2022年高考物理专题复习曲线运动万有引力考点例析.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载专题四:曲线运动、万有引力考点例析;本章学问点,从近几年高考看,主要考查的有以下几点:(1)平抛物体的运动; (2)匀速圆周运动及其重要公式,如线速度、 角速度、 向心力等;(3)万有引力定律及其运用;( 4)运动的合成与分解;留意圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的详细应用,要加深对牛顿其次定律的懂得,提高应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的才能;近几年对人造卫星问题考查频率较高,它是对万有引力的考查;卫星问题与现代科技结合亲密,对理论联系实际的才能要求较高,要引起足够重视;本章内容常与电场、磁场、机械能等学问综合成难度
2、较大的试题,学习过程中应加强综合才能的培育;一、夯实基础学问 1、深刻懂得曲线运动的条件和特点(1)曲线运动的条件:运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动;(2)曲线运动的特点:1 在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向;曲线运动是变速运动,这是由于曲线运动的速度方向是 不断变化的;3做曲线运动的质点,其所受的合外力肯定不为零,肯定具有加速度;2、深刻懂得运动的合成与分解 物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的,由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成;由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解;运动的合成与
3、分解基本关系:1 分运动的独立性; 2 运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存);3 运动的等时性; 4 运动的矢量性(加速度、速度、位移 都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定就;)3. 深刻懂得平抛物体的运动的规律(1)物体做平抛运动的条件:只受重力作用,初速度不为零且沿水平方向;物体受 恒力作用,且初速度与恒力垂直,物体做类平抛运动;(2)平抛运动的处理方法通常,可以把平抛运动看作为两个分运动的合动动:一个是水平方向(垂直于恒力方向)的匀速直线运动,一个是竖直方向(沿着恒力方向)的匀加速直线运动;3 平抛运动的规律以抛出点为坐标原点,水平初速度V0 方向为沿 x 轴正方图
4、1 向,竖直向下的方向为y 轴正方向,建立如图1 所示的坐标系,在该坐标系下,对任一时刻t. 位移分位移xV 0, ty1 gt 22, 合位移s V0t21gt22,tangt. 22 V 0为合位移与x 轴夹角 . 速度名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分速度V xV0, Vy=gt, 学习必备欢迎下载gt2,tangt. 合速度V2 V 0V0为合速度 V与 x 轴夹角 4 平抛运动的性质 做平抛运动的物体仅受重力的作用,故平抛运动是匀变速曲线运动;4. 深刻懂得圆周运动的规律 1 匀速圆周运动:质点沿圆周运
5、动,假如在相等的时间里通过的弧长相等,这种运动就叫做匀速周圆运动;2 描述匀速圆周运动的物理量线速度 v ,物体在一段时间内通过的弧长S 与这段时间 t 的比值,叫做物体的线速度,即 V=S/t ;线速度是矢量,其方向就在圆周该点的切线方向;线速度方向是时刻在变化的,所以匀速圆周运动是变速运动;角速度,连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度 与这段时间 t 的比值叫做匀速圆周运动的角速度;即= /t ;对某一确定的匀速圆周运动来说,角速度是恒定不变的,角速度的单位是 rad/s ;周期 T 和频率 f3 描述匀速圆周运动的各物理量间的关系 : V 2 r2 fr rT4 、向心力:是按
