高考物理复习专题曲线运动万有引力定律课件.ppt
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- 高考 物理 复习 专题 曲线运动 万有引力定律 课件
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1、专题四曲线运动曲线运动万有引力定律万有引力定律一开始感觉万有引力与航天怎么有这么多公式!其实后来发现这些都是 的变形,只记住原型,做题时再加上GM=gR2这个黄金代换就能解决所有的相关题目。而选择题中涉及比较两个轨道半径不同的卫星的速度、角速度、周期时,不必定量地解出v、T相对r的关系,只要定性地记住半径大的卫星角速度、速度小,而周期、机械能大就好。这种定性的记忆对变轨卫星的题目判断尤为适合。比如卫星减速后所需向心力变小,引力会使卫星轨道半径变小而呈椭圆状,再在靠近地球的一端减速,会使卫星重新变为圆轨道,故卫星从高到低变轨要经历两次减速,且最终速度大于开始时的速度。上海交通大学电子信息与电气工
2、程学院何远航 考点10考点11考点12试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10曲线运动运动的合成与分解1.(2015课标全国,16,6分)由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1103 m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55103 m/s,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为30,如图所示。发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为()A.西偏北方向,1.9103 m/sB.东偏南方向,1.9103
3、m/sC.西偏北方向,2.7103 m/sD.东偏南方向,2.7103 m/s考点13考点14考点10考点11考点12试做真题高手必备萃取高招对点精练【答案】B设卫星经转移轨道到达同步轨道时速度为v转,在此处与发动机给卫星的附加速度的合速度等于同步卫星的环绕速度。如图所示,由几何关系知 解得v加1.9103 m/s,方向为东偏南。考点13考点14考点10考点11考点12试做真题高手必备萃取高招对点精练2.(2015安徽理综,14,6分)图示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的粒子在各点处的加速度方向
4、正确的是()A.M点B.N点C.P点D.Q点【答案】C粒子在某点时的加速度方向,应沿该点和重金属原子核所在位置的连线,且指向轨迹的内侧,选项C正确。考点13考点14考点10考点11考点12试做真题高手必备萃取高招对点精练3.(2015广东理综,14,4分)如图所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向运动,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板为参照物()A.帆船朝正东方向航行,速度大小为vB.帆船朝正西方向航行,速度大小为v【答案】D在南北方向上,帆板静止,所以在此方向上帆船相对于帆板向北以速度v运动;在东西方向上,帆船静止,帆板向西以速度v运动,所以在此方向上帆船相对于帆板向东以速度v运动;以帆板为
5、参照物,帆船朝北偏东45方向航行,速度大小为故选项D正确,选项A、B、C错误。考点13考点14考点10考点11考点12试做真题高手必备萃取高招对点精练4.(2014四川理综,4,6分)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点141.运动的合成与分解(1)合运动与分运动的特征:等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等。独立性:一个物体可
6、以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响。等效性:合运动和分运动是等效替代关系,不能并存。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12(2)合运动的性质与轨迹(不在同一直线上)两个匀速直线运动的合运动一定为匀速直线运动,因为合加速度为零。一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动,因为合加速度等于恒量。若两者共线,则为匀变速直线运动,如竖直上抛运动;若两者不共线,则为匀变速曲线运动,如平抛运动。两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动,因为合加速度等于恒量。若合初速度与合加速度共线,则为匀变速直线运动;若合初速度与合加速度不共线,则为匀变速曲线运动。考点
7、13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点122.常见的绳(杆)关联模型 考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12典例导引典例导引1(2017四川成都模拟)如图所示,小船以大小为v1、方向与上游河岸成的速度(在静水中的速度)从A处过河,经过时间t正好到达正对岸的B处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸B处,在水流速度不变的情况下,可采取下列方法中的哪一种()A.只要增大v1大小,不必改变角B.只要增大角,不必改变v1大小C.在增大v1的同时,也必须适当增大角D.在增大v1的同时,也必须适当减小角考点13考点14试做真题高手必备
8、萃取高招对点精练考点10考点11考点12【解析】若只增大v1大小,不必改变角,则船在水流方向的分速度增大,因此船不可能垂直达到对岸,故A错误;若只增大角,不必改变v1大小,同理可知,水流方向的分速度在减小,而垂直河岸的分速度在增大,船不可能垂直到达对岸,故B错误;若在增大v1的同时,也适当增大角,保证水流方向的分速度不变,而垂直河岸的分速度在增大,则船能垂直达到对岸,且时间更短,故C正确;若增大v1的同时,也减小角,则水流方向的分速度增大,不能垂直到达对岸,故D错误。【答案】C考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12高招高招1小船渡河问题的分析技巧小船渡河问题的
