2014届高三物理一轮精细化复习滚动复习(曲线运动与万有引力定律) 12页

高三物理一轮精细化复习讲义高三物理一轮精细化复习滚动复习（曲线运动和万有引力定律）一、运动的合成与分解一、基础知识要记牢1．合运动与分运动的关系等时性各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等独立性一个物体同时参与几个分运动，各个运动独立进行不受其他分运动的影响等效性各个分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果说明合运动是物体的实际运动2．物体做曲线运动的特点F合与v不在同一直线上。(1)F合恒定：做匀变速曲线运动。(2)F合不恒定：做非匀变速曲线运动。(3)做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线的凹侧。二、方法技巧要用好1．解决运动合成和分解的一般思路(1)明确合运动或分运动的运动性质。(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解。2．小船过河的两类问题的分析方法(1)要求最短时间过河，则船头必须垂直指向对岸，不论船速与水流速度的关系如何。(2)要求过河的位移最短，则要区分两种情况：①当船在静水中的速度v1大于水流速度v2时，最短过河位移为河宽d，如图所示，船头指向上游与河岸的夹角α＝arccos。②当船在静水中的速度v1小于水流速度v2时，过河的最短位移为x，如图所示，船头指向上游与河岸的夹角为θ＝arccos，最短位移x＝d。【滚动复习题】1、（2013山东莱州质检）在学习运动的合成与分解时我们做过如左下图所示的实验。在长约80cm～100cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是右下图中的2、（2013中原名校联考）2012年8月31日，四川凉山州普降暴雨发生了洪涝灾害，当地武警支队积极组织抗洪抢险。如图所示，在一次抗洪救灾工作中，一架离水面高为H，沿水平直线飞行的直升飞机A，用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B，在直升飞机A第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时，悬索将伤员吊起．设经t时间后，A、B之间的距离为l，且l＝H－2t2.则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是下列哪个图（）3、（河北省邯郸市2013届高三上学期9月份摸底考试物理试卷）关于力和运动的关系，以下说法中正确的是（）A．物体做曲线运动，其加速度一定改变B．物体做曲线运动，其加速度可能不变C．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定不变D．物体在恒力作用下运动，其加速度方向一定不变L2LA甲乙60°60°4、（2013成都石室质检）如图所示，河的宽度为L，河水流速为u，甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2L，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰好能直达正对岸的A点。则下列判断正确的是（）A．甲船正好也在A点靠岸B．甲船在A点下游侧靠岸C．甲乙两船到达对岸的时间相等D．甲乙两船可能在未到达对岸前相遇5、（2013江苏省六市调研）在xOy平面内，一质点仅在恒力F作用下由原点O运动到A点，其轨迹及在O点、A点的速度方向如图所示，则F的方向可能沿(A)y轴正方向　　(B)y轴负方向(C)x轴正方向　　(D)x轴负方向6、（2013广东省梅州市二模）如图所示，起重机将货物沿竖直方向以速度v1匀速吊起，同时又沿横梁以速度v2水平匀速向右运动，关于货物的运动下列表述正确的是A.货物的实际运动速度为v1+v2B.货物的实际运动速度为C.货物相对地面做曲线运动D.货物相对地面做直线运动二、抛体运动一、基础知识要记牢1．平抛运动以一定的初速度将物体水平抛出，在只受重力的情况下，物体所做的运动。(1)位移关系(2)速度关系2．类平抛运动第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义以一定的初速度将物体水平抛出，如果物体受的合力恒定且与初速度方向垂直，则物体做类平抛运动。类平抛运动的加速度方向不一定竖直向下，大小也不一定等于g。3．两个重要结论(1)设做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有tanθ＝2tanφ。如图1－3－5甲所示。(2)做平抛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。如图乙所示。二、方法技巧要用好(1)处理平抛运动(或类平抛运动)时，一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解，先按分运动规律列式，再用运动的合成求合运动。(2)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题，其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。(3)若平抛的物体垂直打在斜面上，则物体打在斜面上瞬间，其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。【滚动复习题】1、（2013陕西省西安市五校联考）在一次体育活动中，两个同学在同一条直线上相向站立，从水平地面相同高度处分别沿水平方向抛出两个小球A和B，两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两个小球在空中恰好发生碰撞，必须A．先抛出A球，后抛出B球B．同时抛出两球C．A球抛出速度大于B球抛出速度D．相遇时B球速度大于A球速度2、（湖北省荆门市2012-2013学年度高三元月调考）倾角为θ的斜面，长为l，在顶端水平抛出一个小球，小球刚好落在斜面的底端，如图所示，那么小球的初速度v0的大小是A．