曲线运动万有引力章末总结-课件-课件-人教课标版.ppt

1、热点讲座热点讲座 4.曲线运动与万有引力定律的应用曲线运动与万有引力定律的应用 热点解读热点解读 曲线运动规律及其应用历来是高考的重点、难点和热点,它不仅涉及力学中的一般的曲线运动、平抛运动、圆周 运动,还常常涉及天体运动问题,带电粒子在电场、磁场 或复合场中的运动问题,动力学问题,功能问题.下面以现实生活中的问题(如体育竞技,军事上的射击,交 通运输和航空航天等)为模型,对曲线运动 万有引力 中高考知识点与题型进行系统的、多角度、多层次的分类 解析,以突出知识的综合应用.章末总结 专题一 曲线运动和平抛运动 1.物体做曲线运动的条件 2.曲线运动的特点 3.利用运动的合成与分解研究一般曲线运

2、动的思 维流程 (欲知)曲线运动规律经等效分解后,(只需)研 究两直线运动规律经等效合成后,(得知)曲线 运动规律.专题讲座专题讲座 在抗洪战斗中,一摩托艇要到正对岸抢救灾 民.关于该摩托艇能否到达正对岸的说法中正确 的是()A.只要摩托艇向正对岸行驶就能到达正对岸 B.由于水流有较大的速度,摩托艇不能到达正对岸 C.虽然水流有较大的速度,但只要摩托艇向上游某 一方向行驶,一定能到达正对岸 D.有可能不论摩托艇怎么行驶,都不能到达正对岸 解析 处理方法:艇在有一定流速的水中过河时,实 际上参与了两个方向的分运动,即艇随水流的运动 (水冲艇的运动)和艇相对水的运动(即在静水中的艇 的运动),艇的

3、实际运动是合运动.【例1】(2)(2)若艇要到达正对岸,必须艇行速度v1大于水流速 度v2,此时应将艇头偏向上游,过河时间:答案 D .sin1?vdt?专题二 恒力作用下的匀变速曲线运动 最典型的匀变速曲线运动有两类形式:1.只受重力作用的平抛(斜抛)物体的运动 此类问题常规解法是运动的分解.如图1所示,图1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=6 m/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,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)求:【

4、例2】图1(1)(1)物体物体A上滑到最高点所用的时间上滑到最高点所用的时间t.(2)(2)物体物体B抛出时的初速度抛出时的初速度v2 2.(3)物体A、B间初始位置的高度差h.解析解析 (1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得 mgsin =ma 代入数据得a=6 m/s2 设经过t时间B物体击中A物体,由运动学公式得 0=v1-at 代入数据得t=1 s(2)(2)物体B做平抛运动的水平位移 其初速度 (3)(3)物体A、B间的高度差 答案 (1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m m4.237cos211?tvxsm/4.22?txvm8.62137sin2121?gttv

5、h2.类平抛运动 如图2所示,一带电粒子以 竖直向上的初速度v0,自A处进入 电场强度为E、方向水平向右的匀 强电场中,它受到的电场力恰与重 力大小相等.当粒子到达图中B处时,速度大小仍 为v0,但方向变为水平向右,那么A、B之间的电势 差等于多少?从A到B经历的时间为多长?解析 带电粒子从AB的过程中,竖直分速度减 小,水平分速度增大,表明带电粒子的重力不可忽 略,且带正电荷,受电场力方向向右.依题意有 mg=Eq.【例3】图2 根据动能定理根据动能定理:UABq-mgh=0(动能不变动能不变)在竖直方向上做竖直上抛运动,则 v02-0=2gh,v0=gt 解得解得 答案答案 gvtgvh0

6、2,2?gEvgqEqvgvqmgqmghUAB222202020?gvgEv0202点评 带电粒子在电场中具有加速作用和偏转作 用.分析问题时,注意运动学、动力学、功和能等 有关规律的综合运用.当带电粒子在电场中的运动 不是类平抛运动,而是较复杂的曲线运动时,可以 把复杂的曲线运动分解到两个互相正交的简单的 分运动来求解.专题三 天体运动中的匀速圆周运动 (1)基本模型的建立 环绕模型:把天体的运动看成是环绕某中心天 体的匀速圆周运动,其所需的向心力由万有引力 提供.近球模型:处于星球表面或附近的物体受到的 万有引力近似等于物体的重力.(2)“金三角关系”所有天体运动问题的求解尽在“金三角关

