高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第3講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)（一）平拋、圓周和天體運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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第3講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)(一) ——平拋、圓周和天體運(yùn)動(dòng),1.(2013江蘇單科，1)火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知( ) A.太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心 B.火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等 C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的立方 D.相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積,解析 由開(kāi)普勒第一定律(軌道定律)可知，太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，A錯(cuò)誤?；鹦呛湍拘抢@太陽(yáng)運(yùn)行的軌道不同，運(yùn)行速度的大小不可能始終相等，B錯(cuò)誤。根據(jù)開(kāi)普勒第三定律(周期定律)知所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值是一個(gè)常數(shù)，C正確。對(duì)于某一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，其與太陽(yáng)連線在相同的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，不同行星在相同的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積不相等，D錯(cuò)誤。 答案 C,2.(2013江蘇單科，2)如圖1“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等，通過(guò)相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上.不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ),圖1,A.A的速度比B的大 B.A與B的向心加速度大小相等 C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等 D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小,答案 D,3.(多選)(2013江蘇單科，7)如圖2所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，分別落在地面上的M、N點(diǎn)，兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同?？諝庾枇Σ挥?jì)，則( ),圖2,A.B的加速度比A的大 B.B的飛行時(shí)間比A的長(zhǎng) C.B在最高點(diǎn)的速度比A在最高點(diǎn)的大 D.B在落地時(shí)的速度比A在落地時(shí)的大,解析 兩物體都只受重力，因此它們加速度相同A項(xiàng)錯(cuò)；由題意和拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，豎直方向分運(yùn)動(dòng)完全相同，因此飛行時(shí)間一樣，則B項(xiàng)錯(cuò)，再根據(jù)水平方向，同樣的時(shí)間內(nèi)B物體水平位移大，則B物體在最高點(diǎn)的速度較大，由機(jī)械能守恒定律知B落地速度比A的也大，則C、D項(xiàng)正確。 答案 CD,4.(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(yùn)動(dòng)的速率約為( ) A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/s D.35.2 km/s,A,5.(多選)(2014江蘇單科，6)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖3所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開(kāi)，自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有( ),圖3,A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等 B.兩球應(yīng)同時(shí)落地 C.應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn) D.實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),解析 物體做平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與其質(zhì)量無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；在實(shí)驗(yàn)中A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球應(yīng)同時(shí)落地，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明A球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，B正確、D錯(cuò)誤；為了消除偶然誤差，可改變裝置高度，多次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，C正確。 答案 BC,答案 B,7.(2015新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，18)一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖4所示。水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1和L2，中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h。不計(jì)空氣的作用，重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過(guò)選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，則v的最大取值范圍是( ),圖4,答案 D,8.(2015新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，16)由于衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過(guò)調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道。當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.55103 m/s，此時(shí)衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖5所示，發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為( ),圖5,A.西偏北方向，1.9103 m/s B.