高考物理一輪復習 專題一 力與運動 第3講 力與物體的曲線運動（一）平拋、圓周和天體運動課件.ppt

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第3講 力與物體的曲線運動(一) ——平拋、圓周和天體運動,1.(2013江蘇單科，1)火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知( ) A.太陽位于木星運行軌道的中心 B.火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等 C.火星與木星公轉周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方 D.相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積,解析 由開普勒第一定律(軌道定律)可知，太陽位于木星運行軌道的一個焦點上，A錯誤?；鹦呛湍拘抢@太陽運行的軌道不同，運行速度的大小不可能始終相等，B錯誤。根據(jù)開普勒第三定律(周期定律)知所有行星軌道的半長軸的三次方與它的公轉周期的平方的比值是一個常數(shù)，C正確。對于某一個行星來說，其與太陽連線在相同的時間內(nèi)掃過的面積相等，不同行星在相同的時間內(nèi)掃過的面積不相等，D錯誤。 答案 C,2.(2013江蘇單科，2)如圖1“旋轉秋千”中的兩個座椅A、B質量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上.不考慮空氣阻力的影響，當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時，下列說法正確的是( ),圖1,A.A的速度比B的大 B.A與B的向心加速度大小相等 C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等 D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小,答案 D,3.(多選)(2013江蘇單科，7)如圖2所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，分別落在地面上的M、N點，兩球運動的最大高度相同?？諝庾枇Σ挥?，則( ),圖2,A.B的加速度比A的大 B.B的飛行時間比A的長 C.B在最高點的速度比A在最高點的大 D.B在落地時的速度比A在落地時的大,解析 兩物體都只受重力，因此它們加速度相同A項錯；由題意和拋體運動規(guī)律知，豎直方向分運動完全相同，因此飛行時間一樣，則B項錯，再根據(jù)水平方向，同樣的時間內(nèi)B物體水平位移大，則B物體在最高點的速度較大，由機械能守恒定律知B落地速度比A的也大，則C、D項正確。 答案 CD,4.(2014江蘇單科，2)已知地球的質量約為火星質量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為( ) A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/s D.35.2 km/s,A,5.(多選)(2014江蘇單科，6)為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖3所示的裝置進行實驗。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落。關于該實驗，下列說法中正確的有( ),圖3,A.兩球的質量應相等 B.兩球應同時落地 C.應改變裝置的高度，多次實驗 D.實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動,解析 物體做平拋運動的規(guī)律與其質量無關，A錯誤；在實驗中A球做平拋運動，B球做自由落體運動，兩球應同時落地，實驗說明A球在豎直方向上做自由落體運動，B正確、D錯誤；為了消除偶然誤差，可改變裝置高度，多次實驗進行驗證，C正確。 答案 BC,答案 B,7.(2015新課標全國卷Ⅰ，18)一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖4所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機安裝于臺面左側邊緣的中點，能以不同速率向右側不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點距臺面高度為3h。不計空氣的作用，重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側臺面上，則v的最大取值范圍是( ),圖4,答案 D,8.(2015新課標全國卷Ⅱ，16)由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉移軌道經(jīng)過調(diào)整再進入地球同步軌道。當衛(wèi)星在轉移軌道上飛經(jīng)赤道上空時，發(fā)動機點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55103 m/s，此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖5所示，發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為( ),圖5,A.