维设计高考物理二轮复习课件广东专版第一部分专题曲线运动与万有引力定律.ppt

备考方向要明了,一、曲线运动 1曲线运动的条件和轨迹 F合与v不共线，且合力总是指向曲线的凹侧。,2合运动与分运动的关系,(2)“关联”速度问题。 绳、杆等有长度的物体，在运动过程中， 其两端点的速度称之为“关联”速度。关 联速度的关系沿杆(或绳)方向的速 度分量大小相等。如图33所示，两 图33 物体A和B通过不可伸长的绳连在一起，则两物体沿绳方向的分速度大小相等，即vAvBcos。,(1) 合运动的性质及轨迹决定于合外力和初速度两个方面， 只要合外力是恒力，合运动就是匀变速运动，初速度方向如果与合外力在一条直线上，则轨迹是直线，否则就是匀变速曲线运动或圆周运动。 (2)合运动的位移、速度、加速度都可用分运动的位移、 速度、加速度为邻边的平行四边形的对角线来表示。,分析平抛(类平抛)运动问题，一定要画好示意图，搞清位移关系、速度关系，特别是在速度vx、vy、v构成的速度三角形和位移x、y、s构成的位移三角形中，明确已知量、未知量是解题的突破口。,三、竖直面内圆周运动的两种模型的比较,可见，卫星运行轨道半径r与该轨道上的线速度v、角速度、周期T、向心加速度a存在着一一对应的关系，若r、v、T、a中有一个确定，则其余皆确定，与卫星的质量无关。,4“双星系统” “双星”是两颗相距较近的星，它们围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。它们之间的万有引力对两者运动都有显著影响，而其他天体的作用力影响可以忽略的特殊天体系统。,(3) 对于双星问题应抓住其角速度相等，绕行的向心力大小 相等。做匀速圆周运动的圆心在其连线上，但做匀速圆周运动的半径与“双星”间的距离不同，它们的轨道半径之和等于它们之间的距离。 (4)卫星变轨时，首先要弄清是使卫星做离心运动还是做近 心运动，要使其做离心运动应先增大速度，做离心运动后速度变小；相反要使其做近心运动应先减小速度，做近心运动后速度变大。,2在处理实际问题中应注意 (1)只有深刻挖掘曲线运动的实际运动效果，才能明确曲 线运动应分解为哪两个方向上的直线运动。这是分析 处理曲线运动的出发点。切记不可用分解力的思路分 解运动。 (2)合运动与分运动的效果相同，具有等效性。进行等效 合成时，要寻找两个分运动时间的联系等时性。 这往往是分析处理曲线运动问题的切入点。,1如图35所示，一块橡皮用细线悬 挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水 平向右匀速移动，运动中始终保持 悬线竖直，则橡皮运动的速度( ) A大小和方向均不变 图35 B大小不变，方向改变 C大小改变，方向不变 D大小和方向均改变,解析：解答有关运动的合成与分解问题，关键是弄清楚各分运动的性质，对于用绳或杆的连接体问题，沿绳或杆方向的分运动速度大小相同。本题橡皮参与了两个分运动，一个是沿水平方向与铅笔速度一样的匀速直线运动，另一个是竖直方向上与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动，这两个匀速直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动，故A正确。,答案：A,特别提醒 (1) 物体做匀速圆周运动时，其合外力提供向心力；物体做 非匀速圆周运动时，向心力是合外力沿半径指向圆心方向的分力。 (2) 对于曲线运动，用正交分解法处理力时，一般将力沿切 线方向和沿法线方向分解。,2如图36，AB和BC是两段相切于B点 顺连在一起的完全相同的粗糙的圆弧 形路面，且A、B、C在同一水平面上。 图36 质量为m的小物块以初速度v0从A端沿路面滑到C端时的速度大小为v1；而以同样大小的初速度v0从C端沿路面滑到A端时的速度大小为v2，则如何比较v1、v2的大小？,解析：求解这类题的思路是：由速度大小向心力大小压力大小摩擦力大小结论。小物块从A端沿路面滑到C端，先以较大速度经过“凸”圆弧AB，由于存在摩擦，再以较小的速度经过“凹”圆弧BC，相应的对“凸”圆弧和“凹”圆弧产生的压力就较小，滑动摩擦力也就较小，故到达C端时的速度大小v1就比较大。,答案：v1v2,3天体运动中估算题和信息题的解题方法 (1)估算题 天体估算题一般涉及天体质量、密度、运行周期、线速度、运行半径等。解答此类问题首先要明确万有引力提供天体做圆周运动的向心力，根据已知条件运用牛顿第二定律灵活选取表达式进行求解。 在一些天体运动方面的估算题中，常存在一些隐含条件，应加以利用。如在地球表面的物体受到的地球的吸引力近似等于重力，地面附近重力加速度g9.8 m/s2，地球自转周期T24 h，公转周期T365 d，月球绕地球运动的周期约为27 d，及月球自转周期约为27 d等。,(2)信息题 正确的解题方法是：仔细阅读，明确题意，正确提取题中的有用信息，即看题目要我们做什么，求哪些物理量。