東偏南方向，1.9103 m/s C.西偏北方向，2.7103 m/s D.東偏南方向，2.7103 m/s,答案 B,主要題型：選擇題為主 知識(shí)熱點(diǎn) (1)單獨(dú)命題 ①平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查 ②圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查 ③天體運(yùn)動(dòng)、人造衛(wèi)星問(wèn)題的考查 (2)交匯命題 ①平拋(類平拋)運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系等綜合問(wèn)題的考查。 ②天體運(yùn)動(dòng)中的超重、失重問(wèn)題。 ③結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系考查航天器的變軌、對(duì)接問(wèn)題。 思想方法 運(yùn)動(dòng)的合成與分解法、模型法、假設(shè)法,考向一 平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析,核心知識(shí),規(guī)律方法,1.處理平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的基本方法就是把運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)研究分運(yùn)動(dòng)達(dá)到研究合運(yùn)動(dòng)的目的。 2.要善于建立平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分速度和分位移與題目呈現(xiàn)的角度之間的聯(lián)系，這往往是解決問(wèn)題的突破口。,1.(2015天津市十二區(qū)縣重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖6所示，某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€(gè)質(zhì)量不等的石塊，分別落到A、B兩處。不計(jì)空氣阻力，則落到B處的石塊( ),A.初速度大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短 B.初速度大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) C.初速度小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短 D.初速度小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),圖6,答案 A,2.如圖7所示，將兩個(gè)足夠長(zhǎng)的斜面體分別固定在水平面上，兩斜面的傾角分別為θ1＝30、θ2＝45，現(xiàn)由兩斜面的頂端以相同的初速度水平向右拋出兩個(gè)小球A、B，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間兩小球都落在斜面上，假設(shè)兩個(gè)小球落在斜面上后均不反彈。則A、B的拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平間距的比值為( ),圖7,答案 A,3.(多選)(2015江蘇省鹽城市高三模擬)如圖8所示，在一次空－地演習(xí)中，距離水平地面高度為H的飛機(jī)以水平速度v1發(fā)射一枚炮彈欲轟炸地面上的目標(biāo)P，反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時(shí)以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔截。設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s，若攔截成功，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是( ),圖8,答案 BD,4.[2015長(zhǎng)沙市高考模擬考試(三)]在體育館半徑為R的半球形穹頂?shù)捻旤c(diǎn)C的正下方P點(diǎn)，以一定初速度v0水平拋出一球，球恰好落在半球面與地面相交的D點(diǎn)，如圖9所示。設(shè)拋球點(diǎn)P到穹頂C的高度為h，不計(jì)空氣阻力，則( ),圖9,答案 C,處理平拋(類平拋)運(yùn)動(dòng)的四條注意事項(xiàng) (1)處理平拋運(yùn)動(dòng)(或類平拋運(yùn)動(dòng))時(shí)，一般將運(yùn)動(dòng)沿初速度方向和垂直于初速度方向進(jìn)行分解，先按分運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式，再用運(yùn)動(dòng)的合成求合運(yùn)動(dòng)。 (2)對(duì)于在斜面上平拋又落到斜面上的問(wèn)題，其豎直位移與水平位移之比等于斜面傾角的正切值。 (3)若平拋的物體垂直打在斜面上，則物體打在斜面上瞬間，其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角的正切值。 (4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，其位移方向與速度方向一定不同。,考向二 圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析,核心知識(shí),規(guī)律方法,1.(2015江蘇省蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)拐彎的輪子。如圖10所示，兩等高的等距軌道a、b固定于水平桌面上，當(dāng)裝有這種輪子的小車在軌道上運(yùn)行到達(dá)彎道略微偏向軌道外側(cè)時(shí)，會(huì)順利實(shí)現(xiàn)拐彎而不會(huì)出軌。下列截面圖所示的輪子中，能實(shí)現(xiàn)這一功能的是( ),圖10,解析 當(dāng)該小車在軌道上運(yùn)行到達(dá)彎道略微偏向軌道外側(cè)時(shí)，由于慣性，內(nèi)側(cè)輪高度略降低，外側(cè)輪高度略升高，軌道對(duì)小車的支持力偏向軌道內(nèi)側(cè)，與重力的合力提供向心力，從而順利拐彎，故A正確；當(dāng)該小車在軌道上運(yùn)行到達(dá)彎道略微偏向軌道外側(cè)時(shí)，由于慣性，內(nèi)側(cè)輪高度略升高，外側(cè)輪高度略降低，軌道對(duì)小車的支持力偏向軌道外側(cè)，小車會(huì)產(chǎn)生側(cè)翻，故B錯(cuò)誤；當(dāng)該小車在軌道上運(yùn)行到達(dá)彎道略微偏向軌道外側(cè)時(shí)，由于慣性，內(nèi)外側(cè)輪高度均升高，沒(méi)有外力提供向心力，小車會(huì)出軌，故C錯(cuò)誤；當(dāng)該小車在軌道上運(yùn)行到達(dá)彎道略微偏向軌道外側(cè)時(shí)，沒(méi)有外力提供向心力，由于慣性，小車會(huì)出軌，故D錯(cuò)誤。 答案 A,2.如圖11所示，輕繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))。當(dāng)小球在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)傳感器測(cè)得輕繩拉力T、輕繩與豎直線OP的夾角θ滿足關(guān)系式T＝a＋bcos θ，式中a、b為常數(shù)。若不計(jì)空氣阻力，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹? ),圖11,答案 D,3.(多選)(2015云南省第二次高三統(tǒng)一檢測(cè))如圖12所示，由光滑內(nèi)壁帶狹縫的細(xì)管做成的半徑R＝10 cm的半圓形軌道ABC(管道半徑遠(yuǎn)小于軌道半徑)豎直放置，A為最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B是半圓形軌道的中點(diǎn)且與圓心O處于同一高度。