《高考物理专题复习(教师教学案+学案+考案)专题__曲线运动和万有引力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理专题复习(教师教学案+学案+考案)专题__曲线运动和万有引力（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题三 曲线运动和万有引力一 专题要点第一部分：平抛运动和圆周运动1. 物体做曲线运动的条件当物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。2.物体（或带电粒子）做平抛运动或类平抛运动的条件是：有初速度初速度方向与加速度方向垂直。3.物体做匀速圆周运动的条件是：合外力方向始终与物体的运动方向垂直；绳子固定物体通过最高点的条件是：；杆固定通过最高点的条件是：。物体做匀速圆周运动的向心力即物体受到的合外力。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。4.描述圆周运动的几个物理量为：角速度，线速度v，向心加速度a，周期T，频率f。其关系为：
2、5.平抛（类平抛）运动是匀变速曲线运动，物体所受的合外力为恒力，而圆周运动是变速运动，物体所受的合外力为变力，最起码合外力的方向时刻在发生变化。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。第二部分：万有引力定律及应用1.在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供，其基本关系式为：，酽锕极額閉镇桧猪訣锥。在天体表面，忽略星球自转的情况下：2.卫星的绕行速度、角速度、周期、频率和半径r的关系：由，得，所以r越大，v越小。由，得，所以r越大，越小由，得，所以r越大，T越大。由，得，所以r越大，a向(g/)越小。3.三种宇宙速度：第一、第二、第三宇宙速度 第一宇宙速度（环绕速
3、度）：是卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也是发射卫星的最小速度V1=7.9Km/s。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。第二宇宙速度（脱离速度）：使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，V2=11.2Km/s。第三宇宙速度（逃逸速度）：使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，V3=16.7 Km/s。4.天体质量M、密度的估算(1)从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r;就可以求出中心天体的质量M(2)从中心天体本身出发:只要知道中心天体的表面重力加速度g和半径R就可以求出中心天体的质量M。二 考纲要求考点要求考点解读运动的合成与分解本专题的重点是运动的合成与分
4、解、平抛运动和圆周运动。特点是综合性请、覆盖面广、纵横联系点多。可以有抛体运动与圆周运动或直线运动间多样组合，还可以与电场、磁场知识综合，命题的思路依然是以运动为线索进而从力、能量角度进行考查。应用万有引力定律解决天体运动、人造地球卫星运动、变轨问题。应该从以下几个方面进行重视：直线运动、平抛运动和圆周运动的组合性问题，主要考查运动的合成与分解、动力学特征和功能关系应用分解与合成的思想解决带电粒子在各种场中的类平抛运动问题；应用圆周运动的知识解决混合场内的圆周运动问题以我国飞速发展的航天事业为背景，凸显最新科技动态，应用万有引力定律解决卫星发射和回收变转过程中各物理量的比较和功能转化。抛体运动
5、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力离心现象万有引力定律及应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度知识网络三 典例精析题型1.（运动的合成与分解问题）若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小现假设河的宽度为120m，河中心水的流速大小为4m/s，船在静水中的速度大小为3m/s，要使般以最短时间渡河，则（ ）謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。A船渡河的最短时间是24sB在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C船在河水中航行的轨迹是一条直线D般在河水中的最大速度为5m/s解析：根据分运动具有独立性和等时性可知，当船头与河岸垂直过河时，时间t最短，t=12
6、0/3=40s，A错，B对；船速是恒定的，但是水流速度与水到河岸的距离有关，合速度的大小和方向都在不断变化，轨迹为曲线，C错；船在河水中的速度是指合运动的速度最大，D正确。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。规律总结：1.合运动与分运动具有等时性，分运动具有独立性，这一原理经常应用解决小船过河即平抛运动问题。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2.运动的合成与分解的依据仍然是平行四边形定则。3.区分分运动和合运动的基本方法是：合运动是物体的实际运动轨迹。规律总结：平抛（或类平抛）运动处理的基本方法就是把运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动。通过研究分运动达到研究合运动的目的。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。题型4.（
7、万有引力定律及应用）图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图“嫦娥一号”进入月球轨道后，在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。（1）若已知月球半径为R月，月球表面的重力加速度为g月，则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少？（2）若已知R月=R地，g月=g地，则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？中段轨道修正误差发射进入奔月轨道进入月球轨道制动开始解析：（1）设“嫦娥一号”环绕月球运行的周期是T，根据牛顿第二定律得G= mg月（2分）G= m（R月+h）（2分）解得T=（2分）（2）对于靠近天体表面的行星或卫星有mg=，v
