高考物理二轮复习课件：专题1第3讲 曲线运动　万有引力.ppt

第三讲曲线运动万有引力 重点知识归纳 一 平抛运动的重要推论1 做平抛或类平抛运动的物体在任意时刻 任意位置处设其瞬时速度与水平方向的夹角为 位移与水平方向的夹角为 则有tan 2tan 如图3 1所示 图3 1 2 做平抛 或类平抛 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3 2所示图3 2 二 竖直平面内圆周运动分析1 两种典型模型 1 绳模型 如图3 3所示 没有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况 图3 3 图3 4 3 天体运动的几点注意 1 发射速度和环绕速度不同 环绕速度是指卫星在固定轨道稳定运行的速度 不同的高度 运行速度不同 发射速度是指使卫星离开地球时的速度 由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功 因此将卫星发射到离地球越远的轨道 在地面上所需的发射速度就越大 即v发射 v环绕 所以近地人造地球卫星的速度是最大环绕速度 也是人造卫星的最小发射速度 热点题型示例 3 平抛斜面模型的分析斜面上物体做平抛运动的分析 一般可以利用平抛运动的推论式 即充分利用斜面倾角与位移或速度的关系 再结合平抛运动的两个分立式即可求解 特别要注意斜面上平抛物体飞行的时间与初速度有关 但到达斜面时 速度的方向则与初速度的大小无关 如图3 5所示 在倾角为 的斜面顶端A处以初速度v0水平抛出一小球 落在斜面上的某一点B处 设空气阻力不计 求 1 小球从A运动到B处所需的时间 落到B点的速度及A B间的距离 2 从抛出开始计时 经过多长时间小球离斜面的距离达到最大 这个最大距离是多少 图3 5 答案 见解析 强化训练1 2011年高考 如图3 6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 将球的运动视作平抛运动 下列叙述正确的是 图3 6 注意 当 为常数时 a与r成正比 当v为常数时 a与r成反比 若无特殊条件 不能说a与r成正比还是反比 2 解决圆周运动问题的主要步骤 1 审清题意 确定研究对象 2 分析物体的运动情况 3 分析物体的受力情况 确定向心力的来源 4 据牛顿运动定律及向心力公式列方程 5 求解 讨论 20分 过山车是游乐场中常见的设施 如图3 7是一种过山车的简易模型 它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成 B C分别是两个圆形轨道的最低点 半径R1 2 0m R2 1 4m 一个质量为m 1 0kg的小球 视为质点 从轨道的左侧A点以v0 12 0m s的初速度沿轨道向右运动 A B间距L1 6 0m 小球与水平轨道间的动摩擦因数 0 2 圆形轨道是光滑的 假设水平轨道足够大 圆形轨道间不相互重叠 重力加速度取g 10m s2 计算结果保留小数点后一位数字 试求 图3 7 1 小球在经过第一个圆形轨道的最高点时 轨道对小球作用力的大小 2 如果小球恰能通过第二个圆形轨道 B C间距L应是多少 3 在满足 2 的条件下 如果要使小球不脱离轨道 在第三个圆形轨道的设计中 半径R3应满足的条件 小球最终停留点与起点A的距离 图3 8 R2 R3 2 L2 R3 R2 2 解得R3 27 9m即 1 0m R3 27 9m 18分 小球从第三个圆轨道上滑下后 又滑行距离为 L L1 2L 36 6 25 5m 即从大圆上再退回5m所以最终停留点与起点A的距离为 L1 2L 5 6 25 5 26m 20分 答案 1 10 0N 2 12 5m 3 0 R3 0 4m36m或1 0m R3 27 9m26m 强化训练2如图3 9所示 一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO 转动 筒内壁粗糙 筒口半径和筒高分别为R和H 筒内壁A点的高度为筒高的一半 内壁上有一质量为m的小物块 求 图3 9 1 当筒不转动时 物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小 2 当物块在A点随筒做匀速转动 且其受到的摩擦力为零时 筒转动的角速度 2 当物块在A点随筒做匀速转动 且其所受到的摩擦力为零时 物块在筒壁A点时受到重力和支持力作用 它们的合力提供向心力 如图 设筒转动的角速度为 有 答案 见解析 1 天体运动的基本规律及应用 2 解答该类问题的两条主线 一是黄金代换式 二是万有引力与向心力的各种表达式 同时还应注意充分挖掘题中的隐含条件 如近地卫星的特点是r R 星球表面的重力近似为万有引力 对于常见的估算题 首先要求能正确建立相应的天体运动模型 其次 要求数学运算能力比较强 能快速 正确得出结果 2011年高考浙江卷 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 答案 AD 强化训练3 2010年高考重庆卷 月球与地球质量之比约为1 80 有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统 它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动 据此观点 可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为 A 1 6400B 1 80C 80 1D 6400