7、系”之中(如图3所示)说明说明 问题属于环绕模型时,选用选用F引=F向 关系;问题属于近球模型时,选用F引=G=F向关系.解题时,先确定是哪个模型,然后选择相应的等量关系列方程,即可推出结果的表达式.(3)各类天体运动问题 星球表面重力加速度问题 这是属于近球模型,故选用F引=G=F向关系列方程.图3【例例4 4】假设火星和地球都是球体,火星质量M火和和 地球质量M地之比为M火/M地=p,火星的半径R火 和地球半径R地之比R火/R地=q,那么离火星表面R地 高处的重力加速度g火和离地球表面R地高处的重 力加速度g地之比g火/g地等于多少?解析 在地球表面有:gR2=GM,此式称为黄金代换 式,

8、如果是别的星球,将式中的地球半径R换成别的 星球半径后,此式仍成立.答案 2qp估算天体的质量和密度 测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T,即可进行估算.把卫星运动看成匀速圆周运动,则属于 环绕模型,选用F引=F向列方程,即可求解.【例5】1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算 出了地球的平均密度.根据你学过的知识,能否知道地 球密度的大小.解析 设地球质量为M,地球半径为R,地球表面的重力 加速度为g,忽略地球自转的影响,根据万有引力定律得 将地球看成均匀球体:2RGMmmg?334RV?由上两式得地球平均密度:上式中:、g、R和G均为常数,将它们的值代入 可得:e=5.510

9、3 kg/m3,即地球的平均密度为 5.5103 kg/m3.答案 5.5103 kg/m3 估算题中往往告诉的已知量很少或者什么量 也不告诉,解题时就要求我们灵活地运用一些物理 常数,如重力加速度g、圆周率、万有引力常量G等.GRgVM43?说明 地球同步卫星【例6】发射地球同步卫星时,先将卫 星发射至近地圆轨道 1,然后在Q点点 火,使火箭加速,让卫星做离心运动,进入轨道2,到达P点后,再使卫星加速,进入预定轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3 相切于P点(如图4所示).则当卫星分别在1,2,3轨 道上正常运行时,以下说法正确的是()A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道 1上的速率 B.

10、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道 1上的角速度 C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道 2上经过Q点时的加速度 D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道 3上经过P点时的加速度 图4 解析 这是一道变轨道问题.由于轨道1和轨道3都 是圆轨道,卫星运动由万有引力提供向心力,由运行 速度 可知,因r3r1,所以v3v1,故A项错误;又由角速度 所以3,小球做曲 线运动,轨迹如图C;若,小球也做曲线运动,轨迹如图B;综上所述,选项A、B、C正确,D错误.答案 D 3.3.如图7 7所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然 后水平地跳跃并离开屋顶,在下一栋建筑物的屋顶上 登陆.如果

11、他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s,4.5 m/s,那么 下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是(g取 9.8 m/s 9.8 m/s2 2)()()图7 7 A.A.B.B.C.C.如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的最小速度应大 于于6.2m/s6.2m/s D.D.如果要安全跳过去如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的最大速度应小他在屋顶跑动的最大速度应小 于于4.5 m/s 4.5 m/s 解析 根据 当他降落在下一个屋顶时,下落 的高度为y=4.9 m,所用时间 最大水平位移:x=vmt=4.51.0 m=4.5 mv1 B.1=32 C.a1a1a3 学生作答 图2 D 错解分析 错选A

12、.错因是由万有引力提供向心力,得出 由r2=r3v1.正确答案 正确选项是B、D.因1、2都是卫星,故地球的 万有引力提供向心力,由 因r1r2,故12,又因1是同步卫星,和地球自转的 角速度相同,故1=3,B正确,同理由 知 a1a3,故D正确.rGMv?,222rGMrMmGmr?得2rGMa?卫星运动时只受万有引力,而地面上的物体除受万 有引力外还受地面支持力.故虽然它们都绕地心做匀 速圆周运动,但v、a等与半径r的关系却大不相同.不能将卫星运动的规律直接用于赤道上的物体.15.15.不能正确分析向心力造成的错误不能正确分析向心力造成的错误 试题回放试题回放 如图3所示,半径R=0.9

13、m的光滑的半 圆轨道固定在竖直平面内,直径AC竖直,下端A与光滑的水平轨道相切.一个质 量m=1 kg的小球沿水平轨道进入竖直圆 轨道,通过最高点C时对轨道的压力为其重力的3倍.不计空气阻力,g取10 m/s2.(1)小球在A点的速度大小vA(2)小球的落地点到A点的距离x(3)小球在落地前瞬间重力的瞬时功率PG.图3 错解分析 错解一：(1)由mg=mvC2/R得vC=3 m/s.错解原因是机械照搬绳球模型最高点的速度最小值.错解二：由3mg=mvC2/R得vC=m/s 错误原因是不能正确分析全受力情况,计算向心力 时漏掉了重力.后两问都要以第一问的结论为基础,一旦出错失分将 会很多.正确答

