最新高考物理热点题型《力与运动》专题复习课件

物理高考专题复习物理高考专题复习力与运动力与运动1.(1)匀变速直线运动的三个基本公式:v=

,x=

,v2-

=2ax;(2)两个中间速度:

= =

, =

,且 < 。一个推论:Δx=aT2。2.(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳子且指向绳子收缩的方向;轻杆产生的弹

力,既可以是压力,也可以是拉力,方向不一定沿杆;弹簧产生的支持力或拉力

沿轴线方向,弹簧弹力的大小:F=kx。(2)滑动摩擦力大小F=μFN,方向沿接触面的切线方向,与相对运动的方向相反。1.(1)匀变速直线运动的三个基本公式:v=3.力的合成和分解均遵从平行四边形定则;两个力的合力范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|。4.牛顿运动定律(1)牛顿第二定律:a=

,具有独立性、瞬时性和矢量性等。(2)牛顿第三定律:F=。注意区分一对作用力与反作用力和一对平衡力。3.力的合成和分解均遵从平行四边形定则;两个力的合力范围:|5.平抛运动(1)研究方法:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自

由落体运动。(2)主要公式图示物理量x方向分运动y方向分运动合运动

速度vx=v0vy=gt=

v= tanθ= 位移x=v0ty= gt2s= tanα= 5.平抛运动图示物理量x方向分运动y方向分运动合运动 速度v

(1)匀速圆周运动常用公式:Fn=man=

=mω2r=

=mωv=4π2mf2r。(2)变速圆周运动①F合不指向圆心,沿半径方向的分力Fn充当向心力。②F合沿半径方向的分力Fn改变线速度的方向,垂直半径方向的分力Ft改变线

速度的大小。6.圆周运动

(1)匀速圆周运动常用公式:Fn=man= =mω27.万有引力定律和天体的运动(1)求中心天体质量:G

=m

r→M=

(公转法),G

=mg→M=

(黄金代换法);中心天体的密度ρ=

,若r=R,则ρ=

。(2)由G

=ma=m

=mω2r=m

r,求得a=

,v=

,ω=

,T=

。7.万有引力定律和天体的运动 。1.(2019江苏单科,2,3分)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的

作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用

力的大小为

(

)A.

B.

C.Tsinα

D.TcosαC解析

如图所示,气球处于平衡状态,在水平方向上风力与拉力T的水平分力平衡,F风=Tsinα,故选项C正确。1.(2019江苏单科,2,3分)如图所示,一只气球在风中处2.(2018江苏单科,3,3分)某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直

轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球。忽略空气阻

力,两只小球落到水平地面的

()A.时刻相同,地点相同

B.时刻相同,地点不同C.时刻不同,地点相同

D.时刻不同,地点不同解析

由题意知,在竖直方向上,两只小球同时同高度自由下落,运动状态

始终相同,由h=

gt2知落到水平地面的时刻相同。在水平方向上,小球被弹出后做速度相等的匀速直线运动,但先抛出的小球水平方向运动时间较长,由x=

v0t知,x先>x后,即两只小球落到水平地面的地点不同。故选B。B2.(2018江苏单科,3,3分)某弹射管每次弹出的小球速度3.(多选)(2019江苏单科,6,4分)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做

匀速圆周运动。座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度

为g,则座舱()

A.运动周期为

B.线速度的大小为ωRC.受摩天轮作用力的大小始终为mgD.所受合力的大小始终为mω2RBD3.(多选)(2019江苏单科,6,4分)如图所示,摩天轮悬解析由T=

,v=ωR可知A错误,B正确。由座舱做匀速圆周运动,可知座舱所受的合力提供向心力,F=mω2R,方向始终指向摩天轮中心,则座舱在最

低点时,其所受摩天轮的作用力为mg+mω2R,故C错误,D正确。解析由T= ,v=ωR可知A错误,B正确。由座舱做匀速圆周4.(多选)(2020江苏单科,7,4分)甲、乙两颗人造卫星质量相等,均绕地球做圆