把有用信息提取出来，建立模型，然后分析其过程，看看有哪些物理规律适用，列出方程，求解即可。,特别提醒 在利用万有引力定律和向心力公式进行天体运动问题的相关计算时，涉及的数值通常较大，所以在解题过程中应多采用公式推导，减少中间量的计算，以减小计算结果的误差。,3探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨 道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( ) A轨道半径变小 B向心加速度变小 C线速度变小 D角速度变小,答案：A,命题视角1 如图37所示，边长为L的正方形ABCD 中有竖直向上的匀强电场。一个不计重力的 带电粒子，质量为m，电荷量为q，以初速度 v0从A点沿AD方向射入，正好从CD的中点射 出，而且射出时速度方向与CD成30的夹角。图37 (1)该带电粒子带什么电？ (2)该电场的场强E为多少？,命题视角2 双选 (2011广东高考)如图38所示，在网 球的网前截击练习中，若练习者在球网正 上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网 的方向击出，球刚好落在底线上。已知底 图38 线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是 ( ),冲关锦囊 研究平抛运动和类平抛运动的基本方法是把平抛或类平抛运动沿初速度方向和垂直初速度方向进行分解。分析时注意两分运动的等时性及其间的关系，建立两分运动各运动量之间的联系，同时结合图中几何关系列方程求解。,命题视角2 如图310所示，在倾角为的光滑斜面 上，有一长为l的细线，细线的一端固定在 O点，另一端拴一质量为m的小球，现使 小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动， 图310 已知O点到斜面底边的距离sOCL，求： (1)小球通过最高点A时的速度vA； (2)小球通过最低点B时，细线对小球的拉力。,冲关锦囊 (1)对于竖直面内的圆周运动要注意区分“绳模型”和“杆模 型”，两种模型在最高点的临界条件不同。 (2)解答圆周运动问题的关键是正确地受力分析，确定向心 力的来源。解决竖直面内圆周问题的基本思路是两点一过程。“两点”即最高点和最低点，在最高点和最低点对物体进行受力分析，找出向心力的来源，根据牛顿第二定律列方程；“一过程”即从最高点到最低点，往往用动能定理将这两点联系起来。,命题视角1 如图311所示的“S”形玩具轨道，该轨道 用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，放置在竖直 平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的 半圆对接而成，圆半径比细管内径大得多， 轨道底端与水平地面相切，轨道在水平方向 图311 不可移动。弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进入轨道，经过轨道后从最高点d水平抛出(抛出后小,球不会再碰轨道)，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数为0.2，不计其他机械能损失， ab段长L1.25 m，圆的半径R0.1 m，小球质量m0.01 kg，轨道质量为M0.26 kg，g10 m/s2。若v05 m/s，试求： (1)小球从最高点d抛出后的水平射程。 (2)小球经过轨道的最高点d时，管道对小球作用力的大小和方向。,答案 (1)0.98 m (2)1.1 N 方向竖直向下,冲关锦囊 在物体运动的过程中，往往分多个阶段，每个阶段运动性质不同，各阶段连接处的速度往往是解题的关键，比如平抛运动和圆周运动结合时，在轨迹结合处的速度往往是平抛运动的初速度或末速度，分别根据圆周运动规律和平抛运动规律列式即可求解。,命题视角1 双选 (2011浙江高考)为了探测 X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为 r1的圆轨道上运动，周期为 T1，总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 m2，则 ( ),命题视角2 (2011新课标全国卷)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105 km，运行周期约为27天，地球半径约为6 400 km，无线电信号的传播速度为3108 m/s。) ( ) A0.1 s B0.25 s C .0.5 s D1 s,冲关锦囊 (1)应用万有引力定律只能求被环绕的中心天体的质量和密 度，无法求出环绕天体的质量，因此首先必须要明确研究对象是中心天体还是环绕天体。计算天体密度时必须知道中心天体的半