山东高三物理一轮资料4.5 总结、综合与拓展.doc

4.5 总结、综合与拓展一、知识地图曲线运动速度方向沿切线方向基本特点 合外力与速度方向不共线 是变速运动 合外力恒定，且与初速度垂直平抛运动 垂直合外力方向的匀速运动 分解为 合外力方向的匀变速运动 速度： v=s/t =/t v=r=2f=2/T匀速圆周运动 加速度： a=v2/r=2r=42f2r=42r/T2 合外力： 大小恒定，方向始终指向圆心F=ma一般圆周运动： F向= mv2/r万有引力定律：F=Gm1m2/r2 物体的重力：mg= GMm/r2天体运动 运动模型：万有引力定律作向心力做匀速圆周运动人造地球卫星：GMm/r2=m v2/r =m2r=m42r/T2 同步卫星：周期等于地球自转的周期本章以用运动的合成与分解及牛顿第二定律求解平抛物体的运动和圆周运动为核心，形成了求解曲线运动的方法二、应考指要从近年高考看本章主要考查理解平抛运动是水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合成，理解掌握匀速圆周运动及其重要公式，如线速度、角速度、向心力等；理解掌握万有引力定律，并能用它解决相关的一些实际问题，理解天体的运动，熟练掌握其重点公式从近几年考题，与本章内容相关的考题呈主观性较强的综合性考题知识覆盖面宽，一题中考查知识点多，更多的是与电场、磁场、机械能结合的综合题，以及与实际生活、新科技、新能源等结合的应用性题题型，特别是在人造卫星方面，几乎是年年有题，年年新，考题难度中低档居多，也有较少区分度大的难题本章内容的高考题型全面，选择、填空、计算至少出现二种题型，选择、填空题出现几率大于计算题复习过程中要注意圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，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近几年对人造卫星问题考查频率较高，卫星问题与现代科技结合密切，对理论联系实际的能力要求较高，要引起足够重视，要加强本章知识综合及应用题训练，加强综合能力的培养三、好题精析例1自行车和人的总质量为m，在一水平地面运动，若自行车以速度v转过半径为R的弯道，自行车的倾角应多大？自行车所受地面的摩擦力多大？解析以自行车为研究对象，其受力情况如图4-5-1甲所示，据圆周运动规律列方程：图4-5-1f=mv2/R将自行车视为质点，且N=mgtg=mg/f即=arctg（mg/f）=arctg（Rg/v2）点评物体在平面内做圆周运动时，向心力只由摩擦力提供，有的同学对自行车进行受力分析；认为自行车受两个力，如图4-5-1乙，实际上这里N是地面对自行车的作用力，即地面对车的支持力和地面对车的摩擦力的合力，把它分解成地面对质点的支持力和地面对质点的摩擦力两个力，就很容易列出方程图4-5-2例2如图4-5-2所示，半径为R的圆盘作匀速转动，当半径OA转到水平向右方向时，高h的中心立杆顶端的小球B，以某一初速度水平向右弹出，要求小球的落点为A，求小球的初速度和圆盘旋转的角速度解析设小球初速度为v0，从竿顶平抛到盘边缘的时间为t，圆盘角速度为，周期为T，t等于T整数倍满足题意对球应有：对圆盘应有：点评本题要分析出两个物体运动间的关系，同时要注意要多种情况出现的可能性图4-5-3例3宇航员站在一星球表面的某高处，沿水平方向抛出一个小球，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L若抛出时的初速度增大为原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为，如图4-5-3所示已知小球飞行时间为t，且两落地点在同一水平面上求该星球表面的重力加速度的数值解析设抛出点高度为h，初速度为v，星球表面重力加速度为g由题意可知：解之得：点评本题是近几年来的新题型，它的特色是给出了抛出点与落地点间的距离这一信息，而没有直接给出飞行的高度或水平射程我们只要把已知的信息与飞行高度或水平射程建立联系，就又把这类习题改成了传统题，把未知转化为已知，从而比较容易求解；如果本题再已知该星球半径为R，万有引力常数为G，还可以求该星球的质量M例4根据天文观察到某星球外有一光环，环的内侧半径为R1，环绕速度为v1，外侧半径为R2，环绕速度为v2，如何判定这一光环是连续的，还是由卫星群所组成试说明你的判断方法解析如果光环是连续的，则环绕的角速度想同，、，得 如果光环是由卫星群所组成，则由：、，得即若，则光环是连续的，若，则光环是分离的卫星群所组成点评本题根据圆周运动的特点和卫星围绕天体运动的特点，由速度和半径的关系入手，是万有引力定律和圆周运动的综合运用例5滑雪者从A点由静止沿斜面滑下，经一平台后水平飞离B点，地面上紧靠平台有一个水平台阶空间几何尺度如图4-5-4所示，斜面、平台与雪板之间的动摩擦因数为，假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动，且速度大小不变，求：图4-5-4（1）滑雪者离开B点时的速度大小；（2）滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s解析（1）设滑雪者质量为m，斜面与水平面夹角为，滑雪者滑行到斜面底时的速度为v1，到B点时的速度为v则：v=2（gsin-gcos） v2= v-2gL-（H-h）ctg解得滑雪者离开B点时的速度：v=（2）设滑雪者离开B点后落在台阶上=gt s1=vt1h可解得：S1=此时必须满足：H-L2h时，滑雪者直接滑到地面上h=gt s2=vt2可解得：S2=2点评对于较为复杂的题目，一般是运动过程比较多，不同的运动模型遵守的规律不同，做题时一定要分析出物体的各个运动模型，才能正确地选择规律求解；另外还要注意运动的多种可能性，要通过计算进行讨论四、变式迁移图4-5-51如图4-5-5所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（ ）Ab与c之间某一点 Bc点Cc与d之间某一点 Dd点2设想有一宇航员在一行星的极地上着陆时，发现物体在当地的重力是同一物体在地球上重力的001倍，而该行星一昼夜的时间与地球的相同，物体在它赤道上时恰好完全失重，若存在这样的星球，它的半径R应该多大？