03-专题一 力与运动-第三讲 力与曲线运动-2025年高考物理二轮复习课件（含讲义）

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题型1 运动的合成与分解 抛体运动
题型2 圆周运动及其拓展
题型3 万有引力定律的应用
【关键能力】理解曲线运动的条件及其轨迹分析，掌握合运动与分运动的关系，掌握平抛运动、斜抛运动和圆周运动的动力学条件及运动规律，注重将实际问题转化为物
理模型的能力，掌握用分解的方法实现化曲为直、化繁为简的科学思维，培养运用牛顿第二定律、能量观念解决曲线运动问题的综合分析能力.
运动的合成与分解
例1 [2023·江苏卷] 达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子.若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B. C. D.
[解析] 某时刻沙子在空中排列形成的图形可视作一粒沙子相对于罐子运动随时间变化的轨迹,相对罐子来说,这粒沙子在竖直方向上向下做自由落体运动,在水平方向上向左做初速度为零的匀加速运动,所以沙子的运动轨迹是两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动,是一条从右上向左下的直线,选项D正确.
[技法点拨]判断两个直线运动的合运动性质，关键看合初速度方向与合加速度方向是否共线.
例2 (多选)[2024·辽宁大连模拟] 如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着皮球(轻绳延长线过球心)，一端连在水平台上的玩具小车上，车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处上升.则在球匀速上升且未离开墙面的过程中( )
A.玩具小车做加速运动B.玩具小车做减速运动C.绳对球的拉力大小不变D.球对墙的压力逐渐增大
抛体运动
1.解决抛体运动的思维过程
2.平抛运动的两个推论
(2)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，如图乙所示.
[技法点拨]平抛运动的临界问题(1)常见的两种情况：①物体的最大位移、最小位移、最大初速度和最小初速度；②物体的速度方向恰好到达某一方向.(2)解题技巧：在题中找出临界问题的关键词，如“恰好不出界”“刚好飞过壕沟”“速度恰好与斜面平行”“速度与圆环相切”等，然后利用平抛运动的位移、速度规律进行解题.
例5 如图所示，某人在河谷堤岸上以一定初速度水平抛出一小石块，抛出的小石块可能落在抛出点左侧的任何位置，落地速度与水平方向的夹角为偏向角，下列说法正确的是( )
A.初速度越大，落地时间越长B.初速度越大，落地时间越短C.初速度越大，偏向角越小D.初速度不同，偏向角可能相等
的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到( )
A.加速度相同B.初速度相同C.在最高点的速度相同D.在空中的时间相同
[技法点拨]竖直平面内圆周运动的解题方法是:在圆轨道最高点和最低点分别分析物体受力,注意在圆轨道最高点,径向合力方向向下,在圆轨道最低点,径向合外力方向向上.利用合外力等于向心力列方程求解.(1)区分是轻绳模型还是轻杆模型,物体在最高点的临界速度不同.(2)物体不脱离竖直光滑内轨道的两种情况:①物体恰好能通过最高点(或等效最高点)完成圆周运动;②物体冲不过竖直圆周的半径高度.
天体质量和密度的计算
倍B.0.1倍C.10倍D.1000倍
天体运行规律的应用
卫星变轨问题
1. [2023·辽宁卷] 某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是(　　)
考点1　运动合成与分解　抛体运动
[解析]篮球做曲线运动,所受合力指向运动轨迹的凹侧,故A正确.
3.如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内,A、B两点连线为半圆形轨道的竖直直径,一小球以某一速度从最低点A冲上轨道,运动到最高点B时,小球对轨道的压力大小为自身重力的一半.空气阻力不计,小球可视为质点,则小球落地点C到轨道最低点A的距离为(　　)
4.在某影片中演员驾车连续飞跃了三栋大楼,三栋大楼可认为分布在一条直线上,相邻两栋的楼体间距约为100 m,演员驾驶的汽车最大速度可达395 km/h,重力加速度g取10 m/s2,则完成一次飞跃时下落的最小高度约为(　　)
A.4 m B.8 mC.15 m D.30 m
5.如图所示,某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的前方.不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次水平抛球时,他可能做出的调整为(　　)
A.增大初速度,提高抛出点高度B.增大初速度,抛出点高度不变C.减小初速度,抛出点高度不变D.初速度不变,提高抛出点高度
6. [2023·湖南卷] 如图甲,我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种.某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示,其轨迹在同一竖直平面内, 抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上.忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是(　　)
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高点的速度小于v1C.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等
[解析]抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A错误;谷粒2做斜上抛运动,谷粒1做平抛运动,均从O点运动到P点,故位移相同,在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,故谷粒2运动时间较长,C错误;谷粒2做斜上抛运动,水平方向上为匀速直线运动,运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度,与谷粒1比较,由O至P过程水平位移相同,但运动时间较长,故谷粒2水平方向上的速度较小,即在最高点的速度小于v1,B正确;两谷粒从O点运动到P点的位移相同,运动时间不同,故平均速度不相等,谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,D错误.
7.如图所示,从混合放射源射出的正离子a、b、c先后从O点水平射入竖直向下的匀强电场中,a、b打到倾斜的绝缘板A上不同的点,c打在水平绝缘板B上,不计重力,则(　　)
A.c的初速度一定大于a的初速度B.c从O到B板的时间一定大于a从O到A板的时间C.c打在B板时的速度方向一定与b打在A板时的速度方向不平行D.a、b打在A板上的速度方向可能不平行
[解析] 正离子a、b、c均做类平抛运动,尽管c从O到B板的水平位移和竖直位移都比a从O到A板的大,但由于在竖直方向上的加速度的大小关系无法确定,所以c与a的运动时间及初速度大小关系无法确定,A、B错误;根据类平抛运动的二级结论,设速度偏转角为α,位移偏转角为θ,则tan α=2tan θ,c打在B板时的速度偏转角一定与b打在A板时的速度偏转角不同,C正确;a、b打在A板上时的位移偏转角相等,则速度方向一定平行,D错误.
8.某次军事演练中,一辆装甲车和一架直升机的位置关系及运动情况可用如图所示的长方体描述,该长方体底面水平,AB边长1000 m,AH边长2000 m.装甲车沿AD方向运动,直升机以100 m/s的速度沿EF方向运动,当装甲车位于A点时,直升机位于E点,此时装甲车发射一枚炮弹,炮弹在其飞行轨迹的最高点恰好击中直升机.忽略空气阻力,炮弹和直升机均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2.则炮弹的发射速度大小为(　　)
9. [2022·全国甲卷] 将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光.某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示.图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3∶7.重力加速度g取10 m/s2,忽略空气阻力.求在抛出瞬间小球速度的大小.
10. [2023·山东卷] 电磁炮灭火消防车(如图甲所示)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火.电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能,设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度.如图乙所示,若电磁炮正对高楼,与高楼之间的水平距离L=60 m,灭火弹出膛速度为v0=50 m/s,方向与水平面夹角为θ=53°,不计炮口离地面高度及空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2,sin 53°=0.8.(1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H;
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