2020高考物理總復(fù)習(xí) 易錯題與高考綜合問題解讀 考點 4 曲線運動和萬有引力定律 探究開放題解答

1、曲線運動和萬有引力定律探究開放題解答 綜合問題1用萬有引力定律分析天體的運動l. 有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星，其軌道平面與地球的赤道平面成90 o角，它常應(yīng)用于遙感、探測假設(shè)有一個極地衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動已知：該衛(wèi)星的運動周期為丁T0/4(T0為地球的自轉(zhuǎn)周期)，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R求：(1)該衛(wèi)星一晝夜有幾次經(jīng)過赤道上空?試說明理由(2)該衛(wèi)星離地的高度H為多少?極地衛(wèi)星的向心力由萬有引力提供，結(jié)合極地衛(wèi)星的周期進行求解解答(1)由于衛(wèi)星每繞地球轉(zhuǎn)一圈，兩次經(jīng)過赤道上空，故一晝夜即四個周期，經(jīng)過赤道上空8次(2)設(shè)極地衛(wèi)星的質(zhì)量為m，它繞地球做勻速圓周運動時，萬有引力提供向

2、心力，則 H)，設(shè)在地球表面有質(zhì)量為MO的物體，則 由2,；tl兩式得 規(guī)律總結(jié)萬有引力提供向心力是這類問題的高考 資源網(wǎng)解題依據(jù)，同時注意由題意來合理選擇向心力表達式綜合問題2平拋運動的綜合應(yīng)用1. 如圖4 10所示，質(zhì)量均為m的A、B兩個彈性小球，用長為2l的不可伸長的輕繩連接?，F(xiàn)把A、B兩球置于距地面高H處(H足夠大)，間距為l，當 A球自由下落的同時，B球以速度vo指向A球水平拋出。求：(1)兩球從開始運動到相碰，A球下落的高度；(2)A、B兩球碰撞(碰撞時無機械能損失)后，各自速度的水平分量；(3)輕繩拉直過程中，B球受到繩子拉力的沖量大小A、B相碰時其豎直位移相同，B的水平位移為l

3、利用B球的平拋運動規(guī)律，結(jié)合相碰時的水平方向的動量守恒、機械能守恒可求碰后A、B速度的水平分量，并判斷出碰后A、B水平方向的運動特點，繩拉直后A、 B水平方向共同運動，結(jié)合動量守恒、動量定理即可求出 B球受到繩子拉力的沖量大小解答(1)設(shè)A球下落的高度為h則： ， ，聯(lián)立得 ，(2)相碰前后，由水平方向動量守恒得 ，由機械能守恒得 ，式中 聯(lián)立得 (3)由水平方向動量守恒得 可得 對B由動量定理得：繩子拉力的沖量大小為： 規(guī)律總結(jié)解決較為復(fù)雜的平拋運動問題，首先要明確物體運動過程，在不同的過程中合理選擇規(guī)律進行高考 資源網(wǎng)解題對平拋過程的處理一般是進行運動分解，在水平和豎直兩個方向分別列出相應(yīng)

4、表達式，進行聯(lián)立求解綜合問題3萬有引力定律的綜合應(yīng)用1. 一衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運動，已知行星表面的重力加速度為gti，行星的質(zhì)量M與衛(wèi)星的質(zhì)量m之比 ，行星的半徑R行與衛(wèi)星半徑R衛(wèi)之比 ，行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑R 之比 王剛同學(xué)想利用上述數(shù)據(jù)計算出衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面重力加速度的多少分之一他的解法如下：設(shè)衛(wèi)星表面的重力加速度為g衛(wèi)，則在衛(wèi)星表面有 經(jīng)過計算得出衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的重力加速度的三千六百分之一上述結(jié)果是否正確?若正確，列式說明；若錯誤，求出正確的結(jié)果在行星與衛(wèi)星表面均滿足任一物體的重力等于萬有引力解答所得的結(jié)果是錯誤的，正確的解法是：衛(wèi)星表面：

5、 ，行星表面： ，故：g衛(wèi)=0.16g行2. 宇宙中存在一些離其他恒星較遠的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個項點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行設(shè)每個星體的質(zhì)量均為m(1)試求第一種形式下，星體運動的線速度和周期；(2)假設(shè)兩種形式星體的運動周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少?正確畫出衛(wèi)星的分布示意圖及其做圓周運動的軌跡圖，分別求出它們所受的合外力，即為做圓周運動的向心力，結(jié)合向心力公式求解解答 (1)第一種情況下，三顆星(A、B、c)的位置及運動軌跡如圖4一11所示A、C均繞B做半徑為R的圓周運動對A星：F向=FBA+FCA= ，由牛頓第二定律： ，又 ，由可得：(2)第二種情況下，三顆星(A、B、C)的位置及運動軌跡如圖412所示設(shè)相鄰星體之間的距離為L，由幾何關(guān)系得圓周半徑