1、禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 1 页 共 8 页高中物理复习-曲线运动班级 姓名 得分考 纲 展 示 高 考 瞭 望知识点 要求运动的合成和分解 抛体运动 匀速圆周运动、角速度、向心加速度 匀速圆周运动的向心力 抛体运动与圆周运动离心现象 说明：斜抛运动只作定性要求1 运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法，平抛运动的规律及其研究思想在高考中命题率很高，这两个考点在高考命题中多与动力学、电场等知识结合考查，考查方式灵活多样，既有选择题，也有实验题和计算题，题目难度以中等及中等偏上为主。2 圆周运动是高考必考内容，题型多以选择题和计算题的形式出现，以中
2、等以上难度为主，其中匀速圆周运动是高考命题的热点，常以生活与科技等相关信息为背景，与牛顿运动定律、功能关系、电磁场等知识结合，综合考查考生提取信息处理物理问题的能力。【体系构建】禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 2 页 共 8 页第一单元 曲线运动 运动的合成与分解【知识梳理】一、曲线运动1曲线运动的特点：做曲线运动的质点在某一点的瞬时速度的方向，就是通过这一点的曲线的切线方向，质点在曲线运动中的速度方向时刻在变，所以曲线运动一定是变速运动，但是变速运动不一定是曲线运动。2物体做曲线运动的条件：物体所受的合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上，即加速度
3、方向与速度方向不在同一条直线上。【典例剖析】1曲线运动的性质、轨迹的判断【例 1】一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的。关于 b 点电场强度 E 的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在 b 点的切线）（ ）【知识梳理】二、运动的合成与分解1分运动和合运动的关系：（1 ）等时性、独立性、等效性：各分运动与合运动总是同时开始，同时结束。经历的时间一定相等；各分运动是各自独立的，不受其他分运动的影响；各分运动的叠加与合运动具有相同的效果。禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 3 页 共 8 页（2 ）合运动
4、的性质是由分运动的性质决定的。2运动的合成与分解：（1 ）运动的合成：由几个分运动求合运动。合成的方法是 平行四边形定则。（2 ）运动的分解：已知合运动求分运动，分解时应根据运动的效果确定 两分运动的方向，然后由平行四边形定则确定大小，分解时也可按正交分解法分解，运动的分解与合成是互逆运算。【典例剖析】2小船过河问题分析【例 2】一条宽度为 L 的河，水流速度为 v 水 ，已知船在静水中的速度为 v 船 ，那么：（1 ）怎样渡河时间最短？最短时间是多少？（2 ）若 v 船 v 水 ，怎样渡河位移最小？最小位移是多少？（3 ）若 v 船 x3-x2，E 1=E2=E3C x2-x1x3-x2，E
5、 1E2E3 Dx 2-x1x3-x2，E 1E2E3第三单元 圆 周 运 动一、描述圆周运动的几个物理量1线速度（1 ）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。（2 ）方向：质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向。禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 7 页 共 8 页（3）大小：v （s 是 t 时间内通过的弧长） st2角速度（1 ）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。（2 ）大小： （rad/s）， 是连结质点和圆心的半径在 t 时间内转过的角度。t3周期 T、频率 f做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫周期。做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心
6、转过的圈数，叫做频率，也叫转速。4v、f、T 的关系T ， ，v 2 frr1f 2T 2rT二、向心力1向心力的作用效果：产生向心加速度以不断改变物体的线速度方向，维持物体做圆周运动。2向心力的来源：向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力，总之，只要达到维持物体做圆周运动效果的力，就是向心力。向心力是按力的作用效果来命名的。对各种情况下向心力的来源应明确。如：水平圆盘上跟随圆盘一起匀速转动的物体（如图 a）和水平地面上匀速转弯的汽车，其摩擦力是向心力；圆锥摆（如图 b）和以规定速度转弯的火车，向心力是重力与弹力的合力。3圆周运动中向心力的分析（1）匀速圆周运动
7、：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，这是物体做匀速圆周运动的条件。（2）变速圆周运动：在变速圆周运动中，合外力不仅大小随时间改变，其方向也不沿半径指向圆心。合外力沿半径方向的分力（或所有外力沿半径方向的分力的矢量和）提供向心力，使物体产生向心加速度，改变速度的方向，合外力沿轨道切线方向的分力，使物体产生切向加速度，改变速度的大小。4圆周运动中的动力学方程：无论是匀速圆周运动，还是非匀速圆周运动，向心力和向心加速禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 8 页 共 8 页度关系仍符合牛顿第二定律即：F