周运动,甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有

(

)A.由v=

可知,甲的速度是乙的

倍B.由a=ω2r可知,甲的向心加速度是乙的2倍C.由F=G

可知,甲的向心力是乙的

D.由

=k可知,甲的周期是乙的2

倍CD4.(多选)(2020江苏单科,7,4分)甲、乙两颗人造卫星解析

由

=mg可知,在离地不同高度处重力加速度不同,而A项推论误将g作为一个常量,故A项所得结果错误。同理由

=mrω2可知卫星在不同轨道上运行的角速度不同,B项将ω作为常量做出的推论也是错误的。由

万有引力定律可知C项正确。由

=mr

可得

=

,可见k=

是一个只与地球质量有关的物理量,故D项由此所得推论是正确的。考情分析解析

由 =mg可知,在离地不同高度处重力加速度不同,

201820192020力与物体的平衡T14(1):物体的平衡T2:物体的平衡

力与直线运动T14(3):牛顿运动定律的应用T15:牛顿运动定律的应用-板块问题T5:牛顿运动定律的应用-整体法力与曲线运动T3:平抛运动T6:圆周运动中的运动参量计算T6:圆周运动中的运动参量计算T8:平抛运动万有引力与航天T1:天体运动T4:天体运动T7:天体运动中运动参量的比较与计算考向解读1.注重基础与应用。如平衡问题、圆周运动、天体运动等。2.强调过程与方法。如多过程问题应用对称法、图像法等。201820192020力与物体的平衡T14(1):物体的一、受力分析、物体的平衡

处理平衡问题的基本思路一、受力分析、物体的平衡典例1

(2019江苏南通海安期末)如图所示,跳水运动员在走板时,从跳板的a

端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的

(

)A.压力不断增大B.摩擦力不断增大C.作用力不断增大D.作用力不断减小B典例1

(2019江苏南通海安期末)如图所示,跳水运动解析以运动员为研究对象,由平衡条件知,跳板对运动员的支持力N=mg

cosα,摩擦力f=mgsinα,α是跳板与水平方向的夹角;运动员从跳板a端缓慢走

到b端时,α逐渐增大,N减小,f增大;由牛顿第三定律知,运动员对跳板的压力减

小,摩擦力增大,故A错误,B正确。跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力

的合力,与重力等大反向,则跳板对运动员的作用力保持不变,根据牛顿第三

定律,运动员对跳板的作用力保持不变,故C、D错误。解析以运动员为研究对象,由平衡条件知,跳板对运动员的支持力变式1

(2020江苏南京、盐城二模)物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一

本厚厚的《唐诗辞典》的最下层两个页面之间,并将它们静置于桌面上,要求学生抽出面纸,结果面纸总被拉断。然后物理老师为学生表演一项“绝活”

——手托《唐诗辞典》,让其运动并完好无损地抽出了面纸,则《唐诗辞典》

可能

()A.水平向右匀速运动

B.水平向左匀速运动C.向下加速运动

D.向上加速运动C变式1(2020江苏南京、盐城二模)物理老师在课堂上将一张解析学生抽出面纸时,面纸总被拉断,说明面纸所受的最大静摩擦力大

于面纸所承受的拉力;而老师却能把面纸拉出,可知面纸所受到的最大静摩擦

力小于面纸承受的拉力,面纸受到的压力减小了,说明《唐诗辞典》可能发生

了失重现象,即可能向下做加速运动,选项C正确。解析学生抽出面纸时,面纸总被拉断,说明面纸所受的最大静摩擦二、万有引力定律的应用1.人造地球卫星公转运动规律分析二、万有引力定律的应用1.人造地球卫星公转运动规律分析2.分析卫星变轨应注意的三个问题(1)卫星变轨时半径的变化,根据万有引力和所需向心力的大小关系判断;轨

