二轮复习专题三：力与物体的曲线运动

1、物理高考二轮复习,专题三：力与物体的曲线运动,专 题 要 点,第一部分：平抛运动和圆周运动 物体做曲线运动的条件：当物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性。,渡河类问题,拉船类问题,专 题 要 点,第一部分：平抛运动和圆周运动 物体（或带电粒子）做平抛运动或类平抛运动的条件是： 有初速度； 合力为恒力； 初速度方向与合力方向垂直。,专 题 要 点,第一部分：平抛运动和圆周运动 物体做匀速圆周运动的条件是：合外力方向始终与物体的运动方向垂直。物体做匀速圆周运动的向心力即物体受到的合外力。 绳子固定的物体通过最高点的条件： 杆固定

2、的物体通过最高点的条件：,专 题 要 点,第一部分：平抛运动和圆周运动 平抛（类平抛）运动是匀变速曲线运动，物体所受的合外力为恒力； 圆周运动是非匀变速运动，物体所受的合外力为变力，最起码合外力的方向时刻在发生变化。,专 题 要 点,第二部分：万有引力定律及应用 在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，在轨道上所需要的向心力由万有引力提供（忽略重力），其基本关系式为： 在天体表面，不考虑星球自转（忽略向心力）的情况下，其基本关系式为：,专 题 要 点,第二部分：万有引力定律及应用 环绕天体的绕行速度 、角速度 、周期T 、与 半径r 的关系： 由 得 ，所以r越大，越小。

3、由 得 ，所以r越大，越小。 由 得 ，所以r越大，T 越大。 由 得 ，所以r越大，a向越小。,专 题 要 点,第二部分：万有引力定律及应用 黄金代换式： = 2 对环绕同一中心天体的行星（卫星）： 112 =222 对同一天体表面不同高度的物体： 2 =（+）2,专 题 要 点,第二部分：万有引力定律及应用 三种宇宙速度： 第一宇宙速度（环绕速度）：是卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也是发射卫星的最小速度V1=7.9Km/s。 第二宇宙速度（脱离速度）：使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，V2=11.2Km/s。 第三宇宙速度（逃逸速度）：使物体挣脱太阳引

4、力束缚的最小发射速度，V3=16.7 Km/s。,专 题 要 点,第二部分：万有引力定律及应用 中心天体质量M、密度的估算： (1)从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T（或v、a向）和轨道半径r；就可以求出中心天体的质量M。 (2)从中心天体本身出发:只要知道中心天体的表面重力加速度g和半径R就可以求出中心天体的质量M。,考 纲 要 求,知 识 网 络,第一部分：平抛运动和圆周运动,知 识 网 络,第二部分：万有引力定律及应用,典 例 精 析,题型1.（运动的合成与分解问题）若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小。现假设河的宽度为120m，河中

5、心水的流速大小为 4m/s，船在静水中的速度大小为3m/s，要使般以最短时间渡河，则（ ） A船渡河的最短时间是24s B船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C船在河水中航行的轨迹是一条直线 D船在河水中的最大速度为5m/s,典 例 精 析,规律总结： 1.合运动与分运动具有等时性，分运动具有独立性，这一原理经常应用解决小船过河及平抛（类平抛）运动问题。 2.运动的合成与分解的依据仍然是平行四边形定则。 3.区分分运动和合运动的基本方法是：合运动是物体的实际运动轨迹。,典 例 精 析,题型2.（平抛或类平抛运动问题）如图所示,AB 为竖直墙壁，A点和P点在同一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强

6、电场。将一带电小球从 P点以速度V向A抛出，结果打在墙上的C处。若撤去电场，将小球从P点以初速V/2向A抛出，也正好打在墙上的C点上。求： （1）第一次抛出后小球所受电场力和重力之比。 （2）小球两次到达C点时速度之比。 v,典 例 精 析,规律总结： 平抛（或类平抛）运动处理的基本方法就是把运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动。通过研究分运动达到研究合运动的目的。,典 例 精 析,题型3.（竖直平面内的圆周运动问题）如图所示，质量为 m、电量为+q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于 O点，绳长为L，O点有一电荷量为 +Q(Q远大于q)的点电荷P，现加一个

7、水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成=300角的A点。求： (1)小球静止在A点处绳子受到的拉力； (2)外加电场大小； (3)将小球拉起至与O点等高的B点后 无初速释放，则小球经过最低点 C时，绳受到的拉力。,典 例 精 析,审题指导： 1.要注意对小球受力分析，不要漏掉库仑力。 2.在处理竖直平面内的圆周运动问题时，一般要用动能定理建立最高点、最低点的速度关系。 3.要注意库仑力始终与运动方向垂直，不做功。,典 例 精 析,题型4.（万有引力定律及应用）图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图。“嫦娥一号”进入月球轨道后，在距离月球表面高为h的轨道上绕月

8、球做匀速圆周运动。 （1）若已知月球半径为R月，月球表面的重力加速度为g月，则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少？ （2）若已知R月=R地，g月=g地，则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？,典 例 精 析,规律总结： 在利用万有引力定律解决天体运动的有关问题是，通常把天体运动看成匀速圆周运动，其需要的向心力就是天体之间相互作用的万有引力提供。即：,典 例 精 析,题型5.（卫星与航天问题）如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点已知A、B、C绕地心运动的周期相同。相对于地心，下列说法中不正确的是

9、（ ） A物体A和卫星C具有相同大小的加速度 B卫星C的运行速度大于物体A的速度 C可能出现：在每天的某一时刻卫星B 在A的正上方 D卫星B在P点的运行加速度大小与卫星C 的运行加速度大小相等,典 例 精 析,题型6.（天体与航天器的能量问题）重力势能EPmgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为EPGMm/r，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无限远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球质量未知，试求： （1）卫星做匀速圆周运动的线速度； （2）卫星的引力势能； （3）卫星的机械能； （4）