高中物理必修二讲义
2019-2020年高中物理人教必修二微专题讲义7.2 星体的追及相遇问题(解析版)
小专题2 星体的追及相遇类问题【知识清单】1.同一轨道平面内绕同一方向运行的运动天体，在两次相距最近的时间内，运行快的天体比运行慢的天体 ：可表达为 、或2.同一轨道平面内绕同一方向运行的运动天体，在两次相距最远的时间内，运行快的天体比运行慢的天体 ：可表达为 、或 。
从一次相距最近到一次相距最远的时间内，运行快的天体比运行慢的天体 ：可表达为 、或 。
3.同一轨道平面内绕相反方向运行的运动天体，在相邻两次相距最远或相邻两次相距最近的时间内，两天体转过的圆心角 ：可表达为 或 。
4.不在同一轨道平面内的卫星或行星，相距最近的时刻只能在特定的位置，两次相距最近的时刻只能是 ，且 。
5.两星体绕同一中心天体运行时，还可采用相对角速度的方法分析求解：以转动较慢的星体为参考系，转动较快的星体以相对角速度绕中心天体转动，其相对角速度21ωωω-=∆，转过相对角度θ∆时经历的时间为=∆t 。
【答案】1.多运行整数圈；N T t T t =∆-∆21；πωωN t t 221=∆-∆ 2.多运行整数圈；N T t T t =∆-∆21；πωωN t t 221=∆-∆；多运行半圈的奇数倍；2121+=∆-∆N T t T t ；πωω)12(21+=∆-∆N t t 3.之和为π2；πωω221=∆+∆t t ；121=∆+∆T t T t 4.两星各运行半圈的奇数倍或各运行整数圈；运行快的比慢的多运行整数圈 5.ωθ∆∆ 【考点题组】【题组一】同一平面内的同向运行1.太阳系中某行星A 运行的轨道半径为R ，周期为T ，但天文学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t 发生一次最大的偏离．形成这种现象的原因可能是A 外侧还存在着一颗未知行星B ，它对A 的万有引力引起A 行星轨道的偏离，假设其运动轨道与A 在同一平面内，且与A 的绕行方向相同，由此可推测未知行星日绕太阳运行的圆轨道半径为A T t t R-.B.32)(T t tTR - C.32)(t T t R - D.32)(t T t R - 【答案】A【解析】由题意知每经过时间t 行星A 比行星B 多运动一周：1=-BT tT t ，再由开普勒第三定律可知32)()(BB R RT T =，两式结合可得32)(T t t R R B -=，A 正确。
高中物理必修二 新教材 讲义 专题提升四 应用万有引力解决“三个”热点问题
专题提升四 应用万有引力解决“三个”热点问题[学习目标]1.理解卫星发射、变轨和对接过程，会分析变轨过程中各物理量的变化。
2.理解天体运动中的追及与相遇问题。
3.掌握双星和多星模型的特点，会分析相关问题。
提升1 卫星的发射、变轨和对接1.变轨运行分析(1)卫星绕天体稳定运行时，万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，由G m 天m r 2＝m v 2r ，得v ＝Gm 天r 。
(2)当v 增大时，所需向心力m v 2r 增大，即万有引力不足以提供所需的向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，卫星一旦进入新的轨道运行时，由v ＝Gm 天r ，知其运行速度要减小。
(3)当卫星的速度突然减小时，所需向心力m v 2r 减小，即万有引力大于卫星所需的向心力，因此卫星将做近心运动，同样会脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，进入新轨道运行时，由v ＝Gm 天r ，知其运行速度将增大。
2.卫星的变轨发射问题(1)卫星的发射过程如图所示，首先，利用第一级火箭将卫星发射至近地圆轨道1，当到达赤道上空时，第二、三级火箭在Q 点点火，卫星进入位于赤道平面内的椭圆转移轨道2，当到达远地点P 时，卫星启动发动机，然后进入圆轨道3做圆周运动。
(2)变轨运行各量间的关系卫星在轨道1上运动到Q点的速度v Q1与在轨道2上运动到Q点的速度v Q2相比v Q2>v Q1；而卫星在轨道2上运行到P点的速度v P2与轨道3上运动到P点的速度v P3相比v P3>v P2；在圆轨道1上与圆轨道3上有v Q1>v P3，所以有v Q2>v Q1>v P3>v P2；在Q、P点的加速度有a Q1＝a Q2，a P3＝a P2，因为在不同轨道上的相切点处所受万有引力是相同的。
3.对接问题如图所示，飞船首先在低轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道，控制飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接。
高中物理必修二 新教材 讲义 第8章 专题强化 功能关系及其应用
专题强化功能关系及其应用[学习目标] 1.掌握常见的功能关系，理解功与能的关系(重点)。
2.能够灵活选用功能关系分析问题(重难点)。