道上稳定的运行速度由v=

判断。(2)卫星在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。(3)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,外轨道上经过该点的速度

大于内轨道上经过该点的速度。2.分析卫星变轨应注意的三个问题典例2

(多选)(2020江苏金陵中学、丹阳高级中学、无锡一中联考)火星探

测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大的太空探索项

目。如图所示,探测器被发射到围绕太阳的椭圆轨道上,A为近日点,远日点B

在火星轨道附近,探测器择机变轨绕火星运动,则火星探测器

()

A.发射速度介于第一、第二宇宙速度之间B.在椭圆轨道上运行周期大于火星公转周期C.从A点运动到B点的过程中动能逐渐减小D.在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力CD典例2

(多选)(2020江苏金陵中学、丹阳高级中学、解析火星探测器离开地球围绕太阳运动,发射速度要大于第二宇宙

速度,且小于第三宇宙速度,A项错误;火星探测器和火星都围绕太阳运动,根

据开普勒第三定律,可知轨道半径(半长轴)小的,周期小,所以火星探测器在椭

圆轨道运行的周期小,所以B项错误;根据开普勒第二定律,可知行星在近日点

速度最大,远日点速度最小,火星探测器从A到B速度不断减小,动能不断减小,

C项正确;B点到太阳的距离大于A点到太阳的距离,万有引力与距离的平方成

反比,所以火星探测器在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力,D项

正确。解析火星探测器离开地球围绕太阳运动,发射速度要大于第二宇宙变式2(2020课标Ⅱ,15,6分)若一均匀球形星体的密度为ρ,引力常量为G,则

在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是

()A.

B.

C.

D.

A解析设星体半径为R,则其质量M=

πρR3;在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星所受万有引力提供向心力,有G

=m·

·R,联立解得T=

,故A选项正确,B、C、D选项错误。变式2(2020课标Ⅱ,15,6分)若一均匀球形星体的密度三、牛顿运动定律及应用解答思路三、牛顿运动定律及应用解析设每节车厢所受的阻力(包括摩擦力、空气阻力)为f,以后面38节

车厢为研究对象,有F-38f=38ma,以最后两节车厢为研究对象,有F′

-2f=2ma,联

立上面两式可得F′

=

,故C正确。典例3

(2020江苏单科,5,3分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为

国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢

组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵

引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第

2节车厢的牵引力为

()A.F

B.

C.

D.

C解析设每节车厢所受的阻力(包括摩擦力、空气阻力)为f,以后变式3(2020江苏南通、泰州、扬州等七市第二次调研)如图所示,车厢水平

底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系

在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线加速运动时,球和物块相对车厢静止,

细线偏离竖直方向的角度为θ,此时车厢底板对物块的摩擦力为f、支持力为

N,已知重力加速度为g,则

()A.f=Mgsinθ

B.f=MgtanθC.N=(M+m)g

D.N=MgC变式3(2020江苏南通、泰州、扬州等七市第二次调研)如图解析以球为研究对象,受力如图甲所示,由牛顿第二定律得mgtanθ=ma,

解得a=gtanθ,线的拉力为T=

。以物块和轻杆整体为研究对象,受力如图乙所示,其中T'=T,在竖直方向上,由平衡条件有N=Mg+T'cosθ=(M+m)g,在水

平方向上,由牛顿第二定律有f-T'sinθ=Ma,解得f=(M+m)gtanθ,故C项正

确,A、B、D项错误。

甲乙解析以球为研究对象,受力如图甲所示,由牛顿第二定律得mg四、曲线运动1.平抛运动的解题思路(各自独立,分别分析)2.圆周运动(1)模型1——水平面内的圆周运动,一般由牛顿第二定律列方程(Fn=m

