2018年高考物理二轮复习专题03牛顿运动定律与曲线运动讲学案

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1、专题03牛顿运动定律与曲线运动本专题解决的是物体(或带电体)在力的作用卜•的曲线运动的问题.高考对本专题的考查以运动的组合为线索，进而从力和能的角度进行命题，题目情景新，过程复杂，具有一定的综合性.考查的主要内容有：①曲线运动的条件和运动的合成与分解；②平抛运动规律；③圆周运动规律；④平抛运动与圆周运动的多过程组合问题；⑤应用万有引力定律解决天体运动问题；⑥带电粒子在电场中的类平抛运动问题；⑦带电粒子在磁场内的匀速圆周运动问题；⑧带电粒子在简单组合场内的运动问题等.用到的主要物理思想和方法有：运动的合成与分解思想、应用临界条件处理临界问题的方法、建立类平抛运动模型方法、等效代替的思想

2、方法等.本专题的高频考点主耍集中在万有引力定律的应用、行星、卫星的运行规律、天体质量的估算等方面，难度适中。本专题在高考中还常考查到变轨问题、双星问题等，复习时注意抓住两条主线：一是万有引力等于向心力，二是重力等于向心力。曲线运动是历年高考的必考内容，一般以选择题的形式出现，重点考查加速度、线速度、角速度、向心加速度等概念及英应用。本部分知识经常与其他知识点如牛顿定律、动量、能量、机械振动、电场、磁场、电磁感应等知识综合出现在计算题屮，近儿年的考查更趋向于对考生分析问题、应用知识能力的考查。一、曲线运动1.物体做曲线运动的条件：运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时，物

3、体做曲线运动.2.曲线运动的轨迹：当做曲线运动的物体所受合外力为恒力时，其运动为匀变速曲线运动，运动轨迹为抛物线，如平抛运动、斜抛运动、带电粒子在匀强电场中的曲线运动.曲线运动的轨迹位于速度(轨迹上各点的切线)和合力的夹角之间，且运动轨迹总向合力一侧弯曲.二、抛体运动1.平抛运动(1)平抛运动是匀变速曲线运动(其加速度为重力加速度)，可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，运动轨迹为抛物线.(2)物体做平抛运动时，运动时间由竖直高度决定，水平位移市初速度和竖直高度共同决定.(3)物体做平抛运动时，在任意相等时间间隔At内速度的改变量Av大小相等、方向相同(Av=Avy

4、=gAt).(4)平抛运动的两个重要推论①做平抛运动的物体任意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1—3—1所示.由咯-，工="7，联立解得②做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平方向的夹角0及位移与水平方向的夹角（1）满足：tan0=2tan（1）.因为tanO=—,tan®=—/=半9故tan^=2tan®JLJCTJCCT1.类平抛运动以一定的初速度将物体抛出，如果物体受的合力恒定且与初速度方向垂直，则物体所做的运动为类平抛运动，如以初速度V。垂直电场方向射入匀强电场中的带电粒子的运动.类平抛运动的性质及解题方法与平抛运动类似，也是用运动的

5、分解法.三、圆周运动1.描述圆周运动的物理量物理量大小方向物理意义线速度s2兀厂ptT圆弧上各点的切线方向描述质点沿圆周运动的快慢角速度_2兀tT中学不研究其方向周期、频率丁12兀厂「厂。无方向向心加速度/2Cl(jOfr时刻指向圆心描述线速度方向改变的快慢相互关系2A2V9Ar24ttra=——=oT厂=4tT厂厂==rT~注意：同一转动体上各点的角速度相等，皮带传动轮子边缘各点的线速度大小相等.1.向心力做圆周运动物体的向心力可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由各力的合力或某力的分力提供.物体做匀速圆周运动时，物体受到的合力全部提供向心力；物体做变速圆周运动时，物

6、体的合力的方向不一定沿半径指向圆心，合力沿半径方向的分力提供向心力，合力沿切线方向的分力改变物体速度的大2.处理圆周运动的动力学问题的步骤（1）首先要明确研究对象；（2）对英受力分析，明确向心力的来源；（3）确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径;（4）将牛顿第二定律应用于圆周运动，得到圆周运动中的动力学方程，有以下各种情况:F=—a解题时应根据已知条件合理选择方程形式.四、开普勒行星运动定律1.开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。2.开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星來说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的相等

7、的面积。（近口点速率最大，远口点速率最小）3.开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。=k=即T?4兀2（M为中心天体质量）K是一个与行星无关的常量，仅与中心天体有关五、万有引力定律1.定律内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。2.表达式：F二GmM/戏G为万有力恒量：G=6.67X10_,1N・nf/kg。说明：(1)公式适用于质点