2015《三维设计》高考物理大一轮复习―配套Word版文档：第四章　曲线运动　万有引力与航天（含近三年考点分布及15年考向前瞻）&&人教版
下载地址::
资料下载说明::
1、本网站完全免费，后即可以下载。每天登陆还送下载点数哦^_^
2、资料一般为压缩文件，请下载后解压使用。建议使用IE浏览器或者搜狗浏览器浏览本站，不建议使用傲游浏览器。
3、有任何下载问题，请。视频及打包资料为收费会员专用（20元包年，超值！），网站大概需要6万/年维护费。
文件简介::
第四章 曲线运动 万有引力与航天(1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有：平抛运动、圆周运动与牛顿运动定律的综合，万有引力定律与实际航空、航天问题的综合(如天体质量、密度的估算，卫星的发射、运行、变轨问题等)。(2)本部分内容的考查题型较全，既有选择题，又有计算题，对抛体运动、圆周运动、万有引力定律的应用的直接考查，一般为选择题；平抛运动、圆周运动规律与其他知识的综合应用，一般以计算题的形式考查。2015高考考向前瞻(1)运动的合成与分解、平抛运动规律、圆周运动规律、万有引力定律在航天科技方面的应用仍将是本章命题的热点。(2)平抛运动、圆周运动规律与牛顿运动定律、万有引力定律、功能关系、电磁学知识相结合，与生产、生活、科技背景相联系，将是2015年高考命题的趋势。第1节曲线运动__运动的合成与分解曲线运动[想一想]如图4－1－1是一位跳水运动员从高台做“反身翻腾二周半”动作时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中在哪几个位置头部的速度方向与入水时v的方向相同？在哪几个位置与v的方向相反？把这些位置在图中标出来。图4－1－1提示：头部的速度方向为头部运动轨迹在各点的切线方向，如图所示，A、C两位置头部速度方向与v方向相同，B、D两位置头部速度方向与v方向相反。[记一记]1．速度方向质点在某一点的瞬时速度的方向，沿曲线上该点的切线方向。2.运动性质做曲线运动的物体，速度的方向时刻改变，故曲线运动一定是变速运动，即必然具有加速度。3．曲线运动的条件(1)运动学角度：物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上。(2)动力学角度：物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上。[试一试]1.(2014?苏锡常镇徐连调研)在xOy平面内，一质点仅在恒力F作用下由原点O运动到A点，其轨迹及在O点、A点的速度方向如图4－1－2所示，则F的方向可能沿( )图4－1－2A.y轴正方向 B．y轴负方向C.x轴正方向D.x轴负方向解析：选C 质点做曲线运动时，物体受到的合力方向指向曲线的凹侧，并且与速度不在同一直线上，所以C正确。运动的合成与分解[想一想] 如图4－1－3所示，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，速度为v。若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动，加速度大小为a。图4－1－3请思考：红蜡块实际参与了哪两个方向的运动？这两个运动的合运动轨迹是直线还是曲线？与图中哪个轨迹相对应？提示：红蜡块沿竖直方向做匀速直线运动，沿水平方向做匀加速直线运动，此两运动的合运动为曲线运动，运动轨迹为图中的曲线AQC。[记一记]1．基本概念分运动合运动2．分解原则根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。3．遵循的规律位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。(1)如果各分运动在同一直线上，需选取正方向，与正方向同向的量取“＋”号，与正方向反向的量取“－”号，从而将矢量运算简化为代数运算。(2)两分运动不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图4－1－4所示。图4－1－4(3)两个分运动垂直时的合成满足：a合＝s合＝v合＝[试一试]2．某质点的运动速度在x、y方向的分量vx、vy与时间的关系如图4－1－5所示，已知x、y方向相互垂直，则4s末该质点的速度和位移大小各是多少？图4－1－5解析：4s末该质点在x方向上，vx＝3m/s，sx＝vxt＝12m在y方向上，vy＝4m/s，a＝＝1m/s2，sy＝at2＝8m所以v合＝＝5m/ss合＝＝4m。答案：5m/s 4m考点一物体做曲线运动的条件与轨迹分析[例1] (多选)一小球在光滑水平面上以某速度做匀速直线运动，运动途中受到与水平面平行的恒定风力作用，则小球的运动轨迹可能是( )图4－1－6[解析] 选ABC 因不知对小球的水平风力的具体方向，故轨迹有多种可能，A、B、C均有可能，因小球运动轨迹一定于小球速度方向相切，不可能出现如图D中折线，故D错误。[例2] (多选)质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°(大小不变)后，物体可能做( )A．加速度大小为的匀变速直线运动B．加速度大小为的匀变速直线运动C．