高考物理二轮复习 专题一 第3讲 力与物体的曲线运动平抛、圆周和天体运动课件.ppt

第3讲力与物体的曲线运动 一 平抛 圆周和天体运动 1 2014 新课标全国卷 15 取水平地面为重力势能零点 一物块从某一高度水平抛出 在抛出点其动能与重力势能恰好相等 不计空气阻力 该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 b b 3 多选 2014 新课标全国卷 19 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动 当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间 且三者几乎排成一条直线的现象 天文学称为 行星冲日 据报道 2014年各行星冲日时间分别是 1月6日木星冲日 4月9日火星冲日 5月11日土星冲日 8月29日海王星冲日 10月8日天王星冲日 已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示 则下列判断正确的是 a 各地外行星每年都会出现冲日现象b 在2015年内一定会出现木星冲日c 天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半d 地外行星中 海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 答案bd 4 多选 2014 新课标全国卷 20 如图1所示 两个质量均为m的小木块a和b 可视为质点 放在水平圆盘上 a与转轴oo 的距离为l b与转轴的距离为2l 木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍 重力加速度大小为g 若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动 用 表示圆盘转动的角速度 下列说法正确的是 图1 答案ac 5 2015 新课标全国卷 18 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图2所示 水平台面的长和宽分别为l1和l2 中间球网高度为h 发射机安装于台面左侧边缘的中点 能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球 发射点距台面高度为3h 不计空气的作用 重力加速度大小为g 若乒乓球的发射速率v在某范围内 通过选择合适的方向 就能使乒乓球落到球网右侧台面上 则v的最大取值范围是 图2 答案d 6 2015 新课标全国卷 16 由于卫星的发射场不在赤道上 同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道 当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时 发动机点火 给卫星一附加速度 使卫星沿同步轨道运行 已知同步卫星的环绕速度约为3 1 103m s 某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1 55 103m s 此时卫星的高度与同步轨道的高度相同 转移轨道和同步轨道的夹角为30 如图3所示 发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 图3 a 西偏北方向 1 9 103m sb 东偏南方向 1 9 103m sc 西偏北方向 2 7 103m sd 东偏南方向 2 7 103m s 答案b 7 多选 2015 新课标全国卷 21 我国发射的 嫦娥三号 登月探测器靠近月球后 先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行 然后经过一系列过程 在离月面4m高处做一次悬停 可认为是相对于月球静止 最后关闭发动机 探测器自由下落 已知探测器的质量约为1 3 103kg 地球质量约为月球的81倍 地球半径约为月球的3 7倍 地球表面的重力加速度大小约为9 8m s2 则此探测器 a 在着陆前的瞬间 速度大小约为8 9m sb 悬停时受到的反冲作用力约为2 103nc 从离开近月圆轨道到着陆这段时间内 机械能守恒d 在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 答案bd 主要题型 选择题为主知识热点 1 单独命题 平抛运动规律的考查 圆周运动规律的考查 天体运动 人造卫星问题的考查 2 交汇命题 平抛 类平抛 运动与圆周运动 功能关系等综合问题的考查 天体运动中的超重 失重问题 结合牛顿运动定律 圆周运动 功能关系考查航天器的变轨 对接问题 思想方法运动的合成与分解法 模型法 假设法 考向一平抛运动问题的分析 核心知识 规律方法 1 处理平抛 或类平抛 运动的基本方法就是把运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动 通过研究分运动达到研究合运动的目的 2 要善于建立平抛运动的两个分速度和分位移与题目呈现的角度之间的联系 这往往是解决问题的突破口 1 2015 天津市十二区县重点中学联考 如图4所示 某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块 分别落到a b两处 不计空气阻力 则落到b处的石块 图4 a 初速度大 运动时间短b 初速度大 运动时间长c 初速度小 运动时间短d 初速度小 运动时间长 答案a 2 如图5所示 将两个足够长的斜面体分别固定在水平面上 两斜面的倾角分别为 1 30 2 45 现由两斜面的顶端以相同的初速度水平向右抛出两个小球a b 经过一段时间两小球都落在斜面上 