14、案(1)设小球通过最高点C时的速度为vC,根据牛顿第二 定律,有mg+3mg=解得vC=6 m/s.27,2RvmC 设小球在A点的速度大小为vA,以地面为参考平面,根据机械能守恒定律,(2)小球离开C点后作平抛运动,根据 它在空中运动的时间为t=0.6 s 小球的落地点到A点的距离为x=vCt=3.6 m(3)小球落地前竖直速度vy=gt=6 m/s 小球在落地前瞬间重力的瞬时功率PG=mgvy=60 W m/s5.8m/s264:22121222?gRvvRmgmvmvCACA解得2212gtR?举一反三举一反三 在进行向心力的计算时,一定要分析清受力情况,明确哪些力和向心力有关,做到不多

15、力也不少力.另 外,细绳牵引下在竖直平面内做圆周运动,是圆周运 动中一个非常典型的类别.这类问题的特点在最高点 上,由于细绳只能给物体提供牵引力,不能提供支持力,所以最高点的受力应该满足 FT+mg=由此可见,物 体在圆周运动的最高点时速度不得低于某个值,即存在 一个临界速度v临=,这类圆周运动问题基本上都会 出现这样的关键词：“恰好能够到达最高点”、“在 最高点恰好有最小速度”等.本题中轨道内模型与细绳 牵引类圆周运动是等效的.分析时注意具体问题具体分 析,不能照搬平时的结论.,2rvmrg返回?1、再长的路一步一步得走也能走到终点，再近的距离不迈开第一步永远也不会到达。?2、从善如登，从恶

16、如崩。?3、现在决定未来，知识改变命运。?4、当你能梦的时候就不要放弃梦。?5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。?6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。?7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。?8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。?9、永远不要逃避问题，因为时间不会给弱者任何回报。?10、评价一个人对你的好坏，有钱的看他愿不愿对你花时间，没钱的愿不愿意为你花钱。?11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。?12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。?13、人生最大的错误是不断担心会犯错。?14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能

17、吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。?15、不管怎样，仍要坚持，没有梦想，永远到不了远方。?16、心态决定命运，自信走向成功。?17、第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。?18、励志照亮人生，创业改变命运。?19、就算生活让你再蛋疼，也要笑着学会忍。?20、当你能飞的时候就不要放弃飞。?21、所有欺骗中，自欺是最为严重的。?22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事，想得太多会疼，想不通会头疼，想通了会心痛。?23、天行健君子以自强不息；地势坤君子以厚德载物。?24、态度决定高度，思路决定出路，细节关乎命运。?25、世上最累人的事，莫过於虚伪的过日子。?26、事不三思终有悔，人能百

18、忍自无忧。?27、智者，一切求自己；愚者，一切求他人。?28、有时候，生活不免走向低谷，才能迎接你的下一个高点。?29、乐观本身就是一种成功。乌云后面依然是灿烂的晴天。?30、经验是由痛苦中粹取出来的。?31、绳锯木断，水滴石穿。?32、肯承认错误则错已改了一半。?33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。?34、好方法事半功倍，好习惯受益终身。?35、生命可以不轰轰烈烈，但应掷地有声。?36、每临大事，心必静心，静则神明，豁然冰释。?37、别人认识你是你的面容和躯体，人们定义你是你的头脑和心灵。?38、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。?39、人

19、的价值，在遭受诱惑的一瞬间被决定。?40、事虽微，不为不成；道虽迩，不行不至。?41、好好扮演自己的角色，做自己该做的事。?42、自信人生二百年，会当水击三千里。?43、要纠正别人之前，先反省自己有没有犯错。?44、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。?45、不可能！只存在于蠢人的字典里。?46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。?47、小事成就大事，细节成就完美。?48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。?49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。?50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。?51、对

20、于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。?52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。?53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。?54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。?55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。?56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。?57、理想的路总是为有信心的人预备着。?58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。?59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。?60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。?61

21、、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。?62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。?63、彩虹风雨后，成功细节中。?64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。?65、只要有信心，就能在信念中行走。?66、每天告诉自己一次，我真的很不错。?67、心中有理想 再累也快乐?68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。?69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。?70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！?71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。?72、只要路是对的，就不怕路远。?73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。?74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。?75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。?76、好习惯成就一生，坏习惯毁人前程。?77、年轻就是这样，有错过有遗憾，最后才会学着珍惜。?78、时间不会停下来等你，我们现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。?79、在极度失望时，上天总会给你一点希望；在你感到痛苦时，又会让你偶遇一些温暖。在这忽冷忽热中，我们学会了看护自己，学会了坚强。?80、乐观者在灾祸中看到机会；悲观者在机会中看到灾祸。