曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)解題技巧PPT課件

1、曲曲 線(xiàn)線(xiàn) 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng)知識(shí)結(jié)構(gòu)兩種典型的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)概念 運(yùn)動(dòng)的合成與分解平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的概念平行四邊形定則渡河問(wèn)題研究方法 定義運(yùn)動(dòng)規(guī)律 定義線(xiàn)速度角速度 實(shí)例分析： 1.圓錐擺 2.火車(chē)轉(zhuǎn)彎 3.車(chē)過(guò)拱橋和凹橋 向心加速度和向心力第1頁(yè)/共83頁(yè) 1曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向 在曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向，就是通過(guò)這一點(diǎn)的曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向。 2物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件 物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線(xiàn)上。 注意:合力的方向一定指向曲線(xiàn)的內(nèi)側(cè) ABCDGGGG圖5-3vvv0d圖5-1第2頁(yè)/共83頁(yè)關(guān)于互成角度的兩個(gè)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，下述說(shuō)

2、法中正確的是C、D A一定是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B一定是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) C一定是勻變速運(yùn)動(dòng) D可能是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)第3頁(yè)/共83頁(yè) 1.運(yùn)動(dòng)合成與分解的目的 把復(fù)雜的(曲線(xiàn))運(yùn)動(dòng)看成是兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)合成的,以方便解決問(wèn)題l2.合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的概念圖5-9注意:實(shí)際觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)合成運(yùn)動(dòng)分解紅蠟塊在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)和水平方向的分運(yùn)動(dòng)與它由A到C的合運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的。注意:分運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性 和 獨(dú)立性 紅臘塊在豎直方向分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（如速度、到達(dá)玻璃管頂部的時(shí)間等）并不因它存在隨玻璃管在水平方向的分運(yùn)動(dòng)而改變。 第4頁(yè)/共83頁(yè)“合成”與“分解”什么呢？在運(yùn)動(dòng)的合成與分解中，根據(jù)

3、實(shí)際需要，分別對(duì)描述運(yùn)動(dòng)的物理量：位移、速度、加速度進(jìn)行合成或分解。位移、速度、加速度都是矢量，所以運(yùn)動(dòng)合成與分解是按照平行四邊形定則來(lái)進(jìn)行的 s1s2sv1v2vl思考題:如何判斷合運(yùn)動(dòng)軌跡的“曲”或“直”？（）看合速度的方向是否變化（）物體作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件 v1v2v 根據(jù)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的情況，應(yīng)用力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，我們可以判斷出物體所受的合外力方向，再應(yīng)用平行四邊形定則判斷出初始時(shí)刻合速度方向。如果合外力方向與初速度方向在同一直線(xiàn)上，物體就做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如果合外力方向與初速度方向不在同一直線(xiàn)上，物體就做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。第5頁(yè)/共83頁(yè)v2v1vxv1vd船身與河岸垂直時(shí)，船身與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短

4、渡河時(shí)間最短 4“渡河”問(wèn)題(1)渡河的最短時(shí)間tsin1vdvdtyvdt v2vv1(2)渡河的最短路程s當(dāng)當(dāng)v1v2 時(shí)，船身與河岸時(shí)，船身與河岸角，使船的合速度垂直河角，使船的合速度垂直河岸岸1cos12vv1cos12vvdsvv12cos當(dāng)當(dāng)v1v2 時(shí)，船身與河岸時(shí)，船身與河岸角，使船的合速度垂直船身，角，使船的合速度垂直船身，此時(shí)船的合速度與河岸的夾此時(shí)船的合速度與河岸的夾角角最大。最大。sincos21dsvvv2v1vvOd第6頁(yè)/共83頁(yè)例題2 一只小船在靜水中速度為u，若水流速度為v，要使之渡過(guò)寬度為L(zhǎng)的河，試分析為使渡河時(shí)間最短，應(yīng)如何行駛？第7頁(yè)/共83頁(yè) 解題過(guò)程

