高考物理二轮复习提升 第一部分 专题一 第3讲 力学、电学中的曲线运动与天体的运动课件.ppt

第3讲 力学 电学中的曲线运动与天体的运动 1 双选 2012年广东卷 如图1 3 1所示 飞船从轨道1变轨至轨道2 若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动 不考虑 质量变化 相对于在轨道1上 飞船在轨道2上的 图1 3 1 b 向心加速度大d 角速度小 a 动能大c 运行周期长答案 cd 2 双选 2012年新课标卷 如图1 3 2所示 x轴在水平地面内 y轴沿竖直方向 图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a b和c的运动轨迹 其中b和c是从同一点抛 出的 不计空气阻力 则 图1 3 2 a a的飞行时间比b的长c a的水平速度比b的小 b b和c的飞行时间相同d b的初速度比c的大 解析 平抛运动可看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动 因y gt2 ya yb yc 所以b和c的飞行时间相等且比a的飞行时间长 a错误 b正确 因x vt xa xb xc ta tb tc 故va vb vc c错误 d正确 答案 bd 答案 b 4 双选 2012年浙江卷 由光滑细管组成的轨道如图1 3 3所示 其中ab段和bc段是半径为r的四分之一圆弧 轨道固定在竖直平面内 一质量为m的小球 从距离水平地面为h的管口d处静止释放 最后能够从a端水平抛出落到地面上 下列 说法正确的是 图1 3 3 答案 bc 5 双选 2011年广东卷 如图1 3 4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 已知底线到网的距离为l 重力加速度取g 将球的运动视为平抛运动 下 列表述正确的是 图1 3 4 答案 ab 6 双选 2011年广东卷 已知地球质量为m 半径为r 自转周期为t 地球同步卫星质量为m 引力常量为g 有关同 步卫星 下列表述正确的是 3 4p2 答案 bd 3 从近三年的高考试题可以看出 曲线运动 曲线运动的条件及其应用历来是高考的重点 难点和热点 它不仅涉及力学中的一般的曲线运动 平抛运动 圆周运动 还常常涉及天体运动问题 带电粒子在电场 磁场或复合场中的运动问题 动力学问题 功能问题等 圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用 要加深对牛顿第二定律的理解 提高应用牛顿运动定律分析 解决实际问题的能力 本讲知识多以现实生活中的问题 如体育竞技 军事上的射击 交通运输等 空间技术 如航空航天 等立意命题 体现了应用所学知识对自然现象进行系统的分析和多角度 多层次的描述 突出综合应用知识的能力 本讲高考几乎年年有新题 那么 新 在什么地方呢 新 主要表现在 情景新 立意新 知识新 学科渗透新 新题虽然难度往往不大 但面孔生疏 难题和新题都要有丰厚的基础知识 丰富的解题经验和灵活的解题能力 预计在今后的高考中运动的合成与分解 平抛运动和圆周运动的规律及应用 人造卫星和宇宙飞船仍是高考的热点 运动的合成与分解 例1 2011年上海卷 如图1 3 5所示 人沿平直的河岸以速度v行走 且通过不可伸长的绳拖船 船沿绳的方向行进 此过程中绳始终与水面平行 当绳与河岸的夹角为 时 船的速率为 图1 3 5 审题分析时 应该首先确定合运动的方向 再进行正交分解 人的实际运动是合运动 只能分解合运动 不能将绳子的分运动进行分解 解析 人的实际运动为合运动 将人的合运动沿绳子方向和垂直绳子方向分解 沿绳子方向的分速度即为船的运动速度 答案 c 1 水平面上两物体a b通过一根跨过定滑轮的轻绳相连 现物体a以va的速度向右匀速运动 当绳被拉成与水平面的夹角分别是 时 如图1 3 6所示 物体b的运动速度vb 为 物体b不离开地面 绳始终有拉力 图1 3 6 答案 d 天体公转模型 例2 2012年安徽卷 我国发射的 天宫一号 和 神舟 八号在对接前 天宫一号 的运行轨道高度为350km 神舟 八号的运行轨道高度为343km 它们的运行轨道均视 为圆周 则 a 天宫一号 比 神舟 八号速度大b 天宫一号 比 神舟 八号周期长c 天宫一号 比 神舟 八号角速度大d 天宫一号 比 神舟 八号加速度大 围绕天体做匀速圆周运动的卫星或飞船 由万有 引力提供向心力 答案 b 不考虑卫星质量的变化 则变轨前后卫星的 a 向心加速度大小之比为4 