高三物理一轮复习力学部分曲线运动万有引力定律doc高中物理2

21世纪教育网高三一轮复习教案（全套68个）21世纪教育网第一局部力学21世纪教育网§4.曲线运动万有引力定律21世纪教育网一、曲线运动21世纪教育网二、平抛运动21世纪教育网三、平抛运动实验与应用21世纪教育网四、匀速圆周运动21世纪教育网五、圆周运动动力学21世纪教育网六、万有引力定律21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网15/15\n§4.曲线运动万有引力定律21世纪教育网一、曲线运动21世纪教育网21世纪教育网目的要求21世纪教育网曲线运动中质点的速度和加速度特点、运动的合成与分解21世纪教育网21世纪教育网知识要点21世纪教育网1、曲线运动的特点：21世纪教育网①、作曲线运动的物体，速度始终在轨迹的切线方向上，因此，曲线运动中可以肯定速度方向在变化，故曲线运动一定是变速运动；21世纪教育网②、曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上，加速度方向一定指向曲线运动凹的那一边。21世纪教育网2、作曲线运动的条件：21世纪教育网物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。21世纪教育网中学阶段实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情况：21世纪教育网①、合外力为恒力，合外力与速度成某一角度，如在重力作用下平抛，带电粒子垂直进入匀强电场的类平抛等。21世纪教育网②、合外力为变力，大小不变，仅方向变，且合外力与速度垂直，如匀速圆周运动。21世纪教育网③、一般情误况，合外力既是变力，又与速度不垂直时，高中阶段只作定性分析。21世纪教育网3、运动的合成与分解：21世纪教育网15/15\n运动的合成与分解包含了位移、加速度、速度的合成与分解。均遵循平行四边形法那么。（一般采用正交分解法处理合运动与分运动的关系）中学阶段，运动的合成与分解是设法把曲线运动（正交）分解成直线运动再用直线运动规律求解。21世纪教育网常见模型：船渡河问题；21世纪教育网绳通过定滑轮拉物体运动问题21世纪教育网21世纪教育网例题分析21世纪教育网例1、关于运动的合成与分解，以下说法正确的选项是：（BCD）21世纪教育网A、两个直线运动的合运动一定是直线运动；21世纪教育网B、两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动；21世纪教育网C、两个匀加速运动的合运动可能是曲线运动；21世纪教育网D两个初速为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定是匀加速直线运动；21世纪教育网说明：本例题作为概念性判断题，可采用特例法解决。21世纪教育网21世纪教育网例2、河宽为d，水流速度为v1，船在静水中速度为v2，且v1＜v2，如果小船航向与河岸成θ角斜向上游，求：21世纪教育网（1）它渡河需多少时间？21世纪教育网（2）如果要以最短时间过河，船头应指向何方？此时渡河位移为多少？21世纪教育网（3）如果要以最短位移渡河，船头应指向何方？此时渡河时间为多少？21世纪教育网拓展：当v1＞v2时，讨论以上三问？21世纪教育网21世纪教育网例3、如图在高出水面h的河岸上通过定滑轮用恒定速率v0拉绳，使船A靠岸，求当绳与水平夹角为θ时，船速VA为多大？根据结论说明靠岸过程中，船作什么性质运动？21世纪教育网21世纪教育网15/15\n21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网15/15\n二、平抛运动21世纪教育网21世纪教育网目的要求21世纪教育网学会用运动分解的方法求解曲线运动。21世纪教育网21世纪教育网知识要点21世纪教育网1、平抛运动特点：21世纪教育网仅受重力作用，水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体，是一种匀变速曲线运动；轨迹是条抛物线。21世纪教育网2、平抛运动规律：（从抛出点开场计时）21世纪教育网（1）、速度规律：VX=V021世纪教育网VY=gtV与水平方向的夹角tgθ=gt/v021世纪教育网（2）、位移规律：X=v0t(证明：轨迹是一条抛物线)21世纪教育网Y=S与水平方向的夹角tgα=gt/2v0=θ21世纪教育网（3）、平抛运动时间t与水平射程X21世纪教育网平抛运动时间t由高度Y决定，与初速度无关；水平射程X由初速度和高度共同决定。