《三 曲线运动与航1.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三 曲线运动与航1.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题三 曲线运动与航天（第一课时）一、知识回顾：1做曲线运动的物体在某点的速度方向，就是曲线在该点的切线方向。曲线运动一定是 运动。做曲线运动的条件： 2运动的合成与分解均遵循平行四边形法则。合运动的各个分运动具有独立性、等时性。3平抛运动是 曲线运动。平抛运动的研究方法是：分解为水平方向的 和竖直方向的 运动 4匀速圆周运动是 曲线运动，在相等的时间里通过的 相等。质点做匀速圆周运动的条件是 。产生向心加速度的力称为向心力，由牛顿定律可知F= 。5天体的圆周运动问题（1）向心力由万有引力提供。 （2）三个宇宙速度：第一宇宙速度（环绕速度）： ，v=7.9km/s，是卫星绕地球做圆周运动的最大
2、速度，是近地人造地球卫星的最小发射速度第二宇宙速度（脱离速度）：v11.2km/s，是使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度（逃逸速度） v16.7km/s，是使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度BsOA【分类典型例题】题型一：平抛运动与圆周运动相结合例1雨伞边缘半径为r，且离地面高为h。现让雨伞以角速度绕伞柄匀速旋转，使雨滴从边缘甩出并落在地面上形成一圆圈，试求此圆圈的半径为。变式训练1如图所示，一水平放置的半径为r=0.5m的薄圆盘绕过圆心O点的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块（可看成是质点）。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，滑块与圆盘间的
3、动摩擦因数=0.2，圆盘所水平面离水平地面的高度h=2.5m，g取10m/s2（1）当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？（2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达地面时的机械能；（3）若落地点为C，求OC之间的距离题型二：圆周运动临界问题BAm例2如图所示，两绳系一质量为m=0.1kg的小球，两绳的另一端分别固定于轴的AB两处，上面绳长l=2m，两绳拉直时与轴的夹角分别为30和45，问球的角速度在什么范围内两绳始终有张力?变式训练2用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图（1）所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为，线的张力为T，则T随2变化的图象是图
4、（2）中的（ ）图（1）图（2）题型三：曲线运动的综合运用hv1v2AB例3（淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第三次调研）（12分）如图所示，在水平地面上固定一倾角=37、表面光滑的斜面体，物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。（A、B均可看作质点， sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）求： （1）物体A上滑到最高点所用的时间t； （2）物体B抛出时的初速度v2； （3）物体A、B间初始位置的高度差h。例4（徐州市2008届第一次质检）(12分) 如图所示，一个圆弧形光滑
5、细圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A 点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高， MN 是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于A点将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻力（1）若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何？（2）欲使小球能通过C点落到垫子上，小球离A点的最大高度是多少？专题三 曲线运动与航天（第二课时）题型三：万有引力定律的应用例5据报道，最近的太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍。已知一个在地球表面质量为50kg的人在这个行星表面的重量
6、约为800N，地球表面处的重力加速度为10m/s2。求： （1）该行星的半径与地球的半径之比约为多少？ （2）若在该行星上距行星表面2m高处，以10m/s的水平初速度抛出一只小球（不计任何阻力），则小球的水平射程是多大？题型四：周期性问题例6如图所示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行轨道近似为圆，天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为R0，周期为T0。（1）中央恒星O的质量是多大？（2）长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总有一些偏离，且周期性的每隔t0时间发生一次最大的偏离，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运
7、行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离。根据上述现象和假设，你能对未知行星B的运动得到哪些定量的预测？变式训练3科学家在地球轨道外侧发现了一颗绕太阳运行的小行星，经过观测该小行星每隔t时间与地球相遇一次，已知地球绕太阳公转半径是R，周期是T，设地球和小行星都是圆轨道，求小行星与地球的最近距离。题型四：同步卫星问题地球AB同步轨道例7发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为h1的圆形近地轨道上，在卫星经过A点时点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为A，远地点为B。在卫星沿椭圆轨道运动经过B点再次点火实施变轨，将卫星
8、送入同步轨道（远地点B在同步轨道上），如图所示。两次点火过程都是使卫星沿切向方向加速，并且点火时间很短。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，求：（1）卫星在近地圆形轨道运行接近A点时的加速度大小；（2）卫星同步轨道距地面的高度。 题型五：双星问题M1M2OL1L2例8两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做圆周运动，现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量 反馈练习（A）1如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为，则杆的上端受
9、到球对其作用力的大小为（ ）A BC D不能确定22006年10月18日， 世界首位女“太空游客”安萨里乘坐“联盟号”飞船，成功飞入太空，她在国际空间站逗留了9天，安萨里参与欧洲航天局的多项重要实验， 国际空间站是进行各种实验的场所，所用仪器都要经过精选，下列仪器仍然可以在空间站中使用的有( )A水银气压计 B天平 C摆钟 D多用电表3（西安市六校2008届第三次月考）如图所示，是同一轨道平面上的三颗人造地球卫星，下列说法正确的是( )地球ABCA根据，可知B根据万有引力定律，可知C角速度D向心加速度4.（盐城市2008届第一次调研）如图所示，从斜面顶端P处以初速度0向左水平抛出一小球，落在斜
10、面上的A点处，AP之间距离为L，小球在空中运动时间为t，改变初速度0的大小，L和 t 都随之改变。关于L、t与0的关系，下列说法中正确的是（ ）AL与0成正比 BL与02成正比 Ct与0成正比 Dt与02成正比 5在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？（2）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（取g=10m/s2）0h53s6如图所示，一小
11、球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为 =53的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53 = 0.8，cos53 = 0.6，求（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？（2）面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？（3）若斜面顶端高H = 20.8m，则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？7.（南通四县市2008届高三联考）（14分）如图所示，在汽车的顶部用不可伸长的细线悬挂一个质量m的小球，以大小为v0的初速度在水平面上向右做匀减速直线运动，经过时间t，汽车的位移大小为s（车仍在运动）求：（1）汽车运动的加速度大
12、小；（2）当小球相对汽车静止时，细线偏移竖直方向的夹角（用反三角函数表示）；（3）汽车速度减小到零时，若小球距悬挂的最低点高度为h，O点在O点的竖直下方此后汽车保持静止，当小球摆到最低点时细线恰好被拉断证明拉断细线后，小球在汽车水平底板上的落点与O点间的水平距离s与h的平方根成正比hOO反馈练习（B）C1.（南通四县市2008届高三联考）如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2轨道底端水平并与半球顶端相切质量为m的小球由A点静止滑下小球在水平面上的落点为C，则( ) A小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点B小球将从B点开始做平抛运动到达C点COC之
13、间的距离为 DOC之间的距离为R2. （西安市六校2008届第三次月考）1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人，若已知万有引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1（地球自转周期），一年的时间T2（地球公转的周期），地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离为L2你能计算出( )A地球的质量B太阳的质量C月球的质量D可求月球、地球及太阳的密度3.假如地球被外来的小行星撞击后，绕地轴转动转速变大；当转速超过一定时，地球的万有引力将不足以维持赤道附近的物体（包括人）随地球做圆周运动，赤道及其附近上的人将出严重的灾难。现已知地球半径为R、地球表面的重力加速度为g、地球密度为、地球质量为M、万有引力常量为G。出现这种情况时，地球的自转周期T最小为 ( )A B C D4.（2008届海安如皋高三物理期中联考）如图所示，两个3/4圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，对于下述说法，正确的是( )A若hA=hB