8、nma nm m 2r4m 2f2rm 。v2r 42rT2三、离心现象及其应用1定义：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。2离心运动的应用和危害：利用离心运动制成离心机械，如：离心干燥器、洗衣机的脱水筒等。汽车、火车转弯处，为防止离心运动造成的危害，一是限定汽车和火车的转弯速度不能太大；二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大向心力。3物体做离心运动的条件：（1）做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，如图中 B 情形所示。（2）
9、当产生向心力的合外力消失，F0，物体便沿所在位置的切线方向飞出去，如图中 A 所示。（3）当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力 Fmr 2，即合外力不足以提供所需的向心力的情况下，物体沿切线与圆周之间的一条曲线运动，如图中 C所示。【典例剖析】1对描述匀速圆周运动的各物理量的理解【例 8】如图为某一传动带传动装置。主动轮的半径为 r1，从动轮的半径为 r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为 n，转动过程中传动带不打滑。下列说法正确的是（ ）A从动轮做顺时针转动 B从动轮做逆时针转动C从动轮的转速为 n D从动轮的转速为 nr1r2 r2r1禹王学校物理复习资料 使用时间：2
10、018.1 编制人：李明佛 审核：第 9 页 共 8 页2水平面内的圆周运动【例 9】如图所示，质量 M 0.64kg 的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，M 用细绳通过光滑的定滑轮与质量为 m0.3kg 的物体相连。假定M 与轴 O 的距离 r0.2m，与平台的最大静摩擦力为 2N。为使 m 保持静止状态，水平转台做圆周运动的角速度 应在什么范围？（g10m/s 2）3竖直面内的圆周运动【例 10】水平光滑直轨道 ab 与半径为 R 的竖直半圆形光滑轨道 bc 相切，一小球以初速度 v0 沿直轨道 ab 向右运动，如图所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过 c 点，然后小球做平抛运动落在直轨
11、道上的 d 点，则（ ）A小球到达 c 点的速度为 gRB小球到达 b 点时对轨道的压力为 5mgC小球在直轨道上的落点 d 与 b 点距离为 2RD小球从 c 点落到 d 点所需时间为 2Rg4圆周运动的实际应用【例 11】铁路转弯处的弯道半径 r 是由地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差 h 的设计不仅与 r 有关，还取决于火车在弯道处的行驶速率。下面表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径 r 及与之对应的内外轨道的高度差 h。（g 取 10m/s2）弯道半径 r/m 660 330 220 165 132 110内外轨高度差 h/mm 50 100 150 200 250
12、300（1）根据表中数据，试导出 h 和 r 的关系表达式，并求出当 r440m 时，h 的设计值；（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内外轨的间距设计值为 L1435mm，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率 v（以 km/h 为单位，结果取整数）。（设轨道倾角 很小时，tansin ）5圆周运动中的多解问题 【例 12】如图所示，小球从光滑的圆弧轨道下滑至水平轨道末端时，光电装置被触动，控制电路会使转筒立刻以某一角速度匀速连续转动起来。转筒的底面半径为R，已知轨道末端与转筒上部相平，与转筒的转轴距离为 L，且与转筒侧壁上的小孔
13、的高度差为 h；开始时转筒静止，且小孔正对着轨道方禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 10 页 共 8 页向。现让一小球从圆弧轨道上的某处无初速滑下，若正好能钻入转筒的小孔（小孔比小球略大，小球视为质点，不计空气阻力，重力加速度为 g），求：（1 ）小球从圆弧轨道上释放时的高度 H；（2 ）转筒转动的角速度 。6圆周运动中的临界问题【例 13】如图所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向两个用细线相连的物体 A、B 的质量均为 m，它们到转动轴的距离分别为 rA20 cm，r B30 cm。A、B 与盘面间的最大静摩擦力均为自身重力的 0.4 倍，试求：（ g
