《2022年高二学业水平测试专题四抛体运动和圆周运动经典力学的局限性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高二学业水平测试专题四抛体运动和圆周运动经典力学的局限性（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四、抛体运动和圆周运动经典力学的成就与局限性1、运动的合成与分解（B）（1）运动的合成与分解指的是位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则。（2）合运动与分运动具有等时性、独立性、等效性。 等时性: 合运动与分运动经历的时间相等 独立性 : 一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其它分运动的影响 等效性 :各分运动的规律迭加起来与合运动规律有完全相同的效果（3）合运动的性质讨论：两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动；匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动或匀变速曲线运动。例 1 （10 年） .自然界中有很多物体做曲线运动
2、，在所有的曲线运动中，物体的运动速度（）A.方向一定改变B.方向一定不变C.大小一定改变D.大小一定不变例 2 （09 年）如图所示，某人由A 点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，则小船能到达对岸的位置是（）A正对岸的B 点B正对岸B 点的左侧C正对岸B 点的右侧D正对岸的任意点例 3 （10 年）将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中，封闭管口后将玻璃管竖直倒置，在蜡块匀速上浮的同时，使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀速移动（如右图所示），则蜡块相对于黑板的运动轨迹是（）例 4 （11 年）关于曲线运动，下列说法中正确的是（）A 曲线运动物体的速度方向保持不变 B曲线运动一定是变速运动C 物体受到变力作
3、用时就做曲线运动D曲线运动的物体受到的合外力可以为零2、平抛运动（ C）（1）定义：将物体以一定初速度水平抛出去，物体只在重力作用下的运动叫平抛运动，其轨迹是抛物线的一部分。（2）运动性质平抛运动是匀变速曲线运动，它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动（自由落体运动）的合运动，平抛运动的轨迹是抛物线（3）运动规律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页在水平方向：aX0；vXv0；x=v0t 在竖直方向： ay g；vygt；y=21gt2t 时刻的速度与位移大小：s=；v=（4）物体做平抛运动的时间由高度决
4、定；物体做平抛运动的水平射程由初速度和高度决定。例 5（10 年） 在不考虑空气阻力的情况下，下列物体中做平抛运动的是（）A竖直下落的篮球B水平击出的排球C斜向上踢出的足球D从桌面上弹起的乒乓球例 6 (07 年) 如图所示，一固定斜面的倾角为 ，高为h，一小球从斜面顶端沿水平方向落至斜面底端，不计小球运动中所受的空气阻力，设重力加速度为 g，则小球从抛出到离斜面距离最大所经历的时间为（）Agh2Bgh2sinCgh2Dgh例 7（09 年）如图所示，小球从楼梯上以2m/s 的速度水平抛出， 所有台阶的高度和宽度均为0.25m，取 g=10m/s2，小球抛出后首先落到的台阶是（）A第一级台阶B
5、第二级台阶C第三级台阶D第四级台阶例 8 (08 年)如图所示， 在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q 球被松开而自由下落，P、 Q 两球同时开始运动，则（）AP球先落地B Q 球先落地C两球同时落地D两球落地先后由小锤打击力的大小而定例 9 （11 年）如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落。则下列说法中正确的是（）A P球先落地 B Q球先落地C 两球下落过程中重力势能变化相等 D 两球落地时速度方向相同例 10 （11 年）决定平抛物体落地点与抛出点间水平距离的因
6、素是（）A 初速度 B抛出时物体的高度C 抛出时物体的高度和初速度 D物体的质量和初速度例 11(07 年)如图所示，一架装载救援物资的飞机，在距水平地面h=500m 的高处以v=100m/s 的水平速度飞行。地面上A、B 两点间的距离x=100m，飞机在离A 点的水平距离 x0=950m 时投放救援物资，不计空气阻力，g 取 10m/s2. （1）求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间。（2）通过计算说明，救援物资能否落在AB 区域内。22YX220yVVQ P 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页3、匀速圆周运
