高考物理二轮复习专题一力与运动第3讲力与曲线运动课件（61页PPT）

(共61张PPT)
第3讲　力与曲线运动
1.掌握平抛运动、斜抛运动、类平抛运动的分析方法，能从实际情境中抽象出抛体运动模型。
2．会分析常见圆周运动的向心力来源，并会处理圆周运动的问题。
3．知道开普勒定律，掌握万有引力定律，会分析天体的运动规律，会比较卫星的运行参量。
目标
要求
考点1
抛体运动
4．如图丙所示，做平抛运动的物体，其位移方向与速度方向一定不同，它们之间的关系tan φ＝2tan θ。
(2025·云南卷，3)如图所示，某同学将两颗鸟食从O点水平抛出，两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动，两运动轨迹在同一竖直平面内，则(　　)
A．两颗鸟食同时抛出
B．在N点接到的鸟食后抛出
C．两颗鸟食平抛的初速度相同
D．在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
D
C
?总结提升?
考向1　水平面内的圆周运动
考点2
圆周运动
运动模型 动力学方程 临界情况示例
水平转盘上的物体
Ff＝mω2r 恰好发生滑动
圆锥摆模型
mg tan θ＝mω2r 恰好离开接触面
(多选)(2025·广东卷，8)将可视为质点的小球沿光滑冰坑内壁推出，使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示。已知圆周运动半径R为0.4 m，小球所在位置处的切面与水平面夹角θ为45°，小球质量为0.1 kg，重力加速度g取10 m/s2。关于该小球，下列说法正确的有(　　)
A．角速度为5 rad/s
B．线速度大小为4 m/s
C．向心加速度大小为10 m/s2
D．所受支持力大小为1 N
AC
考向2　竖直面内的圆周运动
运动模型 动力学方程 临界情况示例
轻绳模型
恰好通过最高点，绳的拉力恰好为0　
运动模型 动力学方程 临界情况示例
轻杆模型
恰好通过最高点，杆对小球的力等于小球的重力
倾斜转盘上的物体
最高点：mgsin θ±Ff＝mω2r
最低点：Ff－mg sin θ＝mω2r 恰好通过最低点
(2025·安徽卷，14)如图，M、N为固定在竖直平面内同一高度的两根细钉，间距L＝0.5 m。一根长为3L的轻绳一端系在M上，另一端竖直悬挂质量m＝0.1 kg的小球，小球与水平地面接触但无压力。t＝0时，小球以水平向右的初速度v0＝10 m/s开始在竖直平面内做圆周运动。小球牵引着绳子绕过N、M，运动到M正下方与M相距L的位置时，绳子刚好被拉断，小球开始做平抛运动。小球可视为质点，绳子不可伸长，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求绳子被拉断时小球的速度大小，及绳子所受的最
大拉力大小；
(2)求小球做平抛运动时抛出点到落地点的水平距离；
(3)若在t＝0时，只改变小球的初速度大小，使小球能
通过N的正上方且绳子不松弛，求初速度的最小值。
考点3
万有引力与宇宙航行
D
考向2　人造卫星和天体运动人造卫星(或天体)的运行规律
卫星的发射
卫星(或天体)在圆轨道上运行
(2025·海南卷，4)载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是(　　)
A．火箭加速升空失重
B．航天员在空间站受到的万有引力小于在地表受到万有引力
C．空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度
D．空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度小于地球同步卫星的加速度
B
B
考向3　卫星变轨与对接问题
1．卫星变轨的分析思路
两类变轨 离心运动 近心运动
变轨起因 卫星速度突然增大 卫星速度突然减小
受力分析
变轨结果 变为椭圆轨道运动或再变轨到较大半径圆轨道上运动 变为椭圆轨道运动或再变轨到较小半径圆轨道上运动
2.变轨过程中的能量变化
卫星在同一轨道上稳定运行过程中机械能守恒，在变轨过程中，点火加速，做离心运动，轨道升高，机械能增加；点火减速，做近心运动，轨道降低，机械能减少。
A
(2025·北京卷，7)2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2，B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是
(　　)
A．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小
B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量
A
和轨道1的周期T，还需要知道轨道1的半径r，才能求出月球的质量，D错误。
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限时规范
训练(三)
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2．(2025·广东广州毕业班综合测试)如图，一飞行器沿椭圆轨道Ⅰ运行，地球位于椭圆轨道Ⅰ的其中一个焦点O上，飞行器在某位置P瞬间喷射一定量气体后，沿圆轨道Ⅱ运行，已知轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅱ的半径，则飞行器(　　)
A.在轨道Ⅰ上从P点到M点，机械能增大
B．在轨道Ⅱ上的周期大于在轨道Ⅰ上的周期
C．在轨道Ⅱ上的速度大于在轨道Ⅰ上经过M
点的速度
D．在轨道Ⅱ上的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P点的加速度
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4．(2025·广东三校联考)2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。如图所示为嫦娥六号探测器登月的简化示意图，首先从地球表面发射探测器至地月转移轨道，探测器在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是(　　)