=mrω2=mωv=mr

)求解。四、曲线运动1.平抛运动的解题思路(各自独立,分别分析)2(2)模型2——竖直面内的圆周运动(绳球模型和杆球模型),通过最高点和最低

点的速度常利用动能定理(或机械能守恒定律)来建立联系,然后结合牛顿运

动定律进行动力学分析求解。①绳球模型:小球能通过最高点的条件是v≥

。②杆球模型:小球能通过最高点的条件是v≥0。3.对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应用合成与分解的思想分

析这两种运动转折点的速度是解题的关键。(2)模型2——竖直面内的圆周运动(绳球模型和杆球模型),通典例4

(多选)(2020江苏单科,8,4分)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度

水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力,

则

()

A.A和B的位移大小相等B.A的运动时间是B的2倍C.A的初速度是B的

D.A的末速度比B的大AD典例4

(多选)(2020江苏单科,8,4分)如图所示解析由图可知,两球的位移大小均为

=

l,A项正确。由小球在竖直方向做自由落体运动得y=

gt2,可知小球在空中运动时间t=

,故A的运动时间是B的

倍,B项错误。再结合水平分运动x=v0t可得v0=x

,故A的初速度是B的

,C项错误。由机械能守恒可得小球落地时的速度v=

=

,故vA=

、vB=2

,D项正确。解析由图可知,两球的位移大小均为 = l,A项正确。由小典例5

(2019江苏南通模拟)如图甲所示,一长为l的轻绳,一端固定在过A点的

水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕A点在竖直面内转动,

小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示,下

列判断中正确的是

()甲乙A.b可以等于0B.可求出重力加速度gC.绳长不变,用质量不同的球做实验,得到的图线斜率不变D.绳长不变,用质量较大的球做实验,图线b点的位置将往右移B典例5

(2019江苏南通模拟)如图甲所示,一长为l的解析小球在竖直面内做圆周运动,在最高点的最小速度v=

,故b不可能为零,A项错误;当F=0时,根据牛顿第二定律有mg=m

,解得g=

=

,故B项正确;根据F=m

-mg知,题图乙图线的斜率k=

,绳长不变,用质量不同的球做实验,斜率会变,故C项错误;当F=0时,g=

,可知b点的位置与小球的质量无关,绳长不变,用质量较大的球做实验,图线b点的位置不变,故D项错误。解析小球在竖直面内做圆周运动,在最高点的最小速度v= ,故变式4

(2020课标Ⅰ,16,6分)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长

均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的

拉力约为

()A.200NB.400NC.600ND.800NB变式4(2020课标Ⅰ,16,6分)如图,一同学表演荡秋千解析该同学荡秋千可视为做圆周运动,设每根绳子的拉力大小为F,以

该同学和秋千踏板整体为研究对象,在最低点根据牛顿第二定律得2F-mg=

,代入数据解得F=405N,故每根绳子平均承受的拉力约为400N,B项正确,A、C、D项错误。解析该同学荡秋千可视为做圆周运动,设每根绳子的拉力大小为F五、板块模型滑块—木板问题的分析方法五、板块模型典例6

(2019江苏单科,15,16分)如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平

地面上,左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A,A立

即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。接着敲击B,B立即获得

水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后

两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:

典例6

(2019江苏单科,15,16分)如图所示,质(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB';(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;答案(1)

(2)3μg

μg(3)2

解析(1)由牛顿运动定律知,A加速度的大小aA=μg匀变速直线运动2aAL=

解得vA=

(2)设A、B的质量均为m对齐前,B所受合外力大小F=3μmg由牛顿运动定律F=maB,得aB=3μg对齐后,A、B所受合外力大小F'=2μmg答案(1) (2)3μg

