創(chuàng)新設(shè)計(jì)江蘇專用2017屆高考物理二輪復(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

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.(2016·江蘇單科，2)有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍，現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計(jì)空氣阻力，圖1中①為A的運(yùn)動(dòng)軌跡，則B的運(yùn)動(dòng)軌跡是(

)A.①B.②C.③D.④解析物體做斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡只與初速度的大小和方向有關(guān)，而與物體的質(zhì)量無關(guān)，A、B兩小球的軌跡相同，故A項(xiàng)正確。答案A圖12.(多選)(2016·江蘇單科，7)如圖2所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動(dòng)能、與地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過的面積。下列關(guān)系式正確的有(

)圖2答案AD答案B4.(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.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s答案A5.(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，自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的有(

)圖3A.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BC6.(2016·江蘇單科，13)據(jù)報(bào)道,一法國(guó)攝影師拍到“天宮一號(hào)”空間站飛過太陽的瞬間,照片中,“天宮一號(hào)”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖4所示，假設(shè)“天宮一號(hào)”正以速度v＝7.7km/s繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L＝20m，地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于v、MN所在平面的分量B＝1.0×10－5T,將太陽帆板視為導(dǎo)體。圖4(1)求M、N間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；(2)在太陽帆板上將一只“1.5V，0.3W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路，不計(jì)太陽帆板和導(dǎo)線的電阻，試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由。(3)取地球半徑R＝6.4×103km,地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，試估算“天宮一號(hào)”距離地球表面的高度h(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。答案(1)1.54V

(2)不能理由見解析(3)4×105m[考

情

分

析]

201420152016力與曲線運(yùn)動(dòng)T2：天體運(yùn)動(dòng)T6：平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)T3：天體運(yùn)動(dòng)T14(2)：圓周運(yùn)動(dòng)T2：斜拋運(yùn)動(dòng)T7：天體運(yùn)動(dòng)T13：萬有引力定律，法拉第電磁感應(yīng)定律力與曲線運(yùn)動(dòng)是力學(xué)中非常重要的內(nèi)容，是高考熱點(diǎn)之一?？疾榈闹R(shí)點(diǎn)有：對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的理解及綜合運(yùn)用、運(yùn)動(dòng)的合成與分解思想方法的應(yīng)用、豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的理解和應(yīng)用以及天體的運(yùn)動(dòng)。高考中單獨(dú)考查曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，題型為選擇題，將曲線運(yùn)動(dòng)與功和能、電場(chǎng)與磁場(chǎng)綜合時(shí)題型為計(jì)算題。曲線運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成與分解[規(guī)

律

方

法]1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及特點(diǎn)(1)條件：F合與v的方向不在同一直線上。(2)特點(diǎn)①F合恒定：做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。②F合不恒定：做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。③做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受的合力總是指向曲線的凹側(cè)。2.解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的一般思路(1)明確合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。(2)明確是在哪兩個(gè)方向上的合成或分解。(3)找出各個(gè)方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)運(yùn)用力與速度的關(guān)系或矢量的運(yùn)算法則進(jìn)行分析求解。1.在長(zhǎng)約一米的一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)適當(dāng)?shù)膱A柱形的紅蠟塊，玻璃管的開口端用膠塞塞緊，將其迅速豎直倒置，紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底?，F(xiàn)將此玻璃管倒置安裝在置于粗糙水平桌面上的小車上，小車從位置A以初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經(jīng)過一段時(shí)間后，小車運(yùn)動(dòng)到圖5中虛線位置B。按照?qǐng)D4建立的坐標(biāo)系，在這一過程中紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是下圖中的(

)[精

典

題

組]圖5解析根據(jù)題述，紅蠟塊沿玻璃管勻速上升，即沿y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在粗糙水平桌面上的小車從A位置以初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，即沿x方向紅蠟塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在這一過程中紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡開口向左的拋物線，故A正確。答案

A2.(多選)(2016·連云港三模)學(xué)校組織“騎車投球”比賽，甲、乙兩參賽者沿規(guī)定直軌道勻速騎行過程中，將手中網(wǎng)球沿垂直于騎行方向水平拋向地面上的塑料筐O中，如圖6所示，A點(diǎn)是軌道上離框最近的點(diǎn)。甲以3m/s的速度騎行，在B點(diǎn)將網(wǎng)球以速度v水平拋出，網(wǎng)球恰好落入筐中；乙以4m/s的速度騎行，要想將球投入筐中，乙參賽者應(yīng)(不計(jì)空氣阻力)(