7、动线速度、角速度、周期和向心加速度（A ）（1）定义：物体做圆周运动，在任意相等的时间内里通过的弧长均相等的运动。（2）特点：速度大不变，方向时刻在变化，故不是匀变速曲线运动。（3）描述匀速圆周运动的物理量：线速度：描述质点沿圆弧运动的快慢，V=S/t=2 R/T=R角速度：描述质点绕圆心转动的快慢， = /t=2 /T周期：质点绕圆周运动一圈所用时间国际单位s， T 越小，运动越快T=1/f 向心加速度：只改变速度的大小，而不改变速度的方向。公式： a=Rv2= R 2= 224TR=v由上式可以看出：当线速度v 一定时，向心加速度，跟轨道半径r 成反比；当角速度一定时，向心加速度，跟轨道半
8、径r 成正比；由于v=r，所以 a=v ，即 a 总是跟 v 与 的乘积成正比其中 、T、f、n 四个物理量任知一个即可求其它各量(4)线速度与角速度的关系为v=r，由该式可知，r 一定时， v ，v 一定时， 1/r，一定时，vr. 例 12(08 年)一个物体做匀速圆周运动，关于其向心加速度的方向，下列说法中正确的是（）A与线速度方向相同B与线速度方向相反C指向圆心D背离圆心例 13 （09 年）如图所示，质量相等的A、B 两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，则两物块（）A线速度相同B角速度相同C向心加速度相同D向心力相同例 14 （10 年）如图所示，电风扇
9、工作时，叶片上a、b 两点的线速度分别为、，角速度分别为、.则下列关系正确的是（）A.B.C.D.例 15 （11 年）关于物体随地球自转的加速度，下列说法中正确的是（）A 在赤道上最大B在两极上最大C地球上处处相同D随纬度的增加而增大例 16 （11 年）如图为皮带传动示意图，假设皮带没有打滑，R r，则下列说法中正确的是（）A 大轮边缘的线速度大于小轮边缘的线速度B 大轮边缘的线速度小于小轮边缘的线速度C 大轮边缘的线速度等于小轮边缘的线速度D 大轮的角速度较大4、向心力（ C）（1）定义：做圆周运动的物体所受的指向圆心的力。avbvawbwababVV ,WWababVV ,WWabab
10、VV ,WWababVV ,WWR r 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页（2）作用效果：产生向心加速度，以不断改变物体的线速度方向，维持做物体做圆周运动。（3）方向：总是沿半径指向圆心，是一个变力。（4）大小： F=ma=mRv2= m R 2= m224TR（5）向心力来源：向心力是按力的效果来命名的，只要达到维持物体做圆周运动效果的力，就是向心力。向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力。如：水平圆盘上跟圆盘一起匀速转动的物体和匀速转弯的汽车，其摩擦力是向心力；以规定速率转弯的汽车
11、，向心力是重力和弹力的合力。（6）圆周运动向心力分析匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，即 F合=F向，这是物体做匀速圆周运动的条件。变速圆周运动：合外力沿半径方向的分力提供向心力。例 17 （11 年）物体做匀速圆周运动时，下列说法中不正确的是（）A 向心力一定指向圆心B 向心力一定是物体受到的合外力C 向心力的大小一定不变D 向心力的方向一定不变例 18（10 年）某同学为感受向心力的大小与那些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内作圆周运动（如图所示） ，则下列说法中正确的是（）A保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不
12、变B保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大C保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小例 19(08 年)如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为 1kg 的A、B两个物块，B物块用长为0.25m 的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N. A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时， 细线刚好伸直， 传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F.试通过计算在坐标系中作
13、出2F图象（作在答题卡上）. g取 10m/s2. 例 20 （09 年）如图所示，V 形细杆 AOB 能绕其对称轴OO 转到， OO 沿竖直方向， V 形杆的两臂与转轴间的夹角均为 =45 。两质量均为m=0.1kg精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页的小环，分别套在V 形杆的两臂上， 并用长为l=1.2m、 能承受最大拉力Fmax=4.5N 的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2 倍。当杆以角速度转到时，细线始终处于水平状态，取 g=10m/s2。（1）求杆转动角速度的最小值；（2）将杆的角速