5、 依據(jù)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，設(shè)船頭斜向上游并最終垂直到達(dá)對(duì)岸所需時(shí)間為tA，則 設(shè)船頭垂直河岸渡河，如圖52(B)所示，所需的時(shí)間為tB，則 比較上面兩式易得知：tAtB又由于從A點(diǎn)到達(dá)對(duì)岸的所有路徑中AB最短，故第8頁(yè)/共83頁(yè)三、平拋運(yùn)三、平拋運(yùn)動(dòng)動(dòng) 1.定義:將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)，叫平拋運(yùn)動(dòng)。0vy/mx/myx2.研究方法:水平方向:勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)豎直方向:自由落體運(yùn)動(dòng)VyVxV思考題：發(fā)射洲際導(dǎo)彈，火箭停止工作后，導(dǎo)彈獲得很大的水平速度，此后導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否滿(mǎn)足平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？PQ圖5-354.適用條件： 初速不太大、拋出點(diǎn)的高度不太

6、高。在平拋物體運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，地面可看成平面。 tg x x v v0 0t t y y 221gtv vx x=v=v0 0v vy y=gt=gtgtv03.運(yùn)動(dòng)規(guī)律:第9頁(yè)/共83頁(yè)1.水平拋出一物，其速度方向由與水平方向成45角變?yōu)?0角所經(jīng)歷的時(shí)間為t.求平拋物體的初速度 213 213 213 gt 第10頁(yè)/共83頁(yè)2.如圖所示，A、B、C為平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn)，已知A、B間與B、C間的水平距離均為x，而豎直方向間的距離分別為y1、y2.試根據(jù)上述條件求平拋物體的初速度及B點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小. 12yyg)42(222121212yyyyxyygv0=xvB= 第11頁(yè)/共83頁(yè)3

7、.如圖所示，一光滑斜面與豎直方向成角，一小球有兩種方式釋放：第一種方式是在A點(diǎn)以速度v0平拋落至B點(diǎn)；第二種方式是在A點(diǎn)松手后沿斜面自由下滑，求：（1）AB的長(zhǎng)度多大？（2）兩種方式到B點(diǎn)，平拋的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，下滑的時(shí)間為t2,t1/t2等于多少？（3）兩種方式到B點(diǎn)的水平速度之比v1x/v2x和豎直分速度之比v1y/v2y各是多少？ 第12頁(yè)/共83頁(yè) 【答案】 （1）2v02cos/gsin2 (2)cos (3）cos21cos21cos1cos1cos1cos1cos1第13頁(yè)/共83頁(yè)四、勻速圓周運(yùn)動(dòng)四、勻速圓周運(yùn)動(dòng) 1.定義:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)，如果在相等時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等，這

8、種運(yùn)動(dòng)就叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)l2.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量l請(qǐng)想一想:勻速圓周運(yùn)動(dòng)與勻速轉(zhuǎn)動(dòng)有何不同 ?兩者關(guān)系rvtsv （1）線(xiàn)速度Tt2（2）角速度rs第14頁(yè)/共83頁(yè)l3.向心力和向心加速度的概念(1)向心力:質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的始終指向圓心的力 。(按效果命名的)FvO向心力作用效果：只改變物體速度的方向，不改變速度的大小。F2GF1A(2)向心加速度: 向心力產(chǎn)生的加速度叫向心加速度。它描述速度方向改變的快慢。222Trra或rva2或 222TmrmrFrvmF2根據(jù)牛頓第二定律可得：第15頁(yè)/共83頁(yè)向心力向心力 與 合力從作用效果看 加速度加速度 向心加速度向心加速度 當(dāng)物體

9、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力=合力F2GF1AFG一定指向圓心 只改變速度的方向不改變速度的大小不一定指向圓心 可改變速度的大小、方向第16頁(yè)/共83頁(yè) （1）圓錐擺O AOF1FGAOF1GF1yF1x什么力提供向心力呢？圓心位置在哪里？22tanTmrmgsinlr 與單擺的周期公式很象glT cos 2第17頁(yè)/共83頁(yè) （）火車(chē)轉(zhuǎn)彎火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)是什么力提供向心力呢？圖Or圖dhOr實(shí)際在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)轉(zhuǎn)彎處的半徑r和規(guī)定的行駛速度v，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力完全由重力G和支持力FN的合力來(lái)提供，如圖所示。此時(shí)圓心在哪里呢？rvmmgtg20通常傾角不