)圖6A.在到達(dá)B點(diǎn)之后將球拋出B.在到達(dá)B點(diǎn)之前將球拋出C.將球也以速度v水平拋出D.將球以大于v的速度水平拋出解析豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩次網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。水平方向網(wǎng)球有兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：分別是沿騎行方向與車相同的速度和拋出的速度。垂直于騎行方向上水平距離相等，則兩次球拋出的速度相同，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由于乙的騎行速度大，網(wǎng)球沿騎行方向的速度大，而運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，故乙應(yīng)在到達(dá)B點(diǎn)之前將球拋出，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。答案

BC圖7A.小船渡河的軌跡為直線B.小船在河水中的最大速度是5m/sC.小船在距南岸200m處的速度小于在距北岸200m處的速度D.小船渡河的時(shí)間是160s解析小船在南北方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，在東西方向上先加速，到達(dá)河中間后再減速，小船的合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；當(dāng)小船運(yùn)動(dòng)到河中間時(shí)，東西方向上的分速度最大，此時(shí)小船的合速度最大，最大值vm＝5m/s，B對(duì)；小船在距南岸200m處的速度等于在距北岸200m處的速度，C錯(cuò)；小船的渡河時(shí)間t＝200s，D錯(cuò)。答案

B平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法[規(guī)

律

方

法]抓住“六點(diǎn)”破解平拋運(yùn)動(dòng)問題1.建立坐標(biāo)，分解運(yùn)動(dòng)將平拋運(yùn)動(dòng)分解為豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)(在某些情況下運(yùn)動(dòng)分解的方向不一定在豎直方向和水平向方向上)。2.各自獨(dú)立，分別分析6.建好“兩個(gè)模型”(1)常規(guī)的平拋運(yùn)動(dòng)及類平拋模型。(2)與斜面相結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)模型。①從斜面上水平拋出又落回到斜面上：位移方向恒定，落點(diǎn)速度方向與斜面間的夾角恒定，此時(shí)往往分解位移，構(gòu)建位移三角形。②從斜面外水平拋出垂直落在斜面上：速度方向確定，此時(shí)往往分解速度，構(gòu)建速度三角形。1.(2016·福建省畢業(yè)班單科質(zhì)量檢查)如圖8，將a、b兩小球以不同的初速度同時(shí)水平拋出，它們均落在水平地面上的P點(diǎn)，a球拋出時(shí)的高度較b球的高，P點(diǎn)到兩球起拋點(diǎn)的水平距離相等，不計(jì)空氣阻力。與b球相比，a球(

)[精

典

題

組]圖8A.初速度較大B.速度變化率較大C.落地時(shí)速度一定較大D.落地時(shí)速度方向與其初速度方向的夾角較大答案

D2.如圖9所示，在水平放置的半徑為R的圓柱體的正上方的P點(diǎn)將一小球以水平速度v0沿垂直于圓柱體的軸線方向拋出，小球飛行一段時(shí)間后恰好從圓柱體的Q點(diǎn)沿切線飛過，測(cè)得O、Q連線與豎直方向的夾角為θ，那么小球完成這段飛行的時(shí)間是(

)圖9答案

C3.如圖10所示,窗子上、下沿間的高度H＝1.6m，墻的厚度d＝0.4m,某人在離墻壁距離L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.2m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的速度水平拋出，小物件直接穿過窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s2。則v的取值范圍是(

)A.v>7m/s B.v<2.3m/sC.3m/s<v<7m/s D.2.3m/s<v<3m/s圖10答案

C有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)問題的分析與計(jì)算[規(guī)

律

方

法]1.解決圓周運(yùn)動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵1.如圖11所示，甲、乙圓盤的半徑之比為1∶2，兩水平圓盤緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動(dòng)且不打滑。兩圓盤上分別放置質(zhì)量為m1和m2的小物體。已知m1＝2m2，兩小物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，m1距甲盤圓心的距離為r，m2距乙盤圓心的距離為2r，兩小物體隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是(

