专题04 曲线运动和万有引力-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（上海专用）

力学（四） 曲线运动和万有引力 ◎目标导航 一、曲线运动 二、运动的合成与分解 三、平抛运动 四、圆周运动 五、向心力和向心加速度 六、开普勒三大定律 七、万有引力定律 八、宇宙速度 九、卫星的运行规律 十、同步卫星和近地卫星 ◎知识精讲 一、曲线运动 1. 定义：轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3. 物体做曲线运动的条件 ①物体具有初速度。 ②物体所受合力的方向与速度方向不在同一条直线上，而是成一角度。锐角加速，钝角减速 4. 由运动轨迹判断受力：力指凹侧 【例1】．如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，下列说法中正确的是(　　) A．D点的速率比C点的速率大 B．A点的加速度与速度方向的夹角小于90° C．A点的加速度比D点的加速度大 D．从A到D加速度与速度方向的夹角先增大后减小 二、运动的合成与分解 1. 合运动和分运动： 当物体同时参与几个运动时,其实际运动就叫合运动，这几个运动叫做实际运动的分运动。 2. 运动的合成与分解 已知分运动(速度v、加速度a、位移x)求合运动(速度v、加速度a、位移x),叫做运动的合成. 已知合运动(速度v、加速度a、位移x)求分运动(速度v、加速度a、位移x),叫做运动的分解. 运动的合成与分解遵循平行四边形定则. 3. 合运动与分运动的关系 ①等时性：合运动和分运动进行的时间相等. ②独立性：一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,各自产生效果. ③等效性：整体的合运动是各分运动决定的总效果,它替代所有的分运动. 4. ※题型：“小船过河”“绳杆连物” 【例2】．关于运动的合成，下列说法中正确的是（ ） A. 合运动的速度一定比分运动的速度大 B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动 D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等 三、平抛运动 1. 定义：物体有一定的水平初速度，不考虑空气阻力，只受重力的作用下所做的运动。 2. 平抛运动的条件 ①有一个水平初速度 ②运动过程中只受重力作用 3. 平抛运动的性质 ①平抛运动具有恒定的重力加速度，所以是匀变速曲线运动 ②任意两个相等时间间隔内的速度变化量相等: △v=g△t=vy 4. 规律 ①水平方向：匀速直线运动 ②竖直方向：自由落体运动 分速度：vx=v0　　vy=gt　 分位移：x=v0t　 y=　 平抛物体任意时刻瞬时速度的反向延长线过水平分位移的中点， 速度偏转角的正切等于位移偏转角正切的２倍． 运动时间: t= 落地水平位移: x=v0t=v0 【例3】．某人站在高20米处以5米/秒水平速度抛出一物体（g=10米/秒2）求： （1）飞行时间；（2）水平射程； （3）落地时速度大小； （4）下落一半高度时速度大小。 【例4】．(多选)如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则(　　) A. a的飞行时间比b的长 B. b和c的飞行时间相同 C. a的水平速度比b的小 D. b的初速度比c的大 四、圆周运动 1. 线速度：圆周运动的快慢可以用物体通过的弧长与所用时间的比值 2. 角速度：圆周运动的快慢还可以用它与圆心连线扫过角度与所用时间的比值 3. 匀速圆周运动：物体沿着圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，这里的“匀速”指的是速率不变，因此，匀速圆周运动是变速运动。 4. 周期：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。周期用T表示，单位是秒（s）。 5. 频率：周期的倒数（即每秒转过的周数）叫做频率，用符号f表示。 f＝1／T。单位是：赫兹(Hz)。频率高说明物体转动得快，频率低说明物体转动得慢。 6. 转速：转速是指做圆周运动的物体沿圆周运动的圈数与所用时间的比。 转速用n表示，单位是转/秒（r/s），或转/分（r/min）。周期越小，转速越快。 7. 物理量之间关系： 所以v=r 除此还有 8. 常见传动装置及特点 同轴传动：角速度、周期相同 线速度与半径成正比：＝ 皮带传动：线速度相同 角速度与半径成反比：＝。 周期与半径成正比：＝ 五、向心力和向心加速度 1. 向心力：作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。 方向：指向圆心。 公式：向心力=m×向心加速度，3种形式： 向心力的来源：向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在