高三物理专题复习攻略 第一部分专题一第三讲 曲线运动　万有引力课件 新人教版（重庆专用）

第三讲曲线运动万有引力第三讲曲线运动万有引力重点知识归纳重点知识归纳一、平抛运动的重要推论一、平抛运动的重要推论1.做平抛或类平抛运动的物体在任意时刻、做平抛或类平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处设其瞬时速度与水平方向的夹角任意位置处设其瞬时速度与水平方向的夹角为为、位移与水平方向的夹角为、位移与水平方向的夹角为，则有，则有tan2tan，如图，如图31所示所示图图312.做平抛做平抛(或类平抛或类平抛)运动的物体任意时刻的瞬时速运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图如图32所示所示图图32二、竖直平面内圆周运动分析二、竖直平面内圆周运动分析1两种典型模型两种典型模型(1)“绳模型绳模型”如图如图33所示，没有物体支撑的小球在竖直平面所示，没有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况：内做圆周运动过最高点的情况：图图33图图343天体运动的几点注意天体运动的几点注意(1)发射速度和环绕速度不同，环绕速度是指卫星发射速度和环绕速度不同，环绕速度是指卫星在固定轨道稳定运行的速度不同的高度，运行在固定轨道稳定运行的速度不同的高度，运行速度不同；发射速度是指使卫星离开地球时的速速度不同；发射速度是指使卫星离开地球时的速度，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服度，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，因此将卫星发射到离地球越远的地球引力做功，因此将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大，即轨道，在地面上所需的发射速度就越大，即v发射发射v环绕环绕，所以近地人造地球卫星的速度是最大环，所以近地人造地球卫星的速度是最大环绕速度，也是人造卫星的最小发射速度绕速度，也是人造卫星的最小发射速度热点题型示例热点题型示例平抛运动问题平抛运动问题3平抛斜面模型的分析平抛斜面模型的分析斜面上物体做平抛运动的分析，一般可以利用斜面上物体做平抛运动的分析，一般可以利用平抛运动的推论式，即充分利用斜面倾角与位平抛运动的推论式，即充分利用斜面倾角与位移或速度的关系，再结合平抛运动的两个分立移或速度的关系，再结合平抛运动的两个分立式即可求解特别要注意斜面上平抛物体飞行式即可求解特别要注意斜面上平抛物体飞行的时间与初速度有关，但到达斜面时，速度的的时间与初速度有关，但到达斜面时，速度的方向则与初速度的大小无关方向则与初速度的大小无关 如图如图35所示，在倾角为所示，在倾角为的斜面顶端的斜面顶端A处以初速度处以初速度v0水平抛出一小球，落在斜面上的某水平抛出一小球，落在斜面上的某一点一点B处，设空气阻力不计，求：处，设空气阻力不计，求：(1)小球从小球从A运动到运动到B处所需的时间、落到处所需的时间、落到B点的速点的速度及度及A、B间的距离间的距离(2)从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？这个最大距离是多少？距离达到最大？这个最大距离是多少？例例1图图35【答案答案】见解析见解析强化训练强化训练1(2011年高考广东卷年高考广东卷)如图如图36所示，所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面上方距地面H处，将球以速度处，将球以速度v沿垂直球网的方沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上已知底线到网的向击出，球刚好落在底线上已知底线到网的距离为距离为L，重力加速度取，重力加速度取g，将球的运动视作平，将球的运动视作平抛运动，下列叙述正确的是抛运动，下列叙述正确的是()图图36圆周运动问题圆周运动问题注意：当注意：当为常数时，为常数时，a与与r成正比；当成正比；当v为常数为常数时，时，a与与r成反比；若无特殊条件，不能说成反比；若无特殊条件，不能说a与与r成成正比还是反比正比还是反比2解决圆周运动问题的主要步骤解决圆周运动问题的主要步骤(1)审清题意，确定研究对象；审清题意，确定研究对象；(2)分析物体的运动情况；分析物体的运动情况；(3)分析物体的受力情况，确定向心力的来源；分析物体的受力情况，确定向心力的来源；(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程；据牛顿运动定律及向心力公式列方程；(5)求解、讨论求解、讨论例例2 (20分分)过山车是游乐场中常见的设施如过山车是游乐场中常见的设施如图图37是一种过山车的简易模型，它由水平轨道是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成，和在竖直平面内的两个圆形轨道组成，B、C分别分别是两个圆形轨道的最低点半径是两个圆形轨道的最低点半径R12.0 m、R21.4 m一个质量为一个质量为m1.0 kg的小球的小球(视为质点视为质点)，从轨道的左侧从轨道的左侧A点以点以v012.0 