山東省新泰市汶城中學(xué)高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 力與物體的曲線運(yùn)動

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1、山東省新泰市汶城中學(xué)高三物理二輪復(fù)習(xí)專題三：力與物體的曲線運(yùn)動 預(yù)習(xí)案 知識網(wǎng)絡(luò) 專題知識要點 一、 曲線運(yùn)動的條件和研究方法 1.物體做曲線運(yùn)動的條件： 2.曲線運(yùn)動的研究方法：運(yùn)動的合成與分解，已知分運(yùn)動的位移、速度、和加速度等求合運(yùn)動的位移、速度、和加速度等，遵從平行四邊形定則。 二、 平拋（類平拋）運(yùn)動 1.速度規(guī)律： VX=V0 VY=gt 2.位移規(guī)律： X=v0t Y= 三、 勻速圓周運(yùn)動 1.向心力的大小為：或 2.描述運(yùn)動的物理量間的關(guān)系： 四、萬有引力定律及應(yīng)用思路 1.萬有引力定律： 2.（1）天體運(yùn)動的向

2、心力來源于天體之間的萬有引力。即 （2）萬有引力等于重力 五、宇宙速度 （1）第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：是衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運(yùn)行的速度，也是繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大速度，也是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度V1=7.9Km/s。 （2）第二宇宙速度（脫離速度）：使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，V2=11.2Km/s。 （3）第三宇宙速度（逃逸速度）：使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度，V3=16.7 Km/s。 高考體驗 1、（07）2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese 581c。這顆圍繞紅矮星Gliese 581運(yùn)

3、行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese 581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說法正確的是 A.飛船在Gliese 581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天 B.飛船在Gliese 581c表面附近運(yùn)行時的速度大于7.9 km/s C.人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大 D.Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小 2、（08）據(jù)報道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號Ol星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次

4、變軌控制后，于5月1日成功定點在東經(jīng)770赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是 A運(yùn)行速度大于7.9 km／s B．離地面高度一定，相對地面靜止 C繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大 D向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等 3、（09）2008年9月25日至28日，我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是A.飛船變軌前后的機(jī)械能相等 B.飛

5、船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) C.飛船在此圓軌道上運(yùn)動的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動的角速度 D.飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動的加速度4、（10）1970年4月24日，我國自行設(shè)計、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東紅一號”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元。“東方紅一號”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點和運(yùn)地點的高度分別為439km和2384km，則 A.衛(wèi)星在點的勢能大于點的勢能 B.衛(wèi)星在點的角速度大于點的角速度 C.衛(wèi)星在點的加速度大于點的加速度 D.衛(wèi)星在點的速度大于7.9km/s 5、(11) 甲、乙

6、為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是 A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度 C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在運(yùn)行時能經(jīng)過北極的正上方 6、（12）2011年11月3日，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實施了首次交會對接。任務(wù)完成后“天宮一號”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神舟九號”交會對接。變軌前和變軌完成后“天宮一號”的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，對應(yīng)的軌道半徑分別為、，線速度大小分

7、別為、。則等于（　　　?。? Ａ、 　　　 Ｂ、　　　?。?、　　　?。?、 合作探究 [例1]　(2011·江蘇高考)如圖3－5所示，甲、乙兩同學(xué)從河中O點出發(fā)，分別沿直線游到A點和B點后，立即沿原路線返回到O點，OA、OB分別與水流方向平行和垂直，且OA＝OB。若水流速度不變，兩人在靜水中游速相等，則他們所用時間t甲、t乙的大小關(guān)系為 (　　) A．t甲t乙 D．無法確定 [例2]　在一次國際城市運(yùn)動會中，要求運(yùn)動員從高為H的平臺上A點由靜止出發(fā)，沿著動摩擦因