μg(3)2 由牛顿运动定律F'=2maB',得aB'=μg(3)经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为xA、xB,A加速度的大小等于aA则v=aAt,v=vB-aBtxA=

aAt2,xB=vBt-

aBt2且xB-xA=L解得vB=2

由牛顿运动定律F'=2maB',得aB'=μg变式5

(多选)(2019江苏天一中学月考)如图为某工程车的卸货装置,该装置

为一能够直接将货物传送到地面的倾角为θ的传送带。该装置在正常工作时沿逆时针方向匀速转动,传送带的速度为v,卸货工人将质量均为m的货物无

初速度地放在传送带顶端,已知货物与传送带间的动摩擦因数为μ,且μ<tan

θ。则货物在整个运动过程中的速度随时间变化的规律可能是

()

BC变式5(多选)(2019江苏天一中学月考)如图为某工程车的解析对货物进行受力分析可知,将货物刚放上传送带时,货物受重力、支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力,则货物沿传送带做匀加速直线运动,加速度为a=gsinθ+μgcosθ,当货物速度达到与传送带速度相等时,货物的位移为x,如果x≥L(L为传送带两端之间的距离),货物一直加速,故B项正确;如果x<L,当货物速度达到与传送带速度相等时,由于μ<tanθ,即mgsinθ>μmgcosθ,此时摩擦力突变向上,加速度变为a'=gsinθ-μgcosθ,货物以此加速度继续做加速运动,又a'<a,故C项正确。解析对货物进行受力分析可知,将货物刚放上传送带时,货物受重学习了本课后，你有哪些收获和感想？告诉大家好吗？学习了本课后，你有哪些收获和感想？光读书不思考也许能使平庸之辈知识丰富，但它决不能使他们头脑清醒。——约·诺里斯教师寄语光读书不思考也许能使平庸之辈知识丰富，但它决不能使他们头脑清物理高考专题复习物理高考专题复习力与运动力与运动1.(1)匀变速直线运动的三个基本公式:v=

,x=

,v2-

=2ax;(2)两个中间速度:

= =

, =

,且 < 。一个推论:Δx=aT2。2.(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳子且指向绳子收缩的方向;轻杆产生的弹

力,既可以是压力,也可以是拉力,方向不一定沿杆;弹簧产生的支持力或拉力

沿轴线方向,弹簧弹力的大小:F=kx。(2)滑动摩擦力大小F=μFN,方向沿接触面的切线方向,与相对运动的方向相反。1.(1)匀变速直线运动的三个基本公式:v=3.力的合成和分解均遵从平行四边形定则;两个力的合力范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|。4.牛顿运动定律(1)牛顿第二定律:a=

,具有独立性、瞬时性和矢量性等。(2)牛顿第三定律:F=。注意区分一对作用力与反作用力和一对平衡力。3.力的合成和分解均遵从平行四边形定则;两个力的合力范围:|5.平抛运动(1)研究方法:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自

由落体运动。(2)主要公式图示物理量x方向分运动y方向分运动合运动

速度vx=v0vy=gt=

v= tanθ= 位移x=v0ty= gt2s= tanα= 5.平抛运动图示物理量x方向分运动y方向分运动合运动 速度v

(1)匀速圆周运动常用公式:Fn=man=

=mω2r=

=mωv=4π2mf2r。(2)变速圆周运动①F合不指向圆心,沿半径方向的分力Fn充当向心力。②F合沿半径方向的分力Fn改变线速度的方向,垂直半径方向的分力Ft改变线

速度的大小。6.圆周运动

(1)匀速圆周运动常用公式:Fn=man= =mω27.万有引力定律和天体的运动(1)求中心天体质量:G

=m

r→M=

(公转法),G

=mg→M=

(黄金代换法);中心天体的密度ρ=

,若r=R,则ρ=

。(2)由G

=ma=m

=mω2r=m

r,求得a=

,v=

,ω=

,T=

。7.万有引力定律和天体的运动 。1.(2019江苏单科,2,3分)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的

作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用

力的大小为

(

)A.

B.

