高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專(zhuān)題1第3講 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)　萬(wàn)有引力.ppt

第三講曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力 重點(diǎn)知識(shí)歸納 一 平拋運(yùn)動(dòng)的重要推論1 做平拋或類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻 任意位置處設(shè)其瞬時(shí)速度與水平方向的夾角為 位移與水平方向的夾角為 則有tan 2tan 如圖3 1所示 圖3 1 2 做平拋 或類(lèi)平拋 運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn) 如圖3 2所示圖3 2 二 豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)分析1 兩種典型模型 1 繩模型 如圖3 3所示 沒(méi)有物體支撐的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的情況 圖3 3 圖3 4 3 天體運(yùn)動(dòng)的幾點(diǎn)注意 1 發(fā)射速度和環(huán)繞速度不同 環(huán)繞速度是指衛(wèi)星在固定軌道穩(wěn)定運(yùn)行的速度 不同的高度 運(yùn)行速度不同 發(fā)射速度是指使衛(wèi)星離開(kāi)地球時(shí)的速度 由于在人造地球衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中火箭要克服地球引力做功 因此將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠(yuǎn)的軌道 在地面上所需的發(fā)射速度就越大 即v發(fā)射 v環(huán)繞 所以近地人造地球衛(wèi)星的速度是最大環(huán)繞速度 也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度 熱點(diǎn)題型示例 3 平拋斜面模型的分析斜面上物體做平拋運(yùn)動(dòng)的分析 一般可以利用平拋運(yùn)動(dòng)的推論式 即充分利用斜面傾角與位移或速度的關(guān)系 再結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分立式即可求解 特別要注意斜面上平拋物體飛行的時(shí)間與初速度有關(guān) 但到達(dá)斜面時(shí) 速度的方向則與初速度的大小無(wú)關(guān) 如圖3 5所示 在傾角為 的斜面頂端A處以初速度v0水平拋出一小球 落在斜面上的某一點(diǎn)B處 設(shè)空氣阻力不計(jì) 求 1 小球從A運(yùn)動(dòng)到B處所需的時(shí)間 落到B點(diǎn)的速度及A B間的距離 2 從拋出開(kāi)始計(jì)時(shí) 經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球離斜面的距離達(dá)到最大 這個(gè)最大距離是多少 圖3 5 答案 見(jiàn)解析 強(qiáng)化訓(xùn)練1 2011年高考 如圖3 6所示 在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中 若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面H處 將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出 球剛好落在底線(xiàn)上 已知底線(xiàn)到網(wǎng)的距離為L(zhǎng) 重力加速度取g 將球的運(yùn)動(dòng)視作平拋運(yùn)動(dòng) 下列敘述正確的是 圖3 6 注意 當(dāng) 為常數(shù)時(shí) a與r成正比 當(dāng)v為常數(shù)時(shí) a與r成反比 若無(wú)特殊條件 不能說(shuō)a與r成正比還是反比 2 解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的主要步驟 1 審清題意 確定研究對(duì)象 2 分析物體的運(yùn)動(dòng)情況 3 分析物體的受力情況 確定向心力的來(lái)源 4 據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程 5 求解 討論 20分 過(guò)山車(chē)是游樂(lè)場(chǎng)中常見(jiàn)的設(shè)施 如圖3 7是一種過(guò)山車(chē)的簡(jiǎn)易模型 它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的兩個(gè)圓形軌道組成 B C分別是兩個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn) 半徑R1 2 0m R2 1 4m 一個(gè)質(zhì)量為m 1 0kg的小球 視為質(zhì)點(diǎn) 從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0 12 0m s的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng) A B間距L1 6 0m 小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 圓形軌道是光滑的 假設(shè)水平軌道足夠大 圓形軌道間不相互重疊 重力加速度取g 10m s2 計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字 試求 圖3 7 1 小球在經(jīng)過(guò)第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí) 軌道對(duì)小球作用力的大小 2 如果小球恰能通過(guò)第二個(gè)圓形軌道 B C間距L應(yīng)是多少 3 在滿(mǎn)足 2 的條件下 如果要使小球不脫離軌道 在第三個(gè)圓形軌道的設(shè)計(jì)中 半徑R3應(yīng)滿(mǎn)足的條件 小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)A的距離 圖3 8 R2 R3 2 L2 R3 R2 2 解得R3 27 9m即 1 0m R3 27 9m 18分 小球從第三個(gè)圓軌道上滑下后 又滑行距離為 L L1 2L 36 6 25 5m 即從大圓上再退回5m所以最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)A的距離為 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 強(qiáng)化訓(xùn)練2如圖3 9所示 一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心OO 轉(zhuǎn)動(dòng) 筒內(nèi)壁粗糙 筒口半徑和筒高分別為R和H 筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半 內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊 求 圖3 9 1 當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大小 2 當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 且其受到的摩擦力為零時(shí) 筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 2 當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 且其所受到的摩擦力為零時(shí) 物塊在筒壁A點(diǎn)時(shí)受到重力和支持力作用 它們的合力提供向心力 如圖 設(shè)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 有 答案 見(jiàn)解析 1 天體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及應(yīng)用 2 解答該類(lèi)問(wèn)題的兩條主線(xiàn) 一是黃金代換式 二是萬(wàn)有引力與向心力的各種表達(dá)式 同時(shí)還應(yīng)注意充分挖掘題中的隱含條件 如近地衛(wèi)星的特點(diǎn)是r R 星球表面的重力近似為萬(wàn)有引力 對(duì)于常見(jiàn)的估算題 首先要求能正確建立相應(yīng)的天體運(yùn)動(dòng)模型 其次 要求數(shù)學(xué)運(yùn)算能力比較強(qiáng) 能快速 正確得出結(jié)果 2011年高考浙江卷 為了探測(cè)X星球 載著登陸艙的探測(cè)飛船在以該星球中心為圓心 半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng) 周期為T(mén)1 總質(zhì)量為m1 隨后登陸艙脫離飛船 變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng) 此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2 則 答案 AD 強(qiáng)化訓(xùn)練3 2010年高考重慶卷 月球與地球質(zhì)量之比約為1 80 有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng) 它們都圍繞月地連線(xiàn)上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 據(jù)此觀點(diǎn) 可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小之比約為 A 1 6400B 1 80C 80 1D 6400