高考物理二轮复习专题3牛顿运动定律与曲线运动（含天体运动）学案（含解析）

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1、专题3牛顿运动定律与曲线运动考向预测从考查方式上来说,在高考的考查中，本专题内容可能单独考查，特别是万有引力与航天部分，常以选择题形式出现；也可能与其他专题相结合，与能量知识综合考查，以计算题形式出现。从近几年考试命题趋势看,本章内容与实际应用和生产、生活、科技相联系命题，或与其他专题综合考查，曲线运动问题由原来的选择题转变为在计算题中考查，万有引力与航天仍然以选择题出现，单独考查的可能性更大。高频考点：运动的合成与分解；平抛运动规律的应用；圆周运动问题；天体质量和密度的估算；卫星运行参数的分析；卫星变轨问题。知识与技巧的梳理考点一、运动的合成与分

2、解例(2018届高三·苏州五校联考)如图所示，长为L的轻直棒一端可绕固定轴O转动，另一端固定一质量为m的小球，小球搁在水平升降台上，升降台以速度v匀速上升，下列说法正确的是(　　)A．小球做匀速圆周运动B．当棒与竖直方向的夹角为α时，小球的速度为C．棒的角速度逐渐增大D．当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为【审题立意】找合运动是解答本题的关键，应清楚棒与平台接触点的实际运动即合运动，方向垂直于棒指向左上，竖直方向的速度是它的一个分速度。把速度分解，根据三角形知识求解。【解题思路】棒与升降台接触点(即小球)的运动可视为竖直向上的匀速运动和沿平台向

3、左的运动的合成。小球的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上方，如图所示。设棒的角速度为ω，则合速度v实＝ωL，沿竖直方向向上的速度分量等于v，即ωLsinα＝v，所以ω＝，小球速度v实＝ωL＝，由此可知棒(小球)的角速度随棒与竖直方向的夹角α的增大而减小，小球做角速度越来越小的变速圆周运动，故D正确，A、B、C错误。【参考答案】D【知识建构】1．解决运动合成与分解的一般思路(1)明确合运动或分运动的运动性质。(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行

4、分析求解。2．解答关联速度问题的方法(1)求解此类问题首先要正确认识合运动，与绳或杆相连的物体，相对地面实际发生的运动是合运动，合运动对应合速度。(2)然后在绳(杆)的端点把合速度分解为沿绳(杆)方向的速度和垂直于绳(杆)方向的速度，而沿绳(杆)的方向上各点的速度大小相等，由此列方程解题。3．把握小船渡河的两类问题(1)要求最短时间过河，则船头必须垂直指向对岸，不论船速与水流速度的关系如何，如第3题中小船的去程。(2)要求过河的位移最短，则要区分两种情况：①当船在静水中的速度v1大于水流速度v2时，最短过河位移为河宽d，如图甲所示，船头指向上游与河

5、岸的夹角α＝arccos。②当船在静水中的速度v1小于水流速度v2时，过河的最短位移为x，如图乙所示，船头指向上游与河岸的夹角为θ＝arccos，最短位移x＝d。【变式训练】1．(2018届高三·苏锡常镇四市联考)(多选)某同学做了一个力学实验，如图所示，将一金属球通过一轻质弹簧悬挂于O点，并用一水平方向的细绳拉住，然后将水平细绳剪断，经观察发现，细绳剪断后，金属球在第一次向左摆动以及回摆过程的一段运动轨迹如图中虚线所示。根据运动轨迹以及相关的物理知识，该同学得出以下几个结论，其中正确的是(　　)A．细绳剪断瞬间金属球的加速度方向一定水平向左B．金

6、属球运动到悬点O正下方时所受合力方向竖直向上C．金属球速度最大的位置应该在悬点O正下方的左侧D．金属球运动到最左端时速度为零，而加速度不为零解析：未剪断细绳前，小球受向下的重力、弹簧的拉力和细绳的水平拉力作用处于平衡状态，剪断细绳后的瞬间，弹簧弹力不变，则弹力和重力的合力应该水平向左，故此时金属球的加速度方向一定水平向左，选项A正确；金属球运动到悬点O正下方时，由轨迹可知，轨迹的凹向斜向右下，故合力方向斜向右下，选项B错误；当轨迹的切线方向与弹簧所在的方向垂直时，金属球的速度最大，由轨迹可知，金属球速度最大的位置应该在悬点O正下方的左侧，选项C正确

7、；金属球运动到最左端时，由轨迹的切线方向可知，速度方向向上，不为零，因小球做曲线运动，故其加速度不为零，选项D错误。答案：AC2.(2017·成都检测)质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为θ2时，如图所示，下列判断正确的是(　　)A．P的速率为vB．P的速率为vcosθ2C．细绳的拉力等于mgsinθ1D．细绳的拉力小于mgsinθ1解析：将小车速度沿细绳和垂直细绳的方向分解为v1、v2，P的速率

8、等于v1＝vcosθ2，A错误，B正确；小车向右做匀速直线运动，θ2减小，P的速率增大，细绳的拉力大于mgsinθ1，C、