8、數(shù)為μ的滑道向下運(yùn)動到B點后水平滑出，最后落在水池中如圖3－7所示。設(shè)滑道的水平距離為L，B點的高度h可由運(yùn)動員自由調(diào)節(jié)(取g＝10 m/s2)。求： 圖3－7 (1)運(yùn)動員到達(dá)B點的速度v0與高度h的關(guān)系； (2)運(yùn)動員要達(dá)到最大水平運(yùn)動距離，B點的高度h應(yīng)調(diào)為多大？對應(yīng)的最大水平距離smax為多少？ (3)若圖中H＝4 m，L＝5 m，動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則水平運(yùn)動距離要達(dá)到7 m，h值應(yīng)為多少？ [例3]　如圖3－10所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑硬質(zhì)盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，已知重

9、力加速度為g，空氣阻力不計，問： (1)要使盒子在最高點時盒子與小球之間恰好無作用力，則該盒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為多少？ (2)若盒子以(1)中周期的做勻速圓周運(yùn)動，則當(dāng)盒子運(yùn)動到圖3－10 圖示球心與O點位于同一水平面位置時，小球?qū)凶拥哪男┟嬗凶饔昧Γ饔昧槎啻螅? [例4]　如圖3－12所示，長為L的細(xì)繩上端系一質(zhì)量不計的環(huán)，環(huán)套在光滑水平桿上，在細(xì)繩的下端吊一個質(zhì)量為m的鐵球(可視為質(zhì)點)，鐵球離地的高度h＝L，當(dāng)細(xì)繩受到大小為3mg的拉力時就會斷裂?，F(xiàn)讓環(huán)與鐵球一起以v＝的速度向右運(yùn)動，在A處環(huán)被擋住而立即停止，A離右墻的水平距離也為L。不計空氣阻力，已

10、知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。試求： 圖3－12 (1)在環(huán)被擋住而立即停止時細(xì)繩對鐵球的拉力大小； (2)在以后的運(yùn)動過程中，鐵球的第一次碰撞點離墻角B的距離是多少？ [例5]　如圖3－16所示，一條探險小船沿著d＝200 m寬的河的中線漂流，突然發(fā)現(xiàn)河的下游不遠(yuǎn)處是一個瀑布，河水流入很深的溝底，如果小船掉下去探險隊員生還的可能幾乎為零，為了避免危險應(yīng)使小船在盡量遠(yuǎn)離瀑布的地方靠岸，已知水速為v0＝4 m/s，小船在靜水中速度為v＝2 m/s，要使小船靠岸地點盡量

11、遠(yuǎn)離瀑布，探險隊員應(yīng)將船頭指向什么方向？ [例6]　如圖3－14所示為某抽氣機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖，圓盤以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動，帶動活塞上下運(yùn)動，A為圓盤邊緣上一點，B為活塞上一點，A、B用一根輕質(zhì)桿通過鉸鏈連接，某時刻系統(tǒng)位置如圖所示，已知圓盤的半徑為R，試求圖示位置時活塞運(yùn)動的速度v。 鞏固練習(xí) 1．某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球，結(jié)果球劃著一條弧線飛到小桶的前方(如圖1所示)。不計空氣阻力，為了能把小球拋進(jìn)小桶中，則下次再水平拋時，他可能作出的調(diào)整為(　　) A．減小初速度，拋出點高度不變 B．增大

12、初速度，拋出點高度不變 圖1 C．初速度大小不變，降低拋出點高度 D．初速度大小不變，提高拋出點高度 2．一水平拋出的小球落到一傾角為θ的斜面上時，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動軌跡如圖2中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為(　　) A．tan θ　　　　　　　　 B．2tan θ C. D. 圖2 3．如圖3所示，靠摩擦傳動做勻速轉(zhuǎn)動的大、小兩輪接觸面互不打滑，大輪半徑是小輪半徑的2倍，A、B分別為大、小輪邊緣上的點，C為大輪上

13、一條半徑的中點，則(　　) A．兩輪轉(zhuǎn)動的角速度相等 B．小輪轉(zhuǎn)動的角速度是大輪的2倍 C．質(zhì)點加速度aA＝2aB 圖3 D．質(zhì)點加速度aB＝2a 4．(2012·蘇北四市三調(diào))在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動，同時人頂著直桿以速度v0水平勻速移動，經(jīng)過時間t，猴子沿桿向上移動的高度為h，人頂桿沿水平地面移動的距離為s，如圖4所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是(　　) A．相對地面的運(yùn)動軌跡為直線