10、太大，可近似取tg=h/d，則 gvdhr20我國(guó)鐵路轉(zhuǎn)拐速率一般規(guī)定為v為54km/h，軌距d=1435mm，所以hr 為定值。鐵路彎道的曲率半徑r是根據(jù)地形條件決定的，根據(jù)上式及上述相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以算出：彎道半徑r/m 內(nèi)外軌高度差h/mm 第18頁(yè)/共83頁(yè)思考題: 汽車(chē)在水平的圓弧路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖甲所示），是什么力作為向心力的呢？ 甲丙OF乙OFFtFnFf 如果不考慮汽車(chē)行駛時(shí)受到的阻力，則汽車(chē)所受的地面對(duì)它的靜摩擦力就是向心力。 如果考慮汽車(chē)行駛時(shí)受到的阻力Ff，則靜摩擦力沿圓周切線(xiàn)方向的分力Ft（通常叫做牽引力）與阻力Ff平衡，而靜摩擦力指向圓心的分力Fn就是向心力，如

11、圖丙所示，這時(shí)靜摩擦力指向圓心的分力Fn也就是汽車(chē)所受的合力。第19頁(yè)/共83頁(yè)圖1(3) 汽車(chē)過(guò)拱橋和凹橋汽車(chē)對(duì)橋的壓力與橋?qū)ζ?chē)的支持力是一對(duì)作用力和反作用力，大小相等。由上式可以看出這個(gè)壓力小于汽車(chē)的重力G，速度v 越大，壓力就越小。當(dāng)速度 壓力為零。rgv 圖2rvmFG21rvmGF21rvmGF21rvmGF21汽車(chē)對(duì)橋面的壓力大于汽車(chē)的重力G，速度v 越大，壓力就越大，速度v等于零時(shí)，壓力就等于汽車(chē)的重力。 第20頁(yè)/共83頁(yè) 一、如何對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成或分解？ 需要是出發(fā)點(diǎn)、認(rèn)清合運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵第二部分 解題技巧例析l二、解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的三個(gè)要點(diǎn)： 1.確定向心力和圓心位置； 2.掌

12、握脫離圓軌道的臨界條件； 3.會(huì)靈活運(yùn)用能量關(guān)系求速度。第21頁(yè)/共83頁(yè)一、如何對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成或分解？一、如何對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成或分解？需要是出發(fā)點(diǎn)、認(rèn)清合運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵什么是合運(yùn)動(dòng)?你實(shí)際觀察到的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的分解 通常有兩種方式: 1.結(jié)合受力情況，根據(jù)力的獨(dú)立作用原理和運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理來(lái)分解，如前述平拋運(yùn)動(dòng)。2. 僅根據(jù)運(yùn)動(dòng)的效果進(jìn)行分解，如”渡河問(wèn)題”+Exyvxvyv0 xyxyg第22頁(yè)/共83頁(yè) 例1.如圖46所示，汽車(chē)以速度v0勻速向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子與水平面的夾角為時(shí)，求重物上升的速度，并討論重物的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 l解:將v0分解成沿繩方向的分速度v1和垂直于繩方向的分速度v2，重物上

13、升的速度即為v1，易得：lv1v0cosl當(dāng)汽車(chē)向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，角將逐漸變小，v1逐漸變大，即重物向上做加速運(yùn)動(dòng)(不是勻加速)。v0vv1v2第23頁(yè)/共83頁(yè) 例2. 如圖所示，一條小船位于200m寬的河正中A點(diǎn)處，從這里向下游100m處有一危險(xiǎn)區(qū)，當(dāng)水流速度為4 m/s時(shí)，為了使小船避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)沿直線(xiàn)到達(dá)對(duì)岸，小船在靜水中的速度至少是 m/ssmvv/2245sin4sin12解:100m危危險(xiǎn)險(xiǎn)區(qū)區(qū)A200mv v1 1v vv v2 2第24頁(yè)/共83頁(yè) 例3、如圖所示，某人從高出水平地面h高的坡上水平擊出一個(gè)高爾夫球。由于恒定的水平風(fēng)力的作用，高爾夫球豎直地落入距擊點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)的A穴