加速度大小为的匀变速曲线运动D．匀速直线运动[解析] 选BC 选物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，必有F3与F1、F2的合力等大反向，当F3大小不变，方向改变90°时，F1、F2的合力大小仍为F3，方向与改变方向后的F3夹角为90°，故F合＝F3，加速度a＝＝，若初速度方向与F合方向共线，则物体做匀变速直线运动，若初速度方向与F合方向不共线，则物体做匀变速曲线运动，故B、C正确。考点二合运动的轨迹与性质判断[例3] 以下说法正确的是________。(1)分运动与合运动的运动时间是相同的(2)合运动的速度为各分运动速度大小之和(3)两个直线运动的合运动一定为直线运动(4)两个匀速直线运动的合运动一定为直线运动(5)两个匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动(6)两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动[答案] (1)(4)(6)(1)合运动类型(2)两个直线运动的合运动性质的判断根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动，具体分以下几种情况：两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线，为匀变速直线运动如果v合与a合不共线，为匀变速曲线运动考点三小船过河问题分析1．小船过河问题分析思路2．三种速度v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度)。3．三种过河情景分析(1)过河时间最短：船头正对河岸时，渡河时间最短，tmin＝(d为河宽)。(2)过河路径最短(v2v1时)：合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河。确定方法如下：如图4－1－7所示，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，从v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向时航程最短。图4－1－7由图可知cosα＝，最短航程x短＝＝d。[例4] 一小船渡河，河宽d＝180m，水流速度v1＝2.5m/s。(1)若船在静水中的速度为v2＝5m/s，求：①欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？②欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)若船在静水中的速度v2＝1.5m/s，要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？[思路点拨](1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝什么方向？此指向与v2和v1的大小关系有关吗？提示：船头朝正对岸；无关。(2)欲使渡河的航程最短，船的实际速度一定与河岸垂直吗？此时应如何确定船头指向？提示：不一定；结合例题前要点讲解分析。[解析] 将船实际的速度(合速度)分解为垂直河岸方向和平行河岸方向的两个分速度，垂直分速度影响渡河的时间，而平行分速度只影响船在平行河岸方向的位移。(1)若v2＝5m/s。①欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向，当船头垂直河岸时，如图甲所示，合速度为倾斜方向，垂直分速度为v2＝5m/s。甲t＝＝＝s＝36s，v合＝＝m/s，x＝v合t＝90m。②欲使船渡河航程最短，合速度应沿垂直河岸方向。船头应朝图乙中的v2方向。垂直河岸过河要求v水平＝0，如图乙所示，有v2sinα＝v1，得α＝30°。所以当船头与上游河岸成60°时航程最短。乙x＝d＝180m。t＝＝＝s＝24s。(2)若v2＝1.5m/s。与(1)中②不同，因为船速小于水速，所以船一定向下游漂移，设合速度方向与河岸下游方向夹角为α，则航程x＝。欲使航程最短，需α最大，如图丙所示，由出发点A作出v1矢量，以v1矢量末端为圆心，v2大小为半径作圆，A点与圆周上某点的连线即为合速度方向，欲使v合与水平方向夹角最大，应使v合与圆相切，即v合⊥v2。丙sinα＝＝，得α＝37°。所以船头应朝上游与河岸成53°方向。t＝＝s＝150s。v合＝v1cos37°＝2m/sx＝v合?t＝300m。[答案] (1)①船头垂直于河岸 36s 90m②船头与上游河岸成60°夹角 24s 180m(2)船头与上游河岸成53°夹角 150s 300m解决小船过河问题应注意的两个问题(1)渡河时间只与船垂直于河岸方向的分速度有关，与水流速度无关。(2)船渡河位移最短值与v船和v水大小关系有关，v船>v水时，河宽即为最短位移，v船vBB．vAhA，由h＝gt2得：tB>tA，由v＝可以得出vA>vB，A正确。斜抛运动[记一记]1．概念以一定的初速度将物体沿与水平方向成一定角度斜向抛出，物体仅在重力作用下所做的曲线运动。2．