14、 取10 m/s2）（保留三位有效数字）（1 ）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度。（2 ）当 A 开始滑动时，圆盘的角速度。（3 ）当 A 即将滑动时，烧断细线，A、B 状态将如何？7圆周运动与图象问题的结合【例 14】如图甲所示，在同一竖直平面内的两条正对着的相同半圆形的光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最高点与最低点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离 x的图象如图乙所示，g 取 10m/s2，不计空气阻力，求：（1 ）小球的质量为多少？（2 ）若小球在最低点 B 的速度为 20m/s，为
15、使小球能沿轨道运动，x 的最大值为多少？总结评述随着高考改革的深入，新高考更加突出对考生应用能力及创新能力的考查，本题就是构建了新的情景：将常见的竖直平面内的圆周变换成两正对着的相同半圆光滑轨道，同时将环内圆周运动和机械能综合，并结合了利用传感器所得的图象，考查了识别图象、分析小球在各位置的状态(特别是特殊点处，如最高点与最低点)等重要知识内容在本题中既考查了中学阶段很重要的受力分析能力，又对圆周运动的相关知识进行考查，更重要的是考查了同学们在禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 11 页 共 8 页新情景下构建模型、从图象获取信息进行解题的能力【小综合】1
16、（ 2013 年上海高考）如图，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标 A。已知 A 点高度为 h，山坡倾角为 ，由此可算出（ ABC ）A轰炸机的飞行高度 B轰炸机的飞行速度C 炸弹的飞行时间 D炸弹投出时的动能2 （ 2012 年浙江高考）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中 AB 段和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。一质量为 m 的小球，从距离水平地面高为 H 的管口D 处静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到地面上，下列说法正确的是（ BC ）A小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 RH 2R2B小球落
17、到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 2RH 4R2C小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H2 RD小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 Hmin= R523 （ 2013 年安徽高考）由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是 0.28m3/min，水离开喷口时的速度大小为 ，方向与水平面夹角为 60，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻163m/s力，则空中水柱的高度和水量分别是（重力加速度 g 取 10m/s2）（ ）A28.8m 1.1210-2 m3 B28.8m 0.672m 3C 38.4m 1.2910-2 m3 D38.4m 0.776m 34 （ 2013 年浙江高考）山谷中
18、有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D 均为石头的边缘点，O 为青藤的固定点，h1=1.8m，h 2=4.0m，x 1=4.8m， x2=8.0m。开始时，质量分别为 M=10kg 和 m=2kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A 点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到 C 点，抓住青藤下端荡到右边石头上的 D 点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度 g=10m/s2。求：A禹王学校物理复习资料 使用时间：2018.1 编制人：李明佛 审核：第 12 页 共 8 页（1 ） 大猴从 A 点水平跳离时速度的最小值；（2 ） 猴子抓住青藤荡起时的速度大小；（3 ）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。5如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于 O 点，T 端系一质量 m=1.0kg 的小球。现将小球拉到 A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过 B 点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的 C 点。地面上的 D 点与 OB 在同一竖直线上，已知绳长 L=1.0 m，B 点离地高度 H=1.0 m，A 、 B 两点的高度差 h=0.5 m，重力加速度 g 取 10m/s2，不计空气影响，求：（1 ）地面上 DC 两点间的距离 s；（2 ）轻绳所受的最大拉力大小。
