专题04 曲线运动-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-2022年三年山东卷高考汇编 专题04 曲线运动 【考纲定位】 高考命题点 考纲要求 高考真题 1.曲线运动及条件 通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件． 2.平抛运动 通过实验，探究并认识平抛运动的规律．会用运动合成与分解的方法分析平抛运动．体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想．能分析生产生活中的抛体运动． 2022·山东·高考 T11 2021·山东·高考 T11 3.线速度、角速度、周期和向心加速度 会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动．知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向． 2022·山东·高考 T8 4.向心力和离心现象 通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力．了解生产生活中的离心现象及其产生的原因． 【知识重现】 一、曲线运动 1．曲线运动的条件和特点 内容 特别提醒 曲线运动 的条件 质点所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上 加速度的方向跟速度的方向不在同一直线上 曲线运动 的特点 ①某点瞬时速度的方向沿这一点的切线方向； ②速度方向时刻在改变，所以是变速运动，必有加速度，合力一定不为零，可能是恒力，也可能是变力 ①加速度可以是不变的——匀变速曲线运动，如平抛运动； ②加速度可以是变化的——变加速曲线运动，如圆周运动 2.合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合力方向指向曲线的“凹”侧． 3．研究曲线运动的方法——运动的合成与分解 (1)合运动与分运动的性质 ①独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动的规律相互独立，作用效果互不干扰． ②等时性：一个物体同时参与几个分运动，合运动与各分运动同时发生、同时进行、同时停止，即经历的时间相同． ③等效性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动与各分运动总的运动效果可以相互替代． (2)运动的合成、分解遵循的法则 对运动进行合成和分解，实际上就是对描述运动的物理量，即速度、加速度和位移进行合成和分解，因为它们都是矢量，因此运动的合成和分解遵循矢量运算法则，即平行四边形定则． 二、平抛运动 1．平抛运动的性质及研究方法 (1)运动性质：平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量相同，Δv＝Δvy＝gΔt，方向竖直向下． (2)研究方法：平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动． 2．平抛运动的规律 如图所示，一物体从距地面高h处的O点以水平初速度v0抛出，做平抛运动．t时刻到达A点，此处的速度偏角为θ，位移偏角为α.落地点为B，落地速度与水平方向夹角为β.根据此情景，讨论平抛运动的规律如下： (1)位移关系：xA＝v0t，yA＝gt2，sA＝，位移偏角α满足tan α＝＝.　　(2)速度关系：vx＝v0，vy＝gt，vA＝，速度偏角θ满足tan θ＝＝. (3)平抛运动中两个常用的结论 ①由位移偏角与速度偏角的表达式可以看出：做平抛运动的物体，在任一位置速度偏角θ与位移偏角α的关系为tan θ＝2tan α. ②做平抛运动的物体在任意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，即x0＝.推导过程如下： x0＝ 三、斜抛运动的规律 斜抛运动的处理方法与平抛运动相似，都是利用运动的合成与分解，不同的是斜抛物体在竖直方向的初速度不为零．如图所示，设斜抛的初速度为v0，抛出时的方向与水平方向的夹角为θ.可分解为在水平方向上的速度v0x＝v0cos θ的匀速直线运动，在竖直方向上的初速度v0y＝v0sin θ的竖直上抛运动． (1)速度：vx＝v0x＝v0cos θ，vy＝v0sin θ－gt； (2)位移：x＝v0cos θ·t，y＝v0sin θ·t－gt2； (3)射高：H＝＝； (4)射程：s＝v0xt＝v0cos θ·＝. 四、圆周运动 1．描述圆周运动的物理量及关系 (1)向心加速度a、线速度v、角速度ω、半径r、周期T、转速n，它们之间的关系为v＝ωr，ω＝，T＝，a＝.因此，这6个物理量之间环环相扣，一般用连等式表示：a＝＝ω2r＝ωv＝r＝(2πn)2r. (2)传动装置的两种典型模型 描述圆周运动的状态参量较多，而“传动装置问题”集中反映了各物理量的特点和制约关系．在分析传动装置中各物理量的关系时，要善于抓住对应模型的等量关系，从而建立不等量之间的关系． ①同轴传动：绕同一转轴转动的物体上的各点角速度ω相同，线速度v＝ωr，与半径r成正比；向心加速度a＝ω2r，与r成正比． ②皮带传动：当皮带不打滑时，用皮带连接的两轮边缘上各点的线速度大小相等，两皮带轮上各点的角