高考物理曲線運動萬有引力專題講解

要高考網 曲線運動萬有引力一、大綱解讀：內 容 要求運動的合成與分解 Ⅰ曲線運動中質點的速度沿軌道的切線方向，且必和具有加速度 Ⅰ平拋運動 Ⅱ勻速率圓周運動；線速度和角速度；周期；圓周運動的向心加速度公式和向心力ra2?? Ⅱ萬有引力定律(在地球表面附近可以近似等于萬有引力) Ⅱ人造地球衛星的運動(限于圓軌道) 、萬有引力定律的應用 Ⅱ宇宙速度 Ⅰ航天技術的發展和宇宙航行 Ⅰ實驗：研究平拋物體的運動圓周運動問題涉及物體的勻速圓周運動、豎直面內的圓周運動、天體的圓周運動、這些都是高考的熱點問題.從近年來高考對圓周運動問題的考查看，常常結合萬有引力定律考查天體的圓周運動，結合有關電學內容考查帶電粒子在磁場或復合場中的圓周運動。 注意圓周運動問題是牛頓運動定律在曲線運動中的具體應用，要加深對牛頓第二定律的理解，提高應用牛頓運動定律分析、解決實際問題的能力。近 3 年對人造衛星問題考查頻率較高，萬有引力與航天技術結合密切，對理論聯系實際的能力要求較高，要引起足夠重視。由于2008 年 9 月神舟七號的成功發射，預測在 2009 年高考中它的表現形式涉及神舟七號的物理知識主要有：火箭的發射過程中的超重，飛船在軌運行中的受力分析、運動分析，宇航員在失重狀態下的運動狀態， 在調整、對接和回收中的動量變化等，神舟七號發射的有關資料希望考生在備考中加強閱讀，熟練掌握。二、重點剖析： 1、理解曲線運動的條件運動物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時，物體做曲線運動。2、理解運動的合成與分解(1)運動的合成與分解的四性：分運動的獨立性；運動的等效性(合運動和分運動是等效替代關系，不能并存) ；運動的等時性；運動的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四邊形定則。 )(2)連帶運動問題：指物拉繩(桿)或繩(桿)拉物問題。由于高中研究的繩都是不可伸長的，桿都是不可伸長和壓縮的，即繩或桿的長度不會改變，所以解題原則是：把物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量，根據沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解。3.理解平拋物體的運動的處理方法(1)平拋運動的處理方法：把平拋運動看作為兩個分運動的合動動：一個是水平方向(垂直于恒力方向)的勻速直線運動，一個是豎直方向(沿著恒力方向)的勻加速直線運動。(2)平拋運動的性質：做平拋運動的物體僅受重力的作用，故平拋運動是勻變速曲線運動。要高考網 典型例題很多，如：在排球運動中，為了使從某一位置和某一高度水平扣出的球既不觸網、又不出界，扣球速度的取值范圍應是多少？4.理解圓周運動的規律(1)兩種模型：凡是直接用皮帶傳動(包括鏈條傳動、摩擦傳動)的兩個輪子，兩輪邊緣上各點的線速度大小相等；凡是同一個輪軸上(各個輪都繞同一根軸同步轉動)的各點角速度相等(軸上的點除外) 。(2) 描述勻速圓周運動的各物理量間的關系: rfTrV???2.mfrTrmVaFn 22224?????(3)豎直面內圓周運動最高點處的受力特點及分類：①彈力只可能向下，如繩拉球。②彈力只可能向上，特例如車過橋。③彈力既可能向上又可能向下，如管內轉球(或桿連球、環穿珠) 。彈力可取任意值。但可以進一步討論：當 時物體受到的彈力必然是向下的；當 時物體受到的彈力必然是向上的；gRv? gRv?當 時物體受到的彈力恰好為零。當彈力大小 Fmg 時，向心力只有一解：F +mg；當彈力 F=mg 時，向心力等于零。5.理解萬有引力定律(1)萬有引力定律： ，G=6.67×10 -11N.m2/kg2.適用條件：適用于相距21rmG?很遠，可以看做質點的兩物體間的相互作用，質量分布均勻的球體也可用此公式計算，其中 r 指球心間的距離。(2)萬有引力定律的應用①萬有引力近似等于重力： mgr?21討論重力加速度 g 隨離地面高度 h 的變化情況： 物體的重力近似為地球對物體的引力，即 mg=G 。所以重力加速度 g= G ，可見，g 隨 h 的增大而減小。2)(hRMm?2)(hRM?②萬有引力提供向心力： 向 心Fr?21求天體的質量：通過觀天體衛星運動的周期 T 和軌道半徑 r 或天體表面的重力加速度g 和天體的半徑 R，就可以求出天體的質量 M。 求解衛星的有關問題：根據萬有引力等○ 3于衛星做圓周運動的向心力可求衛星的速度、周期、動能、動量等狀態量。由 G =m2rMm得 V= ，由 G = mr(2π/T) 2 得 T=2π 。由 G = mrω 2 得 ω=rV2rM2rmr32r要高考網 Ek= mv2= G 。3rGM1rMm三、考點透視考點 1：理解曲線運動的條件例 1. 在彎道上高速行駛的賽車，突然后輪脫離賽車。關于脫離了的后輪的運動情況，以下說法正確的是( )A.仍然沿著汽車行駛的彎道運動 B.沿著與彎道垂直的方向飛出C.沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動，離開彎道 D.上述情況都有可能解析：在彎道上高速行駛的賽車，突然后輪脫離賽車，由于有慣性要沿著原來的速度方向運動，只有受到和速度方向不在一條直線上的合外力作用下，才作曲線運動，所以沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動，離開彎道，C 正確。正確答案為：C。點撥：運動物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時，物體做曲線運動。考點 2：用運動的合成與分解求解繩聯物體的速度問題。例 2、如圖 3-1 所示，汽車甲以速度 v1 拉汽車乙前進，乙的速度為 v2，甲、乙都在水平面上運動，求 v1∶v 2解析：如圖 3-2 所示，甲、乙沿繩的速度分別為 v1 和v2cosα ，兩者應該相等，所以有 v1∶v 2=cosα ∶1點撥：對于繩聯問題，由于繩的彈力總是沿著繩的方向，所以當繩不可伸長時，繩聯物體的速度在繩的方向上的投影相等。求繩聯物體的速度關聯問題時，首先要明確繩聯物體的速度，然后將兩物體的速度分別沿繩的方向和垂直于繩的方向進行分解，令兩物體沿繩方向的速度相等即可求出。考點 3：理解平拋物體的運動規律例 3. (08 年全國卷 I)如圖所示，一物體自傾角為 θ 的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上。物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角 φ 滿足( )A.tanφ =sinθ B. tanφ =cosθC. tanφ =tanθD. tanφ =2tanθ解析：物體飛出時的初速度為v 0，落在斜面上時，豎直位移為y，則空中飛行的時間為：，水平位移： ，到達斜面時，豎直方向的分速度：gyt2?gvtx2?由幾何關系可知： ； ，由此可tvy 02tanvyx?02tanvgyy??知： ，所以D 選項正確。??tan2t?甲乙αv1v2圖 3-1v1甲乙αv1v2圖 32要高考網 ht

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

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