9、分析技巧处理小船渡河问题一般在水流方向和垂直水流方向进行正交分解,根据运动的合成和分解研究这两个方向的分运动。分解如图甲,设河宽为d,水速为v1,船速为v2。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12(2)渡河航程:渡河航程由实际运动的方向决定,若v1v2,船不能垂直河岸过河,最短航程可由图丙所示确定,最短航程考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12(3)最小渡河速度在水流速度v水和船航行方向(v合的方向)一定的情况下,当船头指向(v船方向)与既定航行方向垂直时,就有最小渡河速度,此时v船min=v水sin。如图丁。丁考点13考点1
10、4试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12典例导引典例导引2如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为m0,货物的质量为m,货车以速度v向左做匀速直线运动,在将货物提升到图示的位置时,下列说法正确的是()A.货箱向上运动的速度大于vB.缆绳中的拉力FT等于(m0+m)gC.货箱向上运动的速度等于vcos D.货物对货箱底部的压力等于mg考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12【解析】将货车的速度进行正交分解,如图所示。由于绳子不可伸长,货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等,有v1=vcos
11、,故C正确;由于不断减小,v1不断增大,故货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,A错误;拉力大于(m0+m)g,故B错误;货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,属于超重,故箱中的物体对箱底的压力大于mg,D错误。【答案】C考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12高招高招2“关联关联”速度的处理方法速度的处理方法(1)找合速度:连接点(包括绳端、杆端或其端点所连接的物体)的实际运动才是合运动。(2)分解速度:将各端点的合速度沿绳(或杆)的方向及与绳(或杆)垂直的方向分解。(3)关联:沿绳(或杆)方向的分速度处处相等。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招
12、对点精练考点10考点11考点121.(2017山东菏泽模拟)光滑水平面上有一直角坐标系,质量m=4 kg的质点静止在坐标原点O处。先用沿x轴正方向的力F1=8 N作用了2 s;然后撤去F1,并立即用沿y轴正方向的力F2=24 N作用1 s,则质点在这3 s内的轨迹为图中的()考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点122.(2017山西协作体期末)如图所示,小船被绳索牵引着匀速靠岸,若水的阻力不变,则()A.绳子拉力不变B.绳子拉力不断减小C.船所受浮力不变D.船所受浮力不断减小考点13考点14
13、试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12【答案】D对小船进行受力分析,如图所示,因为小船做匀速直线运动,所以小船处于平衡状态,设拉力与水平方向的夹角为,有Fcos=FfFsin+F浮=mg船在匀速靠岸的过程中,增大,又因阻力不变,根据平衡方程知,绳子的拉力不断增大,根据平衡方程知,船的浮力减小。故D正确,A、B、C错误。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点123.(2017山东青岛一模)如图所示,光滑水平面内的xOy直角坐标系中,一质量为1 kg的小球沿x轴正方向匀速运动,速度大小为1 m/s,经过坐标原点O时,小球受到的一沿y轴负方向、大小为1
14、 N的恒力F突然撤去,其他力不变,则关于小球的运动,下列说法正确的是()A.做变加速曲线运动B.任意两段时间内速度变化大小都相等C.经过x、y坐标相等的位置时所用时间为1 sD.1 s末小球的速度大小为 m/s考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点124.(多选)(2017广东深圳一模)如图所示,物块A和圆环B用绕过定滑轮的轻绳连接在一起,圆环B套在光滑的竖直固定杆上,开始时连接圆环B的绳子处于水平。零时刻由静止释放圆环B,经时间t,圆环B下降h,此时,速度达到最大。不计滑轮摩擦和空气的阻力,
15、则()A.t时刻圆环B的速度大于A的速度B.t时刻圆环B受到的合力等于零C.0t过程物块A的机械能增加量大于圆环B的机械能减少量D.0t过程物块A的重力势能增加量大于圆环B的重力势能减少量考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12【答案】AB根据物块A的受力情况分析物块A的加速度变化;当绳子在竖直方向上的分力与物块A的重力相等时,速度最大,根据平行四边形定则求出物块A、圆环B的速度之比。根据除重力以外其他力做功等于机械能的增量判断何时物块A的机械能最小。t时刻圆环B的速度可以分解为沿绳子方向的分速度与垂直于绳子方向的分速度,其中沿绳子方向的分速度与物块A的速度大小
16、相等,由题图可知t时刻圆环B的速度大于物块A的速度,故A正确;在圆环B刚释放的瞬间,绳子的拉力方向与杆垂直,圆环B所受的合力等于mg,向下先做加速运动;当绳子在竖直方向上的分力等于圆环B的重力时,圆环B的速度最大,加速度等于0,所以圆环B受到的合力等于0,故B正确;0t过程物块A与圆环B组成的系统的机械能守恒,所以物块A的机械能增加量等于圆环B的机械能减少量,故C错误;0t过程物块A与圆环B组成的系统的机械能守恒,圆环B减少的重力势能转化为物块A的重力势能和物块A、圆环B的动能,所以0t过程物块A的重力势能增加量小于圆环B的重力势能减少量,故D错误。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点