m/s的初速度沿轨道的初速度沿轨道向右运动向右运动A、B间距间距L16.0 m小球与水平轨道小球与水平轨道间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.2，圆形轨道是光滑的假，圆形轨道是光滑的假设水平轨道足够大，圆形轨道间不相互重叠重设水平轨道足够大，圆形轨道间不相互重叠重力加速度取力加速度取g10 m/s2，计算结果保留小数点后，计算结果保留小数点后一位数字试求：一位数字试求：图图37(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；小球作用力的大小；(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距间距L应是多少；应是多少；(3)在满足在满足(2)的条件下，如果要使小球不脱离轨道，的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；应满足的条件；小球最终停留点与起点小球最终停留点与起点A的距离的距离图图38(R2R3)2L2(R3R2)2，解得，解得R327.9 m即：即：1.0 mR327.9 m(18分分)小球从第三个圆轨道上滑下后，又滑行距离为：小球从第三个圆轨道上滑下后，又滑行距离为：LL12L366255 m，即从大圆上再退，即从大圆上再退回回5 m所以最终停留点与起点所以最终停留点与起点A的距离为：的距离为：L12L5625526 m(20分分)【答案答案】(1)10.0 N(2)12.5 m(3)0R30.4 m36 m或或1.0 mR327.9 m26 m强化训练强化训练2如图如图39所示，一个竖直放置的圆锥所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心筒可绕其中心OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为和筒高分别为R和和H，筒内壁，筒内壁A点的高度为筒高的点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为一半内壁上有一质量为m的小物块求：的小物块求：图图39(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的点受到的摩擦力和支持力的大小；摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度摩擦力为零时，筒转动的角速度(2)当物块在当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，物块在筒壁摩擦力为零时，物块在筒壁A点时受到重力和支持点时受到重力和支持力作用，它们的合力提供向心力，如图，设筒转力作用，它们的合力提供向心力，如图，设筒转动的角速度为动的角速度为，有，有答案：见解析答案：见解析1天体运动的基本规律及应用天体运动的基本规律及应用天体运动问题天体运动问题(2)解答该类问题的两条主线：一是黄金代换式；解答该类问题的两条主线：一是黄金代换式；二是万有引力与向心力的各种表达式同时还二是万有引力与向心力的各种表达式同时还应注意充分挖掘题中的隐含条件，如近地卫星应注意充分挖掘题中的隐含条件，如近地卫星的特点是的特点是rR，星球表面的重力近似为万有引，星球表面的重力近似为万有引力对于常见的估算题，首先要求能正确建立力对于常见的估算题，首先要求能正确建立相应的天体运动模型；其次，要求数学运算能相应的天体运动模型；其次，要求数学运算能力比较强，能快速、正确得出结果力比较强，能快速、正确得出结果例例3 (2011年高考浙江卷年高考浙江卷)为了探测为了探测X星球，载星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为径为r1的圆轨道上运动，周期为的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为，总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则则()【答案答案】AD强化训练强化训练3(2010年高考重庆卷年高考重庆卷)月球与地球质月球与地球质量之比约为量之比约为180.有研究者认为月球和地球可有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点绕月地连线上某点O做匀速圆周运动据此观点，做匀速圆周运动据此观点，可知月球与地球绕可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约点运动的线速度大小之比约为为()A16400B180C801 D64001解析：选解析：选C.月球与地球做匀速圆周运动的圆心月球与地球做匀速圆周运动的圆心在两质点的连线上，所以它们的角速度相等，在两质点的连线上，所以它们的角速度相等，其向心力是相互作用的万有引力，大小相等，其向心力是相互作用的万有引力，大小相等，即即m2rM2R，所以，所以mrMR，即，即mvMv，所以，所以v vM m80 1，选项，选项C正正确确知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放