14、度从（1）问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式；（3）求第（ 2）问过程中杆对每个环所做的功。5、万有引力定律（A）(1) 内容：两个物体之间的万有引力定律的大小，跟它们质量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比(2)公式：122M MFGR，其中 G=6.67 10-11Nm2/kg2，叫做万有引力恒量由英国科学家卡文迪许用扭秤装置第一次精确测定(3)适用条件：严格来说公式只适用于质点之间的相互作用但对质量均匀的球体或球壳，在研究与球外物体的引力时，可视为质量集中在球心的质点而应用公式；当两个物体间的距离远远大于物体本身大小时，公式也近似
15、适用，但它们之间的距离应取两物体质心之间的距离对于比如处于地球球心处物体与地球的万有引力、两个不规则又相互靠近的物体间的万有引力均不能直接用该式运算例 21. (07 年)一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（）A2)(hRMmGB2RMmGC2hMmGDhRMmG例 22(08 年)下列叙述中的力，属于万有引力的是（）A马拉车的力B钢绳吊起重物的力C太阳与地球之间的吸引力D两个异名磁极之问的吸引力例 23 （09 年）牛顿发现的万有引力定律是科学史上最伟大的定律
16、之一，在天体运动中起着决定性作用。万有引力定律告诉我们，两物体间的万有引力（）A与它们间的距离成正比B与它们间的距离成反比C与它们间距离的二次方成正比D与它们间距离的二次方成反比6、人造地球卫星（A）(1) 基本思路在任何情况下总满足条件：万有引力=向心力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页即： GMm/r2=mv2/r=m 2r=m(4 2/T2)r =m v当不考虑天体的自转时，可由重力 =向心力即： mg= mv2/r=m 2r=m(4 2/T2)r= m vg 是运动天体的重力加速度(2) 天体质量、密度的估算
17、测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R 和绕行周期T，M=4 2R3/GT2；测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R 和绕行速度v，M=v2R/G；测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R 和天体表面重力加速度g， M=R2g/G结合 M= (4 R3/3)，可求天体密度卫星运行速度v、角速度 、周期 t、向心加速度与轨道半径r 的关系由 GMm/r2=mv2/r 有 v=GM/r，即 v1/r，故 r 越大， v 越小；由 GMm/r2=m 2r 有 =GM/r3，即 1/r3，故 r 越大， 越小；由 GMm/r2=m(42/T2)r 有 T=2r3/G M，即 Tr3，故
18、 r 越大， t 越大；由 GMm/r2=ma 有 a=GM/r2，即 a1/r2，故 r 越大， a 越小例 24 (08 年)我国于 2007 年 10 月 24 日成功发射了 “ 嫦娥一号 ” 探月卫星 .若卫星在半径为r 的绕月圆形轨道上运行的周期T，则其线速度大小是（）A/T rB/ 2TrC/r TD 2/r T例 25 （10 年）我国于2010 年 3 月 5 日成功发射了 “ 遥感卫星九号” ，在绕地球运行的过程中，该卫星受到地球引力的大小（）A只与地球的质量有关B只与卫星的质量有关C与地球和卫星的质量均有关D与地球和卫星的质量均无关例 26 （11 年）若探月飞船绕月运行的
19、圆形轨道半径增大，则飞船的（）A 线速度大小不变 B线速度增大C 周期不变 D周期增大7、宇宙速度（ A）(1)第一宇宙速度(环绕速度 )：v=7.9km/s (地球卫星的最大运行速度，也是人造地球卫星所需的最小的发射速度 ) (2)第二宇宙速度(脱离速度 )：v=11.2km/s( 卫星挣脱地球束缚所需的最小的发射速度)；(3)第三宇宙速度(逃逸速度 )：v=16.7km/s( 卫星挣脱太阳束缚所需的最小的发射速度)8、地球同步卫星（A 级）(1)所谓同步卫星，指跟着地球自转(相对于地面静止)，与地球做同步匀速转动的卫星(2)特点： 卫星的周期与地球自转的周期T(或角速度) 相同， T=24
20、h； 卫星位于地球赤道的正上方，距地球表面的距离h 和线速度都是定值(距地面 36 万公里 )；由 T2/r3=42/GM 得 r=4.24 104km，则 h=3.6 104km；由 v=GM/r得 v=3.08km/s精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页卫星的轨道平面与地球的赤道平面重合，绕行方向与地球自转方向相同。例 27 （09 年）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫“ 第一宇宙速度” ，其大小为（）A7.9km/s B11.2 km/s C16.7 km/s D24.4 km/s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页