6、作用成效命名的力,其动力学成效在于产生向心加速度,即只改变线速度方向,不会转变线速度的大小;对于匀速圆周运动物体其向心力应由其所受合外力供应;FnmanmV2m2rm42r42mf2r. rT25. 深刻懂得万有引力定律(1)万有引力定律:1自然界的一切物体都相互吸引,两个物体间的引力的大小,跟它们的质量乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比;2 公式:F G m 1 m2 2,rG=6.67 10-11N.m 2/kg 2. 3 适用条件:适用于相距很远,可以看做质点的两物体间的相互作用,质量分布匀称的球体也可用此公式运算,其中r 指球心间的距离;(2)万有引力定律的应用:1 争论重力加速度
7、g 随离地面高度 h 的变化情形:物体的重力近似为地球对物体的引力,即 mg=G R Mmh 2;所以重力加速度 g= G R Mh 2,可见, g 随 h 的增大而减小;2 求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期 T 和轨道半径r 或天体表面的重力加速度 g 和天体的半径 R,就可以求出天体的质量 M ;3 求解卫星的有关问题:依据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量等状态量;由GMm=mV2学习必备欢迎下载Mm= mr2 /T2 得 T=2r3;得
8、 V=GM r,由 Gr2rr2GM由 G Mm2 = mr 2 得 = GM ,由 Ek= 3 1mv 2= 1G Mm ;r r 2 2 r3 三种宇宙速度:1 第一宇宙速度 V1=7.9Km/s, 人造卫星的最小发射速度;2 其次宇宙速度 V2=11.2km/s, 使物体摆脱地球引力束缚的最小发射速度;( 3)第三宇宙速度V3=16.7km/s, 使物体摆脱太阳引力束缚的最小发射速度;二、解析典型问题问题 1:会用曲线运动的条件分析求解相关问题;例 1、质量为m 的物体受到一组共点恒力作用而处于平稳状态,当撤去某个恒力F1时,物体可能做 A匀加速直线运动;B匀减速直线运动;C匀变速曲线运
9、动;D变加速曲线运动;分析与解:当撤去F1 时,由平稳条件可知:物体此时所受合外力大小等于F1,方向与 F1 方向相反;如物体原先静止,物体肯定做与 如物体原先做匀速运动,如F1 相反方向的匀加速直线运动;F1 与初速度方向在同一条直线上,就物体可能做匀加速直线运动或匀减速直线运动,故 A、B 正确;如 F1 与初速度不在同始终线上,就物体做曲线运动,且其加速度为恒定值,故物体做匀变速曲线运动,故 C 正确, D 错误;正确答案为: A 、B、C;例 2、图 1中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,a 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b 是轨迹上的两点;如带电粒子在运
10、动中只受电场力作用,依据此图可作出正确判定的是()图 1 b A 带电粒子所带电荷的符号;B 带电粒子在 a、b 两点的受力方向;C 带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大;D 带电粒子在a、b 两点的电势能何处较大;分析与解:由于不清晰电场线的方向,所以在只知道粒子在a、b 间受力情形是不行能判定其带电情形的;而依据带电粒子做曲线运动的条件可判定,在 a、b 两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左;如粒子在电场中从 的电场力作用下,动能不断减小,电势能不断增大;应选项 问题 2:会依据运动的合成与分解求解船过河问题;a 向 b 点运动,故在不间断 B、C、 D 正确;名师归纳总结
11、例 3、一条宽度为L 的河流,水流速度为Vs,已知船在静水中的速度为V c,那么:第 3 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载(1)怎样渡河时间最短?(2)如 V cV s,怎样渡河位移最小?(3)如 V cV s时,船才有可能垂直于河岸(3)假如水流速度大于船上在静水中的航行速度,就不论船的航向如何,总是被水冲向下游;怎样才能使漂下的距离最短呢?如图2 丙所示,设船头Vc 与河岸成 角,合速度 V 与河岸成 角;可以看出: 角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下 角最大呢?以V s的矢尖为圆心,以Vc 为半径
