2011届高三物理第二轮复习讲义定.docVIP

2011届高三物理第二轮复习讲义曲线运动 万有引力 机械能本专题考点主题内容要求说明抛体运动与圆周运动运动的合成与分解抛体运动匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力离心现象IIIIIIII斜抛运动只作定性要求万有引力定律万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观IIIIII机械能功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用IIIIIIII分析解读本专题解决的是物体(或带电体)的受力和在力的作用下的曲线运动及功能关系、能量守恒和能的转化等问题高考对本专题的考查形式以运动组合为线索进而从力和能的角度进行命题，题目情景新，过程复杂，具有一定的综合性考查的主要内容有：曲线运动的条件和运动的合成与分解；平抛运动规律；圆周运动的规律；平抛运动与圆周运动的多过程组合问题；应用万有引力定律解决天体运动问题；带电粒子在电场中的类平抛运动问题；带电粒子在磁场内的匀速圆周运动问题；带电粒子在简单组合场内的运动问题等 題型分析一、曲线运动与万有引力【例1】（09广东理科基础6）船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为解析：根据运动的合成与分解的知识,可知要使船垂直达到对岸即要船的合速度指向对岸。根据平行四边行定则，C能。【例2】（09广东理科基础16）如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加解析：根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电，即受到的电场力方向与电场线方向相反，B错；从N到M电场力做负功，减速，电势能在增加，当达到M点后电场力做正功加速电势能在减小则在M点的速度最小A错，D错；在整个过程中只受电场力，根据牛顿第二定律加速度不变。所以选C。【例3】如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球放在A盘的边缘，钢球放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为21.a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮a轮、b轮半径之比为12，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球、受到的向心力之比为A21 B41 C14 D81解析：a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动，说明a、b两轮的线速度相等，即，又，由vr得，又由a轮与A盘同轴，b轮与B盘同轴，则，根据向心力公式Fmr2得.所以D项正确【例4】一质量为m的小球A用轻绳系于O点，如果给小球一个初速度使其在竖直平面内做圆周运动，某时刻小球A运动到圆轨道的水平直径的右端点时，如图所示位置，其向心加速度大小为则它运动到最低点时，绳对球的拉力大小为A. B. C. D. 解析：选A，小球运动到圆轨道水平直径右端时，受绳的拉力F和重力mg，设其速度为v1,到最低点时速度为v2。由向心力公式，从右端运动到最低点，机械能守恒，解得【例5】月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则A B C D解析：根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供，选B。【例6】假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B. 根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C. 根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的D根据上述选项B和C给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的解析：CD A，B，C中的三个公式确实是正确的，但使用过程中A，B用错了。A中的，在一定时，B中的是在v一定是，而此问题中r的变化将引起，v的变化。因此就不存在3或的结论。所以A，B是错误的。二、功能关系在力学中的应用【例7】（2010上海物理30）如图，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度h，C点高度为2h，一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。求：（1）求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离和.（2）为实现，应满足什么条件？解析：（1）根据机械能守恒，根据平抛运动规律：， ,综合得，（2）为实现，即，得但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出，要求，所以。【例8】如图所示，一辆质量为6t的汽车，额定功率为90kW，以a=2m/s2的加速度在平直公路从静止启动，车受的阻力为车重的0.05倍，g取10m/s2.问：(1)汽车做匀加速运动的时间有多长？(2)汽车能够达到的最大速度是多少？(3)若汽车从达到额定功率时起经86.4s而达到最大速度，则汽车在这段时间中前进了多远？(4)汽车的速度是20m/s时，它的加速度是多少？