創(chuàng)新設(shè)計江蘇專用2017屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題一力與運動第3講力與物體的曲線運動一-平拋圓周和天體運動課件

第3講力與物體的曲線運動(一)——平拋、圓周和天體運動1.(2016·江蘇單科，2)有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍，現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計空氣阻力，圖1中①為A的運動軌跡，則B的運動軌跡是(

)A.①B.②C.③D.④解析物體做斜拋運動的軌跡只與初速度的大小和方向有關(guān)，而與物體的質(zhì)量無關(guān)，A、B兩小球的軌跡相同，故A項正確。答案A圖12.(多選)(2016·江蘇單科，7)如圖2所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運動，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動能、與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積。下列關(guān)系式正確的有(

)圖2答案AD答案B4.(2014·江蘇單科，2)已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為(

)A.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s答案A5.(多選)(2014·江蘇單科，6)為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖3所示的裝置進(jìn)行實驗。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落。關(guān)于該實驗，下列說法中正確的有(

)圖3A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B.兩球應(yīng)同時落地

C.應(yīng)改變裝置的高度，多次實驗D.實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動解析物體做平拋運動的規(guī)律與其質(zhì)量無關(guān)，A錯誤；在實驗中A球做平拋運動，B球做自由落體運動，兩球應(yīng)同時落地，實驗說明A球在豎直方向上做自由落體運動，B正確、D錯誤；為了消除偶然誤差，可改變裝置高度，多次實驗進(jìn)行驗證，C正確。答案BC6.(2016·江蘇單科，13)據(jù)報道,一法國攝影師拍到“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬間,照片中,“天宮一號”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖4所示，假設(shè)“天宮一號”正以速度v＝7.7km/s繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L＝20m，地磁場的磁感應(yīng)強度垂直于v、MN所在平面的分量B＝1.0×10－5T,將太陽帆板視為導(dǎo)體。圖4(1)求M、N間感應(yīng)電動勢的大小E；(2)在太陽帆板上將一只“1.5V，0.3W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路，不計太陽帆板和導(dǎo)線的電阻，試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由。(3)取地球半徑R＝6.4×103km,地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，試估算“天宮一號”距離地球表面的高度h(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。答案(1)1.54V

(2)不能理由見解析(3)4×105m[考

情

分

析]

201420152016力與曲線運動T2：天體運動T6：平拋運動的實驗T3：天體運動T14(2)：圓周運動T2：斜拋運動T7：天體運動T13：萬有引力定律，法拉第電磁感應(yīng)定律力與曲線運動是力學(xué)中非常重要的內(nèi)容，是高考熱點之一?？疾榈闹R點有：對平拋運動的理解及綜合運用、運動的合成與分解思想方法的應(yīng)用、豎直平面內(nèi)圓周運動的理解和應(yīng)用以及天體的運動。高考中單獨考查曲線運動的知識點時，題型為選擇題，將曲線運動與功和能、電場與磁場綜合時題型為計算題。曲線運動及運動的合成與分解[規(guī)

律

方

法]1.物體做曲線運動的條件及特點(1)條件：F合與v的方向不在同一直線上。(2)特點①F合恒定：做勻變速曲線運動。②F合不恒定：做非勻變速曲線運動。③做曲線運動的物體受的合力總是指向曲線的凹側(cè)。2.解決運動合成和分解的一般思路(1)明確合運動或分運動的運動性質(zhì)。(2)明確是在哪兩個方向上的合成或分解。(3)找出各個方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)運用力與速度的關(guān)系或矢量的運算法則進(jìn)行分析求解。1.在長約一米的一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個適當(dāng)?shù)膱A柱形的紅蠟塊，玻璃管的開口端用膠塞塞緊，將其迅速豎直倒置，紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底。現(xiàn)將此玻璃管倒置安裝在置于粗糙水平桌面上的小車上，小車從位置A以初速度v0開始運動，同時紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經(jīng)過一段時間后，小車運動到圖5中虛線位置B。按照圖4建立的坐標(biāo)系，在這一過程中紅蠟塊實際運動的軌跡可能是下圖中的(

)[精

典

題

組]圖5解析根據(jù)題述，紅蠟塊沿玻璃管勻速上升，即沿y方向做勻速直線運動；在粗糙水平桌面上的小車從A位置以初速度v0開始運動，即沿x方向紅蠟塊做勻減速直線運動，在這一過程中紅蠟塊實際運動的軌跡開口向左的拋物線，故A正確。答案