西偏北方向，1.9103 m/s B.東偏南方向，1.9103 m/s C.西偏北方向，2.7103 m/s D.東偏南方向，2.7103 m/s,答案 B,主要題型：選擇題為主 知識熱點 (1)單獨命題 ①平拋運動規(guī)律的考查 ②圓周運動規(guī)律的考查 ③天體運動、人造衛(wèi)星問題的考查 (2)交匯命題 ①平拋(類平拋)運動與圓周運動、功能關系等綜合問題的考查。 ②天體運動中的超重、失重問題。 ③結合牛頓運動定律、圓周運動、功能關系考查航天器的變軌、對接問題。 思想方法 運動的合成與分解法、模型法、假設法,考向一 平拋運動問題的分析,核心知識,規(guī)律方法,1.處理平拋(或類平拋)運動的基本方法就是把運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻加速直線運動，通過研究分運動達到研究合運動的目的。 2.要善于建立平拋運動的兩個分速度和分位移與題目呈現(xiàn)的角度之間的聯(lián)系，這往往是解決問題的突破口。,1.(2015天津市十二區(qū)縣重點中學聯(lián)考)如圖6所示，某人向對面的山坡上水平拋出兩個質量不等的石塊，分別落到A、B兩處。不計空氣阻力，則落到B處的石塊( ),A.初速度大，運動時間短 B.初速度大，運動時間長 C.初速度小，運動時間短 D.初速度小，運動時間長,圖6,答案 A,2.如圖7所示，將兩個足夠長的斜面體分別固定在水平面上，兩斜面的傾角分別為θ1＝30、θ2＝45，現(xiàn)由兩斜面的頂端以相同的初速度水平向右拋出兩個小球A、B，經(jīng)過一段時間兩小球都落在斜面上，假設兩個小球落在斜面上后均不反彈。則A、B的拋出點與落地點的水平間距的比值為( ),圖7,答案 A,3.(多選)(2015江蘇省鹽城市高三模擬)如圖8所示，在一次空－地演習中，距離水平地面高度為H的飛機以水平速度v1發(fā)射一枚炮彈欲轟炸地面上的目標P，反應靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔截。設攔截系統(tǒng)與飛機的水平距離為s，若攔截成功，不計空氣阻力，下列說法正確的是( ),圖8,答案 BD,4.[2015長沙市高考模擬考試(三)]在體育館半徑為R的半球形穹頂?shù)捻旤cC的正下方P點，以一定初速度v0水平拋出一球，球恰好落在半球面與地面相交的D點，如圖9所示。設拋球點P到穹頂C的高度為h，不計空氣阻力，則( ),圖9,答案 C,處理平拋(類平拋)運動的四條注意事項 (1)處理平拋運動(或類平拋運動)時，一般將運動沿初速度方向和垂直于初速度方向進行分解，先按分運動規(guī)律列式，再用運動的合成求合運動。 (2)對于在斜面上平拋又落到斜面上的問題，其豎直位移與水平位移之比等于斜面傾角的正切值。 (3)若平拋的物體垂直打在斜面上，則物體打在斜面上瞬間，其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角的正切值。 (4)做平拋運動的物體，其位移方向與速度方向一定不同。,考向二 圓周運動問題的分析,核心知識,規(guī)律方法,1.(2015江蘇省蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學情況調(diào)研)某同學設計了一種能自動拐彎的輪子。如圖10所示，兩等高的等距軌道a、b固定于水平桌面上，當裝有這種輪子的小車在軌道上運行到達彎道略微偏向軌道外側時，會順利實現(xiàn)拐彎而不會出軌。下列截面圖所示的輪子中，能實現(xiàn)這一功能的是( ),圖10,解析 當該小車在軌道上運行到達彎道略微偏向軌道外側時，由于慣性，內(nèi)側輪高度略降低，外側輪高度略升高，軌道對小車的支持力偏向軌道內(nèi)側，與重力的合力提供向心力，從而順利拐彎，故A正確；當該小車在軌道上運行到達彎道略微偏向軌道外側時，由于慣性，內(nèi)側輪高度略升高，外側輪高度略降低，軌道對小車的支持力偏向軌道外側，小車會產(chǎn)生側翻，故B錯誤；當該小車在軌道上運行到達彎道略微偏向軌道外側時，由于慣性，內(nèi)外側輪高度均升高，沒有外力提供向心力，小車會出軌，故C錯誤；當該小車在軌道上運行到達彎道略微偏向軌道外側時，沒有外力提供向心力，由于慣性，小車會出軌，故D錯誤。 答案 A,2.如圖11所示，輕繩的一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球(可視為質點)。當小球在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做圓周運動時，通過傳感器測得輕繩拉力T、輕繩與豎直線OP的夾角θ滿足關系式T＝a＋bcos θ，式中a、b為常數(shù)。若不計空氣阻力，則當?shù)氐闹亓铀俣葹? ),圖11,答案 D,3.(多選)(2015云南省第二次高三統(tǒng)一檢測)如圖12所示，由光滑內(nèi)壁帶狹縫的細管做成的半徑R＝10 cm的半圓形軌道ABC(管道半徑遠小于軌道半徑)豎直放置，A為最高點，C為最低點，B是半圓形軌道的中點且與圓心O處于同一高度。一質量m＝200 g的小球放在A處(在管內(nèi))，小球的直徑略小于管道的直徑，小球與一原長L＝,圖12,10 cm、勁度系數(shù)k＝100 N/m的輕彈簧相連接，彈簧的另一端固定在點O′，O′點在直徑AC上且O′C＝5 cm。