2024年高考物理大一轮复习：主题3 力与曲线运动

主题三力与曲线运动

知识体系建科

周期公式丁=竿=智

a做曲线运

动力学：合外力与速度的方向不共线

动的条件1-

角速度与转速关系3=包——描述一

1-运动学：a与r的方向不共线

向心加速度““=±=3-7=埼r_

2,群;夬曲夕昱运

为诃题的方法「建立合适的坐标系用数学方法分析

介外，提供向心力一匀速网周运动一)4恻周运动

曲线运动

合外力的冷向分力提供1-运动的合成9分解

向心力一非匀速圆周运动一

动力学

运动性放:匀变速曲组运动

特征

条件F”〈月一周心运动一应

3平施运动

hl一水平方向”.光产〜

条件八寸一近心运动」

方法:5海—一竖直方向八%.产//

火东拐弯一水平面内的同周运动

—合速度方向tana.■犁

拱桥模仪—]

绳球模型一一竖有面内的网周运动一个模型中心天体一卫用模型

皿”而引力完全提供血，「力

杆球模型—1两条思路|万有用力等于砒力

天

体

运

动

问

题

三角等式关系

变轨问题[卫星加速.做离心运动

-----------------1卫星减速.做近心运动

两个堆点

两星角速度相等

双星模型眄心打为两电间的万才用力

轨道—之和等于两吊.Bi闵

o规律方法提炼

1.竖直面内的圆周运动

竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常利用动能定理来建立联

系，然后结合牛顿第二定律进行动力学分析。

2.平抛运动

⑴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)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。

(3)设在任意时刻瞬时速度与水平方向的夹角为a,位移与水平方向的夹角为仇

则TTlana=2tan仇

3.天体运动

(1)分析天体运动类问题的一条主线就是尸方=尸向，抓住黄金代换公式GM=gN。

⑵确定天体表面重力加速度的方法有：测重力法、单摆法、平抛(或竖直上抛)

物体法、近地卫星环绕法等。

4.注意天体运动的三个区别

(1)中心天体和环绕天体的区别。

(2)自转周期和公转周期的区别。

(3)星球半径和轨道半径的区别。

5.天体运动中的“三看”和“三想”

(1)看至U“近地卫星”想到“最大环绕速度”“最小周期”。

(2)看到“忽略地球自转”想到“万有引力等于重力”。

(3)看到“同步卫星”想到“周期T=24h”。

I臭里好题演绦I

1.如图1所示，船从A点开出后沿直线A3到达对岸，若A3与河岸成37。角，水

流速度为4m/s,则船从A点开出的最小速度为()

_____________B

水―//

_______

A

图1

A.2m/sB.2.4m/s

C.3m/sD.3.5m/s

解析设水流速度为ci船在静水中的速度为s,船沿AB方向_________«

航行时，运动的分解如图所示，当02与48垂直时，02最小，P2min水旗

=5sin37。=2.4m/s,选项B正确。___

A%

答案B

2.(2019•广州调研)“嫦娥五号”探测器预计在2019年底发射升空，自动完成月

面样品采集后从月球起飞，返回地球。某同学从网上得到一些信息、，如表格中的

数据所示，则地球和月球的密度之比为()

地球和月球的半径之比

地球表面和月球表面的重力加速度之比6

23

A.TB.ZC.4D.6

J乙

解析在地球表面，重力等于万有引力，故mg=G竿，解得M=哼，故地球

的密度〃=营=卢=患。同理，月球的密度。。=盍上故地球和月球的密

M）

度之比分爵4选项B正确。

答案B

3.（2019•河南郑州一模）甲、乙两个同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍

面与水平方向成45。角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30。角，如图2所示。

设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打拍面前后的速度大

小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的拍面时的速度即与乒乓球击打乙的

拍面时的速度。2的比值为（）

甲\//、、、乙

图2

A必RSC啦D更

A.32u»3

解析乒乓球从最高点分别运动到甲、乙的拍面处的运动均可看做平抛运动，根

据平抛运动规律可知，乒乓球击打拍面时的水平速度大小相同，将击打拍面时的

速度沿水平方向和竖直方向进行分解，则有wsin45。=msin30。，解得三=乎,

选项C正确。

答案C

4.（多选）某特技演员曾飞车挑战世界最大环形车道，如图3所示，环形车道咫直

放置，直径达12m,若汽车在车道上以12m/s的恒定速率运动，演员与汽车的

总质量为1000kg,重力加速度g取10m//，则（）

示），以保证除发动机推力外的其他力的合力提供向心力。设飞机以速率。在水

平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成夕角，飞行周期为7,则下

列说法正确的是（）

图4

A.若飞行速率。不变，。增大,则半径R增大

B.若飞行速率。不变，。增大，则周期T增大

C.若夕不变，飞行速率。增大，则半径R增大

D.若飞行速率。增大，。增大,则周期了可能不变

解析飞机盘旋时重力机g和机翼升力人的合力尸提供向心力，如图R

22a

所示，因此有〃嘤an除,解得"急，人等=嘘篙。若飞卜小

行速率。不变，9增大，则半径R减小，周期7减小，A、B项错误；、“坐

若。不变，飞行速率。增大，则半径R增大，C项正确；若飞行速率。增大，

7）7）'

。增大，如果满足嬴7=而不，则周期7不变，D项正确。

答案CD

7.（多选）（2019•湘潭一模）目前人类正在积极探索载人飞船登陆火星的计划，暇设

一艘飞船绕火星运动时，经历了由轨道IH变到轨道I［再变到轨道I的过程，如图

5所示，下列说法中正确的是（）

WSIIL------------

/跳苴…-沁

:、、4WI

--二二：二/

图5

A.飞船沿不同轨道经过P点时的加速度均相同

B.飞船沿不同轨道经过P点时的速度均相同

C.飞船在轨道I上运动时的机械能小于在轨道H上运动时的机械能

D.飞船在轨道H上由。点向P点运动时，速度逐渐增大，机械能也增大

解析根据万有引力定律可知，飞船沿不同轨道经过P点时所受火星的万有引

力相同，由牛顿第二定律可知飞船沿不同轨道经过P点时的加速度均相同，故

选项A正确；飞船从外层轨道进入内层轨道时需要减速，所以飞船沿不同轨道

经过P点时的速度满足。川＞%＞力，且飞船在轨道I上运行时的机械能小于在

轨道II上运行时的机械能，故选项B错误，C正确；飞船在同一轨道上运行时,

只有万有引力做功，其机械能守恒，故选项D错误。

答案AC

8.如图6所示，一个质量为60kg的滑板运动员，以°0=