14、。該球被擊出時(shí)初速度的大小為_(kāi)m/s。解:221gth 221atL 水平方向:豎直方向:ghLa aLv220hgLv20第25頁(yè)/共83頁(yè) 二、解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的三個(gè)要點(diǎn)l2.掌握脫離圓軌道的臨界條件l1.確定向心力和圓心位置l3 .會(huì)靈活運(yùn)用能量關(guān)系求速度向心力并不是一種特殊的、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力。它是按效果命名的力，任何一個(gè)或幾個(gè)力的合力只要它的作用效果是物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力。 拉力或彈力等于零rgv rvmmgFN2第26頁(yè)/共83頁(yè) 例4、某地有一試車(chē)場(chǎng)，其中有一檢測(cè)汽車(chē)在極限狀態(tài)下車(chē)速的試車(chē)道，其試車(chē)道呈碗狀，如圖所示有一質(zhì)量為m1t的小汽車(chē)在

15、極限狀態(tài)下在A車(chē)道上飛馳，使汽車(chē)在某一水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知該車(chē)道轉(zhuǎn)彎半徑R為150m，路面傾斜角45(與水平面夾角)，路面與車(chē)胎摩擦因數(shù)0.25，求汽車(chē)所能允許的最大車(chē)速( g取10m/s2) V=50m/s解：解：RvmFFNN20045cos45cos45oRGFNFfxy0045sin45sinNfFFmgA45R第27頁(yè)/共83頁(yè) 例5.如圖所示，質(zhì)量均為m的兩小球A、B套在轉(zhuǎn)盤(pán)的水平桿CD上，并用輕質(zhì)細(xì)繩連接A距盤(pán)心為R，B距盤(pán)心為2R，A、B與CD桿的最大靜摩擦力均為Fm，為保持A、B兩球距盤(pán)心的距離不變，轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度不得超過(guò)多少?C DAB第28頁(yè)/共83頁(yè)【例題】如圖為一

16、空間探測(cè)器的示意圖，P1、P2、P3、P4四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，P1、P3的連錢(qián)與空間一固定坐標(biāo)系的x軸平行，P2、P4的連線(xiàn)與y軸平行，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率v0向正x方向平動(dòng)要使探測(cè)器改為向正x偏負(fù)y 60的方向以原來(lái)的速率v0平動(dòng)，則可（ ）A先開(kāi)動(dòng)P1適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P4適當(dāng)時(shí)間B先開(kāi)動(dòng)P3適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P2適當(dāng)時(shí)間C開(kāi)動(dòng)P4適當(dāng)時(shí)間D先開(kāi)動(dòng)P3適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P4適當(dāng)時(shí)間 第29頁(yè)/共83頁(yè)解析：選A在運(yùn)動(dòng)的合成、分解中，真實(shí)運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，即“向正x偏y60的方向以原來(lái)的速率v0平動(dòng)”為合運(yùn)動(dòng)，x軸、y軸方向上的運(yùn)動(dòng)為分運(yùn)動(dòng)據(jù)

17、平行四邊形定則，由右圖可得，uxv0，vyv0，又因?yàn)椤伴_(kāi)始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率v0向正x方向平動(dòng)”，所以在x軸方向上探測(cè)器做的是沿正x方向的減速運(yùn)動(dòng)，其加速度沿負(fù)x方向由牛頓第二定律，沿x軸方向的合外力必沿負(fù)x方向，所以P1發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)在y抽方向上探測(cè)器做的是沿負(fù)y方向的加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向沿負(fù)y方向，由牛頓第二定律，沿y軸方向的合外力必沿負(fù)y方向，所以P4發(fā)動(dòng)機(jī)打開(kāi)本題正確答案為A第30頁(yè)/共83頁(yè)【例題】如圖所示，一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB的兩個(gè)小球A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)）。將其放在一個(gè)直角形光滑槽中，已知當(dāng)輕桿與槽左壁成角時(shí)，A球沿槽下滑的速度為VA，求此時(shí)B球的速度VB？解析：A

