第二定律得加速度不变答案：C从近三年的高考试题可以看出，曲线运动、曲线运动的条件及其应用历来是高考的重点、难点和热点，它不仅涉及力学中的一般的曲线运动、平抛运动、圆周运动，还常常涉及天体运动问题，带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动问题，动力学问题，功能问题等圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，要加深对牛顿第二定律的理解，提高应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的能力 。本讲知识多以现实生活中的问题(如体育竞技，军事上的射击，交通运输等)和空间技术(如航空航天)等立意命题，体现了应用所学知识对自然现象进行系统的分析和多角度、多层次的描述，突出综合应用知识的能力本讲高考几乎年年有新题，那么“新”在什么地方呢？“新”主要表现在：情景新、立意新、知识新、学科渗透新，新题虽然难度往往不大，但面孔生疏难题和新题都要有丰厚的基础知识、丰富的解题经验和灵活的解题能力预计在今后的高考中运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动的规律及应用、人造卫星和宇宙飞船仍是高考的热点运动的合成与分解【例1】(2011年上海卷)如图135，人沿平直的河岸以速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行当绳与河岸的夹角为时，船的速率为()图135解析：人的实际运动为合运动，将人的合运动沿绳子方向和垂直绳子方向分解，沿绳子方向的分速度即为船的运动速度答案：C审题分析时，应该首先确定合运动的方向，再进行正交分解人的实际运动是合运动，只能分解合运动，不能将绳子的分运动进行分解1水平面上两物体A、B通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现物体A以vA的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是、时(如图136所示)，物体B的运动速度vB为(物体B不离开地面，绳始终有拉力)()AvAsin /sin BvAcos /sin CvAsin /cos DvAcos /cos 解析：两物体沿绳子方向的分速度大小相等，故有vAcos vBcos ，得vB.答案：D 图136 天体运动【例2】(双选，2011年深圳高级中学模拟)在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图137所示下列说法正确的是()图137A宇航员相对于地面的速度介于7.9 km/s与 11.2 km/s之间B若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，球将落到“地面”上C宇航员仍将受地球的引力作用D宇航员对“地面”的压力等于零解析：运行速度小于7.9 km/s，空间站里面的任何物体围绕地球都做匀速圆周运动，处于完全失重状态答案：CD围绕地球做匀速圆周运动的空间站仍受地球的引力，处于完全失重状态答案：BD 重力场中的曲线运动【例3】(2011年深圳高级中学模拟)如图138所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m10.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰好停止在B点用同种材料、质量为m20.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x6t2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道g10 m/s2，求：图138(1)BP间的水平距离；(2)判断m2能否沿圆轨道到达M点；(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功解答此题时，关键是利用几何关系根据竖直分速度求水平分速度对于圆周运动的临界问题要会分析，找出临界条件3(2011年深圳二模)细管AB内壁光滑、厚度不计，加工成如图139所示形状，长L0.8 m的BD段固定在竖直平面内，其B端与半径R0.4 m的光滑圆弧轨道 平滑连接，CD段是半径R0.4 m的圆弧， AC段在水平面上，与长s1.25 m、动摩擦因数0.25的水平轨道AQ平滑相连，管中有两个可视为质点的小球a、b, ma3mb.开始b球静止，a球以速度v0向右运动，与b球发生弹性碰撞之后，b球能够越过轨道最高点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球的速度大小；(2)若v0未知，碰后a球的最大速度；(3)若v0未知，v0的取值范围图139 复合场中的曲线运动【例4】如图1310所示，在绝缘光滑水平桌面上有两个静止的小球A和B，B在桌边缘A和B均可视为质点，质量均为m0.2 kg.A球带正电，电荷量为q0.1 CB球是绝缘体，不带电桌面离地面的高度h0.05 m开始时A、B相距L0.1 m在方向水平向右，大小E10 N/C的匀强电场的电场力作用下，A开始向右运动，并与B球发生碰撞碰撞中A、B的总能量无损失，A和B间无电荷转移，取g10 m/s2.求：(1) A经过多长时间和B相碰？(2) A、B落地点之间的水平距离是多大？4(2011年台山一中二模)如图1311所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场现有一质量为m、电量为q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方小球可视为质点，小球运动到C点之前电量保持不变，经过C点后电量立即变为零)已知A、B间距离为2R，重力加速度为g.在上述运动过程中，求：(1)电场强度E的大小；(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率；(3)小球对圆轨道的最大压力的大小1运动的合成与分解解题思路首先确定物体实际运动的方向，实际运动方向就是合运动的方向，再沿分运动方向进行正交分解，利用平行四边形或矢量三角形找出速度关系2平抛运动解题方法将物体的合运动沿水平方向和竖直方向进行正交分解，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，根据两个分运动具有等时性的特点，列出方程解答5卫星运行(1)熟练运用两种思想：做匀速圆周运动的卫星所受的万有引力等于需要的向心力；物体在地球表面附近所受的万有引力近似等于重力(黄金公式)(2)一般运行规律：半径越大，线速度、角速度和向心加速度越小，周期越大