一、几种典型的功能关系如图，质量为m的物块在恒定外力F的作用下由静止向上加速运动了h，此过程外力做功多少？物块重力势能变化了多少？物块动能变化了多少？物块机械能变化了多少？(空气阻力不计，重力加速度为g )________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 功能关系表达式物理意义正功、负功含义重力做功等于重力势能_________W G＝______重力做功是重力势能变化的原因W G>0重力势能_____W G<0重力势能_____W G＝0重力势能_____弹簧弹力做功等于弹性势能_______ W弹＝______弹力做功是弹性势能变化的原因W弹>0弹性势能_____W弹<0弹性势能_____W弹＝0弹性势能_____合外力做功等于变化W合＝______合力做功是物体动能变化的原因W合>0动能_____W合<0动能_____W合＝0动能_____机械能的变化W其他＝______ 除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因W其他>0机械能_____W其他<0机械能_____W其他＝0机械能_____一对滑动摩擦力做功与内能增加量F f l 相对＝Q (l 相对指相对路程)滑动摩擦力与 的乘积等于产生的热量功和能一样吗？二者有何关系？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 例1 (2023·贵阳市期末)质量为m 的物体在升降机中，随升降机竖直向上以大小为14g (g 为重力加速度)的加速度做匀减速直线运动，上升高度为h ，在此过程中，物体的机械能( ) A ．增加14mghB ．减少14mghC ．增加34mghD ．减少34mgh例2 (多选)(2023·临汾市高一期末)如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的34圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 点的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿圆弧轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力，已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )A ．重力做功mgRB ．机械能减少12mgRC ．合外力做功mgRD ．克服摩擦力做功mgR二、热量的产生与摩擦力做功如图，质量为M 、长为l 0的木板静止放置于光滑地面上，一质量为m 的物块以速度v 0从左端冲上木板，物块和木板间的滑动摩擦力大小为F f 。
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第五章 平抛运动§5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解一、曲线运动1.定义：物体运动轨迹是曲线的运动。
2.条件：运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3.特点：①方向：某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。
②运动类型：变速运动（速度方向不断变化）。
③F 合≠0，一定有加速度a 。
④F 合方向一定指向曲线凹侧。
⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。
4.运动描述二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性、矢量性。
2.互成角度的两个分运动的合运动的判断：①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。
v v 水 v 船θ 船v d t =m in，θsin d x = 水船v v =θtand ②速度方向不在同一直线上的两个分运动，一个是匀速直线运动，一个是匀变速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，a 合为分运动的加速度。
③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。
④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。
当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，否则即为曲线运动。
三、有关“曲线运动”的两大题型（一）小船过河问题模型一：过河时间t 最短： 模型二：直接位移x 最短： 模型三：间接位移x 最短：[触类旁通]1．(2011 年上海卷)如图 5－4 所示，人沿平直的河岸以速度 v 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进．此过程中绳始终与水面平行，当绳与河岸的夹角为α时，d vv 水v 船θ当v 水<v 船时，x min =d ， θsin 船v d t =， 船v v θ Av 水v 船 θ 当v 水>v 船时，L v v dx 船水==θcos min， θsin 船v d t =，水船v v =θcosθθsin )cos -(min 船船水v L v v s =θv 船 d船的速率为（ C ）。
教科版物理必修2 第四章 第1节功 2 正负功的含义及判断(讲义)
教科版物理必修2 第四章第1节功 2 正负功的含义及判断（讲义）高中物理 正负功的含义及判断 考点 考纲要求备注 正负功的含义及判断 1. 掌握正负功的含义；2. 会判断物体是否做功及功的正负；3. 熟练掌握功的计算。
本知识点是高考热点，题型为计算题、选择题，主要考查功的计算、功是能量转换的量度。
重点：1. 熟练掌握功的计算；2. 会判断物体是否做功及功的正负。
难点：掌握正负功的含义及运算规则。
一、正负功的含义1. 正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。
