2024届高考物理 专题07 曲线运动及其实例分析（解析版）.docxVIP

专题07 曲线运动及其实例分析 目录 TOC \o 1-3 \h \u 题型一 曲线运动的条件及轨迹分析 1 类型1 基本概念的辨析与理解 1 类型2　曲线运动的动力学解释 3 题型二 运动的合成与分解 8 类型1 合运动与分运动的关系 8 类型2 两互成角度运动合运动性质的判断 9 类型3 运动合成与分解思想的迁移应用 13 题型三 小船渡河问题 18 题型四 实际运动中的两类关联速度模型 22 类型1　绳端关联速度的分解问题 24 类型2 杆端关联速度的分解问题 27 题型一 曲线运动的条件及轨迹分析 【解题指导】1．条件 物体受到的合力方向与速度方向始终不共线。 2．特征 (1)运动学特征：做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化，即曲线运动一定为变速运动。 (2)动力学特征：做曲线运动的物体所受合力一定不为零且和速度方向始终不在同一条直线上。合力在垂直于速度方向上的分力改变物体速度的方向，合力在沿速度方向上的分力改变物体速度的大小。 (3)轨迹特征：曲线运动的轨迹始终夹在合力的方向与速度的方向之间，而且向合力的一侧弯曲。 (4)能量特征：如果物体所受的合力始终和物体的速度垂直，则合力对物体不做功，物体的动能不变；若合力不与物体的速度方向垂直，则合力对物体做功，物体的动能发生变化。 类型1 基本概念的辨析与理解 【例1】（2023·海南海口·校考模拟预测）曲线运动是生活中一种常见的运动，下列关于曲线运动的说法中正确的是（　　） A．可能存在加速度为0的曲线运动 B．平抛运动是加速度随时间均匀变化的曲线运动 C．匀速圆周运动一定是加速度变化的曲线运动 D．圆周运动不可以分解为两个相互垂直的直线运动 【答案】C 【详解】A．根据曲线运动的特点可知，曲线运动的物体加速度不为0，故A错误； B．平抛运动是加速度为重力加速度的匀变速曲线运动，故B错误； C．匀速圆周运动的加速度方向不断变化，故C正确； D．圆周运动可以分解为两个相互垂直的简谐运动，故D错误； 故选C。 【例2】．（2023春·云南·高三统考阶段练习）关于质点做曲线运动，下列说法正确的是（????） A．曲线运动一定是变速运动，变速运动也一定是曲线运动 B．质点做曲线运动，其加速度有可能不变 C．质点做曲线运动的过程中，某个时刻所受合力方向与速度方向可能相同 D．有些曲线运动也可能是匀速运动 【答案】B 【详解】A．曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动，也可以是直线运动，故A错误； B．质点做曲线运动，其加速度有可能不变，比如平抛运动的加速度为重力加速度，保持不变，故B正确； C．质点做曲线运动的过程中，每个时刻所受合力方向与速度方向都不在同一直线上，故C错误； D．曲线运动的速度方向时刻发生变化，不可能是匀速运动，故D错误。 故选B。 【例3】（2023·河南郑州·统考模拟预测）下列几种关于运动情况的描述，说法正确的是（　　） A．一物体受到变力作用不可能做直线运动 B．一物体受到恒力作用可能做圆周运动 C．在等量异种电荷的电场中，一带电粒子只在电场力作用下可能做匀速圆周运动 D．在匀强磁场中，一带电小球在重力和洛伦兹力作用下不可能做平抛运动 【答案】CD 【详解】A．力与运动的方向共线物体就做直线运动，A错误； B．做圆周运动的物体需要指向圆心的向心力，是个变力，故物体受到恒力作用不可能做圆周运动，B错误； C．等量异种电荷连线的两侧特定区域，带电粒子可做匀速圆周运动，如下图，C正确； D．做平抛运动需要一个与初速度方向垂直的恒力作用在物体上，洛伦兹力始终与运动方向垂直，重力方向始终沿竖直方向，若物体做曲线运动，洛伦兹力为变力，重力为恒力，两者的合力为变力，故带电小球在重力和洛伦兹力作用下不可能做平抛运动，D正确。 故选CD。 类型2　曲线运动的动力学解释 曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系 （1）轨迹特点：轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲。 （2）合力的效果：合力沿切线方向的分力F2改变速度的大小，沿径向的分力F1改变速度的方向。 ①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率将增大。 ②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率将减小。 ③当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。（举例：匀速圆周运动） 【例1】（2023秋·湖北·高三校联考阶段练习）在珠海举行的第13届中国航展吸引了全世界的军事爱好者。如图，曲线是一架飞机在竖直面内进行飞行表演时的轨迹。假设从a到b的飞行过程中，飞机的速率保持不变。则沿曲线运动时（　　） A．飞机的合力方向与速度方向夹角可能为锐角也可能为钝角 B．飞机的竖直分速度逐渐变大 C．飞机的合外力做功为0 D．飞机的机