假设两个小球落在斜面上后均不反弹 则a b的抛出点与落地点的水平间距的比值为 图5 答案a 3 多选 2015 南昌市高三第二次模拟测试 如图6所示 在一次空 地演习中 距离水平地面高度为h的飞机以水平速度v1发射一枚炮弹欲轰炸地面上的目标p 反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截 设拦截系统与飞机的水平距离为s 若拦截成功 不计空气阻力 下列说法正确的是 图6 答案bd 4 2015 长沙市高考模拟考试 三 在体育馆半径为r的半球形穹顶的顶点c的正下方p点 以一定初速度v0水平抛出一球 球恰好落在半球面与地面相交的d点 如图7所示 设抛球点p到穹顶c的高度为h 不计空气阻力 则 图7 答案c 处理平抛 类平抛 运动的四条注意事项 1 处理平抛运动 或类平抛运动 时 一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解 先按分运动规律列式 再用运动的合成求合运动 2 对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题 其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值 3 若平抛的物体垂直打在斜面上 则物体打在斜面上瞬间 其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值 4 做平抛运动的物体 其位移方向与速度方向一定不同 考向二圆周运动问题的分析 核心知识 规律方法 图8 a 内轨对内侧车轮轮缘有挤压b 外轨对外侧车轮轮缘有挤压c 轨道与轮缘无挤压d 无法确定轨道与轮缘是否有挤压 答案a 2 如图9所示 轻绳的一端固定在o点 另一端系一质量为m的小球 可视为质点 当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时 通过传感器测得轻绳拉力t 轻绳与竖直线op的夹角 满足关系式t a bcos 式中a b为常数 若不计空气阻力 则当地的重力加速度为 图9 答案d 3 多选 2015 云南省第二次高三统一检测 如图10所示 由光滑内壁带狭缝的细管做成的半径r 10cm的半圆形轨道abc 管道半径远小于轨道半径 竖直放置 a为最高点 c为最低点 b是半圆形轨道的中点且与圆心o处于同一高度 一质量m 200g的小球放在a处 在管内 小球的直径略小于管道的直径 小球与一原长l 图10 10cm 劲度系数k 100n m的轻弹簧相连接 弹簧的另一端固定在点o o 点在直径ac上且o c 5cm 取g 10m s2 下列说法正确的是 a 把小球缓慢地沿管道从a点移动到c点的过程中 小球不能在b点以上的位置平衡b 不论小球以何种方式沿管道从a点移动到c点 该过程中弹簧做的功一定为0c 若在a点给小球一个水平向右的速度v 1 5m s 则小球在a点时对轨道的作用力为4nd 若在a点给小球一个水平向右的速度v 2m s 则小球在c点时对轨道的作用力为23n 答案abd 4 多选 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型 如图11所示 甲 乙两个水平放置的轮盘靠摩擦传动 其中o o 分别为两轮盘的轴心 已知r甲 r乙 3 1 且在正常工作时两轮盘不打滑 今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块a b 两滑块与轮盘间的动摩擦因数相等 两滑块到轴心o o 的距离分别为ra rb 且ra 2rb 若轮盘乙由静止开始缓慢地转动 且转速逐渐增大 则下列叙述正确的是 图11 a 滑块相对轮盘开始滑动前 a b的角速度大小之比为 a b 1 3b 滑块相对轮盘开始滑动前 a b的向心加速度大小之比为aa ab 1 3c 转速增大后最终滑块a先发生相对滑动d 转速增大后最终滑块b先发生相对滑动 答案ad 考向三天体运动人造卫星 核心知识 规律方法 解决天体问题的 一 二 三 1 一个模型 天体的运动可简化为围绕中心天体做 匀速圆周运动的模型 2 两组公式 3 三个区别 中心天体和环绕天体的区别 自转周期和公转周期的区别 星球半径和轨道半径的区别 答案ac 图12 2 在地球的卫星中有两类卫星的轨道比较特殊 一是极地卫星 二是同步卫星 已知某极地卫星的运行周期为12h 则下列关于对极地卫星和同步卫星的描述正确的是 a 该极地卫星的运行速度一定小于同步卫星的运行速度b 该极地卫星的向心加速度一定大于同步卫星的向心加速度c 该极地卫星的发射速度一定大于同步卫星的发射速度d 该极地卫星和同步卫星均与地面相对静止 答案b b c 图13 5 宇宙中两颗靠得比较近的恒星只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转 称之为双星系统 如图13所示 双星a b绕其连线上的o点做匀速圆周运动 已知a b两恒星的半径之比为m a b做圆周运动的轨道半径之比为n 则 答案b 6 多选 2015 天津理综 8 p1 p2为相距遥远的两颗行星 距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1 s2做匀速圆周运动 图14中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a 横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方 两条曲线分别表示p1 p2周围的a与r2的反比关系 它们左端点横坐标相同 则 图14 a p1的平均密度比p2的大b p1的 第一宇宙速度 比p2的小c s1的向心加速度比s2的大d s1的公转周期比s2的大 答案ac 高频考点三卫星运动过程中基本参