18、球以VA的速度沿斜槽滑下時(shí)，可分解為：一個(gè)使桿壓縮的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為VA1；一個(gè)使桿繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為VA2。而B(niǎo)球沿斜槽上滑的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為VB，可分解為：一個(gè)使桿伸長(zhǎng)的分運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為VB1，VB1=VA1；一個(gè)使桿擺動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)設(shè)其速度為VB2；第31頁(yè)/共83頁(yè)cossin11AABBVVVVcotABVV第32頁(yè)/共83頁(yè)求相互接觸物體的速度關(guān)聯(lián)問(wèn)題時(shí)，首先要明確兩接觸物體的速度，分析彈力的方向，然后將兩物體的速度分別沿彈力的方向和垂直于彈力的方向進(jìn)行分解，令兩物體沿彈力方向的速度相等即可求出 【例題】一個(gè)半徑為R的半圓柱體沿水平方向向右以速度V0勻速運(yùn)動(dòng)。在

19、半圓柱體上擱置一根豎直桿，此桿只能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示。當(dāng)桿與半圓柱體接觸點(diǎn)P與柱心的連線(xiàn)與豎直方向的夾角為，求豎直桿運(yùn)動(dòng)的速度。解析：設(shè)豎直桿運(yùn)動(dòng)的速度為V1，方向豎直向上，由于彈力方向沿OP方向，所以V0、V1在OP方向的投影相等，即有 ，解得V1=V0tancossin10VV第33頁(yè)/共83頁(yè)【例題】一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的桿OA，O端用鉸鏈固定，另一端固定著一個(gè)小球A，靠在一個(gè)質(zhì)量為M，高為h的物塊上，如圖所示，若物塊與地面摩擦不計(jì)，試求當(dāng)物塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球A的線(xiàn)速度vA（此時(shí)桿與水平方向夾角為）。解析：解題方法與技巧：選取物與棒接觸點(diǎn)B為連結(jié)點(diǎn)。 （不直接選A點(diǎn)，因?yàn)锳點(diǎn)與物塊速

20、度的v的關(guān)系不明顯）。因?yàn)锽點(diǎn)在物塊上，該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向不變且與物塊運(yùn)動(dòng)方向一致，故B點(diǎn)的合速度（實(shí)際速度）也就是物塊速度v；B點(diǎn)又在棒上，參與沿棒向A點(diǎn)滑動(dòng)的速度v1和繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度v2。因此，將這個(gè)合速度沿棒及垂直于棒的兩個(gè)方向分解，由速度矢量分解圖得：v2=vsin。設(shè)此時(shí)OB長(zhǎng)度為a，則a=h/sin。令棒繞O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，則：=v2/a=vsin2/h。故A的線(xiàn)速度vA=L=vLsin2/h。第34頁(yè)/共83頁(yè) 【解析】桶中盛的雨水量和桶口面積S，雨水速率v以及時(shí)間有關(guān).雨水垂直于地面的速度一定時(shí)，刮平行于地面的風(fēng)時(shí)使雨相對(duì)于地面的速度(V合)增大.v合=v/cos（為V合和豎直

21、方向間的夾角）.而桶口相對(duì)于雨的垂直面積變小了，S=Scos.因此盛滿(mǎn)水的時(shí)間決定于 V合和S的乘積，V合S=VS。兩種情況下，如果盛雨水時(shí)間相同，所盛雨水量相同。 第35頁(yè)/共83頁(yè)解：微粒從M到N運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=R/v,對(duì)應(yīng)N筒轉(zhuǎn)過(guò)角度=t=R/v, 即1=t=R/v1, 2=t=R/v2, 只要1、2不是相差2的整數(shù)倍，則落在兩處，C項(xiàng)正確；若相差2的整數(shù)倍，則落在一處，可能是a處，也可能是b處。A,B正確。故正確選項(xiàng)為ABC.第36頁(yè)/共83頁(yè)第37頁(yè)/共83頁(yè)第38頁(yè)/共83頁(yè)第39頁(yè)/共83頁(yè)111331rRarccosrRRarccosmrMrTt第40頁(yè)/共83頁(yè)【例題】一位同學(xué)將