12、画圆,当V 与圆相切时, 角最大,依据. cos =V c/V s,船头与河岸的夹角应为: =arccosV c/V s. 船漂的最短距离为:xmin VsV ccosVcLsin此时渡河的最短位移为:sLVsL. cosVc问题 3:会依据运动的合成与分解求解绳联物体的速度问题;对于绳联问题,由于绳的弹力总是沿着绳的方向,所以当绳不行伸长时,绳联物体的速度在绳的方向上的投影相等;求绳联物体的速度关联问题时,第一要明确绳联物体的速度,然后将两物体的速度分别沿绳的方向和垂直于绳的方向进行分解,令两物体沿绳方名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - -
13、- - - - - - 学习必备 欢迎下载向的速度相等即可求出;例 4、如图 3 所示,汽车甲以速度v1 拉汽车乙前进,乙v1 甲v2 乙VA的速度为v2,甲、乙都在水平面上运动,求v1v2分析与解:如图4 所示,甲、乙沿绳的速度分别为v1和图 3 v2cos ,两者应当相等,所以有v1v2=cos 1 例 5、如图 5 所示,杆 OA 长为 R,可绕过 O 点的水平轴在v1 甲v2 v1 乙竖直平面内转动,其端点A 系着一跨过定滑轮B、C 的不行伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M ;滑轮的半径可忽视,B 在图 4 B O 的正上方, OB 之间的距离为H;某一时刻,当绳的BA 段与C A OB
14、 之间的夹角为 时,杆的角速度为 ,求此时物块M 的速率 V m. 分析与解:杆的端点A 点绕 O 点作圆周运动,其速度VA 的方向R 与杆 OA 垂直,在所考察时其速度大小为:V A= RM O 对于速度 V A 作如图 6 所示的正交分解, 即沿绳 BA 方向和垂直于图 5 BA 方向进行分解,沿绳BA 方向的重量就是物块M 的速率 V M,因为物块只有沿绳方向的速度,所以B V M=V AcosC A 由正弦定理知,sin2sinM R O HR由以上各式得V M= Hsin .图 6 问题 4:会依据运动的合成与分解求解面接触物体的速度问题;求相互接触物体的速度关联问题时,第一要明确两
15、接触物体的速度,分析弹力的方向,然后将两物体的速度分别沿弹力的方向和垂直于弹力的方向进行分解,令两物体沿弹力方向的速度相等即可求出;例 6、一个半径为R 的半圆柱体沿水平方向向右以速度V 0R P V 1匀速运动;在半圆柱体上搁置一根竖直杆,此杆只能沿竖直方向运动,如图7 所示;当杆与半圆柱体接触点P 与柱心的连线与竖V 0 直方向的夹角为 ,求竖直杆运动的速度;分析与解: 设竖直杆运动的速度为V 1,方向竖直向上, 由于O 弹力方向沿OP 方向,所以V 0、V 1 在 OP 方向的投影相等,即有图 7V0sinV 1cos,解得 V 1=V 0.tg .问题 5:会依据运动的合成与分解求解平
16、抛物体的运动问题;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 7、如图 8 在倾角为学习必备欢迎下载V 0 水平抛出一小球,落在斜面上的 的斜面顶端A 处以速度某一点 B 处,设空气阻力不计,求(1)小球从 A 运动到 B 处所需的时间; (2)从抛出开始计时,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?分析与解:(1)小球做平抛运动,同时受到斜面体的限制,设V 0 从小球从 A 运动到 B 处所需的时间为 t,就:V 0 A 水平位移为 x=V 0t 竖直位移为 y= 1 gt 2 B V y1 2图 8 由数学关系得到 :
17、 1gt 2 V 0 t tan , t 2 V 0 tan2 g(2)从抛出开头计时,经过 t1 时间小球离斜面的距离达到最大 ,当小球的速度与斜面平行时,小球离斜面的距离达到最大;因 V y1=gt 1=V 0tan ,所以 t 1 V 0 tan;g例 8、如图 9 所示, 一高度为 h=0.2m 的水平面在 A 点处与一倾角为 =30 的斜面连接,一小球以 V0=5m/s 的速度在平面上向右运动;求小球从 A 点运动到地面所需的时间(平面 与 斜 面 均 光 滑 , 取 g=10m/s 2); 某 同 学 对 此 题 的 解 法 为 : 小 球 沿 斜 面 运 动 , 就hV 0 t
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- 2022 年高 物理 专题 复习 曲线运动 万有引力 考点
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