高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題1 第3講 力學(xué)、電學(xué)中的曲線運(yùn)動與天體的運(yùn)動課件

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1、第3講力學(xué)、電學(xué)中的曲線運(yùn)動與天體的運(yùn)動1(雙選，2011年廣東卷)如圖131所示，在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中，若練習(xí)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(yùn)動視作平拋運(yùn)動，下列表述正確的是()解析：小球在水平方向和豎直方向運(yùn)動時(shí)間相同，由平拋運(yùn)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(yùn)動的位移大于L，C錯誤；小球運(yùn)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(yùn)動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)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(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)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(diǎn)P處的曲率半徑是() 解析：物體在其軌跡最高點(diǎn)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(diǎn)P處的曲率半徑是，C正確答案：C3(2011年新課標(biāo)卷)一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()解析：負(fù)電

3、荷所受電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相反，且電荷受力方向指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)，A、C錯誤；B選項(xiàng)中負(fù)電荷所受電場力具有沿速度方向的分力，質(zhì)點(diǎn)的速率是遞增的，B錯誤；D選項(xiàng)中質(zhì)點(diǎn)所受電場力具有沿速度反方向的分力，質(zhì)點(diǎn)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(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動，運(yùn)動中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)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(yùn)動xvt，在豎直方向繩子長度LLvt，則豎直方向運(yùn)動的位移yvt，所以在豎直方向也做勻速運(yùn)動，合運(yùn)動就是

4、勻速運(yùn)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(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動軌跡M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)不計(jì)重力，下列表述正確的是()A粒子在M點(diǎn)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(yùn)動物體的受力特點(diǎn)是合力指向軌跡的凹側(cè)，再結(jié)合電場力的特點(diǎn)可知粒子帶負(fù)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(fù)功，粒子做減速運(yùn)動，電勢能在增加；當(dāng)達(dá)到M點(diǎn)后電場力做正功，粒子做加速運(yùn)動，電勢能在減小，則在M點(diǎn)的速度最小，A錯，D錯在整個(gè)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(yùn)動、曲線運(yùn)動的條件及其應(yīng)用歷來是高考的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)，它不僅涉及力學(xué)中的一般的曲線運(yùn)動、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動，還常常涉及天體運(yùn)動問題，帶電粒子在電場、磁場或復(fù)合場中的運(yùn)動問題，動力學(xué)問題，功能問題等圓周運(yùn)動問題是牛頓

6、運(yùn)動定律在曲線運(yùn)動中的具體應(yīng)用，要加深對牛頓第二定律的理解，提高應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律分析、解決實(shí)際問題的能力 。本講知識多以現(xiàn)實(shí)生活中的問題(如體育競技，軍事上的射擊，交通運(yùn)輸?shù)?和空間技術(shù)(如航空航天)等立意命題，體現(xiàn)了應(yīng)用所學(xué)知識對自然現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)的分析和多角度、多層次的描述，突出綜合應(yīng)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(xué)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(chǔ)知識、豐富的解題經(jīng)驗(yàn)和靈活的解題能力預(yù)計(jì)在今后的高考中運(yùn)動的合成與分解、平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用、人造衛(wèi)星和宇宙飛船仍是高考的熱點(diǎn)運(yùn)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(jìn)，此過程中繩始終與水面平行當(dāng)繩與河岸的夾角為時(shí)，船的速率為()圖135解析：人的實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動，將人的合運(yùn)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(yùn)動速度答案：C審題分析時(shí)，應(yīng)該首先確定合運(yùn)動的方向，再進(jìn)行正交分解人的實(shí)際運(yùn)動是合運(yùn)動，只能分解合運(yùn)動，不能將繩子的分運(yùn)動進(jìn)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(yùn)動，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是、時(shí)(如圖136所示)，物體B的運(yùn)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(yùn)動【例2】(雙選，2011年深圳高級中學(xué)模擬)在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)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(yùn)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(yùn)動，處于完全失重狀態(tài)答案：CD圍繞地球做勻速圓周運(yùn)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(yùn)動【例3】(2011年深圳高級中學(xué)模擬)如圖138所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長時(shí)物塊恰好停止在B點(diǎn)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(diǎn)釋放，物塊過B點(diǎn)后其位移與時(shí)間的關(guān)系為x6t2t2，物塊飛離桌面后由P點(diǎn)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(dá)M點(diǎn)；(3)釋放后m2運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功解答此題時(shí)，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(yùn)動的臨界問題要會分析，找出臨界條件3(2011年深圳二模)細(xì)管AB內(nèi)壁光滑、厚度不計(jì)，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(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a、b, ma3mb.開始b球靜止，a球以速度v0向右運(yùn)動，與b球發(fā)生彈性碰撞之后，b球能夠越過軌道最高點(diǎn)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的取值范圍圖139 復(fù)合場中的曲線運(yùn)動【例4】如圖1310所示，在絕緣光滑水平桌面上有兩個(gè)靜止的小球A和B，B在桌邊緣A和B均可視為質(zhì)點(diǎn)，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(shí)A、B相距L0.1 m在方向水

12、平向右，大小E10 N/C的勻強(qiáng)電場的電場力作用下，A開始向右運(yùn)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(shí)間和B相碰？(2) A、B落地點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)由靜止釋放，小球運(yùn)動到C點(diǎn)離開圓軌道后，經(jīng)界面MN上的P點(diǎn)進(jìn)入電場(P點(diǎn)恰好在A點(diǎn)的正上方小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球運(yùn)動到C點(diǎn)之前電量保持不變，經(jīng)過C點(diǎn)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(yùn)動過程中，求：(1)電場強(qiáng)度E的大??；(2)小球在圓軌道上運(yùn)動時(shí)的最大速率；(3)小球?qū)A軌道的最大壓力的大小1運(yùn)動的合成與分解解題思路首先確定物體實(shí)際運(yùn)動的方向，實(shí)際運(yùn)動方向就是合運(yùn)動的方向，再沿分運(yùn)動方向進(jìn)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(yùn)動解題方法將物體的合運(yùn)動沿水平方向和豎直方向進(jìn)行正交分解，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)兩個(gè)分運(yùn)動具有等時(shí)性的特點(diǎn)，列出方程解答5衛(wèi)星運(yùn)行(1)熟練運(yùn)用兩種思想：做勻速圓周運(yùn)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(yùn)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