B．C．D．3、（2013安徽合肥名校联考）如图6所示，水平固定半球型的碗球心为0点．最低点为B点，A点在左边的内壁上，C点在右边的内壁上，在碗的边缘向着球心以速度v0平抛一个小球，抛出点及O、A、B、C点在同一个竖直面内，下列说法正确的是（）A．v大小适当时可以垂直打在A点B．v0大小适当时可以垂直打在B点C．v0大小适当时可以垂直打在C点ABD．一定不能垂直打在碗内任何一个位置第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义4、（2013湖南省永州市模拟）某人在竖直墙壁上悬挂一镖靶，他站在离墙壁一定距离的某处，先后将两只飞镖A、B由同一位置水平掷出，两只飞镖插在靶上的状态如图所示(侧视图)，若不计空气阻力，下列说法正确的是A．B镖的运动时间比A镖的运动时间长B．B镖掷出时的初速度比A镖掷出时的初速度大C．A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大D．A镖的质量一定比B镖的质量大5、（2013北京市石景山模拟）如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内。现有一小球从一水平桌面的边缘P点向右水平飞出，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道。OA与竖直方向的夹角为θ1，PA与竖直方向的夹角为θ2。下列说法正确的是A．tanθ1tanθ2=2B．cotθ1tanθ2=2C．cotθ1cotθ2=2D．tanθ1cotθ2=2三、圆周运动问题一、基础知识要记牢1．描述匀速圆周运动快慢的物理量线速度v、角速度ω、周期T、频率f、转速n它们间的关系为：v＝＝，ω＝＝，v＝ωr，n＝f＝2．注意两个问题(1)凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；(2)凡是同一个轮轴上(或各个轮都绕同一根轴同步转动)各点角速度相等。3．圆周运动的向心力来源在匀速圆周运动中合力提供向心力，在非匀速圆周运动中，沿半径方向的合外力提供向心力。二、方法技巧要用好1．解决圆周运动动力学问题的一般步骤(1)首先要明确研究对象；(2)对其受力分析明确向心力的来源；(3)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径；(4)将牛顿第二定律应用于圆周运动，得到圆周运动中的动力学方程，有以下各种情况，F＝m＝mrω2＝mvω＝mr＝4π2mrf2。解题时应根据已知条件进行选择。2．竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义最高点无支撑最高点有支撑实例球与绳连接、水流星、翻滚过山车球与杆连接、球过竖直的圆形管道，套在圆环上的物体等图示在最高点受力重力，弹力F弹向下或等于零mg＋F弹＝m重力，弹力F弹向下、向上或等于零mg±F弹＝m恰好过最高点F弹＝0，mg＝m，v＝，即在最高点速度不能为零v＝0，mg＝F弹在最高点速度可为零【滚动复习题】1、如图所示，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍，A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点，则(　　)A．两轮边缘转动的线速度相等B．小轮转动的角速度是大轮的2倍C．质点加速度aA＝2aBD．质点加速度aB＝2aC2、如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴O。现使小球在竖直平面内做圆周运动。P为圆周轨道的最高点。若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为，则以下判断正确的是(　　)A．小球不能到达P点B．小球到达P点时的速度小于C．小球能到达P点，但在P点不会受到轻杆的弹力D．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力3、（2013温州八校联考）如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球，当汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1；当汽车以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧长度为L2，下列答案中正确的是（）A．　　B．　C．D．前三种情况均有可能4、（2013中原名校联考）如图所示，一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球，另一端固定在竖直杆上，当竖直杆以角速度ω转动时，小球跟着杆一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为θ，下列关于ω与θ关系的图象正确的是（）第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义5、（2013四川绵阳一诊）如图所示，半径为R、圆心角为600的光滑圆弧槽，固定在高为h的平台上，小物块从圆弧槽的最高点A静止开始滑下，滑出槽口B时速度水平向左，小物块落在地面上C点，B、C两点在以O2点为圆心的圆弧上，O2在B点正下方地面上，则A.4R=hB.2R=hC.R=hD.R=2h6、（湖北省荆门市2012-2013学年度高三元月调考）如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径R=6400km，地面上行驶的汽车重力G=3×104N，在汽车的速度可以达到需要的任意值，且汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是A．汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大B．不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于3×104NC．