22、一足球從樓梯頂部以 的速度踢出（忽略空氣阻力），若所有臺(tái)階都是高0.2m， 寬0.25m，問(wèn)足球從樓梯頂部踢出后首先撞到哪一級(jí)臺(tái)階上？smv/20第41頁(yè)/共83頁(yè)【例題】（求平拋物體的落點(diǎn)）如圖，斜面上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，ab =bc =cd。從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v0水平拋出一個(gè)小球，它落在斜面上b點(diǎn)。若小球從O點(diǎn)以速度2v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則它落在斜面上的（ ）Ab與c之間某一點(diǎn)Bc點(diǎn)Cc與d之間某一點(diǎn)Dd點(diǎn)第42頁(yè)/共83頁(yè)第43頁(yè)/共83頁(yè)【例題】（位移比值問(wèn)題）如圖所示，在斜面上O點(diǎn)先后以0和20的速度水平拋出A、B兩小球，則從拋出至第一次著地，兩小球的水平位移大小之

23、比可能為（ ）A1 ：2 B1 ：3 C1 ：4 D1 ：5第44頁(yè)/共83頁(yè)第45頁(yè)/共83頁(yè)豎直方向上的圓周運(yùn)動(dòng)OR“圓錐擺”sintan22lmrmmgFlg2coslFebruary 1, 2022第46頁(yè)/共83頁(yè)輪胎問(wèn)題2rr大輪帶動(dòng)小輪,速度為v,試討論兩輪的角速度、線(xiàn)速度、向心加速度、周期間的關(guān)系。February 1, 2022第47頁(yè)/共83頁(yè)圓周運(yùn)動(dòng)綜合性問(wèn)題質(zhì)量為m的小球，用繩系在邊長(zhǎng)為a，橫截面為正方形的木柱的頂角A處，如圖所示。細(xì)繩長(zhǎng)為4a，所能承受的最大拉力為T(mén)=7mg，開(kāi)始時(shí)細(xì)繩拉直并處于水平狀態(tài)。問(wèn)此時(shí)應(yīng)以多大的初速度豎直下拋小球才能使繩繞在木柱上且小球在各段

24、均作圓周運(yùn)動(dòng)最后擊中A點(diǎn)。（不計(jì)空氣阻力）ABCD4aagavga720第48頁(yè)/共83頁(yè)離心管)1 (00重力沉淀gVVgVga0)1 (20202/2/20離心沉淀rVVrVraVrFVrF第49頁(yè)/共83頁(yè)020220/22201() 1-(,對(duì)于蠟塊而言以指向管口為正方向）rVVrVraVrFVrF第50頁(yè)/共83頁(yè)萬(wàn)有引力定律2RMmGF RvmTmRmRRMmG222224(萬(wàn)有引力=向心力)February 1, 2022第51頁(yè)/共83頁(yè)開(kāi)普勒三定律1、軌道定律2、面積定律3、周期定律所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的焦點(diǎn)上對(duì)于每一行星而言，太陽(yáng)和行星的連線(xiàn)在

25、相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等（行星在近日點(diǎn)比遠(yuǎn)日點(diǎn)快）所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等kTr23第52頁(yè)/共83頁(yè)雙星模型第53頁(yè)/共83頁(yè)雙星模型第54頁(yè)/共83頁(yè)232212121122121121211221214)(22,)()()(1,GTLmmmmGLLTmmLGmvmmLGmrvLmmGLLmmmrLmmmr雙星系統(tǒng)：第55頁(yè)/共83頁(yè)om1m2m3三星模型February 1, 2022第56頁(yè)/共83頁(yè)關(guān)于全球通信03 .81arccosrR關(guān)于全球通信通訊衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球的電視轉(zhuǎn)播，從圖可知，如果能發(fā)射三顆相對(duì)地面靜止的衛(wèi)星（即同步衛(wèi)星）并相互聯(lián)網(wǎng)，

