内容正文:
第四章 曲线运动 万有引力与宇宙航行
考情分析
自主命题卷
全国卷
2022·山东卷·T6,万有引力;T8,圆周运动;T11,抛体运动
2022·河北卷·T2,万有引力;T10,曲线运动综合
2022·广东卷·T2,万有引力;T6,抛体运动
2022·辽宁卷·T9,万有引力;T13,圆周运动
2022·湖南卷·T8,万有引力
2022·湖北卷·T2,万有引力
2022·浙江1月选考·T8,万有引力
2022·浙江6月选考·T6,万有引力
2021·山东卷·T5,万有引力;T11、T16,抛体运动
2021·浙江1月选考·T9,抛体运动
2021·浙江6月选考·T7,圆周运动
2021·湖南卷·T7,万有引力
2021·河北卷·T4,万有引力
2022·全国甲卷·T24,抛体运动
2022·全国乙卷·T14,万有引力
2021·全国甲卷·T15,圆周运动
2021·全国甲卷·T18,万有引力
2021·全国乙卷·T18,万有引力
2020·全国Ⅰ卷·T15,万有引力
2020·全国Ⅰ卷·T16,圆周运动
2020·全国Ⅱ卷·T15,万有引力
2020·全国Ⅱ卷·T16,抛体运动
2020·全国Ⅲ卷·T16,万有引力
2019·全国Ⅰ卷·T14,万有引力
2019·全国Ⅰ卷·T19,运动的合成与分解
2018·全国Ⅰ卷·T20,万有引力
2022·浙江1月选考·T17,实验:探究平抛运动
2019·浙江4月选考·T17,实验:探究平抛运动
2021·全国乙卷·T22,实验:探究平抛运动
试题情境
生活实践类
生活中的抛体运动,自行车、汽车、火车转弯等动力学及临界问题,水流星,体育运动中的圆周运动问题,地表不同纬度的重力加速度
学习探究类
小船渡河,关联速度,有约束面的平抛运动,传动问题,圆锥摆模型,圆周运动的临界问题,绳、杆模型,人造卫星,天体共线问题,卫星的变轨与对接,双星或多星模型
第❶课时 曲线运动 运动的合成与分解
一、曲线运动
1.速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。
3.物体做曲线运动的条件
(1)物体做直线运动还是做曲线运动由物体的速度与合外力是否在同一直线上决定。(2)加速度不变,则物体做匀变速运动;加速度变化,则物体做变加速运动。
二、运动的合成与分解
1.分运动和合运动:一个物体同时参与几个运动,参与的这几个运动即分运动。
2.运动的合成:由分运动求合运动的过程,包括位移、速度和加速度的合成。
3.运动的分解:由合运动求分运动的过程,运动的合成与分解遵从矢量运算法则。
运动的分解应考虑运动的实际效果(为解题方便常常采用正交分解)。
(1)曲线运动可能是匀变速运动。( √ )
(2)两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等。( √ )
(3)做曲线运动的物体所受的合力可能为零。( × )
如图,钢球在水平面上做直线运动,若在运动路线的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,下列说法正确的是( )
A.磁铁放在A处时,小铁球做匀速直线运动
B.磁铁放在A处时,小铁球做匀加速直线运动
C.磁铁放在B处时,小铁球做匀速圆周运动
D.磁铁放在B处时,小铁球做变加速曲线运动
D 解析:磁铁放在A处时,小铁球受磁力作用向前加速,逐渐靠近磁铁,磁力增大,加速度增大,A、B错误;磁铁放在B处时,小铁球受到的磁力与速度方向不共线,做曲线运动,因磁力的大小和方向均随距离的变化而变化,故加速度大小是变化的,C错误,D正确。
考点一 曲线运动的条件与轨迹分析
1.曲线运动类型的判断
(1)合力(加速度)恒定不变:是匀变速曲线运动;
(2)合力(加速度)变化:是变加速曲线运动。
2.曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系
(1)速度方向与运动轨迹相切;
(2)合力方向指向曲线的“凹”侧;
(3)运动轨迹一定夹在速度方向和合力方向之间。
3.合力方向与速率变化的关系
1.(多选)(2022·甘肃兰州测试)一个质点在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示。已知质点在A点时的速度方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿图示中( )
A.F1的方向 B.F2的方向
C.F3的方向 D.F4的方向
CD 解析:曲线运动受到的合力总是指向曲线凹的一侧,恒力作用下的曲线运动,速度不可能与合外力平行,所以合力可能沿着F3的方向或F4的方向,不可能沿着F1的方向或F2的方向,C、D正确。
2.(2022·浙江绍兴二模)一小球受到外力作用在竖直平面内运动,轨迹的频闪照片如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.AB段时小球受到的合力大于0
B.C点小球受到