2. 负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体的运动，是阻力做功。
注意：由于功是标量，故其运算规则为代数运算。
二、正负功的判断1. 对于直线运动：cos W Fl α=a. 当2πα=时，cos 0α=，W ＝0。
这表示力F 的方向跟位移的方向垂直时，力F 不做功。
b. 当2πα<时，cos 0α>，W ＞0。
这表示力F 对物体做正功，此时力为动力。
c. 当2πα>时，cos 0α<，W ＜0。
这表示力F 对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功，此时力为阻力。
【重要提示】式中l 一定为物体对地的位移。
到重力和车对人的作用力，则车对人的作用力方向为斜向左上方，D错；那么人对车的作用力方向为斜向右下方，人对车的作用力与车运动位移方向成锐角，即人对车做正功，A对，B、C错。
答案：A例题 2 如图所示，一物体分别沿ao、bo轨道由静止滑下至底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同。
物体克服摩擦力做功分别是W1和W2，则（）A. W1 > W2B. W1＝W2C. W1 < W2D. 无法比较思路分析：物体所受摩擦力物体克服摩擦力做的功式中s为物体沿ao、bo轨道的水平位移，cos两者相同，故物体克服摩擦力做功相同。
答案：B【易错警示】一对作用力和反作用力做功的特点：⑴一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。
1.曲线运动—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第二册讲义(机构)
教师辅导讲义学员编号：1 年级：高一年级课时数：学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课类型T同步(曲线运动)授课日期及时段教学内容T同步——曲线运动同步知识梳理一.曲线运动的特征1.曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动，叫做曲线运动．2.速度方向：质点在做曲线运动时，在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的切线方向．3.运动性质：因为曲线运动的速度方向时刻在变化，所以曲线运动是一种变速运动．二.曲线运动的条件当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动.三.曲线运动的速度方向1．曲线运动的速度方向质点做曲线运动时，速度的方向是时刻改变的，质点在某一时刻(或某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处曲线的切线方向一致．2．曲线运动的性质及分类(1)性质：速度是矢量，由于速度方向时刻在发生变化，所以曲线运动一定是变速运动．(2)分类：①匀变速曲线运动：加速度恒定．②非匀变速曲线运动：加速度变化．四.曲线运动的条件1．物体做曲线运动的条件(1)动力学条件：合外力方向与速度方向不共线是物体做曲线运动的重要条件，这包含以下三个层次的内容：①初速度不为零；②合外力不为零；③合外力方向与速度方向不共线．(2)运动学条件：加速度方向与速度方向不共线．2．曲线运动的轨迹特点做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切且向合外力方向弯曲，而且处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间(如图所示)．即合外力指向曲线的凹(填“凹”或“凸”)侧．五.曲线运动中合外力对物体速度大小的影响1．F与v的夹角为锐角时，物体运动的速度增大．2．F与v的夹角为钝角时，物体运动的速度减小．3．F与v始终垂直时，力F只改变速度的方向，不改变速度的大小．同步题型分析【例1】(对曲线运动的理解)下列关于曲线运动的说法正确的是( )A．物体所受合外力一定不为零，其大小方向都在不断变化B．速度的大小和方向都在不断变化C．物体的加速度可能变化，也可能不变化D．一定是变速运动【解析】物体做曲线运动的条件是所受合外力F合的方向与速度方向不在同一直线上，物体速度方向时刻改变，D项正确．当F合为恒力时，加速度恒定，物体做匀变速曲线运动；当F合为变力时，加速度不断改变，物体做非匀变速曲线运动，A项错，C项正确．当F合方向始终与速度方向垂直时，物体的速度方向时刻变化，但速度大小不变，B项错．【例2】(对曲线运动的理解)质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图像可能正确的是( )【解析】做曲线运动的物体，其速度方向就是曲线上那一点的切线方向，曲线运动的轨迹向合外力的方向弯曲，而合外力的方向就是加速度的方向，故只有D项正确．【例3】(合外力对曲线运动的影响)质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质点在C点处受力的是( )【解析】把力F分解为一个与速度方向在同一直线上的分力F1、一个与速度方向垂直的分力F2，根据曲线运动中力F应指向轨迹的“凹侧”，可排除A、D；在B项中，F1的方向与v的方向同向，使质点从A到B加速运动，故B错；在C项中，F1的方向与v的方向相反，使质点从A到B减速运动，故C正确．课堂达标检测一、单选题1．