C.Tsinα

D.TcosαC解析

如图所示,气球处于平衡状态,在水平方向上风力与拉力T的水平分力平衡,F风=Tsinα,故选项C正确。1.(2019江苏单科,2,3分)如图所示,一只气球在风中处2.(2018江苏单科,3,3分)某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直

轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球。忽略空气阻

力,两只小球落到水平地面的

()A.时刻相同,地点相同

B.时刻相同,地点不同C.时刻不同,地点相同

D.时刻不同,地点不同解析

由题意知,在竖直方向上,两只小球同时同高度自由下落,运动状态

始终相同,由h=

gt2知落到水平地面的时刻相同。在水平方向上,小球被弹出后做速度相等的匀速直线运动,但先抛出的小球水平方向运动时间较长,由x=

v0t知,x先>x后,即两只小球落到水平地面的地点不同。故选B。B2.(2018江苏单科,3,3分)某弹射管每次弹出的小球速度3.(多选)(2019江苏单科,6,4分)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做

匀速圆周运动。座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度

为g,则座舱()

A.运动周期为

B.线速度的大小为ωRC.受摩天轮作用力的大小始终为mgD.所受合力的大小始终为mω2RBD3.(多选)(2019江苏单科,6,4分)如图所示,摩天轮悬解析由T=

,v=ωR可知A错误,B正确。由座舱做匀速圆周运动,可知座舱所受的合力提供向心力,F=mω2R,方向始终指向摩天轮中心,则座舱在最

低点时,其所受摩天轮的作用力为mg+mω2R,故C错误,D正确。解析由T= ,v=ωR可知A错误,B正确。由座舱做匀速圆周4.(多选)(2020江苏单科,7,4分)甲、乙两颗人造卫星质量相等,均绕地球做圆

周运动,甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有

(

)A.由v=

可知,甲的速度是乙的

倍B.由a=ω2r可知,甲的向心加速度是乙的2倍C.由F=G

可知,甲的向心力是乙的

D.由

=k可知,甲的周期是乙的2

倍CD4.(多选)(2020江苏单科,7,4分)甲、乙两颗人造卫星解析

由

=mg可知,在离地不同高度处重力加速度不同,而A项推论误将g作为一个常量,故A项所得结果错误。同理由

=mrω2可知卫星在不同轨道上运行的角速度不同,B项将ω作为常量做出的推论也是错误的。由

万有引力定律可知C项正确。由

=mr

可得

=

,可见k=

是一个只与地球质量有关的物理量,故D项由此所得推论是正确的。考情分析解析

由 =mg可知,在离地不同高度处重力加速度不同,

201820192020力与物体的平衡T14(1):物体的平衡T2:物体的平衡

力与直线运动T14(3):牛顿运动定律的应用T15:牛顿运动定律的应用-板块问题T5:牛顿运动定律的应用-整体法力与曲线运动T3:平抛运动T6:圆周运动中的运动参量计算T6:圆周运动中的运动参量计算T8:平抛运动万有引力与航天T1:天体运动T4:天体运动T7:天体运动中运动参量的比较与计算考向解读1.注重基础与应用。如平衡问题、圆周运动、天体运动等。2.强调过程与方法。如多过程问题应用对称法、图像法等。201820192020力与物体的平衡T14(1):物体的一、受力分析、物体的平衡

处理平衡问题的基本思路一、受力分析、物体的平衡典例1

(2019江苏南通海安期末)如图所示,跳水运动员在走板时,从跳板的a

端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的

(

)A.压力不断增大B.摩擦力不断增大C.作用力不断增大D.作用力不断减小B典例1

(2019江苏南通海安期末)如图所示,跳水运动解析以运动员为研究对象,由平衡条件知,跳板对运动员的支持力N=mg

cosα,摩擦力f=mgsinα,α是跳板与水平方向的夹角;运动员从跳板a端缓慢走

到b端时,α逐渐增大,N减小,f增大;由牛顿第三定律知,运动员对跳板的压力减

小,摩擦力增大,故A错误,B正确。跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力

的合力,与重力等大反向,则跳板对运动员的作用力保持不变,根据牛顿第三

定律,运动员对跳板的作用力保持不变,故C、D错误。解析以运动员为研究对象,由平衡条件知,跳板对运动员的支持力变式1

(2020江苏南京、盐城二模)物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一

本厚厚的《唐诗辞典》的最下层两个页面之间,并将它们静置于桌面上,要求学生抽出面纸,结果面纸总被拉断。然后物理老师为学生表演一项“绝活”