性质斜抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。3．基本规律以斜向上抛为例说明，如图4－2－3所示。图4－2－3(1)水平方向：v0x＝v0cos_θ，F合x＝0。(2)竖直方向：v0y＝v0sin_θ，F合y＝mg。因此斜抛运动可以看做是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动。[试一试]2．(多选)物体以速度v0抛出做斜抛运动，则( )A．在任何相等的时间内速度的变化量是相同的B．可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动C．射高和射程都取决于v0的大小D．v0很大，射高和射程可能很小解析：选AD 斜抛运动整个过程中加速度恒为g，为匀变速运动，故相等时间内速度变化量一定相同，A正确；由斜抛运动的两分运动特点知B选项错误；射高与射程不仅取决于v0的大小，还取决于抛出速度v0与水平方向的夹角大小，故C选项错误，D选项正确。考点一平抛运动规律的应用1．飞行时间t＝，飞行时间取决于下落高度h，与初速度v0无关。2．水平射程x＝v0t＝v0，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关。3．落地速度v＝＝，以θ表示落地时速度与x轴正方向间的夹角，有tanθ＝＝，所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关。图4－2－44．速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv＝gΔt相同，方向恒为竖直向下，如图4－2－4所示。5．两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一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，如图4－2－5甲中A点和B点所示。图4－2－5(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为α，则tanθ＝2tanα，如图乙所示。图4－2－6[例1] (2013?济南模拟)如图4－2－6所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是( )A．小球水平抛出时的初速度大小为gttanθB．小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为C．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D．若小球初速度增大，则θ减小[思路点拨](1)请分析计算小球落地时竖直方向的速度和位移。①竖直方向的速度：_______________________________________________________。②竖直方向的位移：_______________________________________________________。提示：①vy＝gt ②y＝gt2(2)请画出小球落地时速度和位移的分解示意图。提示：[解析] 选D 由tanθ＝可得小球平抛的初速度大小v0＝，A错误；由tanα＝＝＝＝tanθ可知，α≠，B错误；小球平抛的时间t＝，与小球初速度无关，C错误；由tanθ＝可知，v0越大，θ越小，D正确。(1)解答平抛运动问题时，一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解，这样分解的优点是不用分解初速度，也不用分解加速度。(2)分析平抛运动时，要充分利用平抛运动中的两个矢量三角形找各量的关系。1．(2014?无锡市第一中学质检)水平抛出的小球，t秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1，t＋t0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2，忽略空气阻力，重力加速度为g，则小球初速度的大小为( )A．gt0(cosθ1－cosθ2) B.C．gt0(tanθ1－tanθ2)D.解析：选D 将t秒末和t＋t0秒末的速度分解如图所示，则tanθ1＝，tanθ2＝，又vy2＝vy1＋gt0，解得v0＝，故D正确。考点二类平抛运动问题分析[例2] 在光滑的水平面内，一质量m＝1kg的质点以速度v0＝10m/s沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向(竖直方向)的恒力F＝15N作用，直线OA与x轴成α＝37°，如图4－2－7所示曲线为质点的轨迹图(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：图4－2－7(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，质点从O点到P点所经历的时间以及P点的坐标；(2)质点经过P点时的速度大小。