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文檔簡介

第三章曲線運動、萬有引力

質(zhì)點的曲線運動、萬有引力內(nèi)容要求說明13.運動的合成和分解14.曲線運動中質(zhì)點的速度、加速度15.拋體運動16.勻速率圓周運動.線速度和角速度.周期.向心加速度.圓周運動的向心力ⅠⅠⅡⅡ

斜拋運動只作定性要求

質(zhì)點的曲線運動、萬有引力內(nèi)容要求說明17.重力.萬有引力18.萬有引力定律及其應(yīng)用19.第一宇宙速度(環(huán)繞速度)20.第二宇宙速度和第三宇宙速度21.離心現(xiàn)象ⅠⅡⅡⅠⅠ實驗內(nèi)容要求說明22.研究平拋運動1.要求會正確使用的儀器主要有2.要求認識誤差問題在實驗中的重要性,了解誤差的概念……高考把對能力的考核放在首要位置,通過考查知識及其應(yīng)用來鑒別考生能力的高低,但不把知識與能力做簡單對應(yīng)。物理學(xué)科考查的能力主要有五種,它們分屬基礎(chǔ)的和較高的兩個層次?;A(chǔ)層次的能力包括“理解能力”、“推理能力”和“實驗?zāi)芰Α?,較高層次的能力包括“應(yīng)用能力”和“探究能力”。一、曲線運動運動的合成與分解一、曲線運動運動的合成與分解平拋運動1.圖為測量子彈速率的一種裝置。子彈射穿A紙片后又射穿B紙片,已知兩紙片的距離為s,兩小孔的高度差為h,則子彈穿過A、B兩紙片的時間為_____,子彈的速率為_____,變+小結(jié)答案:2.(全國卷1)一水平拋出的小球落到一傾角為θ的斜面上時,其速度方向與斜面垂直,運動軌跡如右圖中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為.B.C.D.【答案】DA.3.如圖所示,一物體自傾角為θ的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上。物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角φ滿足A.tanφ=sinθB.tanφ=cosθC.tanφ=tanθD.tanφ=2tanθ4.如圖所示,從傾角為θ的斜坡頂端以初速度v0水平拋出一小球,不計空氣阻力,若斜坡足夠長,則小球拋出后離開斜坡的最大距離H是

。答案:小結(jié)這是難點,要通過分析抓住問題本質(zhì):最大距離的條件是什么5.用閃光燈照相的方法研究平拋運動的實驗時,記錄了A、B、C、三點,取A為坐標原點,各點坐標如圖所示,則小球作平拋運動的初速度大小為__________m/s,小球作平拋運動的初始位置的坐標為________。注意:原點不是拋出點。分析問題要全面、準確答案:1,(-10,-5)6.如圖所示,排球場總長為18m,設(shè)網(wǎng)的高度為2m,運動員站在離網(wǎng)3m遠的線上正對網(wǎng)前豎直向上跳起把球垂直于網(wǎng)水平擊出。(g=10m/s2)(1)設(shè)擊球點的高度為2.5m,球被水平擊出時的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界。