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A．探测器在轨道①上经过P点时应该加速才能进入轨道②
B．探测器在轨道②上的环绕速度大于月球的第一宇宙速度
C．探测器在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同
D．探测器在轨道①上的周期小于在轨道②上的周期
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5．(2025·广东广州调研)长征运载火箭将七组卫星送入高轨道后，先释放第一组卫星，然后逐次降低轨道，释放下一组卫星，直到第七组卫星全部释放。卫星在相应的轨道绕地球做匀速圆周运动，则相较于第七组卫星，第一组卫星的(　　)
A．线速度大 B．角速度大
C．加速度小 D．运行周期小
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6．(多选)(2025·广东佛山模拟)2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站成功对接。对接前，飞船先到达空间站后下方约5 km处的轨道进行第一次停泊，最终在离地高度约为400 km处与空间站实现对接。飞船在该停泊轨道的运动及空间站的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)
A．飞船在停泊轨道的速度比空间站的速度小
B．飞船在停泊轨道的加速度比空间站的加速度小
C．空间站中的航天员每24小时能看见多次日出
D．飞船在停泊轨道需加速才能与空间站实现对接
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[争分练——重技能]
7．(多选)(2025·广东佛山模拟)中国选手邓雅文在巴黎奥运会自由式小轮车比赛中勇夺金牌。小轮车比赛场地如图所示，MN段和OP段均为四分之一圆弧，NO段水平。选手骑车从M处由静止出发，沿轨迹MNOP运动，到P处竖直跃起，到达最高点Q后落回P处，再沿轨迹PONM运动回M处。人和车整体可视为质点，且认为在圆弧轨道运动过程中人不提供动力。下列说法正确的是(　　)
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A．从M到N的过程，场地对小轮车的支持力一直增大
B．从P到Q再到P的过程，选手先失重后超重
C．在Q点时，选手的速度和加速度均为零
D．在O点时，选手所受重力的功率为零
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8．(2025·广东茂名一模)如图所示，制作陶瓷的圆形工作台上有A、B两陶屑随工作台一起转动，转动角速度为ω，A在工作台边缘，B在工作台内部。若A、B与台面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．当工作台匀速转动时，A、B所受合力为0
B．当工作台匀速转动时，A、B线速度大小相等
C．当工作台角速度ω逐渐增大时，陶屑A最先滑动
D．当工作台角速度ω逐渐增大时，A、B所受摩擦力
始终指向轴OO′
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增大过程，陶屑A所受静摩擦力先达到最大值，最先滑动，C正确。若A、B相对工作台滑动，则摩擦力不指向圆心，D错误。
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9．(2025·广东韶关模拟)公园游乐场里的海盗船是许多同学儿时美好的回忆。小华同学坐在如图甲所示的船体A处，用手机对正在摆动的海盗船进行了向心加速度大小和角速度大小的测量，在海盗船自由摆动阶段，测得如图乙所示数据。下列说法正确的是(　　)
A．此阶段海盗船摆动的周期大约为2.5 s
B．同一时刻座位上A、B两点的角速度大小不同
C．小华4 s末已通过最低点，速度开始减小
D．通过峰值平均数据可估算手机距离海盗船转轴约为20 m
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10．(2025·广东韶关模拟)2024年9月25日，中国成功发射了一枚“东风-31AG”洲际导弹，准确落入预定海域，再次向世界展示了中国在国防科技领域的显著进步和雄厚实力。若将导弹的运动过程简化为如图的模型：导弹从地面A点发射后，只受到地球引力的作用，沿椭圆轨道飞行，击中地面上的目标B。C点为椭圆轨道的远地点，距地面高度为h。已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G，不考虑空气阻力。下列说法正确的是(　　)
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[满分练——重培优]
12．(10分)(2025·广东汕头模拟)在登陆某行星的过程中，探测器在接近行星表面时打开降落伞，速度从v1＝100 m/s降至v2＝40 m/s后开始匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与降落伞断开连接，5 s后推力为8000 N的反推发动机启动，速度减至0时恰落到行星表面上。设降落伞所受的空气阻力为f＝kv，其中k为定值，v为降落伞的速率，其余阻力不计，设全过程为竖直方向的运动。已知探测器质量为
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(1)该行星表面的重力加速度大小；
(2)刚打开降落伞瞬间探测器的加速度大小；
(3)反推发动机启动时探测器距离行星表面的高度。
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(3)反推发动机启动时探测器速度为
v3＝v2＋g′t
又有F－mg′＝ma1
减速到速度为0的过程有v32＝2a1h
联立解得h＝450 m。
答案：(1)4 m/s2　(2)6 m/s2　(3)450 m