2022高三物理-专题复习曲线运动考纲要求与例题(4)课件2.ppt

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1、曲线运动考纲要求与例题曲线运动考纲要求与例题高三物理知识块高三物理知识块系列复习复习第一页，编辑于星期四：二十二点 八分。知识要求知识要求类：运动的合成与分解类：运动的合成与分解类：曲线运动中质点的速度沿轨道的切类：曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向，且必具有加速度；平抛运动；匀线方向，且必具有加速度；平抛运动；匀速率圆周运动，线速度和角速度，周期，速率圆周运动，线速度和角速度，周期，圆周运动的向心加速度圆周运动的向心加速度a=v2/R。第二页，编辑于星期四：二十二点 八分。技能要求技能要求一、解题思路：一、解题思路：1、明确研究对象；、明确研究对象；2、确确定定研研究究对对象象运运动动的的

2、轨轨道道平平面面和和圆圆心心位位置置，以便确定向心力的方向。以便确定向心力的方向。3、分分析析物物体体的的受受力力情情况况（注注意意：向向心心力力是是根根据据效效果果命命名名的的“效效果果力力”，分分析析物物体体的的受受力力时时，切切不不可可在性质力以外再添加一个向心力）；在性质力以外再添加一个向心力）；4、以沿半径方向和垂直半径方向建立直角坐标、以沿半径方向和垂直半径方向建立直角坐标系，则沿半径方向的合力提供物体做圆周运动系，则沿半径方向的合力提供物体做圆周运动的向心力。的向心力。第三页，编辑于星期四：二十二点 八分。二、圆周运动中的临界问题二、圆周运动中的临界问题1、外外界界不不能能提提供

3、供支支持持力力的的物物体体的的圆圆周周运运动动，如如细细绳绳系系着着的的物物体体、沿沿圆圆环环内内壁壁在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动时时，物物体体通通过过最最高高点点时时其其速速度度必必须须满满足足。（试试推推导）导）2、外外界界可可以以提提供供支支持持力力的的物物体体做做圆圆周周运运动动，如如有有轻轻杆杆或或管管约约束束的的物物体体在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动时时，物物体体通过最高点时的速度必须满足通过最高点时的速度必须满足。（试推导）。（试推导）mg=mV2/r.Mg-N=mV2/R0第四页，编辑于星期四：二十二点 八分。三、人造卫星的变轨问题三、人造卫星的变

4、轨问题F供供；F需需。当F供F需时，卫星向着圆心方向偏离轨道，r变小，引力做正功动能增大，V变大，F需增大，到 F供=F需时达到新的平衡。第五页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题一例题一在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为些，路面与水平面间的夹角为。设拐弯路段是。设拐弯路段是半径为半径为R的圆弧，要使车速为的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，

5、应应等于（等于（）本题的关键是圆心的位置第六页，编辑于星期四：二十二点 八分。水平面a向？a向？圆心圆心mgNF向变成地下通道啦！第七页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题二例题二（1999全全国国）如如图图，细细杆杆的的一一端端与与一一小小球球相相连连，可可绕绕过过O点点的的水水平平轴轴自自由由转转动动。现现给给小小球球一一初初速速度度，使使它它在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动，图图中中a、b分分别别是是小小球球轨轨道道的的最最低低点点和和最最高高点点，则则杆杆对对球球的的作作用用力力可可能能是（是（）Aa处为拉力，处为拉力，b处为拉力；处为拉力；Ba处为拉力，处为拉力，b处为推

6、力；处为推力；Ca处为推力，处为推力，b处为拉力；处为拉力；Da处为推力，处为推力，b处为推力；处为推力；a处不可能是推力AB第八页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题三例题三（2001上海）组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，上海）组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为做圆周运动。由此能得到半径为R、密度为、密度为、质量、质量为为M且均匀分布的星球的最小自转周期且均匀分布的星球的最小自

7、转周期T。下列表。下列表达式中正确的是（达式中正确的是（）AD第九页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题四例题四一光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖一光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，其顶角为直方向，其顶角为60，如图所示。一条长为，如图所示。一条长为l的的轻绳，一端固定在锥顶轻绳，一端固定在锥顶O点，另一端拴一质量为点，另一端拴一质量为m的小球，小球以速率的小球，小球以速率v绕圆锥的轴线做水平面内的绕圆锥的轴线做水平面内的匀速圆周运动。匀速圆周运动。Olm第十页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题分析与解答例题分析与解答（1）水平方向水平方向Tsin-Ncos=m2lsi