——手托《唐诗辞典》,让其运动并完好无损地抽出了面纸,则《唐诗辞典》

可能

()A.水平向右匀速运动

B.水平向左匀速运动C.向下加速运动

D.向上加速运动C变式1(2020江苏南京、盐城二模)物理老师在课堂上将一张解析学生抽出面纸时,面纸总被拉断,说明面纸所受的最大静摩擦力大

于面纸所承受的拉力;而老师却能把面纸拉出,可知面纸所受到的最大静摩擦

力小于面纸承受的拉力,面纸受到的压力减小了,说明《唐诗辞典》可能发生

了失重现象,即可能向下做加速运动,选项C正确。解析学生抽出面纸时,面纸总被拉断,说明面纸所受的最大静摩擦二、万有引力定律的应用1.人造地球卫星公转运动规律分析二、万有引力定律的应用1.人造地球卫星公转运动规律分析2.分析卫星变轨应注意的三个问题(1)卫星变轨时半径的变化,根据万有引力和所需向心力的大小关系判断;轨

道上稳定的运行速度由v=

判断。(2)卫星在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。(3)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,外轨道上经过该点的速度

大于内轨道上经过该点的速度。2.分析卫星变轨应注意的三个问题典例2

(多选)(2020江苏金陵中学、丹阳高级中学、无锡一中联考)火星探

测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大的太空探索项

目。如图所示,探测器被发射到围绕太阳的椭圆轨道上,A为近日点,远日点B

在火星轨道附近,探测器择机变轨绕火星运动,则火星探测器

()

A.发射速度介于第一、第二宇宙速度之间B.在椭圆轨道上运行周期大于火星公转周期C.从A点运动到B点的过程中动能逐渐减小D.在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力CD典例2

(多选)(2020江苏金陵中学、丹阳高级中学、解析火星探测器离开地球围绕太阳运动,发射速度要大于第二宇宙

速度,且小于第三宇宙速度,A项错误;火星探测器和火星都围绕太阳运动,根

据开普勒第三定律,可知轨道半径(半长轴)小的,周期小,所以火星探测器在椭

圆轨道运行的周期小,所以B项错误;根据开普勒第二定律,可知行星在近日点

速度最大,远日点速度最小,火星探测器从A到B速度不断减小,动能不断减小,

C项正确;B点到太阳的距离大于A点到太阳的距离,万有引力与距离的平方成

反比,所以火星探测器在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力,D项

正确。解析火星探测器离开地球围绕太阳运动,发射速度要大于第二宇宙变式2(2020课标Ⅱ,15,6分)若一均匀球形星体的密度为ρ,引力常量为G,则

在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是

()A.

B.

C.

D.

A解析设星体半径为R,则其质量M=

πρR3;在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星所受万有引力提供向心力,有G

=m·

·R,联立解得T=

,故A选项正确,B、C、D选项错误。变式2(2020课标Ⅱ,15,6分)若一均匀球形星体的密度三、牛顿运动定律及应用解答思路三、牛顿运动定律及应用解析设每节车厢所受的阻力(包括摩擦力、空气阻力)为f,以后面38节

车厢为研究对象,有F-38f=38ma,以最后两节车厢为研究对象,有F′

-2f=2ma,联

立上面两式可得F′

=

,故C正确。典例3

(2020江苏单科,5,3分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为

国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢

组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵

引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第

2节车厢的牵引力为

()A.F

B.