A2.(多選)(2016·連云港三模)學(xué)校組織“騎車投球”比賽，甲、乙兩參賽者沿規(guī)定直軌道勻速騎行過程中，將手中網(wǎng)球沿垂直于騎行方向水平拋向地面上的塑料筐O中，如圖6所示，A點是軌道上離框最近的點。甲以3m/s的速度騎行，在B點將網(wǎng)球以速度v水平拋出，網(wǎng)球恰好落入筐中；乙以4m/s的速度騎行，要想將球投入筐中，乙參賽者應(yīng)(不計空氣阻力)(

)圖6A.在到達(dá)B點之后將球拋出B.在到達(dá)B點之前將球拋出C.將球也以速度v水平拋出D.將球以大于v的速度水平拋出解析豎直方向上做自由落體運動，兩次網(wǎng)球的運動時間相同。水平方向網(wǎng)球有兩個分運動：分別是沿騎行方向與車相同的速度和拋出的速度。垂直于騎行方向上水平距離相等，則兩次球拋出的速度相同，C項正確，D項錯誤；由于乙的騎行速度大，網(wǎng)球沿騎行方向的速度大，而運動時間相同，故乙應(yīng)在到達(dá)B點之前將球拋出，A項錯誤，B項正確。答案

BC圖7A.小船渡河的軌跡為直線B.小船在河水中的最大速度是5m/sC.小船在距南岸200m處的速度小于在距北岸200m處的速度D.小船渡河的時間是160s解析小船在南北方向上為勻速直線運動，在東西方向上先加速，到達(dá)河中間后再減速，小船的合運動是曲線運動，A錯；當(dāng)小船運動到河中間時，東西方向上的分速度最大，此時小船的合速度最大，最大值vm＝5m/s，B對；小船在距南岸200m處的速度等于在距北岸200m處的速度，C錯；小船的渡河時間t＝200s，D錯。答案

B平拋運動的規(guī)律及分析方法[規(guī)

律

方

法]抓住“六點”破解平拋運動問題1.建立坐標(biāo)，分解運動將平拋運動分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向上的勻速直線運動(在某些情況下運動分解的方向不一定在豎直方向和水平向方向上)。2.各自獨立，分別分析6.建好“兩個模型”(1)常規(guī)的平拋運動及類平拋模型。(2)與斜面相結(jié)合的平拋運動模型。①從斜面上水平拋出又落回到斜面上：位移方向恒定，落點速度方向與斜面間的夾角恒定，此時往往分解位移，構(gòu)建位移三角形。②從斜面外水平拋出垂直落在斜面上：速度方向確定，此時往往分解速度，構(gòu)建速度三角形。1.(2016·福建省畢業(yè)班單科質(zhì)量檢查)如圖8，將a、b兩小球以不同的初速度同時水平拋出，它們均落在水平地面上的P點，a球拋出時的高度較b球的高，P點到兩球起拋點的水平距離相等，不計空氣阻力。與b球相比，a球(

)[精

典

題

組]圖8A.初速度較大B.速度變化率較大C.落地時速度一定較大D.落地時速度方向與其初速度方向的夾角較大答案

D2.如圖9所示，在水平放置的半徑為R的圓柱體的正上方的P點將一小球以水平速度v0沿垂直于圓柱體的軸線方向拋出，小球飛行一段時間后恰好從圓柱體的Q點沿切線飛過，測得O、Q連線與豎直方向的夾角為θ，那么小球完成這段飛行的時間是(

)圖9答案

C3.如圖10所示,窗子上、下沿間的高度H＝1.6m，墻的厚度d＝0.4m,某人在離墻壁距離L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.2m處的P點，將可視為質(zhì)點的小物件以v的速度水平拋出，小物件直接穿過窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s2。則v的取值范圍是(

)A.v>7m/s B.v<2.3m/sC.3m/s<v<7m/s D.2.3m/s<v<3m/s圖10答案

C有關(guān)圓周運動問題的分析與計算[規(guī)

律

方

法]1.解決圓周運動力學(xué)問題的關(guān)鍵1.如圖11所示，甲、乙圓盤的半徑之比為1∶2，兩水平圓盤緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動且不打滑。兩圓盤上分別放置質(zhì)量為m1和m2的小物體。已知m1＝2m2，兩小物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)相同，m1距甲盤圓心的距離為r，m2距乙盤圓心的距離為2r，兩小物體隨盤做勻速圓周運動。下列判斷正確的是(

