内容正文:
第3讲 力与曲线运动
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(新)高考二轮复习·物理
要点❶ 曲线运动
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(新)高考二轮复习·物理
速度关系
位移关系
轨迹方程 y=x2
重要推论 tan θ=2tan α
要点❷ 平抛运动的基本规律
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要点❸ 圆周运动中的向心力
1.对圆周运动的理解
向心力的效果 向心力是效果力,只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
向心力的大小 F=man=m=mω2r=mr=4mπ2f2r=mvω
向心力的方向 向心力始终沿半径方向指向圆心,方向时刻在改变,即向心力是变力
向心力的来源 向心力可以是某个力,也可以是某个力的分力,还可以是几个力的合力
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2.向心力的供需关系
向心力的供需关系 运动状态
F=man=m=mω2r 圆周运动
F<man=m=mω2r 离心运动
F>man=m=mω2r 近心运动
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高考命题1 运动的合成与分解
命题角度❶ 合运动性质和轨迹的判断
[典例1] 一物体(可视为质点)在直角坐标xOy平面上运动,t=0时,质点在坐标原点上.物体在x方向上的初速度为零,加速度随时间变化关系图像如图甲所示,在y方向上的速度随时间变化关系图像如图乙所示.下列说法正确的是 ( )
甲
乙
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A.物体在0~1 s内,x方向上的位移大小为2 m
B.物体在0~1 s内,位移的大小为4 m
C.物体在0~3 s的运动轨迹是一条直线
D.物体在t=3 s时,速度大小为2 m/s
[思路点拨] 由图可知,物体沿x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,沿y轴方向做匀速直线运动,其合运动为匀变速曲线运动.
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[解析] 物体在0~1 s内,x方向上的位移大小为x=at2=×2×12 m=1 m,A错误;物体在0~1 s内,y方向的位移y=2 m,则位移的大小为s== m,B错误;物体在x方向做初速度为零的匀加速运动,在y方向做匀速运动,可知合运动是匀变速曲线运动,C错误;物体在t=3 s时,速度大小为v== m/s=2 m/s,D正确.
[答案] D
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(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动为匀变速曲线运动.
(3)两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动.若合初速度与合加速度共线,则为匀变速直线运动;若合初速度与合加速度不共线,则为匀变速曲线运动.
高分技法
合运动的性质和轨迹(互成角度)
(1)两个匀速直线运动的合运动为匀速直线运动.
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[典例2] [2022山东卷](多选)如图所示,某同学将离地1.25 m的网球以13 m/s的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离为4.8 m.当网球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为8.45 m的P点,网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的,平行墙面的速度分量不变,重力加速度取g=10 m/s2,网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为 ( )
A.v=5 m/s B.v=3 m/s
C.d=3.6 m D.d=3.9 m
命题角度❷ 运动的合成与分解的应用
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[思路点拨] (1)以击球点为坐标原点,建立空间坐标系如图所示.
(2)把初速度沿三个方向分解,沿x轴和z轴的分速度不变,沿y轴在重力作用下做竖直上抛运动,到最高点其速度减为零.
(3)与墙壁碰撞过程损失机械能,碰后做平抛运动.
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[解析] 设垂直于墙壁方向为z轴,竖直方向为y轴,平行于墙壁与地面交线方向为x轴,由题知,网球在x、z轴方向上都做匀速运动,在y轴方向上做竖直上抛运动,网球到达P点时的竖直分速度为零,则网球刚击出时的竖直方向分速度大小vy== m/s=12 m/s,则网球从击出到与墙壁碰撞所需的时间t1==1.2 s,vz== m/s=4 m/s,初速度v0=,则vx=3 m/s,网球与墙壁碰撞后,垂直墙壁方向的分速度大小vz1=0.75vz=3 m/s,x轴方向上的分速度大小不变,则碰墙后网球的速度大小v==3 m/s,A错误,B正确;网球从碰墙到着地的时间t2== s=1.3 s,着地点到墙壁的距离d=vz1t2=3.9 m,C错误,D正确.
[答案] BD
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高分技法
解决运动合成和分解的一般思路
(1)明确合运动或分运动的运动性质.
(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解.
(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度).
(4)运用力与速度的关系或矢量的运