不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D．如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有超重的感觉7、（2013湖南省长沙市模拟）在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc，俯视如图。长度为L=1m的细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球。初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度，由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）。已知细线所能承受的最大张力为7N，则下列说法中不正确的是A．细线断裂之前，小球速度的大小保持不变B．细线断裂之前，小球的速度逐渐减小C．细线断裂之前，小球运动的总时间为0.7πsD．细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9m8、（2013•河南省南阳市一中高三测试）如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如乙图所示.则（）A．小球的质量为B．当地的重力加速度大小为C．v2=c时，小球对杆的弹力方向向上D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等四、万有引力定律第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义一、基础知识要记牢1．万有引力定律表达式F＝G2．万有引力定律在天体运动中的主要应用公式(1)＝m＝mrω2＝mr。(2)＝mgr(gr为r处的重力加速度)。(3)对天体表面的物体m0，在忽略自转时：＝m0g(式中R为天体半径)，可得GM＝gR2。（4）在研究人造卫星等天体运动时，进行了以下近似：中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到中心天体的万有引力作用，这个引力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力。二、方法技巧要用好(1)利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R计算天体质量和密度。由G＝mg，得M＝，ρ＝＝。(2)利用天体的卫星：已知卫星的周期T(或线速度v)和卫星的轨道半径r计算天体质量和密度。由G＝m＝mr，得M＝若测天体的密度，将天体的质量M＝ρπR3代入得ρ＝（3）人造卫星的a、v、ω、T与轨道半径的关系G＝【滚动复习题】1、(2012·浙江高考)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　)A．太阳对各小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义2、航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中错误的有(　　)A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度3、有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有(　　)A．a的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同时间内转过的弧长最长C．c在4小时内转过的圆心角是π/6D．d的运动周期有可能是20小时4、探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图6所示，若卫星的质量为m，远月点Q距月球表面的高度为h，运行到Q点时它的角速度为ω，加速度为a，月球的质量为M、半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则卫星在远月点时对月球的万有引力大小为(　　)A.　　　　　　　　B．maC.D．m(R＋h)ω25、（2013年5月福建省宁德市质检）2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件。一块陨石从外太空飞向地球，到A点刚好进入大气层，由于受地球引力和大气层空气阻力的作用，轨道半径渐渐变小，则下列说法中正确的是A．陨石正减速飞向A处B．陨石绕地球运转时角速度渐渐变小C．陨石绕地球运转时速度渐渐变大D．进入大气层陨石的机械能渐渐变大6、（2013浙江省名校质检）英国《新科学家》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足＝（其中c为光速，G为引力恒量）则该黑洞表面重力加速度的数量级为A.108m/s2B．1010m/s2C．1012m/s2D．1014m/s27、（2013长春市四模）2012年我国宣布北斗导航系统正式商业运行。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。北斗导航系统中两颗工作卫星即卫星1和卫星2在同一轨道上绕地心做匀速圆周运动，轨道半径为r，如图所示，某时刻卫星1和卫星2分别位于轨道上的A、B两位置（卫星与地球连线的夹角为60°）。若两卫星均按顺时针方向运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。则下列说法正确的是A．地球对卫星1和卫星2的万有引力大小相等B．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义C．卫星l由位置A运动到位置B所需的时间为D．若卫星l向后喷气，则一定能追上卫星28、（2013河南省郑州市三模）2013年3月19日，美国成功发射了第2颗“天基红外系统”地球静止轨道卫星(SBIRSGEO—2),它是目前技术最先进的导弹预警卫星。若卫星在发射升空的过程中总质量不变，则下列有关该卫星的说法正确的有A.当卫星到达它的运行轨道时，其内部的物体将不再受重力的作用B.