8、n竖直方向竖直方向Tcos+Nsin=mgOlmmgTN得：T=mgcos+m2lsin2 N=mgsin-m2lsincos现VV0,所以小球已经离开锥面 第十一页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题五例题五一宇航员抵达一半径为一宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球的质量的星球表面后，为了测定该星球的质量M，做如下的实验：取一根细线穿过光滑的水平细直管，细线一端拴一质量为做如下的实验：取一根细线穿过光滑的水平细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端连接在固定的测力计上，手握细直管策动砝码，使它在的砝码，另一端连接在固定的测力计上，手握细直管策动砝码，使它在竖直平面内做完整的圆周

9、运动，停止策动细直管，砝码可继续在同一竖直竖直平面内做完整的圆周运动，停止策动细直管，砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动，如图所示。此时观察测力计，得到当砝码运动平面内做完整的圆周运动，如图所示。此时观察测力计，得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为F。已知引力恒量。已知引力恒量为为G，试根据题中所提供的条件和测量结果，求出该星球的质量，试根据题中所提供的条件和测量结果，求出该星球的质量M。第十二页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题分析与解答例题分析与解答先求出这个星球的重力加速度先求出这个星球的重力加速度g0，最高

10、点最高点T2+mg0=mV22/r最低点最低点T1-mg0=mV12/r机械能守恒F=T2-T1，g0=F/6m=GM/R2得M=FR2/6Gm第十三页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题六例题六（2003年江苏省高考题，年江苏省高考题，12分）据美联社分）据美联社2002年年10月月7日报道，天文学家在太阳系的日报道，天文学家在太阳系的9大行星大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约为而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年年.若若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，问它把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，问它与太阳

11、的距离约是地球与太阳距离的多少倍与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍.（最后结果可用根式表示）（最后结果可用根式表示）第十四页，编辑于星期四：二十二点 八分。例题分析与解答例题分析与解答设设太太阳阳的的质质量量为为M，地地球球的的质质量量为为m0，绕绕太太阳阳公公转转的的周周期期为为T0，与与太太阳阳的的距距离离为为R0，公公转转角角速速度度为为0；新新行行星星的的质质量量为为m，绕绕太太阳阳公公转转的的周周期期为为T，与与太太阳的距离为阳的距离为R，公转角速度为，公转角速度为，根据万有引力定律和牛顿定律，得根据万有引力定律和牛顿定律，得第十五页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业1、人

12、造卫星的轨道半径越大，则（人造卫星的轨道半径越大，则（）A速度越小，周期越小速度越小，周期越小B速度越小，周期越大速度越小，周期越大C速度越大，周期越小速度越大，周期越小D速度越大，周期越大速度越大，周期越大B第十六页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业2、同同步步卫卫星星离离地地心心距距离离为为r，运运行行速速率率为为v1，加加速速度度为为a1，地地球球赤赤道道上上物物体体自自转转的的向向心心加加速速度度为为a2，第第一一宇宇宙宙速速度度为为v2，地地球球半径为半径为R，下列关系中正确的有（，下列关系中正确的有（）Aa1/a2=r/RBa1/a2=r2/R2Cv1/v2=R2/r2Dv1

13、2/v22=R/rAD第十七页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业3、太太阳阳从从东东边边升升起起，西西边边落落下下，是是地地球球上上的的自自然然现现象象，但但在在某某些些条条件件下下，在在纬纬度度较较高高地地区区上上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是()A时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大B时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大C时间必须

14、是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大D时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大C看到太阳从西边升起的时间必须是清晨还是傍晚？看到太阳从西边升起的时间必须是清晨还是傍晚？以地球为参照物太阳是从东方升起西边落下，这是因以地球为参照物太阳是从东方升起西边落下，这是因为地球在处西向东转动。为地球在处西向东转动。飞机只有由东向西飞才能看到太阳从西边升起。飞机只有由东向西飞才能看到太阳从西边升起。第十八页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业4、一一圆圆盘盘

15、可可绕绕过过盘盘心心的的竖竖直直轴轴转转动动，在在圆圆盘盘上上放放置置一一木木块块，木木块块随随圆盘一起匀速转动，如图所示，则（圆盘一起匀速转动，如图所示，则（）A木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆心木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆心B木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆心木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆心C因因木木块块随随圆圆盘盘一一起起运运动动，故故木木块块受受到到圆圆盘盘对对它它的的摩摩擦擦力，方向同木块运动方向一致力，方向同木块运动方向一致D摩摩擦擦力力总总是是阻阻碍碍物物体体运运动动，所所以以木木块块受受到到圆圆盘盘对对它它摩摩擦擦力力方方向与木块运动方向相反向与木块运动方

