2024届高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题一力与运动第3讲力与曲线运动课件

专题一力与运动第3讲力与曲线运动知识归纳素养奠基第3讲力与曲线运动知识归纳素养奠基1．物体做曲线运动的条件：当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动．2．运动的合成与分解的运算法则：平行四边形定则．3．做平抛运动的物体，平抛运动的时间完全由下落高度决定．4．平抛(或类平抛)运动的推论．(1)任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点．(2)设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有tanθ＝2tanφ.第3讲力与曲线运动知识归纳素养奠基5．做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变．6．水平面内圆周运动临界问题．(1)水平面内做圆周运动的物体其向心力可能由弹力、摩擦力等力提供，常涉及绳的张紧与松弛、接触面分离等临界状态．(2)常见临界条件：绳子松弛的临界条件是绳的张力FT＝0；接触面滑动的临界条件是拉力F＝Ffmax；接触面分离的临界条件是接触面间的弹力FN＝0.第3讲力与曲线运动知识归纳素养奠基第3讲力与曲线运动命题点一运动的合成与分解一、运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵守平行四边形定则．运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解．二、关联速度分解问题对于用绳、杆相牵连的物体，在运动过程中，两物体的速度通常不同，但两物体沿绳或杆方向的速度分量大小相等．1．常用的解答思路：先确定合运动的方向，然后分析合运动所产生的实际效果，以确定两个分速度的方向(作出分速度与合速度的矢量关系的平行四边形)．细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动2．常见的模型．细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动(2023·全国乙卷)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加．如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是(

)细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动解析：小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故A、B两项错误；小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向的夹角为锐角，C项错误，D项正确．故选D.细研命题点提升素养答案：D第3讲力与曲线运动(2023·江苏卷)如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°.平台BC与缓冲坡CD相连．若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点．滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出．已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力．(1)求滑雪者运动到P点的时间t；(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v；(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L.细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动1．(2023·江苏卷)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子．若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是(

)细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动解析：罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，在时间Δt内水平方向增加量aΔt2，竖直方向做自由落体运动，在时间Δt增加gΔt2；说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定，则连线的倾角就是一定的．故选D.细研命题点提升素养答案：D第3讲力与曲线运动2．随着科技的进步，2020年，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递，如图甲所示．无人机在0～5s内的飞行过程中，其水平、竖直方向速度vx、vy，与时间t的关系图像分别如图乙、图丙所示，规定竖直方向向上为正方向．下列说法正确的是(

)A．0～2s内，无人机做匀加速直线运动B．2～4s内，无人机做匀减速直线运动C．t＝4s时，无人机运动到最高点D．0～5s内，无人机的位移大小为9m细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动命题点二平抛运动规律细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动4．速度改变量．做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv＝gΔt相同，方向恒为竖直向下，如图所示．细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动5．两个重要推论．(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图甲所示，B是OC的中点．细研命题点提升素养(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为α，则tanθ＝2tanα.第3讲力与曲线运动(2023·湛江二模)如图所示，某同学在篮筐前某位置跳起投篮．篮球出手点离水平地面的高度h＝1.8m．篮球离开手的瞬间到篮筐的水平距离为5m，水平分速度大小v＝10m/s，要使篮球到达篮筐时，竖直方向的分速度刚好为零．将篮球看成质点，篮筐大小忽略不计，忽略空气阻力，取重力加速度大小g＝10m/s2.篮筐离地面的高度为(

)A．2.85m

B．3.05m C．3.25m D．3.5m细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动(2023·广东深圳一模)(多选)足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上直接打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，已知足球被踢出时的速度大小相等，不考虑足球的旋转，不计空气的作用效果，则足球(

)A．从射出到打到a、b两点的时间一定是ta<tbB．从射出到打到a、b两点的时间可能是ta>tbC．到达a、b两点瞬间速度大小va>vbD．到达a、b两点瞬间速度大小va＝vb细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动2．如图甲所示，抛球游戏是小朋友们最喜欢的项目之一，小朋友站立在水平地面上双手将皮球水平抛出，皮球进入水平篮筐且不擦到篮筐就能获得小红旗一枚．如图乙所示，篮筐的半径为R，皮球的半径为r，篮筐中心和出手处皮球的中心高度为h1和h2，两中心在水平地面上的投影点O1、O2之间的距离为d.忽略空气的阻力，已知重力加速度为g.设水平投篮出手速度为v，要使皮球能入筐，则下列说法中正确的是(

)细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动命题点三圆周运动问题圆周运动动力学问题的分析思路细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动(2023·佛山一模)偏心振动轮广泛应用于生活中的各个领域，如手机振动器、按摩仪、混凝土平板振动机等．如图甲，某工人正操作平板振动机进行水泥路面的压实作业．平板振动机中偏心振动轮的简化图如图乙所示，轮上有一质量较大的偏心块．若偏心轮绕转轴O在竖直面内转动则当偏心块的中心运动到图中哪一位置时，振动机对路面压力最大(

)A．P

B．Q C．M D．N细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动解析：对偏心轮边缘的一点，转到最低点P时满足F－mg＝mω2r，可得地面对振动机的支持力F＝mg＋mω2r，此时路面对振动机的支持力最大，根据牛顿第三定律可知振动机对路面压力最大．故选A.细研命题点提升素养答案：A第3讲力与曲线运动(2022·全国甲卷)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示．运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h.要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于(

)细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动A．P位置的小水珠速度方向沿a方向B．P、Q两位置，杯子的向心加速度相同C．杯子在旋转时的线速度大小约为6πm/sD．杯子在旋转时的向心加速度大小约为9π2m/s2细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动2．飞球调速器是英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为蒸汽机速度控制而设计，如图(a)所示，这是人造的第一个自动控制系统．如图(b)所示是飞球调速器模型，它由两个质量为m的球通过4根长为l的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒用铰链连接．上面套筒固定，下面套筒质量为M，可沿轴上下滑动．不计一切摩擦，重力加速度为g，当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度ω匀速转动时，轻杆与竖直轴之间的夹角θ的余弦值为(

)细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动3．(2023·汕头金山中学校考一模)如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的铁球(视为质点)沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则(

)细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动细研命题点提升素养第3讲力与曲线运动4．如图所示，一粗糙矩形水平板ABCD与一光滑半圆柱面CDEF相切于CD边，C、D、E、F位于同一竖直面内．沿圆柱面EF边固定一竖直挡板，物块垂直撞击挡板前后，速度方向相反、大小不变．可从A点沿水平面朝各个方向发射质量m＝0.2kg的小物块(可视为质点)．已知两轨道面沿CD方向足够长，水平板AC边长L＝1m，半圆柱面的圆弧半径R＝0.1m，物块与水平板间的动摩擦因数μ＝0.1.(1)若小物块从A点以初速度v0＝3m/s沿AC方向发射，求物块运动至半圆柱轨道最高点E时(撞击挡板前)，对