1b 角速度大小之比为2 1c 周期之比为1 8d 轨道半径之比为1 2答案 c 天体自转模型 例3 2012年新课标卷 假设地球是一半径为r 质量分布均匀的球体 一矿井深度为d 已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零 矿井底部和地面处的重力加速度大小之比 为 物体的重力加速度由地球对物体的万有引力产 生 与物体地心的距离 地球的质量 万有引力常量有关 答案 a 3 2012年福建卷 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动 其线速度大小为v 假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力 物体静止时 弹簧测力计的 示数为n 已知引力常量为g 则这颗行星的质量为 答案 b 重力场中的曲线运动 例4 2011年深圳高级中学模拟 如图1 3 7所示 水平桌面上有一轻弹簧 左端固定在a点 自然状态时其右端位于b点 水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道mnp 其形状为半径r 0 8m的圆环剪去了左上角135 的圆弧 mn为其竖直直径 p点到桌面的竖直距离也是r 用质量为m1 0 4kg的物块将弹簧缓慢压缩到c点 释放后弹簧恢复原长时物块恰好停止在b点 用同种材料 质量为m2 0 2kg的物块将弹簧缓慢压缩到c点释放 物块过b点后其位移与时间的关系为x 6t 2t2 物块飞离桌面后由p点沿切线落入圆轨道 取g 10m s2 求 1 bp间的水平距离 2 判断m2能否沿圆轨道到达m点 3 释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功 图1 3 7 解答此题时 关键是利用几何关系根据竖直分速度求水平分速度 对于圆周运动的临界问题要会分析 找出临界条件 4 2012年福建卷 如图1 3 8所示 置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动 当转速达到某一数值时 物块恰好滑离转台开始做平抛运动 现测得转台半径r 0 5m 离水平地面的高度h 0 8m 物块平抛落地过程水平位移的大小s 0 4m 设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度g 10m s2 求 1 物块做平抛运动的初速度大小v0 2 物块与转台间的动摩擦因数 图1 3 8 复合场中的曲线运动 例5 如图1 3 9所示 在绝缘光滑水平桌面上有两个静止的小球a和b b在桌面边缘 a和b均可视为质点 质量均为m 0 2kg a带正电 电荷量为q 0 1c b是绝缘体 不带电 桌面离地面的高度h 0 05m 开始时a b相距l 0 1m 在方向水平向右 大小e 10n c的匀强电场的电场力作用下 a开始向右运动 并与b发生碰撞 碰撞中a b的总能量无损失 a和b间无电荷转移 取g 10m s2 求 1 a经过多长时间和b相碰 2 a b落地点之间的水平距离是多大 图1 3 9 5 2012年汕头二模 如图1 3 10所示 绝缘的光滑圆弧曲面固定在竖直平面内 b为曲面最低点 曲面上的a点与曲面圆心o的连线与竖直方向成夹角 37 曲面所在区域和b点左下方的区域内都存在电场强度大小为e的匀强电场 方向分别是水平向右和竖直向上 开始时有一质量为m的带电小球处于a点恰好保持静止 此后将曲面内的电场撤去 小球沿曲面下滑至b点时以大小为v0的速度水平抛出 最后落在电场内地面的p点 p点与b点间的水平距离为l 已知tan37 0 75 重力加速度为g 求 1 小球的带电性及电荷量q 2 小球运动到p点瞬间的速度vp的大小 图1 3 10 1 运动的合成与分解的解题思路 首先确定物体实际运动的方向 实际运动方向就是合运动的方向 再沿分运动方向进行正交分解 利用平行四边形或矢量三角形找出速度关系 2 平抛运动的解题方法 将物体的合运动沿水平方向和竖直方向进行正交分解 在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动 根据两个分运动具有等时性的特点 列出方程解答 3 类平抛运动的解题方法 类平抛运动可看成是某一方向的匀速直线运动和垂直此方向的匀加速直线运动 这类运动在电场中会涉及 处理方法与平抛运动类似 关键是正确进行受力分析 求出合外力和加速度 再沿合外力方向和初速度方向进行正交分解 4 圆