（2020·湖北荆州市·高三一模）关于曲线运动，下列叙述不正确的是（）A．做曲线运动的物体一定是变速运动B．做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零C．如果物体不受外力，由于惯性而持续的运动不可能是曲线运动D．因曲线运动的速度在不断变化，所以不可能是匀变速运动2．（2020·全国高一专题练习）如图所示，一个物体在外力F的作用下沿光滑的水平面沿曲线从M加速运动到N，下面关于外力F和速度的方向的图示正确的是（）A．B．C．D．3．（2020·全国高一专题练习）某物体做曲线运动，在一段时间内其位移大小为50m，则这段时间内物体通过的路程L一定（）A．大于50m B．小于50m C．等于50m D．无法确定4．（2020·广东广州市·高三月考）2018珠海航展，我国五代战机“歼-20”再次闪亮登场，表演中，战机先水平向右，再沿曲线ab向上（如图所示），最后沿陡斜线直入云霄，设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变，则沿ab段曲线飞行时，战机（）A．所受合外力不变B．所受合外力方向竖直向上C．竖直方向的分速度逐渐增大D．水平方向的分速度不变5．（2020·莆田第七中学高三期中）若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的合力F的方向，图中a、b、c、d 表示物体运动的轨迹，其中正确的是（）A．B．C．D．6．（2020·北京延庆区·高一期末）如图所示一物体沿着曲线PQ运动，经过M点时物体所受合力是F，下列图中可能正确的是（）A．B．C．D．7．（2019·贵阳清镇北大培文学校高一月考）如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是（）A．质点经过C点的速率与E点速率的相等B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小8．（2020·赣榆智贤中学高三月考）在光滑水平面上运动的物体，受到水平恒力F作用后，沿曲线MN运动，速度方向改变了90°，如图所示，则此过程中，物体受到的恒力可能是（）A．F1B．F2C．F3D．F49．（2020·海南龙华区·海口一中高一月考）一质点在 xoy 平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是（）A．若 x 方向始终匀速，则 y 方向先加速后减速B．若 x 方向始终匀速，则 y 方向先减速后加速C．若 y 方向始终匀速，则 x 方向先减速后加速D．若 y 方向始终匀速，则 x 方向一直加速10．（2020·湖南湖南衡阳高新技术产业园区·衡阳市一中高三月考）如图曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹，质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等，已知AB弧长大于BC弧长，则下列判断正确的是（）A．该质点做非匀变速运动B．该质点在这段时间可能做加速运动C．两段时间内该质点的速度变化量相等D．两段时间内该质点的速度变化量不相等11．（2020·全国高一课时练习）一个物体在光滑水平面上沿曲线MN运动，如图所示，其中A点是曲线上的一点，虚线1、2分别是过A点的切线和法线，已知该过程中物体所受到的合外力是恒力，则当物体运动到A点时，合外力的方向可能是（）1-5 D B A C B6-10 B D B B C二、多选题15．（2017·武汉外国语学校高一期末）关于曲线运动，下列说法正确的有( )A．曲线运动一定是变速运动，但不可能是匀变速B．做曲线运动的物体，受到的合外力可以恒定，也可以变化。
高中物理《必修二》专题训练讲义
第一课时：曲线运动运动的合成与分解一、单项选择题1．(2010年高考上海单科卷)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞()A．下落的时间越短B．下落的时间越长C．落地时速度越小D．落地时速度越大解析：选D.风沿水平方向吹，不影响竖直速度，故下落时间不变，A、B两项均错．风速越大时合速度越大，故C项错误D项正确．2．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶，以下给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的示意图(图中O为圆心)中正确的是()解析：选C.物体做匀速圆周运动的条件是物体所受的合力指向圆心，雪橇所受滑动摩擦力的方向与运动方向相反，由此判断只有C选项符合以上条件，所以C正确．3．(2011年杭州十四中检测)如图所示，岸上的人通过定滑轮用绳子拖动小船靠岸，则当人匀速运动时，船的运动情况是()A．加速运动B．减速运动C．匀速运动D．条件不足，不能判定解析：选A.如图所示，设人的速度为v人，船的速度为v船，绳子拉动的速度为v绳，某时刻绳与水平方向夹角为α，则v人＝v绳①v绳＝v船cosα②由①②得v船＝v人cosα.在拉动过程中，α越来越大，cosα不断减小，v船越来越大，即船做加速运动，故A对，B、C、D均错．4．(2011年湖州模拟)如图，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4 m/s，则船从A点开出的最小速度为()A．2 m/s B．2.4 m/sC．3 m/s D．3.5 m/s解析：选B.如图所示，当v船⊥v合时，v船最小，v船＝v水sin37°＝24 m/s.5．