一質(zhì)量m＝200 g的小球放在A處(在管內(nèi))，小球的直徑略小于管道的直徑，小球與一原長(zhǎng)L＝,圖12,10 cm、勁度系數(shù)k＝100 N/m的輕彈簧相連接，彈簧的另一端固定在點(diǎn)O′，O′點(diǎn)在直徑AC上且O′C＝5 cm。取g＝10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是( ),A.把小球緩慢地沿管道從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，小球不能在B點(diǎn)以上的位置平衡 B.不論小球以何種方式沿管道從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，該過(guò)程中彈簧做的功一定為0 C.若在A點(diǎn)給小球一個(gè)水平向右的速度v＝1.5 m/s，則小球在A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力為4 N D.若在A點(diǎn)給小球一個(gè)水平向右的速度v′＝2 m/s，則小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力為23 N,答案 ABD,4.(多選)摩擦傳動(dòng)是傳動(dòng)裝置中的一個(gè)重要模型，如圖13所示，甲、乙兩個(gè)水平放置的輪盤靠摩擦傳動(dòng)，其中O、O′分別為兩輪盤的軸心，已知r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作時(shí)兩輪盤不打滑。今在兩輪盤上分別放置兩個(gè)同種材料制成的滑塊A、B，兩滑塊與輪盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，兩滑塊到軸心O、O′的距離分別為RA、RB，且RA＝2RB。若輪盤乙由靜止開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)速逐漸增大，則下列敘述正確的是( ),圖13,A.滑塊相對(duì)輪盤開(kāi)始滑動(dòng)前，A、B的角速度大小之比為ωA∶ωB＝1∶3 B.滑塊相對(duì)輪盤開(kāi)始滑動(dòng)前，A、B的向心加速度大小之比為aA∶aB＝1∶3 C.轉(zhuǎn)速增大后最終滑塊A先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) D.轉(zhuǎn)速增大后最終滑塊B先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),答案 AD,考向三 天體運(yùn)動(dòng) 人造衛(wèi)星,核心知識(shí),規(guī)律方法,解決天體問(wèn)題的“一、二、三” (1)“一個(gè)模型”：天體的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為圍繞中心天體做“勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型”。 (2)“兩組公式”：,(3)“三個(gè)區(qū)別” ①中心天體和環(huán)繞天體的區(qū)別； ②自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的區(qū)別； ③星球半徑和軌道半徑的區(qū)別。,答案 AC,2.在地球的衛(wèi)星中有兩類衛(wèi)星的軌道比較特殊，一是極地衛(wèi)星，二是同步衛(wèi)星。已知某極地衛(wèi)星的運(yùn)行周期為12 h，則下列關(guān)于對(duì)極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的描述正確的是( ),圖14,A.該極地衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度 B.該極地衛(wèi)星的向心加速度一定大于同步衛(wèi)星的向心加速度 C.該極地衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于同步衛(wèi)星的發(fā)射速度 D.該極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星均與地面相對(duì)靜止,答案 B,3.(多選)(2015新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，21)我國(guó)發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行；然后經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，在離月面4 m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對(duì)于月球靜止)；最后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器自由下落。已知探測(cè)器的質(zhì)量約為1.3103 kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2。則此探測(cè)器( ),A.在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s B.懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2103 N C.從離開(kāi)近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械能守恒 D.在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度,答案 BD,答案 C,5.宇宙中兩顆靠得比較近的恒星只受到彼此之間的萬(wàn)有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)。如圖15所示，雙星A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知A、B兩恒星的半徑之比為m，A、B做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為n，則( ),圖15,答案 B,6.(多選)(2015天津理綜，8)P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖16中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同。則( ),圖16,A.P1的平均密度比P2的大 B.P1的“第一宇宙速度”比P2的小 C.s1的向心加速度比s2的大 D.s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大,答案 AC,高頻考點(diǎn)三 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過(guò)程中基本參量的計(jì)算與比較,(4分)(多選)(2015福建省高三質(zhì)量檢查)在發(fā)射一顆質(zhì)量為m的人造地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將其發(fā)射到貼近地球表面運(yùn)行的圓軌道Ⅰ上(離地面高度忽略不計(jì))，再通過(guò)一橢圓軌道Ⅱ變軌后到達(dá)距地面高為h的預(yù)定圓軌道Ⅲ上。已知它在圓形軌道Ⅰ上運(yùn)行的加速度為g，地球半徑為R，圖17中PQ長(zhǎng)約為8R，衛(wèi)星在變軌過(guò)程中質(zhì)量不變，則( ),圖17,審題流程 第一步：抓住信息→構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型,,,第二步：找突破口→理清思路,答案 BC,答案 BD,