备战2024年高考物理一轮重难点复习 第四章 曲线运动.docx

曲线运动

课程标准

命题热点

1．通过观察实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件。

2．通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析日常生活中的抛体运动。

3．会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向。探究影响向心力大小的因素。能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。

4．通过史实，了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义。认识科学定律对人类探索未知世界的作用。

5．会计算人造卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

6．知道经典力学的局限性，初步了解相对论时空观和微观世界的量子特征。体会人类对自然界的探索是不断深入的。

(1)物体做曲线运动的条件、运动的合成与分解。

(2)平抛运动的规律。

(3)圆周运动的规律。

(4)平抛运动、圆周运动与功能关系的综合。

(5)万有引力定律及应用。

一、曲线运动

1.概念：运动的轨迹是曲线的运动

2.速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．

3.曲线运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动．

a恒定：匀变速曲线运动；a变化：非匀变速曲线运动．

3.做曲线运动的条件：

(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：物体所受的合外力方向跟速度方向不在同一条直线上．

4.运动轨迹的判断

(1)若物体所受合力方向与速度方向在同一直线上，则物体做直线运动．

(2)若物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动．

5.曲线运动中速度方向、合力方向与运动轨迹之间的关系

(1)速度方向与运动轨迹相切；

(2)合力方向指向曲线的“凹”侧；

(3)运动轨迹一定夹在速度方向和合力方向之间．

6.速率变化的判断

二、运动的合成与分解

1.基本概念

(1)运动的合成：已知分运动求合运动。

(2)运动的分解：已知合运动求分运动。

2.分解原则：可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。

4.合运动和分运动的关系

①等时性：各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等

②独立性：各分运动独立进行，不受其他分运动的影响

③等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动有完全相同的效果

5.合运动的性质判断

(1)加速度(或合外力)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(变化：变加速运动,不变：匀变速运动))

(2)加速度(或合外力)与速度方向eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(共线：直线运动,不共线：曲线运动))

6.两个直线运动的合运动

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

三、小船过河模型

两类问题，三种情景

渡河时间

(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)船头正对河岸时，渡河时间最短，tmin＝eq\f(d,v1)(d为河宽)

渡河位移

若v船v水，当船头方向与上游河岸夹角θ满足v船cosθ＝v水时，合速度垂直河岸，渡河位移最短，xmin＝d

若v船v水，合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河．当船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直时，渡河位移最短，xmin＝eq\f(d,cosθ)＝eq\f(dv水,v船)

四、绳端模型

1.绳(杆)端速度分解模型

(1)模型特点

沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。

(2)绳(杆)端速度的分解思路

2.四种常见的速度分解模型

五、平抛运动的规律

1.定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下的运动。

2.性质：平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线。

3.特点：(1)水平方向：匀速直线运动；

(2)竖直方向：自由落体运动。

4.基本规律

如图，以抛出点O为坐标原点，以初速度v0方向(水平方向)为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向．

5.平抛运动物体的速度变化量

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是相同的，方向恒为竖直向下，如图所示．

6.两个重要推论

(1)做平抛运动的物体在任意时刻(任意位置处)，有tanθ＝2tanα(如图所示)

推导：

(2)做平抛运动的物体在任意