26、即可覆蓋全球的每個(gè)角落。由于通訊衛(wèi)星都必須位于赤道上空3.6107m處，各衛(wèi)星之間又不能相距太近，所以，通訊衛(wèi)星的總數(shù)是有限的。設(shè)想在赤道所在平面內(nèi)，以地球中心為圓心隔50放置一顆通訊衛(wèi)星，全球通訊衛(wèi)星的總數(shù)應(yīng)為72個(gè)。第57頁(yè)/共83頁(yè)同步衛(wèi)星、人造衛(wèi)星的發(fā)射約7R同步軌道近地軌道加速February 1, 2022gR同樣質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑越大，即離地面越高，衛(wèi)星具有的機(jī)械能越大，發(fā)射越困難。2GMmEr第58頁(yè)/共83頁(yè)重力232236521124coscos=6.4 10(7.27 10 ) cos()6.67 106 103.46=0=1000mRRFFM mGMGRFF 地地地地

27、向心力萬(wàn)有引力地地地向心力萬(wàn)有引力：為緯度取時(shí)，即在赤道上，：重力方向近似指向地心第59頁(yè)/共83頁(yè)關(guān)于同步衛(wèi)星的參數(shù)32722=4.23 10h3MmGMmrGrmrm地地7距地面 =r-R=3.59 10萬(wàn)6千公里B第60頁(yè)/共83頁(yè)第61頁(yè)/共83頁(yè)萬(wàn)有引力定律我們銀河系的恒星中大約四分之一是雙星某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬(wàn)有引力作用下繞兩者連線(xiàn)上某一定點(diǎn)c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由天文觀察測(cè)得其運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，s1到C點(diǎn)的距離為r1，Sl和S2的距離為r，已知引力常量為G由此可求出Sl的質(zhì)量為A第62頁(yè)/共83頁(yè)2003年8月29日，火星.地球和太陽(yáng)處于三點(diǎn)一線(xiàn)上，上演

28、“火星沖日”的天象奇觀。這是6萬(wàn)年來(lái)火星距地球最近的一次，與地球之間的距離只有5576萬(wàn)公里，為人類(lèi)研究火星提供了最佳時(shí)機(jī)。如圖所示為美國(guó)宇航局最新公布的“火星大沖”虛擬圖， 則 ( )A2003年8月29日，火星的線(xiàn)速度大于地球的線(xiàn)速度B2003年8月29日，火星的加速度小于地球的加速度C2004年8月29日，必將產(chǎn)生下一個(gè)“火星大沖日”D下一個(gè)“火星大沖日”必在2004年8月29日之后的某日答案:BDFebruary 1, 2022第63頁(yè)/共83頁(yè)歐盟和我國(guó)合作的“伽利略”全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的空間部分由平均分布在三個(gè)軌道平面上的30顆軌道衛(wèi)星構(gòu)成，每個(gè)軌道平面上有10顆衛(wèi)星，從而實(shí)現(xiàn)高精度

29、的導(dǎo)航定位。現(xiàn)假設(shè)“伽利略”系統(tǒng)中每顆衛(wèi)星均圍繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，一個(gè)軌道平面上某時(shí)刻10顆衛(wèi)星所在位置如圖所示，相鄰衛(wèi)星之間的距離相等，衛(wèi)星1和衛(wèi)星3分別位于軌道上的A、B兩位置，衛(wèi)星按順時(shí)針運(yùn)行。地球表面重力加速度為g，地球的半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力。求衛(wèi)星1由A位置運(yùn)行到B位置所需要的時(shí)間。第64頁(yè)/共83頁(yè)22)2(TmrrmMG2RMGg grRT32Tt102grRt352設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，每顆衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T(mén)，萬(wàn)有引力恒量為G，由萬(wàn)有引力定律和牛頓定律有 （4分） 地球表面重力加速度為 （4分）聯(lián)立、式可得 （2分）衛(wèi)星1由A位置運(yùn)行到B位