取g＝10 m/s2，下列說法正確的是( ),A.把小球緩慢地沿管道從A點移動到C點的過程中，小球不能在B點以上的位置平衡 B.不論小球以何種方式沿管道從A點移動到C點，該過程中彈簧做的功一定為0 C.若在A點給小球一個水平向右的速度v＝1.5 m/s，則小球在A點時對軌道的作用力為4 N D.若在A點給小球一個水平向右的速度v′＝2 m/s，則小球在C點時對軌道的作用力為23 N,答案 ABD,4.(多選)摩擦傳動是傳動裝置中的一個重要模型，如圖13所示，甲、乙兩個水平放置的輪盤靠摩擦傳動，其中O、O′分別為兩輪盤的軸心，已知r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作時兩輪盤不打滑。今在兩輪盤上分別放置兩個同種材料制成的滑塊A、B，兩滑塊與輪盤間的動摩擦因數(shù)相等，兩滑塊到軸心O、O′的距離分別為RA、RB，且RA＝2RB。若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉動，且轉速逐漸增大，則下列敘述正確的是( ),圖13,A.滑塊相對輪盤開始滑動前，A、B的角速度大小之比為ωA∶ωB＝1∶3 B.滑塊相對輪盤開始滑動前，A、B的向心加速度大小之比為aA∶aB＝1∶3 C.轉速增大后最終滑塊A先發(fā)生相對滑動 D.轉速增大后最終滑塊B先發(fā)生相對滑動,答案 AD,考向三 天體運動 人造衛(wèi)星,核心知識,規(guī)律方法,解決天體問題的“一、二、三” (1)“一個模型”：天體的運動可簡化為圍繞中心天體做“勻速圓周運動的模型”。 (2)“兩組公式”：,(3)“三個區(qū)別” ①中心天體和環(huán)繞天體的區(qū)別； ②自轉周期和公轉周期的區(qū)別； ③星球半徑和軌道半徑的區(qū)別。,答案 AC,2.在地球的衛(wèi)星中有兩類衛(wèi)星的軌道比較特殊，一是極地衛(wèi)星，二是同步衛(wèi)星。已知某極地衛(wèi)星的運行周期為12 h，則下列關于對極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的描述正確的是( ),圖14,A.該極地衛(wèi)星的運行速度一定小于同步衛(wèi)星的運行速度 B.該極地衛(wèi)星的向心加速度一定大于同步衛(wèi)星的向心加速度 C.該極地衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于同步衛(wèi)星的發(fā)射速度 D.該極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星均與地面相對靜止,答案 B,3.(多選)(2015新課標全國卷Ⅰ，21)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4 m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關閉發(fā)動機，探測器自由下落。已知探測器的質量約為1.3103 kg，地球質量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2。則此探測器( ),A.在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s B.懸停時受到的反沖作用力約為2103 N C.從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機械能守恒 D.在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度,答案 BD,答案 C,5.宇宙中兩顆靠得比較近的恒星只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉，稱之為雙星系統(tǒng)。如圖15所示，雙星A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動，已知A、B兩恒星的半徑之比為m，A、B做圓周運動的軌道半徑之比為n，則( ),圖15,答案 B,6.(多選)(2015天津理綜，8)P1、P2為相距遙遠的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運動。圖16中縱坐標表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關系，它們左端點橫坐標相同。則( ),圖16,A.P1的平均密度比P2的大 B.P1的“第一宇宙速度”比P2的小 C.s1的向心加速度比s2的大 D.s1的公轉周期比s2的大,答案 AC,高頻考點三 衛(wèi)星運動過程中基本參量的計算與比較,(4分)(多選)(2015福建省高三質量檢查)在發(fā)射一顆質量為m的人造地球同步衛(wèi)星時，先將其發(fā)射到貼近地球表面運行的圓軌道Ⅰ上(離地面高度忽略不計)，再通過一橢圓軌道Ⅱ變軌后到達距地面高為h的預定圓軌道Ⅲ上。已知它在圓形軌道Ⅰ上運行的加速度為g，地球半徑為R，圖17中PQ長約為8R，衛(wèi)星在變軌過程中質量不變，則( ),圖17,審題流程 第一步：抓住信息→構建運動模型,,,第二步：找突破口→理清思路,答案 BC,答案 BD,