)[精

典

題

組]圖11A.隨著轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動(dòng)B.隨著轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動(dòng)C.隨著轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1、m2同時(shí)開始滑動(dòng)D.無論轉(zhuǎn)速如何增加，m1、m2始終不會(huì)滑動(dòng)答案A2.(多選)飛機(jī)飛行時(shí)除受到發(fā)動(dòng)機(jī)的推力外，還受到重力和機(jī)翼的升力，機(jī)翼的升力垂直于機(jī)翼所在平面向上，當(dāng)飛機(jī)在空中盤旋時(shí)機(jī)翼的內(nèi)側(cè)傾斜(如圖12所示)，以保證除發(fā)動(dòng)機(jī)推力外的圖12其他力的合力提供向心力。設(shè)飛機(jī)以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)翼與水平面成θ角，飛行周期為T，則下列說法正確的是(

)A.若飛行速率v不變，θ增大，則半徑R增大B.若飛行速率v不變，θ增大，則周期T增大C.若θ不變，飛行速率v增大，則半徑R增大D.若飛行速率v增大，θ增大，則周期T可能不變答案

CD3.(多選)(2016·浙江理綜，20)如圖13所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)“梨形”賽道，兩個(gè)彎道分別為半徑R＝90m的大圓弧和r＝40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O′距離L＝100m。賽車沿彎道路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍，假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要使賽車不打滑，繞賽道一圈時(shí)間最短(發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大，重力加速度g＝10m/s2，π＝3.14)，則賽車(

)圖13A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為5.63m/s2D.通過小圓弧彎道的時(shí)間為5.58s答案AB4.(2016·江西臨川模擬)如圖14所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球。已知小球在最高點(diǎn)A時(shí)受到細(xì)線的拉力剛好等于小球自身的重力，O點(diǎn)到水平地面的距離為H(H>L)，重力加速度為g。圖14(1)求小球通過最高點(diǎn)A時(shí)的速度大??；(2)求小球通過最低點(diǎn)B時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力；(3)若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A時(shí)細(xì)線斷裂或小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線斷裂，兩種情況下小球落在水平地面上的位置到C點(diǎn)(C點(diǎn)為地面上的點(diǎn)，位于A點(diǎn)正下方)的距離相等，則L和H應(yīng)滿足什么關(guān)系？天體運(yùn)動(dòng)問題的分析與計(jì)算[規(guī)

律

方

法]掌握“一模”“兩路”“三角”，破解天體運(yùn)動(dòng)問題(1)一種模型：無論是自然天體(如地球、月亮)還是人造天體(如宇宙飛船、人造衛(wèi)星)都可以看作質(zhì)點(diǎn)，圍繞中心天體(視為靜止)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(3)“三角等式”關(guān)系1.(2016·四川理綜，3)國(guó)務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國(guó)航天日”。1970年4月24日我國(guó)首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號(hào)，目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行，其軌道近地點(diǎn)高度約為440km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35786km的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號(hào)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1，東方紅二號(hào)的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為(

)[精

典

題

組]圖15A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3答案D2.(多選)截止到2016年2月全球定位系統(tǒng)GPS已運(yùn)行了整整27年，是現(xiàn)代世界的奇跡之一。GPS全球定位系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，每個(gè)衛(wèi)星的環(huán)繞周期為12小時(shí)。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星相比較，下面說法正確的是(

)圖16答案

BD3.(2016·天津理綜，3)我國(guó)即將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)射“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接。假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是(

)圖17A.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接解析若使飛船與空間站在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速，所需向心力變大，則飛船將脫離原軌道而進(jìn)入更高的軌道，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若使飛船與空間站在同一軌道上運(yùn)行，然后空間站減速，所需向心力變小，則空間站將脫離原軌道而進(jìn)入更低的軌道，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；要想實(shí)現(xiàn)對(duì)接，可使飛船在比空間試驗(yàn)室半徑較小的軌道上加速，然后飛船將進(jìn)入較高的空間試驗(yàn)室軌道，逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室后，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)C正確；若飛船在比空間試驗(yàn)室半徑較小的軌道上減速，則飛船將進(jìn)入更低的軌道，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C4.雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星的總質(zhì)量為M，經(jīng)過一段時(shí)間演化后，兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時(shí)兩星的總質(zhì)量為(

)答案

C高頻考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問題[題型分析]圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)或其他運(yùn)動(dòng)形式相結(jié)合的題目已成為現(xiàn)在高考的熱點(diǎn)，物體在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問題，往往要