(2)若擊球點的高度小于某個值,那么無論球被水平擊出時的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是出界,試求出此高度。7.(08年高考江蘇)拋體運動在各類體育運動項目中很常見,如乒乓球運動.現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h,乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g)(1)若球在球臺邊緣O點正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出,落在球臺的P1點(如圖實線所示),求P1點距O點的距離x1.7.(08年高考江蘇)拋體運動在各類體育運動項目中很常見,如乒乓球運動.現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h,乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g)(2)若球在O點正上方以速度v2水平發(fā)出,恰好在最高點時越過球網(wǎng)落在球臺的P2點(如圖虛線所示),求v2的大小.7.(08年高考江蘇)拋體運動在各類體育運動項目中很常見,如乒乓球運動.現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h,乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g)(3)若球在O點正上方水平發(fā)出后,球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3處,求發(fā)球點距O點的高度h3。8.(08北京24)有兩個完全相同的小滑塊A和B,A沿光滑水平面以速度v0與靜止在平面邊緣O點的B發(fā)生正碰,碰撞中無機械能損失。碰后B運動的軌跡為OD曲線,如圖所示。(1)已知滑塊質(zhì)量為m,碰撞時間為△t,求碰撞過程中A對B平均沖力的大小。8.(08北京24)有兩個完全相同的小滑塊A和B,A沿光滑水平面以速度v0與靜止在平面邊緣O點的B發(fā)生正碰,碰撞中無機械能損失。碰后B運動的軌跡為OD曲線,如圖所示。(2)為了研究物體從光滑拋物線軌道頂端無初速下滑的運動,特制做一個與B平拋軌跡完全相同的光滑軌道,并將該軌道固定在與OD曲線重合的位置,讓A沿該軌道無初速下滑(經(jīng)分析,A下滑過程中不會脫離軌道)。a.分析A沿軌道下滑到任意一點的動量pA與B平拋經(jīng)過該點的動量pB的大小關(guān)系;8.(08北京24)有兩個完全相同的小滑塊A和B,A沿光滑水平面以速度v0與靜止在平面邊緣O點的B發(fā)生正碰,碰撞中無機械能損失。碰后B運動的軌跡為OD曲線,如圖所示。(2)為了研究物體從光滑拋物線軌道頂端無初速下滑的運動,特制做一個與B平拋軌跡完全相同的光滑軌道,并將該軌道固定在與OD曲線重合的位置,讓A沿該軌道無初速下滑(經(jīng)分析,A下滑過程中不會脫離軌道)。b.在OD曲線上有一M點,O和M兩點連線與豎直方向的夾角為45o。求A通過M點時的水平分速度和豎直分速度。一、曲線運動運動的合成與分解平拋運動勻速圓周運動9.如圖所示,皮帶傳動裝置轉(zhuǎn)動后,皮帶上A、B、C三點的情況是( )。(A)vA=vB,vB>vC (B)ωA=ωB,vB>vC(C)vA=vB,ωB=ωC(D)ωA>ωB,vB=vC小結(jié)共軸、共線問題。線速度、角速度、周期、頻率、向心力、向心加速度答案:A,C10.小球做圓錐擺時細繩長L,與豎直方向成θ角,求小球做勻速圓周運動的周期。(錐擺)小球受力:拉力的水平分力提供向心力解:O1O2mgFFL小球做圓周運動的半徑變火車轉(zhuǎn)彎汽車拐彎飛機盤旋錐擺模型擴展:小結(jié)圓周運動的關(guān)鍵是找向心力、找圓心、找半徑11.一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面,圓錐形筒固定,有質(zhì)量相等的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)作勻速圓周運動,如圖所示。A的運動半徑較大,則( )(A)A球的角速度必小于B球的角速度(B)A球的線速度必小于B球的線速度(C)A球的運動周期必大于B球的運動周期(D)A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ卮笥贐球?qū)ν脖诘膲毫Υ鸢?A,C變12.如圖所示,在圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場,一電子以速度v沿AO方向射入,后沿OB方向射出勻強磁場,若已知∠AOB=120°,則電子穿越此勻強磁場所經(jīng)歷的時間是______。答案:13.如圖所示,在磁感強度為B的磁場中建立平面盲角坐標系,若以初速度v0沿著與x軸夾角為60°的方向射出一質(zhì)子,設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電量為q,試求該質(zhì)子運動軌跡的圓心坐標__________。答案:14.圖畫出一個動量為p、電量為e的電子穿過寬度為d、磁感強度為B的勻強磁場的情況。如電子進入磁場時與磁場邊緣垂直,則電子穿過磁場所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角α=________。