8、=（2分）由v=知，=（1分）将R月=R地，g月=g地代入计算，可知（0.2）（2分）即近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的（0.2）倍规律总结：在利用万有引力定律解决天体运动的有关问题是，通常把天体运动看成匀速圆周运动，其需要的向心力就是天体之间相互作用的万有引力提供。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。即题型6.（天体与航天器的能量问题）重力势能EPmgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为EPGMm/r，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无限远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动。已知地
9、球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球质量未知，试求：渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。（1）卫星做匀速圆周运动的线速度；（2）卫星的引力势能；（3）卫星的机械能；（4）若要使卫星能依靠惯性飞离地球（飞到引力势能为零的地方），则卫星至少要具有多大的初速度？解析：（1）由牛顿运动定律：（2分） 得：（1分）由引力势能的表达式：（2分）卫星的机械能应该是卫星的动能和势能之和，即得（3分）（1分）由机械能守恒定律，对地球与卫星组成的系统，在地球表面的机械能与飞到无限远处的机械能相等。设初速度至少应为v铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。，（2分）解得：（1分）规律总结：在卫星和地球组成的系统内，机械能是守恒的，卫星的动能
10、可通过匀速圆周运动的线速度来求，引力势能在选择了无穷远处为零势能点后，可以用来求，机械能为两者之和。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。PABC题型2.（平抛（或类平抛）运动问题）如图所示,AB为竖直墙壁，A点和P点在同一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强电场。将一带电小球从P点以速度向A抛出，结果打在墙上的C处。若撤去电场，将小球从P点以初速向A抛出，也正好打在墙上的C点。求：贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。（1）第一次抛出后小球所受电场力和重力之比（2）小球两次到达C点时速度之比解析：（1）设AC=h、电场力为FQ，根据牛顿第二定律得：FQ+mg=ma第一次抛出时，h= (1分 )第二次抛出时，h= (1分 )由
11、、两式得a=4g (1分 )所以，FQ：G=3:1 (1分 )（2）第一次抛出打在C点的竖直分速度y1=a() (1分 )第二次抛出打在C点的竖直分速度y2=g() (1分 )第一次抛出打在C点的速度1= (1分 )第二次抛出打在C点的速度2= (1分 )所以，1：2=2：1 (1分 )规律总结：平抛（或类平抛）运动处理的基本方法就是把运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动。通过研究分运动达到研究合运动的目的。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。5.2007年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星“嫦娥一号” ，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实。嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨
12、，最终进入距月面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。A嫦娥一号绕月球运行的周期为B由题目条件可知月球的平均密度为C嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为点拨：万有引力定律及应用。和可知：,A、C错，D正确。由得，二、 学法导航复习指导：回归课本夯实基础，仔细看书把书本中的知识点掌握到位练习为主提升技能，做各种类型的习题，在做题中强化知识整理归纳举一反三，对易错知识点、易错题反复巩固1. 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍
13、做圆周运动，则（ ）A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍。D根据上述选项B和C给出的公式，可知卫星运动的线速度将减【错解】选择A，B，C所以选择A，B，C正确。【错解分析】A，B，C中的三个公式确实是正确的，但使用过程中A，正确选项为C，D。【评析】物理公式反映物理规律，不理解死记硬背经常会出错。使用中应理解记忆。知道使用条件，且知道来拢去脉。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。卫星绕地球运动近似看成圆周运动，万有引力提供向心力，由此将三、 专题综合1.（平抛运动+运动的分解+功能关系或牛顿运动定律）倾斜雪道的长为25 m，顶端高为15 m，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如
14、图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v08 m/s飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g10 m/s2）綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。解：如图选坐标，斜面的方程为：（1分）运动员飞出后做平抛运动（1分）（1分）联立三式，得飞行时间：t1.2 s （1分）落点的x坐标：x1v0t9.6 m落点离斜面顶端的距离：（1分）落点距地面的高度：（1分）接触斜面前的x分速度：y分速度：沿斜面的速度大小为：（2分）设运动员在水平雪道上运
15、动的距离为s2，由功能关系得：（2分）解得：s274.8 m（2分）（用牛顿运动定律解得s274.8 m，同样给分）2（万有引力定律+单摆+圆周运动）有人设想在地球赤道上垂直于地球表面竖起一根刚性的长杆，杆子的长度是地球半径的若干倍。长杆随地球一起自转。在长杆上距地面高度为h=R(R为地球半径)处， 悬挂一个摆长为L，质量为m的单摆(L远远小于R)。设地球半径R、地球表面的重力加速度g地球的自转周期T0均为已知，驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。(1)悬挂单摆处随地球自转的向心加速度多大? (2)该单摆的振动周期为多少? (3)单摆悬挂于长杆上距地球表面的高度H为多高处，单摆就无法振动?解：10 / 10