C.

D.

C解析设每节车厢所受的阻力(包括摩擦力、空气阻力)为f,以后变式3(2020江苏南通、泰州、扬州等七市第二次调研)如图所示,车厢水平

底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系

在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线加速运动时,球和物块相对车厢静止,

细线偏离竖直方向的角度为θ,此时车厢底板对物块的摩擦力为f、支持力为

N,已知重力加速度为g,则

()A.f=Mgsinθ

B.f=MgtanθC.N=(M+m)g

D.N=MgC变式3(2020江苏南通、泰州、扬州等七市第二次调研)如图解析以球为研究对象,受力如图甲所示,由牛顿第二定律得mgtanθ=ma,

解得a=gtanθ,线的拉力为T=

。以物块和轻杆整体为研究对象,受力如图乙所示,其中T'=T,在竖直方向上,由平衡条件有N=Mg+T'cosθ=(M+m)g,在水

平方向上,由牛顿第二定律有f-T'sinθ=Ma,解得f=(M+m)gtanθ,故C项正

确,A、B、D项错误。

甲乙解析以球为研究对象,受力如图甲所示,由牛顿第二定律得mg四、曲线运动1.平抛运动的解题思路(各自独立,分别分析)2.圆周运动(1)模型1——水平面内的圆周运动,一般由牛顿第二定律列方程(Fn=m

=mrω2=mωv=mr

)求解。四、曲线运动1.平抛运动的解题思路(各自独立,分别分析)2(2)模型2——竖直面内的圆周运动(绳球模型和杆球模型),通过最高点和最低

点的速度常利用动能定理(或机械能守恒定律)来建立联系,然后结合牛顿运

动定律进行动力学分析求解。①绳球模型:小球能通过最高点的条件是v≥

。②杆球模型:小球能通过最高点的条件是v≥0。3.对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应用合成与分解的思想分

析这两种运动转折点的速度是解题的关键。(2)模型2——竖直面内的圆周运动(绳球模型和杆球模型),通典例4

(多选)(2020江苏单科,8,4分)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度

水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力,

则

()

A.A和B的位移大小相等B.A的运动时间是B的2倍C.A的初速度是B的

D.A的末速度比B的大AD典例4

(多选)(2020江苏单科,8,4分)如图所示解析由图可知,两球的位移大小均为

=

l,A项正确。由小球在竖直方向做自由落体运动得y=

gt2,可知小球在空中运动时间t=

,故A的运动时间是B的

倍,B项错误。再结合水平分运动x=v0t可得v0=x

,故A的初速度是B的

,C项错误。由机械能守恒可得小球落地时的速度v=

=

,故vA=

、vB=2

,D项正确。解析由图可知,两球的位移大小均为 = l,A项正确。由小典例5

(2019江苏南通模拟)如图甲所示,一长为l的轻绳,一端固定在过A点的

水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕A点在竖直面内转动,

小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示,下

列判断中正确的是

()甲乙A.b可以等于0B.可求出重力加速度gC.绳长不变,用质量不同的球做实验,得到的图线斜率不变D.绳长不变,用质量较大的球做实验,图线b点的位置将往右移B典例5

(2019江苏南通模拟)如图甲所示,一长为l的解析小球在竖直面内做圆周运动,在最高点的最小速度v=

,故b不可能为零,A项错误;当F=0时,根据牛顿第二定律有mg=m

,解得g=

=

,故B项正确;根据F=m

-mg知,题图乙图线的斜率k=

,绳长不变,用质量不同的球做实验,斜率会变,故C项错误;当F=0时,g=

,可知b点的位置与小球的质量无关,绳长不变,用质量较大的球做实验,图线b点的位置不变,故D项错误。解析小球在竖直面内做圆周运动,在最高点的最小速度v= ,故变式4

(2020课标Ⅰ,16,6分)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长

均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下