《【物理】2009高考专题冲刺训练配套课件三+圆周运动+天体运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【物理】2009高考专题冲刺训练配套课件三+圆周运动+天体运动（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题三 圆周运动 天体运动,目 录,要点回顾 （3）,典例赏析 （6）,跟踪练习 （20）,返回目录,1.变速圆周运动 当做圆周运动的物体所受合外力方向与速度方向 时，速度大小、方向发生变化，向心加速度和向心力都相应变化. 一般地说，当做圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，其沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的 ，不改变速度的 ；其沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的 ，不改变速度的 .分别与它们相应的向心加速度描述速度 变化的快慢，切向加速度描述速度 变化的快慢.,要点回顾,答案 不垂直；方向；大小；大小；方向；方向；大小,返回目录,2.卫星的绕行
2、速度、角速度、周期、向心加速度与半径R的关系 由 可得： ，r越大，v越小. 由 可得： ，r越大，越小. 由 可得： ，r越大，T越大. 由 可得： ，r越大，a向越小.,要点回顾,答案,返回目录,3.带电粒子（不计重力）以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，向心力由 提供，运动的轨道半径为 ，运转周期为 .,要点回顾,答案 洛仑兹力；,返回目录,典例赏析,变式练习1 AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨道相切，如图所示.一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦.求：,（1）小球运动到B点时的动能； （2
3、）小球下滑到距水平轨道的高度为 时的速度大小和方向; （3）小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点所受轨道支持力NB、NC .,解析 （1）根据机械能守恒EkmgR,返回目录,典例赏析,（2）根据机械能守恒 EkEp即： 小球速度大小 ，速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30. （3）根据牛顿运动定律及机械能守恒，在B点： 解得NB3mg 在C点：NCmg.,答案 （1）mgR；,返回目录,典例赏析,（2） ，方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30； （3）3mg；mg 变式练习2 经过用天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式
4、和分布情况有了较深刻的认识.双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离.一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理. 现根据对某一双星系统的观察测量确定：该双星系统中每个星,返回目录,典例赏析,体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动. （1）试计算该双星系统的运动周期T计算； （2）若实际上观测到的运动周期为T观测, 且T观测T计算1 （N1）.为了解释T观测与T计算的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质.作为一种简化模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质.若不考虑其他暗
5、物质的影响，请根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度.,返回目录,典例赏析,解析 首先应明确此双星系统的结构模型，如图所示.由于每个星体的线度都小于两星体之间的距离， 满足万有引力定律的使用条件. （1）双星均绕它们连线的中点做圆 周运动，设运动的速率为v，得, ,（2）根据观测结果，星体的运动周期 T计算 这种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用，与一质量等于球内暗物质的总质量m、位于中点O处的质点的作用相同.考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v观测，则有,返回目录,典例赏析, ,返回目录,典例赏析,因为在周长一定时，周期和速
6、度成反比，由式得 把式代入式得 设所求暗物质的密度为，则有 故, ,答案 （1） （2）,变式练习3 空间中存在着以x0平面为理想分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感强度分别为B1和B2，且B1B243，方向如图所示，现在原点O处有带等量异号电荷的两个带电粒子a、,返回目录,典例赏析,b，分别以大小相等的水平初动量沿x轴正向和负向同时在磁场中开始运动，且a带正电，b带负电，若a粒子在第4次经过y轴时，恰与b粒子相遇，试求a粒子和b粒子的质量比mamb（不计a、b粒子的重力）.,解析 由题意知mavambvbp，qa| qb |q， 在B1区域内RaRb ， 在B2区域内RaRb ， 所以
7、，两粒 子在场区中运动轨迹如图所示. 要a第4次经过y轴时，a、b相遇， 应相遇处必然在图中A点处，设从开 始运动到相遇历时为t，则对a有,返回目录,典例赏析,对b有 ，整理可得 变式练习4 如图所示，是一种质谱仪的示意图，从离子源S产生的正离子，经过S1和S2之间的加速电场，进入速度选择器.P1和P2间的电场强度为E，磁感应强度为B1.离子由S3射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域.由于各种离子轨迹半径R不同，而分别射到底片上不同的位置，形成谱线.,返回目录,典例赏析,答案,返回目录,典例赏析,（1）若已知S1、S2间加速电压为U，并且磁感应强度为B2，半径R也是已知的，则离子的荷质比q