（g地=9.8m/s2，结果保留两位有效数字）五、本章习得 六、总结性测评一、选择题（4分10=40分）1在绕地球作园周运动的人造地球卫星中，下列哪些仪器不能使用？（ ）A天平 B弹簧秤C水银温度计 D水银气压计2火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（ ）A火卫一距火星表面较近 B火卫二的角速度较大C火卫的运动速度较大 D火卫二的向心加速度较大3做平抛运动的物体，在第n秒内、第（n+1）秒内相等的物理量是（不计空气阻力，设物体未落地）（ ）A竖直位移 B竖直位移的增量C速度的增量 D平均速度的增量4科学研究发现，在月球表面：没有空气；重力加速度约为地球表面的l6；没有磁场若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的有（ ）A氢气球和铅球都处于失重状态；B氢气球将向上加速上升，铅球加速下落；C氢气球和铅球都将下落，且同时落地；D氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面5小河宽为d，河水中各点水流速大小与各点到较近河岸边的距离成正比，v水=kx，k=4v0/d，x是各点到近岸的距离，小船船头垂直河岸渡河，小船划水速度为v0，则下列说法中正确的是（ ）A小船渡河的轨迹为曲线B小船到达离河岸d/2处，船渡河的速度为v0C小船渡河时的轨迹为直线D小船到达离河岸3d/4处，船的渡河速度为v06同步卫重离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是（ ）ABC D7以速度v0水平抛出一小球，如果从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是（ ）A此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小B此时小球的速度大小为 v0C小球运动的时间为2 v0/gD此时小球速度的方向与位移的方向相同8在光滑的圆锥漏斗的内壁，有两个质量相等的小球A、B，它们分别紧贴漏斗，在不同水平面上做匀速圆周运动，如图4-5-6所示，则下列说法正确的是（ ）图4-5-6A小球A的速率大于小球B的速率B小球A的速率小于小球B的速率C小球A对漏斗壁的压力大于小球B对漏斗壁的压力D小球A的转动周期小于小球B 的转动周期9两行星A、B各有一颗卫星a和b ，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量之比MA：MB=P，两行星半径之比RA：RBq则两个卫星周期之比Ta：Tb为（ ）A B C D 102003年10月15日，我国利用“神舟五号”飞船将1名宇航员送入太空，中国成为继俄、美之后第三个掌握载入航天技术的国家设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T，离地面的高度为H，地球半径为R则根据T、H、R和万有引力恒量G，宇航员不能计算出下面的哪一项（ ）A地球的质量 B地球的平均密度C飞船所需的向心力 D飞船线速度的大小cdb图4-5-7a二、实验题（20分）11如图4-5-7所示，一张记录平抛运动的方格纸，小方格的边长为L=1.25cm，小球在平抛运动途中的几个位置为图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0= （用L、g表示）其值是 （取g=9.8m/s2）12一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上飞船上备有以下实验器材：精确秒表一只；已知质量为m的物体一个；弹簧秤一个若宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M(已知万有引力常量为G，忽略行星的自转)宇航员两次测量的物理量分别应是什么？用所测数据求出该星球的半径R及质量M的表达式三、计算题（90分）图4-5-813从高为h的平台上，分两次沿同一方向水平抛出一个小球如图4-5-8所示，第一次小球落地在a点第二次小球落地在b点，ab相距为d已知第一次抛球的初速度为v1，求第二次抛球的初速度是多少？14已知地球与火星的质量之比M地：M火=8：1，半径之比R地：R火=2：1，现用一根绳子水平拖动放在地球表面木板上的箱子，设箱子与木板动摩擦因数为05，在地球上拖动时，能获得10m/s2的最大加速度，将箱子、木板、绳子送到火星上，仍用同样的力和方式拖动木箱，求此木箱能获得的最大加速度15细绳的一端固定在天花板上，另一端悬挂质量为m的小球，小球经推动后在水平面上做匀速圆周运动，如图4-5-9所示，已知绳长，绳与竖直线的夹角为，试求：l图4-5-9（1）小球的运动周期；（2）绳对小球的拉力图4-5-1016如图4-5-10所示，有一倾角为30的光滑斜面，斜面长L为10m，一小球从斜面顶端以10m/s的速度沿水平方向抛出，g取10 m/s2，求：（1）小球沿斜面滑到底端时水平位移s；（2）小球到达斜面底端时的速度大小17中子星是恒星演变到最后的一种存在形式(1)有一密度均匀的星球，以角速度绕自身的几何对称轴旋转若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力，那么该星