【解析】（1）匀加速运动时，F牵-0.05mg=ma得F牵=ma+0.05mg=(2+0.0510) 6000N=15000N由P额=F牵v1可求得匀加速运动的最大速度v1=6m/s由v1=at1得汽车做匀加速运动的时间为t1=3s；（2）当F牵=0.05mg时，a=0，汽车能够达到的最大速度vm=30m/s（3）根据动能定理，解得汽车从达到额定功率时起达到最大速度这段间中前进了；（4）汽车的速度是20m/s时，由可得加速度【例9】如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点，求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s2)【解析】匀减速运动过程中，有 恰好做匀速圆周运动时，物体在最高点B满足： 解得假设物体能达到圆环的最高点B，由机械能守恒得： 联立可得，因为，所以小球能通过最高点B，小球从B点做平抛运动， ， ，由解得：【例10】如图所示，光滑水平面上有一质量为M的滑块，滑块的左侧是一光滑的半圆弧，圆弧半径为R1 m一质量为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块已知M4m，g取10 m/s2，若小球刚好没跃出圆弧的上端，求：(1)小球的初速度v0；(2)滑块获得的最大速度【解析】(1)当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向动量守恒有：mv0(mM)v1因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律有：解得v05 m/s(2)小球到达最高点又滑回的过程，滑块做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大研究小球开始冲上滑块到离开滑块的过程中，设向右为正方向，根据动量守恒定律和动能定理有：mv0mv2Mv3mv02mv22Mv32解得v32 m/s三、功能关系在电学中的应用【例11】如图所示，长L=0.4m的两平行金属板A、B竖直放置，相距d=0.02m，两板间接入恒定电压为182V，且B板接正极一电子质量m=9.110-31kg，电荷量e=1.610-19C，以v0=4107m/s的速度紧靠A板向上射入电场中，不计电子的重力问电子能否射出电场？若能，计算在电场中的偏转距离；若不能，在保持电压不变的情况下，B板至少平移多少，电子才能射出电场？解析：设电子能射出极板，则,代入数值得：y=0.08md，故不能射出若恰能射出,则B板需向右移动,板间距变为， 解得【例12】如图528所示，匀强电场中沿电场线方向上依次有A、B、C三点，AB=BC=1.4m，质量m=0.020kg的带电物体甲以v0=20m/s的速度从A点向C点运动，经过B点时速度为vB=15m/s.若在BC之间放一质量也为m的不带电的物体乙，甲和乙碰撞后结为一体，运动到C点时速度恰好为0，设物体在运动中只受电场力作用求：(1)碰撞中的机械能损失E；(2)碰撞前甲的瞬时速度v；(3)碰撞后运动的距离s. 【解析】（1）在全过程中由能量守恒定律有 对甲由A到B的过程中，由动能定理有 所以（2）在甲与乙的碰撞过程中，由动量守恒定律有 解得（3）由式解得对碰撞后到C的过程中，由动能定理有 解得【例13】如图529所示，金属杆a从离地h高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑，轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平轨道上原来放有一金属杆b，已知a杆的质量为m1，且与杆b的质量m2之比为m1m2=34，水平轨道足够长，不计摩擦，求：(1)a和b的最终速度分别是多大？(2)整个过程中回路释放的电能是多少？(3)若已知a、b杆的电阻之比RaRb=34，其余部分的电阻不计，整个过程中杆a、b上产生的热量分别是多少？ 【解析】（1）下滑过程中机械能守恒进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，做减速运动，b做加速运动，经过一段时间，、b速度达到相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为0，安培力为0，二者匀速运动.匀速运动的速度即为a.b的最终速度，设为v.由于所组成的系统所受合外力为0，故系统的动量守恒由以上两式解得最终速度(2)由能量守恒得知，回路中产生的电能应等于、b系统机械能的损失，所以针对性训练1.单选如图所示，在长约80cm100cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体（小圆柱体恰能在管中匀速上浮），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下面的2. 单选如右图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为，物体所受重力为，则下面说法正确的是A物体做匀速运动，且v1=v2B物体做加速运动，且v2v1C物体做加速运动，且D物体做匀速运动，且2R18. （1）vA 8 m/s （2）EP = 16 J19解：(1)物体滑到圆弧底端后向左做平抛运动，所以有 （2分）（2分）(2) 设物体滑到圆弧的底端时车速度为v1，物体速度为v2：物体在圆弧下滑的过程中，水 平方向没有外力。对物体与车构成的系统，水平方向动量守恒： 0=Mvl-Mv2 （2分）物体离开圆弧底端后向后做平抛运动，车向右做匀速直线运动，有L=(vl+v2)t （2分） 解得： (2分) （2分）(3) 物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧底端过程，对物体与车构成的系统，机械能守恒： （2分） 由以上各式带入数据解得： （2分）20解：(1) （带正电） (2) (3) (4) 21(18分)解：(1)小球恰好通过最高点作圆周运动，此时重力刚好提供向心力，设速度为V，有 (2分) 得V= (1分)设小球碰撞后速度为V1，其后在摆至最高点过程中，机械能守恒：mV21=mV2 +mg2L (2分) 代入V值可得V1= (1分)碰撞过程中，物块和小球系统动量守恒，有2mV0=mV1 +2m (2分) 代入V1值可得V0=