在卫星加速上升的过程中其机械能逐渐变大C.该卫星的轨道能经过地球南北极的上空D.当卫星到达它的运行轨道时，其线速度必定小于7.9km/s9、（2013河北省石家庄模拟）宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两球心连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动.根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法正确的是A.双星相互间的万有引力不变B.双星做圆周运动的角速度均增大C.双星做圆周运动的动能均减小D.双星做圆周运动的半径均增大10、（2013湖南省郴州市二模）2O11年中俄联合实施探测火星活动计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器将与俄罗斯研制的“福布斯一土坡”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星。已知火星的质量约为地球的1/9，火星的半径约为地球半径的1/2。下列关于火星探测器的说法中正确的是A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可B.发射速度只要大于第三宇宙速度才可以C.发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度D.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为人造地球卫星第一宇宙速度的2倍五、曲线运动综合计算【滚动复习题】1、（2013广西三校联考）如图所示，小球自楼梯顶的平台上以水平速度v0做平抛运动，所有阶梯的高度为0.20m，宽度为0.40m，重力加速度g取10m/s2.求：（1）小球抛出后能直接打到第1级阶梯上vo的范围；（2）小球抛出后能直接打到第2级阶梯上vo的范围；（3）若小球以10.4m/s的速度抛出，则小球直接打到第几级阶梯上？第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义2、（2013唐山摸底）有一水平传送带AB长L=8m，距离水平地面h=5m，地面上C点在传送带右端点B的正下方。一小物块以水平初速度v0=2m/s自A点滑上传送带，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.2。（取g=10m/s2）（1）若传送带静止不动，求小物块滑行的距离；（2）若传送带正以恒定速度向右传送，小物块从A点滑上传送带经时间t后落在D点，CD长S=3m。求时间t。3、（2013年3月山东省烟台市诊断）如图所示，是一次娱乐节目中的一个游戏示意图，游戏装置中有一个光滑圆弧形轨道，高为h，半径为R，固定在水平地面上，它的左端切线沿水平方向，左端与竖直墙面间的距离为x．竖直墙高为H，滑板运动员可从墙面的顶部沿水平方向飞到地面上．游戏规则是让一滑块从弧形轨道的最高点由静止滑下，当它滑到轨道底端时，滑板运动员立即以某一初速度水平飞出，当滑块在水平面上停止运动时，运动员恰好落地，并将滑块捡起就算获胜，已知滑块到达底端时对轨道的压力大小为F，重力加速度为g。求：（不计滑板的长度，运动员看作质点）（1）滑块的质量；（2）滑块与地面间的动摩擦因数：（3）滑板运动员要想获胜，他飞出时的初速度多大？第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义4、（2013河南省郑州市三模）下图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，AO是高h==3m的竖直峭壁，OB是以A点为圆心的弧形坡p，.=60°,B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃上跑道。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。(1)若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v。的最小值；(2)若选手以速度v1=4m/s水平跳出，求该选手在空中的运动时间。5、（2013北京市顺义区二模）2012年11月25日，歼—15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后，又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞，突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术．甲板上的阻拦索具有关键作用，阻拦索装置完全由我国自主研制制造，在战机着舰时与尾钩完全咬合后，在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零，并使战机滑行距离不超过百米．(g取10m/s2)(1)设歼—15飞机总质量m=2.0×104kg，着陆在甲板的水平部分后在阻拦索的作用下，速度由=100m/s滑行50m后停止下来，水平方向其他作用力不计，此过程可视为匀减速运动．求阻拦索对飞机的水平作用力F；(2)在第（1）问所述的减速过程中，飞行员所受的阻力是飞行员自身重力的多少倍？(3)航母飞行甲板水平，前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看作圆弧上的一点，圆弧半径为R=150m，如图所示．已知飞机起落架能承受竖直方向的最大作用力为飞机自重的16倍，求飞机安全起飞经过D点时速度的最大值vm。6、（2013年5月武汉市模拟）如图所示，足够长的光滑固定斜面倾角为θ=30°，某同学在斜面上做了两次实验：第一次在斜面上的O点将小球以速度v1=6m/s水平向右抛出，小球第一次与斜面相碰的位置记为P点；第二次仍在O第12页共12页\n高三物理一轮精细化复习讲义点使小球以某一初速度沿斜面向下运动，小球经过相同的时间也恰好到达P点，已知重力加速度g=10m/s2，求（1）O、P两点的间距s；（2）第二次实验时小球沿斜面向下运动的初速度v2。第12页共12页