21世纪教育网（4）、平抛运动中，任何两时刻的速度变化量△V=g△t（方向恒定向下）21世纪教育网21世纪教育网例题分析21世纪教育网例1、一物体作平抛运动，它在落地前1秒内它的速度与水平方向的夹角由300变成600，①求平抛运动的初速度；②平抛运动的时间；③平抛运动高度。21世纪教育网15/15\n小结：研究和分析平抛运动，重在对两个分运动规律的理解和应用，即水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动规律的灵活交替运用。21世纪教育网21世纪教育网例2、质点在斜面（倾角为θ）上以初速度V0水平抛出，落在斜面上B点，求飞行时间t?21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网拓展1：上题中求质点运动到与斜面相距最远点所需时间t1?（提示：抓住当速度与斜面平行时，质点与斜面相距最远这一特点）拓展2：上题中求质点运动到与斜面相距最远点的距离H（灵活建立直角坐标系：平行斜面与垂直斜面建立）拓展3：假设质点以V0正对倾角为θ的斜面水平抛出，落在斜面上时速度与斜面垂直，求飞行时间t2？拓展4:假设质点以V0正对倾角为θ的斜面水平抛出,要求质点到达斜面的位移最小，求飞行时间t3?（提示：连接抛出点O到斜面上的某点，其间距为位移大小，要使位移最小，只有落点在O1且OO1垂直于斜面即可。）15/15\n三、平抛运动实验与应用[实验目的]描述运动轨迹、求初速度[实验原理]利用水平方向匀速运动x=v0t，竖直方向自由落体y=得测出多组x、y算出v0值，再取平均值。[实验器材]平抛运动实验器材一套，刻度尺等。[实验步骤]见教材本卷须知：安装斜槽固定在水平桌面上时，注意斜槽出口切线水平；每次让小球从同一高度静止释放。[例题分析]例1、如以下图，在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格边长L=1.25cm,假设小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a,b,c,d。那么小球平抛运动的初速度的计算式为v0=()(用Lg表示).其值是()(g=9.8m/s2)例2、房内高处有白炽灯S，可看成点光源，如果在S所在位置沿着垂直于墙的方向扔出一个小球A，如以下图，不计空气阻力，那么A在墙上的影子的运动情况是（D）A、加速度逐渐增大的直线运动，15/15\nB、加速度逐渐减小的直线运动C、匀加速直线运动，D、匀速直线运动。例3、在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，那么各点的位置坐标如以下图，以下说法正确的选项是：（B）A、小球抛出点的位置坐标是（0，0）B、小球抛出点的位置坐标是（-10，-5）C、小球平抛初速度为2m/sD、小球平抛初速度为0.58m/s15/15\n四、匀速圆周运动目的要求学会利用描述匀速圆周运动有关物理量分析有关事例知识要点1、物体运动的轨迹是圆周或是圆周一局部叫圆周运动；作圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等称为匀速圆周运动。2、描述匀速圆周运动的有关量及它们的关系：（1）、线速度：（2）、角速度：（3）、周期：（4）、频率：（5）、向心加速度：虽然匀速圆周运动线速度大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动；向心加速度大小不变但方向时刻改变（始终指向圆心），故匀速圆周运动是一种变加速运动。例题分析例1、如以下图为皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘的一点，左侧是大轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。b为小轮上一点，它到小轮中心距离为r，c、d分别位于小轮和大轮的边缘上，假设在传动中不打滑，那么：（CD）A、a点与b点线速度大小相等；B、a点与b点角速度大小相等；C、a点与c点线速度大小相等；D、a点与d点向心加速度大小相等；15/15\n本例主要考察线速度、角速度、向心加速度概念，同时抓住两个核心：假设线速度一定时，角速度与半径成反比；假设角速度一定，线速度与半径成正比。例2、如以下图，A、B两质点绕同一圆心按顺时针方向作匀速圆周运动，A的周期为T1，B的周期为T2，且T1＜T2，在某时刻两质点相距最近，开场计时，问：（1）何时刻两质点相距又最近？（2）何时刻两质点相距又最远？分析：选取B为参照物。（1）AB相距最近，那么A相对于B转了n转，其相对角度△Φ=2πn相对角速度为ω相=ω1-ω2经过时间：t=△Φ/ω相=2πn/ω1-ω2=（n=1、2、3…）（2）AB相距最远，那么A相对于B转了n-1/2转，其相对角度△Φ=2π（n-）经过时间：t=△Φ/ω相=（2n-1）T1T2/2（T2-T1）（n=1、2、3…）此题关键是弄清相距最近或最远需通过什么形式来联系A和B的问题，巧选参照系是解决这类难题的关键。