《高考備考指南 物理 》課件-章末學(xué)科思維素養(yǎng)

曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第四章

章末學(xué)科思維素養(yǎng)(本章末對(duì)應(yīng)系統(tǒng)用書P103)素養(yǎng)一萬(wàn)有引力與航天中的三個(gè)思想方法1.填補(bǔ)法計(jì)算非質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力運(yùn)用“填補(bǔ)法”解題的關(guān)鍵是緊扣萬(wàn)有引力定律的適用條件，先填補(bǔ)成完整的均勻球體后運(yùn)算，運(yùn)用“填補(bǔ)法”解題主要體現(xiàn)了等效思想.

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例2我國(guó)500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318＋0253”，其自轉(zhuǎn)周期T＝5.19ms，假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知引力常量為6.67×10－11N·m2/kg2.以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為(

)A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3

C3.類比思想分析衛(wèi)星相距最近最遠(yuǎn)問(wèn)題半徑不同的衛(wèi)星運(yùn)行周期也不同，半徑越小，周期越小，因此不同高度處的兩顆衛(wèi)星，相對(duì)位置不斷改變，相距最近的衛(wèi)星經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)再次相距最近，同樣也可能出現(xiàn)相距最遠(yuǎn)的情況.這與鐘表的分鐘、秒針從重合到再次重合的道理相同，二者可以類比.分鐘和秒針從重合到再次重合，秒針比分鐘多轉(zhuǎn)整數(shù)圈即可，同理，相距最近的兩顆衛(wèi)星，半徑小的比半徑大的多轉(zhuǎn)整數(shù)圈后，又會(huì)出現(xiàn)重合.

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素養(yǎng)二萬(wàn)有引力與航天中的兩個(gè)物理模型1.星球內(nèi)部重力加速度模型將星球某深度處的重力加速度轉(zhuǎn)化為另一星球表面的重力加速度.以地球?yàn)槔厍騼?nèi)部某點(diǎn)的重力加速度按以下思路求解.(1)以地心為圓心，以某點(diǎn)到地心距離為半徑作一個(gè)小球體.(2)根據(jù)球體體積公式求出小球體的體積.(3)根據(jù)球體表面物體所受的萬(wàn)有引力大小等于小球體表面的重力加速度.

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2.多星模型(1)規(guī)律：所研究星體的萬(wàn)有引力的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，除中央星體外，各星體的角速度或周期相同.(2)三星模型①三顆星體位于同一直線上，兩顆質(zhì)量相等的環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運(yùn)行，如圖甲所示.②三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，如圖乙所示.(3)四星模型①其中一種是四顆質(zhì)量相等的星體位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，沿著外接于正方形的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖丙所示.②另一種是三顆質(zhì)量相等的星體始終位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，另一顆位于中心O，外圍三顆星繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖丁所示.C

(3)求解方法①常規(guī)分解法：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.②正交分解法：對(duì)于有些問(wèn)題，可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律列方程求解.(4)考查特點(diǎn)①類平拋運(yùn)動(dòng)是對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)研究方法的遷移，是高考命題的熱點(diǎn)問(wèn)題.②高考考查該類問(wèn)題常綜合機(jī)械能守恒、動(dòng)能定理等知識(shí)，以電場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)為背景，考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理問(wèn)題的能力.例6如圖所示的光滑斜面長(zhǎng)為l，寬為b，傾角為θ，一物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))沿斜面左上方頂點(diǎn)P水平射入，恰好從底端Q點(diǎn)離開斜面，重力加速度為g，試求：(1)物塊由P運(yùn)動(dòng)到Q所用的時(shí)間t；(2)物塊由P點(diǎn)水平射入時(shí)的初速度v0的大?。?3)物塊離開Q點(diǎn)時(shí)速度v的大小.例7

(2022年全國(guó)卷)將一小球水平拋出，使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光.某次拍攝時(shí)，小球在拋出瞬間頻閃儀恰好閃光，拍攝的照片編輯后如圖所示.圖中的第一個(gè)小球?yàn)閽伋鏊查g的影像，每相鄰兩個(gè)球之間被刪去3個(gè)影像