答案:二、萬有引力星球表面,忽略自傳:二、萬有引力環(huán)繞中心天體勻速圓周:二、萬有引力雙星運動的分析:兩顆質(zhì)量可以相比的恒星相互繞著兩者連線上某固定點旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,叫雙星。對于其中一顆來說,另一顆就是其“伴星”。0m1m2“雙星”問題哈柏太空望遠鏡拍攝的天狼星雙星系統(tǒng),在左下方可以清楚的看見天狼伴星(天狼B)。1.兩顆恒星做什么運動?畫出各自的運動軌跡,并標出對應(yīng)的軌道半徑?2.兩恒星的角速度、周期有什么關(guān)系?3.兩顆恒星做圓周運動的向心力有什么力提供的?二者有什么關(guān)系?4.兩顆恒星間的距離和各自做圓周運動的軌道半徑是否相同?找出對應(yīng)的軌道半徑與兩者間距離的關(guān)系?根據(jù)雙星模型討論雙星運動特點:1.兩顆恒星均圍繞共同的旋轉(zhuǎn)中心做勻速圓周運動。2.兩顆恒星與旋轉(zhuǎn)中心時刻三點共線,即兩顆恒星角速度相同,周期相同。3.兩恒星之間萬有引力分別提供了兩恒星的向心力,是一對作用力和反作用力。4.兩顆恒星間的距離等于雙星做圓周運動的軌道半徑的和。雙星運動的特點:`典例剖析:例1.在天體運動中,把兩顆相距很近的恒星稱為雙星,這兩顆星必須各自以一定的速率繞某一中心轉(zhuǎn)動才不至于由于萬有引力而吸在一起。已知兩恒星的質(zhì)量分別為M1和M2兩恒星距離為L。求:(1)兩恒星轉(zhuǎn)動中心的位置;(2)轉(zhuǎn)動的角速度。

分析:如圖所示,兩顆恒星分別以轉(zhuǎn)動中心O作勻速圓周運動,角速度ω相同,設(shè)M1的轉(zhuǎn)動半徑為r1,M2的轉(zhuǎn)動半徑為r2=L-r1;它們之間的萬有引力是各自的向心力。解答:(1)對M1,有對M2,有O②故M1ω2r1=M2ω2(L-r1)(2)將r1值代入式①

例2.兩個星球組成雙星,它們在相互之間的萬有引力作用下,繞連線上某點做周期相同的勻速圓周運動?,F(xiàn)測得兩星中心距離為R,其運動周期為T,求兩星的總質(zhì)量。O解析:設(shè)兩星質(zhì)量分別為M1和M2,都繞連線上O點作周期為T的圓周運動,星球1和星球2到O的距離分別為l1和

l2

.由萬有引力定律和牛頓第二定律及幾何條件可得:l1l2M2M1l1+l2=R聯(lián)立解得1.一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星在距離地面高h處繞地球做勻速圓周運動。如果用地球質(zhì)量M、地球半徑R、引力常量G表示,那么衛(wèi)星運動的線速度、角速度、周期各是多少?如果用地球附近的重力加速度g表示,衛(wèi)星的線速度、角速度、周期又各是多少?二、萬有引力小結(jié)行星運動問題就是個圓周運動的問題。有兩個公式要熟悉(浙江卷)20.宇宙飛船以周期為T繞地地球作圓周運動時,由于地球遮擋陽光,會經(jīng)歷“日全食”過程,如圖所示。已知地球的半徑為R,地球質(zhì)量為M,引力常量為G,地球處置周期為T。太陽光可看作平行光,宇航員在A點測出的張角為α。則A.飛船繞地球運動的線速度為B.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為T/T0C.飛船每次“日全食”過程的時間為D.飛船周期為T=答案:AD2.均勻球體以角速度ω繞自己的對稱軸自轉(zhuǎn),若維持球體不被瓦解的唯一作用力是萬有引力,則球的最小密度應(yīng)是多少?說明:如果赤道處的球體不飛散,則其他地方也不會飛散。

通過分析找出瓦解的臨界條件,列方程答案:

實驗研究平拋運動例2、某同學(xué)用圖甲所示裝置做“研究平拋運動”的實驗,根據(jù)實驗結(jié)果在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡,但不慎將畫有軌跡圖線的坐標圖丟失了一部分,剩余部分如圖乙所示,圖乙中水平方向與豎直方向每小格的長度均代表0.10m,P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點,P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等.完成下列填空:(重力加速度取9.8m/s2)(1)設(shè)P1、P2和P3的橫坐標分別為x1、x2和x3,縱坐標分別為y1、y2和y3,從圖乙中可讀出|y1-y2|=

m,|y1-y3|=________m,|x1-x2|=______

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