8、/m . （2）若已知速度选择器中的电场强度E和磁感应强度B1，R和B2也知道，则离子的荷质比q/m . （3）要使氢的同位素氘和氚的正离子经加速电场和速度选择器以相同的速度进入磁感应强度为B2的匀强磁场（设进入加速电场时速度为零）. （A）若保持速度选择器的E和B1不变，则加速电场S1、S2间的电压之比应为 . （B）它们的谱线位置到狭缝S3间距离之比为 .,返回目录,典例赏析,解析 由于粒子在B2区域做匀速圆周运动， ，所以 这个速度也就是粒子经加速电场加速后的速度.在加速过程 中由动能定理有： 所以： ，整理得： （2）在速度选择器中，粒子沿直线穿过，故： qEqvB1，EvB1 所以,
9、返回目录,典例赏析,（3）氘核 氚核 设加速后二者速度均为v，经电场加速： 所以： 它们谱线的位置到狭缝S3距离之比实际上就是两种粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的直径之比，也是半径之比：,返回目录,典例赏析,答案 （1） （2） （3）23；23,跟踪练习,返回目录,1.某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A、B，A盘上有一个信号发射装置P，能发射水平红外线，P到圆心的距离为28 cm.B盘上有一个带窗口的红外线信号接受装置Q，Q到圆心的距离为16 cm.P、Q转动的线速度相同，都是4 m/s.当P、Q正对时，P发出的红外线恰好进入Q的接受窗口，如图所示，则P接受到的红外线信号的周期是
10、（ ） A.0.56 s B.0.28 s C.0.16 s D.0.07 s,跟踪练习,返回目录,解析 一段时间t内A转过的角度与B在t时间内转过的角度之比 应为整数之比 ，即A转4圈，B转7圈，PQ再次相 对，因此周期 2.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（ ）,答案 A,跟踪练习,返回目录,A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁 B.游客处于失重状态 C.游客受到的摩擦力等于重力 D.游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势,解析 人做圆周运动的向心力由容器壁的
11、弹力提供；竖直方向人受到的静摩擦力跟重力是一对平衡力，C选项正确；游客受到筒壁的作用力为弹力和摩擦力的合力，不与筒壁垂直，A选项错；游客在竖直方向加速度为零，故不是处于失重状态，B选项错；转速增大时，游客仍有沿筒壁下滑的趋势，受到向上的静摩擦力作用，D选项错.,答案 C,跟踪练习,返回目录,3.如图所示，将完全相同的两小球A、B用长L0.8 m的细绳悬于以速度v4 m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车的前、后壁接触.由于某种原因，小车突然停止，此时悬线的拉力之比FBFA为（g取10 m/s2）（ ） A.11 B.12 C.13 D.14,跟踪练习,返回目录,解析 小车突然停止，球B也随之
12、停止，故FBmg 球A开始从最低点摆动，则 所以 4.早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其质量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻.”后来，人们常把这类物理现象称之为“厄缶效应”. 如图所示，我们设想，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车, 正在以速率v沿水平轨道匀速向东行驶.已知：（1）地,答案 C,跟踪练习,返回目录,球的半径R；（2）地球的自转周期T.今天我们像厄缶一样，如果仅仅考虑地球的自转影响（火车随地球做线速度为 的圆周运动）时，火车对轨道的压力为N；在此基础上，又考虑到这列火车相对地面又附加了一个线速度v，做更快的匀速
13、圆周运动，并设此时火车对轨道的压力为N.那么，单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道的压力减轻的数量（NN）为（ ） A. B. C. D.,跟踪练习,返回目录,解析 设地球对列车的引力为F，列车相对于地面不动时： 列车以v的速度向东运动时： 由于该火车向东行驶而引起火车对轨道的压力减轻的数量(N N)为 5.根据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群，可测出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离r之间的关系.下列判断正确的是（ ）,答案 B,跟踪练习,返回目录,A.若v与r成正比，则环为连续物 B.若v2与r成正比，则环为小卫星群 C.若v与r成反比，则环为连续物
14、 D.若v2与r成反比，则环为小卫星群,解析 连续物是指和天体连在一起的物体，其角速度和天体相 同，其线速度v与r成正比.而对卫星来讲，其线速度 , 即v与r 的平方根成反比.由上面分析可知，连续物线速度v与r成正比；小卫星群v2与R成反比.故选A、D.,答案 AD,跟踪练习,返回目录,6.下列各组物理数据中，能够估算出月球质量的是（ ） 月球绕地球运行的周期及月、地中心间的距离 绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径 绕月球表面运行的飞船的周期及线速度 月球表面的重力加速度 A. B. C. D.,解析 求月球质量应利用围绕月球的卫星或飞船来求. 由 再由 代入上式得,跟踪练习,返回目录,月球表面的重力加速度除与月球的质量有关外，还与月球的半径有关.正确选项为C. 7.如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力）从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出，若AOB120， 则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ） A. B. C.