16、向相反B木块有离圆心而去的运动趋势，静摩擦木块有离圆心而去的运动趋势，静摩擦力的方向与此运动趋势相反。力的方向与此运动趋势相反。第十九页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业5、火火车车转转弯弯时时，若若火火车车超超速速行行驶驶，则则与与正正常常速速率率行行驶驶比较（比较（）A外轨对轮缘的侧压力减小外轨对轮缘的侧压力减小B内轨对轮缘的侧压力增大内轨对轮缘的侧压力增大C铁轨对火车的支持力增大铁轨对火车的支持力增大D火车受的支持力不变火车受的支持力不变外轨内轨GNFF小于小于mV2/R时出时出现现F大于大于mV2/R时时出现出现C外轨的侧压力的竖直分外轨的侧压力的竖直分力出现相当于火车的重力出现

17、相当于火车的重力增大。力增大。第二十页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业6、DA第二十一页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业7、如图所示，轻杆长如图所示，轻杆长2L，中点装在水平轴，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球点，两端分别固定着小球A、B，A和和B球球质量分别为质量分别为m、2m，整个装置在竖直平面，整个装置在竖直平面内做圆周运动，当杆绕内做圆周运动，当杆绕O转动到某一速度转动到某一速度时，时，A球到达最高点，此时球球到达最高点，此时球A与杆之间与杆之间恰好无相互作用力，求此时恰好无相互作用力，求此时O轴所受力大轴所受力大小和方向。小和方向。OAB第二十二页，编辑于星期四

18、：二十二点 八分。分析分析先研究先研究A球球mg=mV2/L,V2=gL.再研究再研究B球球T-2mg=2mV2/L,T=4mg.最后研究杆，受力图如右最后研究杆，受力图如右OABTB=4mgNo=TB=4mg轴所受压力为4mg，方向向下。第二十三页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业8、有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是高度。已知该单摆在海平面处的周期是T0。当气球停。当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为在某一高度时，测得该单摆周期为T。求该气球此时离。求该气球此时离海平面的高度海平面的高度h。把地

19、球看做质量均匀分布的半径为。把地球看做质量均匀分布的半径为R的球体。的球体。h=R（T-T0）/T0 第二十四页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业9、宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间经过时间t t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为距离为L L。若抛出时的初速增大到。若抛出时的初速增大到2 2倍，则抛出点与落地点之间倍，则抛出点与落地点之间的距离为的距离为 L L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半

20、径为为R R，万有引力常数为，万有引力常数为G G。求该星球的质量。求该星球的质量M M。先画示意图先画示意图HV0哪一段是哪一段是L？L2V0求这个星球的求这个星球的重力加速度重力加速度gs.第二十五页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业10、半径为半径为R1m的光滑细圆管放在水平面上，通过十的光滑细圆管放在水平面上，通过十字支架固定于圆心字支架固定于圆心O处，如图所示。设可视为质点处，如图所示。设可视为质点的质量分别为的质量分别为m3kg、M=4kg的两小球放在管中，的两小球放在管中，它们之间有少量炸药。点燃炸药后，它们各自它们之间有少量炸药。点燃炸药后，它们各自做匀速圆周运动，则做匀

21、速圆周运动，则（1）它们第一次相遇时，）它们第一次相遇时，M、m各转过多少角各转过多少角度？度？（2）若炸药中有）若炸药中有E42J的化学能转化为的化学能转化为M、m的的动能，那么从爆炸分离到它们第一次相遇经过多少时动能，那么从爆炸分离到它们第一次相遇经过多少时间？间？（3）在上述条件下从爆炸分离经过多长时间，圆管）在上述条件下从爆炸分离经过多长时间，圆管受到两小球作用力的合力第一次为受到两小球作用力的合力第一次为60N？第二十六页，编辑于星期四：二十二点 八分。OMm(1)mv1=MV2V1=4m/s,V2=3m/s(2)t=2 R/(V1+V2)=0.9s(3)N1=mV12/R=48N,

22、(4)N2=MV22/R=36N合力为60N时，两力要垂直，N1N2t2=T/4=2 R/4(V1+V2)=0.224s第二十七页，编辑于星期四：二十二点 八分。作业作业11、在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一质量为不导电细线的一端连着一质量为m的带电的带电小球，另一端固定于小球，另一端固定于O点，把小球拉起至点，把小球拉起至细线与场强平行，然后无初速释放，已知细线与场强平行，然后无初速释放，已知小球沿图示轨迹运动到最低点的另一侧时，小球沿图示轨迹运动到最低点的另一侧时，线与竖直方向的最大夹角为线与竖直方向的最大夹角为，如图所示，如图所示，求小球经过最低点时细线对小球的拉力。求小球经过最低点时细线对小球的拉力。第二十八页，编辑于星期四：二十二点 八分。分析分析给图三位置加字母给图三位置加字母ABC从A到C，减少的重力势能等于增加的电势能mgLcos=EqL(1+sin)从A到B，用动能定理。mV2/2-0=WG+WE=mgL-EqL在B点，T-mg=mV2/LT=3mg-2mg第二十九页，编辑于星期四：二十二点 八分。