15/15\n五、圆周运动动力学目的要求圆周运动向心力，牛顿第二定律的特定应用。知识要点1、匀速圆周运动特点：（1）速度大小不变无切向加速度；速度方向改变有向心加速度a=（2）合外力必提供向心力2、变速圆周运动特点：（1）速度大小变化有切向加速度；速度方向改变有向心加速度。故合加速度不一定指向圆心。（2）合外力不一定全提供向心力，合外力不一定指向圆心。3、向心力表达式：4、处理圆周运动动力学问题般步骤：（1）确定研究对象，进展受力分析；（2）建立坐标系，通常选取质点所在位置为坐标原点，其中一条轴与半径重合；（3）用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。例题分析15/15\n例1、物体质量为m，在以下各种情况中作匀速圆周运动，半径为R，周期为T，分析其向心力来源，列出动力学表达式：（1）置于水平转动的圆盘上随之一起作圆周运动；（2）置于竖直转动圆筒内壁的物体，随之一起转动；（3）飞机在空中水平匀速转圈。例2、如以下图，用长为l的轻绳一端固定在O点，另一端拴质量为m的小球，并令小球在竖直平面内绕O点作圆周运动，求小球在圆周的最高点时速度和拉力特点及最低点时速度和拉力特点？拓展：如把轻绳改为轻杆，分析速度和拉力特点拓展：假设小球能在竖直平面内作全圆周运动，求最高点和最低点的拉力之差（6mg）例3、如以下图，两个相同的木块A和B放在转盘上，木块与转盘的最大摩擦力是重力的K倍，用长为L的细线连接A和B。（1）假设A放在轴心，B放在距轴心L处，它们不发生相对滑动，角速度ω的取值范围？（2）假设A放在离轴心R1处，B放在同侧距轴心R2处（R2-R1=L），要使它们不发生相对滑动，角速度ω的最大值是多少？（3）假设A放在距轴心R1处，B放在异侧距轴心R2处（R2+R1=L），要使它们不发生相对滑动，角速度ω的最大值为多少？15/15\n六、万有引力定律目的要求复习万有引力定律、宇宙速度、人造卫星及应用知识要点1、万有引力定律：（1687年）适用于两个质点或均匀球体；r为两质点或球心间的距离；G为万有引力恒量（1798年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出）2、天体运动的研究：天体运动可看成是匀速圆周运动——其引力全部提供向心力讨论：（1）由可得：r越大，V越小。（2）由可得：r越大，ω越小。（3）由可得：r越大，T越大。（4）由可得：r越大，a向越小。3、万有引力定律的应用主要涉及两个方面：（1）测天体的质量及密度：（万有引力全部提供向心力）由得又得15/15\n（2）行星外表重力加速度、轨道重力加速度问题：（重力近似等于万有引力）外表重力加速度：轨道重力加速度：4、人造卫星、宇宙速度：（1）人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星（2）宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射速度的区别）例题分析例1、利用以下哪组数据，可以计算出地球质量：（AB）A、已知地球半径和地面重力加速度B、已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期C、已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量D、已知同步卫星离地面高度和地球自转周期本例从各方面应用万有引力提供向心力来求出不同条件下地球（行星）质量表达式。例2、某同步卫星相对地面是静止的，已知地球半径是6400km，地面重力加速度g=9.8m/s2。求（1）同步卫星离地面高度h；（2）同步卫星线速度v（36000000m；3100m/s）拓展：同步通讯卫星运动的轨道平面应在地球上空什么位置？例3、地球同步卫星到地心的距离r可由求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，那么：（AD）A、a是地球半径，b是地球自转的周期，C是地球外表处的重力加速度；15/15\nB、a是地球半径。b是同步卫星绕地心运动的周期，C是同步卫星的加速度；C、a是赤道周长，b是地球自转周期，C是同步卫星的加速度D、a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，C是地球外表处的重力加速度。解析：由万有引力定律导出人造地球卫星运转半径的表达式，再将其与题给表达式中各项比照，以明确式中各项的物理意义。15/15