)[精

典

題

組]圖11A.隨著轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動B.隨著轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動C.隨著轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1、m2同時開始滑動D.無論轉(zhuǎn)速如何增加，m1、m2始終不會滑動答案A2.(多選)飛機飛行時除受到發(fā)動機的推力外，還受到重力和機翼的升力，機翼的升力垂直于機翼所在平面向上，當(dāng)飛機在空中盤旋時機翼的內(nèi)側(cè)傾斜(如圖12所示)，以保證除發(fā)動機推力外的圖12其他力的合力提供向心力。設(shè)飛機以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動時機翼與水平面成θ角，飛行周期為T，則下列說法正確的是(

)A.若飛行速率v不變，θ增大，則半徑R增大B.若飛行速率v不變，θ增大，則周期T增大C.若θ不變，飛行速率v增大，則半徑R增大D.若飛行速率v增大，θ增大，則周期T可能不變答案

CD3.(多選)(2016·浙江理綜，20)如圖13所示為賽車場的一個“梨形”賽道，兩個彎道分別為半徑R＝90m的大圓弧和r＝40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O′距離L＝100m。賽車沿彎道路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍，假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動，在彎道上做勻速圓周運動，要使賽車不打滑，繞賽道一圈時間最短(發(fā)動機功率足夠大，重力加速度g＝10m/s2，π＝3.14)，則賽車(

)圖13A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為5.63m/s2D.通過小圓弧彎道的時間為5.58s答案AB4.(2016·江西臨川模擬)如圖14所示，長為L的細(xì)線一端固定在O點，另一端拴一質(zhì)量為m的小球。已知小球在最高點A時受到細(xì)線的拉力剛好等于小球自身的重力，O點到水平地面的距離為H(H>L)，重力加速度為g。圖14(1)求小球通過最高點A時的速度大?。?2)求小球通過最低點B時，細(xì)線對小球的拉力；(3)若小球運動到最高點A時細(xì)線斷裂或小球運動到最低點B時細(xì)線斷裂，兩種情況下小球落在水平地面上的位置到C點(C點為地面上的點，位于A點正下方)的距離相等，則L和H應(yīng)滿足什么關(guān)系？天體運動問題的分析與計算[規(guī)

律

方

法]掌握“一?！薄皟陕贰薄叭恰?，破解天體運動問題(1)一種模型：無論是自然天體(如地球、月亮)還是人造天體(如宇宙飛船、人造衛(wèi)星)都可以看作質(zhì)點，圍繞中心天體(視為靜止)做勻速圓周運動。(3)“三角等式”關(guān)系1.(2016·四川理綜，3)國務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440km，遠(yuǎn)地點高度約為2060km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35786km的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號在遠(yuǎn)地點的加速度為a1，東方紅二號的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為(

)[精

典

題

組]圖15A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3答案D2.(多選)截止到2016年2月全球定位系統(tǒng)GPS已運行了整整27年，是現(xiàn)代世界的奇跡之一。GPS全球定位系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星在軌運行，每個衛(wèi)星的環(huán)繞周期為12小時。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星相比較，下面說法正確的是(

)圖16答案

BD3.(2016·天津理綜，3)我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)射“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動，為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，下列措施可行的是(

)圖17A.使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接B.使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后空間實驗室減速等待飛船實現(xiàn)對接C.飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接D.飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接解析若使飛船與空間站在同一軌道上運行，然后飛船加速，所需向心力變大，則飛船將脫離原軌道而進(jìn)入更高的軌道，不能實現(xiàn)對接，選項A錯誤；若使飛船與空間站在同一軌道上運行，然后空間站減速，所需向心力變小，則空間站將脫離原軌道而進(jìn)入更低的軌道，不能實現(xiàn)對接，選項B錯誤；要想實現(xiàn)對接，可使飛船在比空間試驗室半徑較小的軌道上加速，然后飛船將進(jìn)入較高的空間試驗室軌道，逐漸靠近空間實驗室后，兩者速度接近時實現(xiàn)對接，選項C正確；若飛船在比空間試驗室半徑較小的軌道上減速，則飛船將進(jìn)入更低的軌道，不能實現(xiàn)對接，選項D錯誤。答案C4.雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星的總質(zhì)量為M，經(jīng)過一段時間演化后，兩星做圓周運動的周期變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時兩星的總質(zhì)量為(

)答案

C高頻考點三平拋運動與圓周運動的綜合問題[題型分析]圓周運動與平拋運動或其他運動形式相結(jié)合的題目已成為現(xiàn)在高考的熱點，物體在豎直面內(nèi)的圓周運動問題，往往要