[审题指导]第一步：抓关键点关键点获取信息以速度v0＝10m/s沿x轴正方向运动质点经过O点后所做运动的初速度沿y轴正方向恒力F＝15N沿y轴做初速度为零的匀加速直线运动第二步：找突破口要求质点从O点到P点的时间可分析沿＋x方向和＋y方向的分运动位移，利用tanα＝列方程即可。[解析] 质点在水平方向上无外力作用做匀速直线运动，竖直方向受恒力F和重力mg作用做匀加速直线运动。由牛顿第二定律得：a＝＝m/s2＝5m/s2。设质点从O点到P点经历的时间为t，P点坐标为(xP，yP)，则xP＝v0t，yP＝at2又tanα＝联立解得：t＝3s，xP＝30m，yP＝22.5m。(2)质点经过P点时沿y轴正方向的速度vy＝at＝15m/s故P点的速度大小vP＝＝5m/s。[答案] (1)3s xP＝30m，yP＝22.5m (2)5m/s2．如图4－2－8所示，A、B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出，A在竖直平面内运动，落地点为P1；B沿光滑斜面运动，落地点为P2，P1和P2在同一水平面上，不计阻力，则下列说法正确的是( )图4－2－8A．A、B的运动时间相同B．A、B沿x轴方向的位移相同C．A、B运动过程中的加速度大小相同D．A、B落地时速度大小相同解析：选D 设O点与水平面的高度差为h，由h＝gt12，＝gsinθt22可得：t1＝，t2＝，故t1x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3C．x2－x1>x3－x2，ΔE1x3－x2，又因小球在平抛运动过程中机械能守恒，则有ΔE1＝ΔE2＝ΔE3＝0，故B项正确，其他选项错误。5．如图4－2－17所示，小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为(重力加速度为g)( )图4－2－17A．v0tanθB.C.D.解析：选D 如图所示，要小球到达斜面的位移最小，则要求落点与抛出点的连线与斜面垂直，所以有tanθ＝，而x＝v0t，y＝gt2，解得t＝。[课时跟踪检测]一、单项选择题1.如图1所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8m，水平距离为8m，则运动员跨过壕沟的初速度至少为(取g＝10m/s2)( )图1A．0.5m/s B．2m/sC．10m/sD．20m/s解析：选D 运动员做平抛运动的时间t＝＝0.4s，v＝＝m/s＝20m/s。2.(2014?湛江十校联考)平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直线运动，在同一坐标系中作出这两个分运动的v－t图线，如图2所示。若平抛运动的时间大于2t1，下列说法中正确的是( )图2A．图线2表示水平分运动的v－t图线B．t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为30°C．t1时间内的竖直位移与水平位移之比为1∶2D．2t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为60°解析：选C 水平分运动为匀速直线运动，故A错误；t1时刻水平方向和竖直方向的分速度相等，则合速度与水平方向的夹角为45°，B错误；设水平速度为v0，则t1时间内的水平位移为x＝v0t1，竖直方向的位移y＝t1，所以＝，C正确；2t1时刻竖直方向的速度2v0，显然速度方向与水平方向的夹角不是60°，D错误。3.如图3所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α。一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g，则AB之间的水平距离为( )图3A.B.C.D.解析：选A 由小球恰好沿B点的切线方向进入圆轨道可知小球速度方向与水平方向夹角为α。由tanα＝gt/v0，x＝v0t，联立解得AB之间的水平距离为x＝，选项A正确。4．在地球表面某高度处以一定的初速度水平抛出一个小球，测得水平射程为x，在另一星球表面以相同的水平速度抛出该小球，需将高度降低一半才可以获得相同的水平射程。忽略一切阻力。设地球表面重力加速度为g，该星球表面的重力加速度为g′，则为( )A.B.C.D．2解析：选D 在地球表面做平抛运动的时间t＝，水平射程为x＝v0t＝v0，地球表面重力加速度为g＝；在另一星球表面做平抛运动的时间t′＝，水平射程为x＝v0t′＝v0，此星球表面的重力加速度g′＝，则＝2，选项D正确。5．(2014?盐城质检)如图4所示，球网高出桌面H，网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中，从左侧L/2处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球运动为平抛运动。则( )图4A．击球点的高度与网高度之比为2∶1B．乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2∶1C．乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比为1∶2D．乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2解析：选D 根据平抛运动规律，乒乓球在左、右两侧运动时间之比为1∶2，由Δv＝gΔt可得，乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2，选项D正确B错误。由y＝gt2可得击球点的高度与网高度之比为9∶8，乒乓球过网时与落到桌边缘时竖直方向速度之比为1∶3，选项A、C错误。6．(2013?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16m/s，方向与水平面夹角为60°，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10m/s2)( )A．28.8m 1.12×10－2m3B．28.8m 0.672m3C．38.4m 1.29×10－2m3D．38.4m 0.776m3解析：选A 将初速度正交分解，得竖直方向分速度vy＝vsin60°＝24m/s，水在竖直方向做竖直上抛运动，水柱的高度h＝＝28.8m，水柱上升的时间t＝＝2.4s，故水柱的水量V＝Qt＝1.12×10－2m3。二、多项选择题7．以速度v0水平抛出一小球后，不计空气阻力，某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是( )A．此时小球的竖直分速度大小大于水平分速度大小B．此时小球速度的方向与位移的方向相同C．此时小球速度的方向...
亲！请或新用户？
本站声明：书利华教育网资料为本站收集、购买整理或网友上传，不能保证版权问题，如有侵犯，请发邮件联系无条件删除，谢谢。
CopyRight&书利华教育网
------E-mail:(#改为@即可) QQ:
旺旺：lisi355
联系：广东省清远市清新区第一中学 侯剑东
欢迎合作与交流！Copyright @
满分5 学习网 . All Rights Reserved.河宽d＝60m,水流速度V1＝6m/s,小船在静水中的速度V2＝3m/s,问：1.要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?　2.要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?_百度作业帮
河宽d＝60m,水流速度V1＝6m/s,小船在静水中的速度V2＝3m/s,问：1.要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?　2.要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?一小船渡河，河宽d=180m水流速度v1=3m/s船在静水中
一小船渡河，河宽d=180m水流速度v1=3m/s船在静水中
一小船渡河，河宽d=180m水流速度v1=3m/s船在静水中的速度为v2=5m/s，已知sin53度=0.8，cos53度=0.6，求船在最短时间内渡河，船头朝什么方向。最短时间。渡河航程最短，船头什么方向，时间
不区分大小写匿名
船头笔直开向对岸，时间最短，向偏上游27度开航程最短
解：要使渡河航程最短，应使船行驶的方向与垂直河岸的方向尽量小，0最小，由于v2&v1，所以船是可以垂直河岸渡河的。因为当v2&v1,v2只要沿河岸的分量与v1大小相等，方向相反即可。
设船头方向与v1夹角为a。则v1+v2cosa=0.解得：a=127度.
则渡河速度v合=v2sina=4m/s.
所以渡河时间t=d/v合=180/4=45s.
相关知识等待您来回答
理工学科领域专家河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=3m/s，问：（1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何_百度知道
河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=3m/s，问：（1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何
河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=3m/s，问：（1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何渡河？最短时间是多少？（2）要使它渡河的航程最短，则小船应如何渡河？最短的航程是多少？
提问者采纳
解答：解：（1）当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间t=c==20s．&（2）因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小．设此时静水速的方向与河岸的夹角为θ，cosθ=cvs==．根据几何关系，则有：cvs，因此最短的航程是s=svcd＝63×60＝120m．答：（1）使它渡河的时间最短，则小船应垂直渡河，最短时间是20s；（2）小船的船头与上游河岸成600角时，最短航程为120m．
其他类似问题
等待您来回答
下载知道APP
随时随地咨询
出门在外也不愁