17、精练考点10考点11考点12考点11平抛运动1.(2017课标全国,15,6分)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大【答案】CA、B、D项,同一高度射出的乒乓球在竖直方向上做自由落体运动,下降相同的距离,所用的时间相同,在竖直方向上的速度相同;下降相同的时间间隔,下降的距离相同,故A、B、D项错误。C项,乒乓球
18、在水平方向上做匀速运动。通过同一水平距离,速度较大的球所用的时间较少,下落的高度较小,故能过网,故C项正确。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点122.(2016海南单科,1,6分)在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,则小球在随后的运动中()A.速度和加速度的方向都在不断改变B.速度与加速度方向之间的夹角一直减小C.在相等的时间间隔内,速率的改变量相等D.在相等的时间间隔内,动能的改变量相等考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12【答案】B由于不计空气阻力,小球只受重力作用,加速度为g,小球做平抛运动
19、,速度的方向不断变化,在任意一段时间内速度的变化量v=gt,如图所示,选项A错误;设某时刻速度与竖直方向的夹角为,则 ,随着时间t的变大,tan 变小,选项B正确;由图可以看出,在相等的时间间隔内,速度的改变量v相等,但速率的改变量不相等,故选项C错误;在竖直方向上位移h=gt2,可知小球在相同的时间内下落的高度不同,根据动能定理,动能的改变量等于重力做的功,所以选项D错误。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点123.(2015课标全国,18,6分)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘
20、的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是()考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点124.(2014课标全国,15,6分)取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考
21、点11考点125.(多选)(2012课标全国,15,6分)如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力,则()A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点126.(2015海南单科,14,13分)如图,位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点。已知h=2
22、m,s=m。重力加速度g大小取10 m/s2。(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12(3)落地速度(4)速度改变量因为平抛运动的加速度为重力加速度g,所以在任意相等
23、时间间隔t内的速度改变量v=gt相同,方向恒为竖直向下,如图所示。注意速度变化量的大小与速率的变化不同,前者是矢量,即竖直速度的变化,后者是瞬时速度大小的变化,是标量。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点122.平抛运动的两个重要推论(1)做平抛运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图甲中A点和B点所示。(2)做平抛运动的物体在任一时刻(任一位置处),速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,有tan=2tan,如图乙所示。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点123.落点在斜面上的平抛运动
24、落点在斜面上的平抛运动主要包含两种情况,一是顺着斜面方向平抛,物体落点在斜面上,二是对着斜面方向平抛,物体落点在斜面上。考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12典例导引典例导引3(多选)(2017山东枣庄模拟)在竖直杆上安装一个光滑小导向槽,使竖直上抛的小球通过导向轨能改变方向做平抛运动。不计经导向槽时小球的能量损失,设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为v,那么当小球有最大水平位移时,下列说法正确的是()C.小球在上、下两过程中,在经过某相同高度时,合速度的大小总有v下=2v上D.当小球落地
25、时,速度方向与水平方向成45角考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12【答案】AD 考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12高招高招3平抛运动的常用分析方法平抛运动的常用分析方法(1)分解速度平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,设平抛运动的初速度为v0,在空中运动时间为t,则平抛运动在水平方向的速度为vx=v0,在竖直方向的速度为vy=gt,合速度考点13考点14试做真题高手必备萃取高招对点精练考点10考点11考点12(3)分解加速度平抛运动也不是一定要分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体
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