2022屆高考新課標物理二輪復習方案專題3曲線運動

專題三曲線運動專題三曲線運動主干知識整合專題三│主干知識整合

一、曲線運動1．物體做曲線運動的條件：運動物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時，物體做曲線運動．2．曲線運動的軌跡：當做曲線運動的物體所受合外力為恒力時，其運動為勻變速曲線運動，運動軌跡為拋物線，如平拋運動、斜拋運動、帶電粒子在勻強電場中的曲線運動．曲線運動的軌跡位于速度(軌跡上各點的切線)和合力的夾角之間，且運動軌跡總向合力一側彎曲．專題三│主干知識整合

二、拋體運動1．平拋運動(1)平拋運動是勻變速曲線運動(其加速度為重力加速度)，可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，運動軌跡為拋物線．(2)物體做平拋運動時，運動時間由豎直高度決定，水平位移由初速度和豎直高度共同決定．(3)物體做平拋運動時，在任意相等時間間隔Δt內速度的改變量Δv大小相等、方向相同(Δv＝Δvy＝gΔt)．專題三│主干知識整合

(4)平拋運動的兩個重要推論①做平拋運動的物體任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點，如圖1－3－1所示．由專題三│主干知識整合

②做平拋運動的物體在任意時刻、任意位置處的瞬時速度與水平方向的夾角θ及位移與水平方向的夾角φ滿足：tanθ＝2tanφ.2．類平拋運動以一定的初速度將物體拋出，如果物體受的合力恒定且與初速度方向垂直，則物體所做的運動為類平拋運動，如以初速度v0垂直電場方向射入勻強電場中的帶電粒子的運動．類平拋運動的性質及解題方法與平拋運動類似，也是用運動的分解法．專題三│主干知識整合

三、圓周運動1．描述圓周運動的物理量物理量大小方向物理意義線速度圓弧上各點的切線方向描述質點沿圓周運動的快慢角速度中學不研究其方向周期、頻率無方向向心加速度時刻指向圓心描述線速度方向改變的快慢相互關系專題三│主干知識整合

注意：同一轉動體上各點的角速度相等，皮帶傳動輪子邊緣各點的線速度大小相等．2．向心力做圓周運動物體的向心力可以由重力、彈力、摩擦力等各種性質的力提供，也可以由各力的合力或某力的分力提供．物體做勻速圓周運動時，物體受到的合力全部提供向心力；物體做變速圓周運動時，物體的合力的方向不一定沿半徑指向圓心，合力沿半徑方向的分力提供向心力，合力沿切線方向的分力改變物體速度的大小．專題三│主干知識整合

3．處理圓周運動的動力學問題的步驟(1)首先要明確研究對象；(2)對其受力分析，明確向心力的來源；(3)確定其運動軌道所在的平面、圓心的位置以及半徑；(4)將牛頓第二定律應用于圓周運動，得到圓周運動中的動力學方程，有以下各種情況：解題時應根據(jù)已知條件合理選擇方程形式．要點熱點探究專題三

│要點熱點探究?探究點一一般曲線運動問題1．利用運動的合成與分解研究曲線運動的一般思路(求解)曲線運動的規(guī)律(研究)兩個直線運動的規(guī)律(解得)曲線運動的規(guī)律(1)曲線運動應按照運動的效果進行分解，應深刻挖掘曲線運動的實際效果，明確曲線運動應分解為哪兩個方向的直線運動(特殊情況可分解為一個直線運動和一個圓周運動，如斜拉小船等)．(2)運動的合成與分解問題的切入點：等效合成時，要關注兩個分運動的時間關系——運動的等時性．專題三

│要點熱點探究2．合運動與分運動的關系合運動是物體的實際運動，分運動是合運動的兩個效果．等時性各分運動經(jīng)歷的時間與合運動經(jīng)歷的時間相等獨立性一個物體同時參與幾個分運動，各個運動獨立進行而不受其他分運動的影響等效性各個分運動的規(guī)律疊加起來與合運動的規(guī)律有完全相同的效果專題三│要點熱點探究

例1[2011·四川卷]某研究性學習小組進行了如下實驗：如圖1－3－2所示，在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標原點以速度v0＝3cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線運動．同學們測出某時刻R的坐標為(4,6)，此時R的速度大小為________cm/s.R在上升過程中運動軌跡的示意圖是圖1－3－3中的________．(R視為質點)專題三│要點熱點探究專題三│要點熱點探究專題三│要點熱點探究專題三│要點熱點探究【點評】本題中水平方向的分運動為勻加速直線運動，其水平加速度的方向就是圓柱體受到的合力方向，依據(jù)曲線運動的軌跡位于速度和合力的夾角之間、且軌跡向合力一側彎曲即可求解．專題三│要點熱點探究專題三│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究?探究點二平拋與類平拋問題1．平拋運動的處理方法是將其分解為水平方向和豎直方向的兩個分運動．(1)水平方向：做勻速直線運動，vx＝v0，x＝v0t.(2)豎直方向：做自由落體運動，vy＝gt，y＝gt2.2．類平拋運動的處理方法也是分解運動，即將其分解為沿初速度v0方向(不一定水平)的勻速運動(vx＝v0，x＝v0t)和沿合力方向(與初速度v0方向垂直)的勻加速運動(vy＝at，y＝at2)．注意加速度方向不一定豎直向下、大小也不一定等于g.專題三

