2021高考物理二轮复习专题1力与运动第3讲力与曲线运动学案18页

第 3 讲　力与曲线运动
考情速览·明规律
高考命题点 命题轨迹 情境图
2020 Ⅱ卷 16
2019 Ⅱ卷 19
运动的合成与
分解及平抛运
动 2018 Ⅰ卷 18
20(2)16题
19(2)19题
18(1)18题
2020
Ⅰ卷 16
2017 Ⅱ卷 14
圆周运动
2016
Ⅱ卷 16
Ⅱ卷 14
20(1)16题
16(2)16题
17(2)14题
2020 Ⅰ卷 15，Ⅱ卷 15，Ⅲ卷 16
2019 Ⅱ卷 14，Ⅲ卷 15
2018 Ⅰ卷 20，Ⅱ卷 16，Ⅲ卷 15
2017 Ⅱ卷 19，Ⅲ卷 14
万有引力与天
体的运动
2016 Ⅰ卷 17，Ⅲ卷 14
17(2)19题

万有引力定律
与力学知识的
综合应用
2019 Ⅰ卷 21
19(1)21题
核心知识·提素养　
“物理观念”构建
1．平抛运动
(1)规律：vx＝v0，vy＝gt，x＝v0t，y＝
1
2
gt2.
(2)推论：做平抛(或类平抛)运动的物体
①任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点；②设在任意时刻瞬时速度
与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有 tan θ＝2tanφ.
2．竖直平面内圆周运动的两种临界问题
(1)绳模型：物体能通过最高点的条件是 v≥ gR.
(2)杆模型：物体能通过最高点的条件是 v≥0.
3．解决天体运动问题的“万能关系式”
4．第一宇宙速度
推导过程为：由 mg＝
mv21
R
＝
GMm
R2
得：
v1＝
GM
R
＝ gR＝7.9 km/s.
第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度．
“科学思维”展示
1．思想方法
(1)合运动性质和轨迹的判断
①若加速度方向与初速度的方向在同一直线上，则为直线运动；若加速度方向与初速度
的方向不在同一直线上，则为曲线运动．
②若加速度恒定则为匀变速运动，若加速度不恒定则为非匀变速运动．

(2)处理变轨问题的两类观点
力学观点：从半径小的轨道Ⅰ变轨到半径大的轨道Ⅱ，卫星需要向运动的反方向喷气，
加速离心；从半径大的轨道Ⅱ变轨到半径小的轨道Ⅰ，卫星需要向运动的方向喷气，减速近
心．
能量观点：在半径小的轨道Ⅰ上运行时的机械能比在半径大的轨道Ⅱ上运行时的机械能
小．在同一轨道上运动卫星的机械能守恒，若动能增加则引力势能减小．
(3)双星问题
①各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即
Gm1m2
L2
＝m1ω21r1，
Gm1m2
L2
＝m2ω2r2.
②两颗星的周期及角速度都相同，即 T1＝T2，ω1＝ω2.
③两颗星的运行半径与它们之间的距离关系为 r1＋r2＝L.
2．模型建构
(1)绳(杆)关联问题的速度分解方法
①把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量．
②沿绳(杆)方向的分速度大小相等．
(2)模型化思想的应用
竖直面内圆周运动常考的两种临界模型
最高点无支撑 最高点有支撑
图示
最高点向心力 mg＋F 弹＝m
v2
R
mg±F 弹＝m
v2
R
恰好过最高点
F 弹＝0，mg＝m
v2
R
，v＝ gR，即在最
高点速度不能为零
mg＝F 弹，v＝0，即在最高点
速度可为零
命题热点·巧突破　
考点一　运动的合成与分解及平抛运动
　考向 1　运动的合成与分解
〔典例探秘〕
典例 1 (多选)(2019·全国卷Ⅱ，19,6分)如图 a，在跳台滑雪比赛中，运动员在
空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台起
跳，每次都从离开跳台开始计时，用 v 表示他在竖直方向的速度，其 v－t 图像如图 b 所示

①，t1和 t2是他落在倾斜雪道上的时刻②.则(　BD　)
A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
C．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D．竖直方向速度大小为 v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
【思路分析】　根据题中关键信息，利用“化曲为直思想”把运动员的运动分解为水平
方向的运动与竖直方向的运动，结合速度－时间图像以及牛顿第二定律求解即可．
【解析】　v－t图像中图线与 t轴包围的面积表示位移的大小，第二次滑翔过程中 v－t
图线与 t轴所围面积比第一次的大，表示在竖直方向上的位移比第一次的大，A错误；由图 a
知落在雪道上时的水平位移与竖直位移成正比，再由 A 项分析知 B 正确；从起跳到落到雪道
上，第一次滑翔过程中竖直方向的速度变化比第二次的大，...