第四章 平抛运动圆周运动及万有引力

第四章平抛运动圆周运动及万有引力第一页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西向心力公式、万有引力定律的应用

重点难点能力点天体运动、万有引力定律的应用空间想象能力思维能力分析解决问题的能力本章精髓提炼第二页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西高考范围与能力要求

ⅡⅡⅡⅡⅠ匀速圆周运动基本概念万有引力定律人造地球卫星的运动圆周运动中的向心力宇宙速度内容要求第三页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西高考预测

从近年高考看本章主要考查考生准确理解向心力公式，万有引力定律；要求加深理解向心力公式、万有引力定律，熟悉掌握其应用，尤其是对天体运动的分析；本章考查的重点是圆周运动与天体运动、电场、磁场的结合。第四页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西知识结构网络：曲线运动特例一平抛运动特例二圆周运动匀变速曲线运动F合＝恒量a=恒量变速圆周运动匀速圆周运动非匀变速曲线运动F合＝变量a=变量特点变速运动第五页，共三十七页，2022年，8月28日知识结构网络：北东南西匀速圆周运动典型实例F合＝F向心＝mv2/r=mrω2a向心=v2/r=rω2线速度大小不变v=s/t=rω天体运动角速度不变ω=Φ/t=2π/T周期和频率不变T=1/f描述的物理量受力特征电磁场中带电粒子的运动F合大小不变方向：始终指向圆心第六页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西知识结构网络：变速圆周运动描述的物理量线速度大小变化

角速度变化

周期和频率变化受力特征典型问题竖直圆轨道问题合外力向心力切向力第七页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西讨论1——对曲线运动的理解1、变速运动一定是曲线运动吗？2、做曲线运动的物体，其所受合外力指向何方？（不一定，但曲线运动一定是变速运动。）（指向弯曲的内侧）BAFAFB第八页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西讨论2——两直线运动的合成问题1、两互成角度的匀速直线运动的合成（一定是匀速直线运动）2、两互成角度的初速为零的匀加速直线运动的合成（一定是匀加速直线运动）3、两互成角度的初速不为零的匀加速直线运动的合成（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）4、一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合成（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）第九页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西讨论3——对圆周运动的几个概念理解1、v、ω、T、f、r的关系如何？2、区分ω与n的关系3、向心力和向心加速度的理解F向心=

mv2/r=mrω2=mvωa向心=v2/r=rω2=vω②方向：指向圆心③物理意义或作用效果：只改变速度的方向v=rω=2πr/Tω=2π/T=2πfω：rad/sn：r/sω=2πn①大小：第十页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西典型问题1——共轴或共线转动问题共轴：角速度相同共线：线速度大小相同结论——ABCO1O2第十一页，共三十七页，2022年，8月28日典型问题2——匀速圆周运动基本规律的应用北东南西1、公式：v=ωrω=2π/TT=1/f

s=vt2、与实际问题的综合圆心指向地轴，周期T=24小时,方向自西向东转①地球自转：②其他问题：第十二页，共三十七页，2022年，8月28日练习4北东南西甲、乙、丙三个物体，甲放在广州，乙放在上海，丙放在北京，当它们随地球一起转动时，则()A.甲的角速度最大，乙的线速度最小B.丙的角速度最小，甲的线速度最大C.三个物体的角速度、周期、和线速度都相等D.三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度都最小D第十三页，共三十七页，2022年，8月28日练习5北东南西太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，如在纬度较高地区上空飞行的飞机上的旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象，这些条件是（）（2002年上海）A、时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度较大；B、时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度较大；C、时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度较大；D、时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大。Ｃ第十四页，共三十七页，2022年，8月28日西东日出日落

西东东西bdca分析：西东进入黑暗进入黑暗西升东落Ｖ飞>Ｖ地东升西落Ｖ飞>Ｖ地东升西落Ｖ飞<Ｖ地进入黑暗Ｖ飞<Ｖ地北东南西第十五页，共三十七页，2022年，8月28日在日落以后，我们常能看到高空中明亮的人造卫星。现有一颗在地球赤道上空飞行的人造卫星，在日落后两小时恰在赤道上某观察者的正上方，则该卫星距地球的表面高度至少有多少Km？（已知地球的半径为R=6.4×103Km）A从北极上空看：30°AC太阳的平行光

日落A1RB练习７北东南西O《练习：全能P·56·(7)》第十六页，共三十七页，2022年，8月28日练习８

如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法正确的是：（）

A．若三物均未滑动，C物向心加速度最大

B．若三物均未滑动，B物受摩擦力最大

C．转速增加，A物比B物先滑动

D．转速增加，C物先滑动北东南西AＤ拓变：若B、C间以绳子相连情况有何不同吗？——向心力的计算第十七页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西典型问题4——变速竖直圆周运动中的临界问题：模型1：绳子OV0O受力分析GFT结论：

F向心=G+FT=mv2/r临界：

F向心=mv02/r≥G

V0≥√gR杂技——水流星翻滚过山车实际问题变化模型V0内轨第十八页，共三十七页，2022年，8月28日典型问题4——变速竖直圆周运动中的临界问题：北东南西模型2：轻杆OV0受力分析OGFN1结论：

F向心=G+FN=mv2/r临界：①拉力V0>√gRFN2实际问题变化模型

车过拱桥V0内外轨②不受力V0=√gR③支持力V0<√gR第十九页，共三十七页，2022年，8月28日拓展与思变北东南西——与电场的综合O+E临界：(Eq<mg)V0>√（g-Eq/m）RGEqO+EGEq临界：(Eq>mg)V0>√（Eq/m-g）RO+EGEqF合临界：θθ第二十页，共三十七页，2022年，8月28日在地球赤道上的A处静止放置一个小物体，现在假设地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内小物体相对地面A处来说，将()A、原地不动,物体对地面的压力消失;B、向上并逐渐向西飞去;C、向上并逐渐向东飞去;

D、一直垂直向上飞去.A/B西东AOOAA/B西东平面图练习10北东南西B第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日典型问题7北东南西——万有引力定律与天体的结合

处理的基本方法：天体运动看成匀速圆周运动，万有引力提供向心力。F=maF合=F引=F心=GMm/r2

a=v2/r=ω2r=ωva=（2π/T）2ra=（2πf）2r反思：万有引力等于重力F引=mg→GM=gr2

(黄金代换式，条件：不考虑自转）第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日北东南西练习14（2001年全国理综）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量，已知地球的半径R=6.4×106m，地球质量m=6.0×1024kg，日地中心距离r=1.5×1011m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为3.2×107s，试估算目前太阳的质量M。(估算结果只保留一位有效数字）析：地球绕太阳GMm/r2=4π2mr/T2

地球表面mg=GMm/R2

结论：M=2×1030kg第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日第二十八页，共