14、B．相對地面做變加速曲線運(yùn)動 C．t時刻猴子對地速度的大小為v0＋at D．t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為 5．(2012·黃山七校聯(lián)考)如圖5所示，P是水平地面上的一點，A、B、C、D在同一條豎直線上，且AB＝BC＝CD。從A、B、C三點分別水平拋出一個物體，這三個物體都落在水平地面上的P點。則三個物體拋出時的速度大小之比vA∶vB∶vC為(　　) A.∶∶ B．1∶∶ C．1∶2∶3 D．1∶1∶1 6．(2012·鹽城一調(diào))某航模小組在一次訓(xùn)練中，制定了飛機(jī)離開地面最初20 s內(nèi)的飛行計劃。設(shè)

15、在水平方向運(yùn)動速度為vx，豎直方向運(yùn)動速度為vy，vx和vy隨時間變化的圖象如圖6所示。飛機(jī)按此計劃飛行的過程中(　　) 圖6 A．前6 s內(nèi)沿直線斜向上升，后14 s內(nèi)沿曲線上升 B．前6 s內(nèi)沿直線斜向上升，后14 s內(nèi)沿曲線下降 C．20 s末達(dá)到最大高度 D．6 s末達(dá)到最大速度 7．隨著人們生活水平的提高，高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的休閑娛樂。如圖7所示，某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個質(zhì)量為m的高爾夫球。由于恒定的水平風(fēng)力的作用，高爾夫球豎直落入距擊球點水平距離為L的A穴。則(　　) A．球被擊出后做平拋運(yùn)動

16、 圖7 B．該球從被擊出到落入A穴所用的時間為 C．球被擊出時的初速度大小為L D．球被擊出后受到的水平風(fēng)力的大小為 8．(2012·寧波聯(lián)考)如圖8所示，一物塊放在一個圓盤中，若圓盤表面與水平面的夾角為α，物塊轉(zhuǎn)動半徑為R，與圓盤的摩擦系數(shù)為μ，則物塊和圓盤一起按如圖所示轉(zhuǎn)動的過程中，下列說法正確的是( ) A．角速度的最大值為 B．角速度的最大值為 C．圓盤對物塊的彈力始終不做功 D．圓盤對物塊的摩擦力始終不做

17、功 9．(14分)(2012·寧德聯(lián)考)如圖9所示，小球從離地h＝5 m高，離豎直墻水平距離s＝4 m處水平拋出，不計空氣阻力，(取g＝10 m/s2)則： (1)若要使小球碰不到墻，則它的初速度應(yīng)滿足什么條件？ (2)若以v0＝8 m/s的初速度向墻水平拋出小球，碰撞點離地面的高度是多少？ 10．(16分)如圖10所示，ABC和DEF是在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端水平，DEF是半徑為r＝0.4 m的半圓形軌道，其直徑DF沿豎直方向，C、D可看做重合。現(xiàn)有一可視為質(zhì)點的小球從軌道ABC上距C點高為H的地方由靜止釋放。 (1)

18、若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)動，H至少要有多高？ (2)若小球靜止釋放處離C點的高度h小于(1)中H的最小值，小球可 圖10 擊中與圓心等高的E點，求此h的值。(取g＝10 m/s2) 11．(22分)(2012·山東高考)如圖11所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長度L＝0.5 m的粗糙水平軌道，二者相切于B點，整個軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P點為圓弧軌道上的一個確定點。一可視為質(zhì)點的物塊，其質(zhì)量m＝0.2 kg，與BC間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.4。工件質(zhì)量M＝0.8 kg，與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1。(取g＝10 m/s2) (1)若工件固定，將物塊由P點無初速度釋放，滑至C點時恰好靜止，求P、C兩點間的高度差h。 (2)若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點與工件保持相對靜止，一起向左做勻加速直線運(yùn)動。 ①求F的大小。 ②當(dāng)速度v＝5 m/s時，使工件立刻停止運(yùn)動(即不考慮減速的時間和位移)，物塊飛離圓弧軌道落至BC段，求物塊的落點與B點間的距離。 圖11