│要點熱點探究例2[2011·廣東卷]如圖1－3－5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(

)專題三

│要點熱點探究A．球的速度v等于LB．球從擊出到落地所用時間為C．球從擊球點至落地點的位移等于LD．球從擊球點至落地點的位移與球的質量有關專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究【點評】平拋運動、類平拋運動處理的方法都是采用運動分解的方法，即分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直初速度方向初速度為零的勻加速直線運動．例2屬于平拋運動的問題，下面的變式題則是一道考查類平拋運動的問題．專題三│要點熱點探究如圖1－3－6所示，板間距為d、板長為4d的水平金屬板A和B上下正對放置，并接在電源上．現(xiàn)有一質量為m、帶電量為＋q的質點沿兩板中心線以某一速度水平射入，兩板間電壓U＝U0，當A板接電源負極時，該質點沿兩板中心線射出；當A板接電源正極時，該質點射到B板上距左端為d的C處．(重力加速度為g，不計空氣阻力)(1)求質點射入兩板時的速度；(2)當A板接負極時，為使帶電質點能夠從兩板間射出，求兩板所加恒定電壓U的范圍．變式題專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究?探究點三圓周運動及其臨界問題分類最高點無支撐最高點有支撐實例球與繩連接、水流星、翻滾過山車球與桿連接、車過拱橋、球過豎直管道、套在圓環(huán)上的物體等圖示豎直面內圓周運動的兩種臨界問題的比較專題三

│要點熱點探究分類最高點無支撐最高點有支撐在最高點受力重力、彈力F彈向下或等于零重力、彈力F彈向下或向上或等于零恰好過最高點F彈＝0，v＝(在最高點速度不能為零)F彈＝mg，v＝0(在最高點速度可為零)專題三

│要點熱點探究例3如圖1－3－7所示，傾角θ＝37°的斜面底端B平滑連接著半徑r＝0.40m的豎直光滑圓軌道．質量m＝0.50kg的小物塊從距地面h＝2.7m處沿斜面由靜止開始下滑，已知物塊滑到斜面底端B時的速度大小v＝6.0m/s，已知小物塊通過B點時無能量損失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，求：(1)小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)物塊運動到圓軌道的最高點A時，對圓軌道的壓力大?。畬ｎ}三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究【點評】處理豎直面內的圓周運動時，首先根據(jù)動能定理或機械能守恒定律確定最高點與最低點的速度關系，然后分別在最高點或最低點利用牛頓第二定律建立動力學方程并求解．分析豎直面內的圓周運動要明確在最高點有無支撐，從而確定物體能通過最高點的臨界條件．專題三│要點熱點探究如圖1－3－8所示，小球沿水平面通過O點進入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點P，然后落回水平面．不計一切阻力，下列說法正確的是(

)A．小球落地點離O點的水平距離為RB．小球落地點離O點的水平距離為2RC．小球運動到半圓弧最高點P時向心力恰好為零D．若將半圓弧軌道上部的圓弧截去，其他條件不變，則小球能達到的最大高度比P點高變式題專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究?探究點四曲線運動的綜合問題曲線運動的綜合問題一般以平拋運動、圓周運動情景為載體，綜合考查曲線運動的規(guī)律、運動的分解與合成、牛頓運動定律、機械能守恒定律和動能定理等物理主干知識．在曲線運動綜合問題的解題過程中，應首先進行物體受力分析和運動過程分析，然后確定應用何種規(guī)律解題，并且要注意兩種不同運動分界點的運動和受力特征．專題三

│要點熱點探究例4如圖1－3－9所示，用內壁光滑的細管彎成半徑為R的圓軌道，固定在豎直平面內，O是圓心，A、B為兩個端口，A與圓心O等高，∠AOB＝120°，重力加速度為g.(1)一直徑略小于圓管內徑的小球從A點正上方h高處自由下落，并進入圓管運動，小球質量為m，求小球經(jīng)過圓管最低點時對圓管的壓力大?。?2)一直徑略小于圓管內徑的小球從A點正上方某點向右水平拋出，小球無碰撞地進入圓管運動，求小球水平拋出的初速度．(3)在(2)的情況下，求小球從A點離開后相對于A點上升的最大高度.專題三

│要點熱點探究專題三

│要點熱點探究專題三

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│要點熱點探究【點評】本題綜合考查了勻變速直線運動、圓周運動、平拋運動等常見物體運動的規(guī)律．解答此題的關鍵是將全過程劃分為幾段分過程，然后分別對分過程根據(jù)相應規(guī)律建立方程，最后解方程．專題三│要點熱點探究如圖1－3－10所示，長為L的細繩上端系一質量不計的環(huán)，環(huán)套在光滑水平桿上，在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)，球離