30、置所需要的時(shí)間為 （3分）聯(lián)立可得 （3分）February 1, 2022第65頁(yè)/共83頁(yè) D 例：我國(guó)發(fā)射的例：我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星簡(jiǎn)化后的路線(xiàn)示意圖如圖探月衛(wèi)星簡(jiǎn)化后的路線(xiàn)示意圖如圖所示。衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過(guò)發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，然后在所示。衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過(guò)發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，然后在停泊軌道經(jīng)過(guò)調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌停泊軌道經(jīng)過(guò)調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道，衛(wèi)星在工作軌道上對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)。已知地球的半徑比月球道，衛(wèi)星在工作軌道上對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)。已知地球的半徑比月球的半徑大，地球表的重力加速度比月球表面的重力加速度大，且

31、的半徑大，地球表的重力加速度比月球表面的重力加速度大，且衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道上的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道上的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（ ） A A衛(wèi)星要從停泊軌道到轉(zhuǎn)移軌道，衛(wèi)星要從停泊軌道到轉(zhuǎn)移軌道，衛(wèi)星必須減速衛(wèi)星必須減速 B B衛(wèi)星要從轉(zhuǎn)移軌道到工作軌道，衛(wèi)星要從轉(zhuǎn)移軌道到工作軌道， 衛(wèi)星必須加速衛(wèi)星必須加速C C衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的速率衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的速率 大于地球的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D D衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的速率小于衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的速率小于 地球的第一宇宙速度地球的第一宇宙速度第66頁(yè)/共83頁(yè)“連續(xù)群連續(xù)群”與與“

32、衛(wèi)星群衛(wèi)星群”例：土星的外層有一個(gè)環(huán)，為了判斷它是土星的一例：土星的外層有一個(gè)環(huán)，為了判斷它是土星的一部分，即土星的部分，即土星的“連續(xù)群連續(xù)群”，還是土星的，還是土星的“衛(wèi)星衛(wèi)星群群”，可以通過(guò)測(cè)量環(huán)中各層的線(xiàn)速度，可以通過(guò)測(cè)量環(huán)中各層的線(xiàn)速度v v與該層到與該層到土星中心的距離土星中心的距離R R之間的關(guān)系來(lái)判斷（之間的關(guān)系來(lái)判斷（ ）A A、若、若vRvR，則該層是土星的連續(xù)群，則該層是土星的連續(xù)群B B、若、若v v2 2RR，則該層是土星的衛(wèi)星群，則該層是土星的衛(wèi)星群C C、若、若 ，則該層是土星的連續(xù)群，則該層是土星的連續(xù)群D D、若、若 ，則該層是土星的衛(wèi)星群，則該層是土星的衛(wèi)星

33、群R1V R1V2 連續(xù)物與分離物的特點(diǎn)與規(guī)律連續(xù)物與分離物的特點(diǎn)與規(guī)律AD第67頁(yè)/共83頁(yè)宇宙速度第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度skmsmRGMv/9 . 7/1040. 61098. 51067. 6624111skmRGMv/2 .1122skmRGMv/7 .1623February 1, 2022第68頁(yè)/共83頁(yè)2009全國(guó)卷2第69頁(yè)/共83頁(yè)22 3/2()G Vddx13/2kLd) 1(3/22kGkLV第70頁(yè)/共83頁(yè)高考中天體問(wèn)題的探究【俯視圖】【2004廣東】某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽(yáng)光照射的此衛(wèi)星，試問(wèn)，春分那天（太陽(yáng)光直射赤道）在日落12小時(shí)內(nèi)有多長(zhǎng)時(shí)間該觀察者看不見(jiàn)此衛(wèi)星？已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，不考慮大氣對(duì)光的折射?！?4全國(guó)卷23】在勇氣號(hào)火星探測(cè)器著陸的最后階段，著陸器降落到火星的表面上，再經(jīng)多次彈跳才停下來(lái)，假設(shè)第一次落到火星彈起后最大高度為h，同時(shí)還具有水平速度v0,求第二次到火星表面的速度？不計(jì)大氣阻力，已知火星半徑r0,火星的一個(gè)衛(wèi)星軌道半徑r,運(yùn)行周期為T(mén)。20202328vr