A 、B 两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A 以v 1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时，如图所示．物体B 的运动速度v B 为(绳始终有拉力)( )A ．v 1sin α/sin βB ．v 1cos α/sin βC ．v 1sin α/cos βD ．v 1cos α/cos β 解析：选D.设物体B 的运动速度为v B ，速度分解如图甲所示，则有v B ＝v 绳B cos β ①甲 乙 物体A 的合运动对应的速度为v 1，它的速度分解如图乙所示，则有v 绳A ＝v 1cos α② 由于对应同一根绳，其长度不变，故：v 绳B ＝v 绳A ③ 根据①②③式解得：v B ＝v 1cos α/cos β.选项D 正确．6．某人站在自动扶梯上，经过t 1时间从一楼升到二楼，如果自动扶梯不运动，人沿着扶梯从一楼走到二楼的时间为t 2.现使自动扶梯正常运动，人也保持原有速度沿扶梯向上走，则人从一楼到二楼的时间是( )A ．t 2－t 1 B.t 1－t 2t 2－t 1C.t 1t 2t 1＋t 2D.t 21＋t 222解析：选C.扶梯运动的速度v 1＝h t 1，人运动的速度v 2＝h t 2，所求情况下的速度v 3＝v 1＋v 2，所以t ＝h v 3＝t 1t 2t 1＋t 2. 7．(2011年江苏扬州中学高三综合练习)如图所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v 向右匀速运动，当它经过靠近桌边的竖直木板的ad 边正前方时，木板开始做自由落体运动．若木板开始运动时，cd 边与桌面相齐，则小球在木板上的正投影轨迹是( )解析：选B.木板向下自由下落，可以逆向思维，以木板为参照物，小球向上做匀加速运动，且向右做匀速运动，可以想象成重力“向上”的平抛运动，所以B 正确．二、不定项选择题8．(2011年广东四校联考)下列关于运动和力的叙述中，正确的是( )A ．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B ．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C ．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D ．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同解析：选C.曲线运动是变速运动，但加速度可能是恒定的，如平抛运动，A 错误；物体做变速圆周运动时，合力既改变速度方向，又改变速度大小，合力不指向圆心，B 错误；运动速率增加，只能说明合力在平行速度方向的分力与速度同向，D 错误；合力(加速度)与速度共线，物体做直线运动，不共线则做曲线运动．9．质量为2 kg 的质点在x －y 平面上做曲线运动，在x 方向的速度图象和y 方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．质点的初速度为5 m/sB ．质点所受的合外力为3 NC ．质点初速度的方向与合外力方向垂直D ．2 s 末质点速度大小为6 m/s 解析：选AB.由x 方向的速度图象可知，在x 方向的加速度为1.5 m/s 2，受力F x ＝3 N ，由y 方向的位移图象可知在y 方向做匀速直线运动，速度为v y ＝4 m/s ，受力F y ＝0.因此质点的初速度为5 m/s ，A 选项正确；受到的合外力为3 N ，B 选项正确；显然，质点初速度方向与合外力方向不垂直，C 选项错误；2 s 末质点速度应该为v ＝62＋42 m/s ＝213 m/s ，D 选项错误．10．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M ，长杆的一端放在地上通过铰链联结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O 点处，在杆的中点C 处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M .C 点与O 点距离为l .现在杆的另一端用力．使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90°角)，此过程中下述说法正确的是( )A ．重物M 做匀速直线运动B ．重物M 做匀变速直线运动C ．重物M 的最大速度是ωlD ．重物M 的速度先减小后增大 解析：选C.由题知，C 点的速度大小为v C ＝ωl ，设v C 与绳之间的夹角为θ，把v C 沿绳和垂直绳方向分解可得，v 绳＝v C cos θ，在转动过程中θ先减小到零再反向增大，故v 绳先增大后减小，重物M 做变加速运动，其最大速度为ωl ，C 正确．三、计算题11．(2011年效实中学高三质量检测)宽9 m 的成型玻璃以2 m/s 的速度连续不断地向前进行，在切割工序处，金刚割刀的速度为10 m/s ，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：(1)金刚割刀的轨道应如何控制？(2)切割一次的时间多长？(3)所生产的玻璃板的规格是怎样的？解析：(1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度．其分速度的效果恰好相对玻璃垂直切割．设割刀的速度v 2的方向与玻璃板速度v 1的方向之间的夹角为θ，如图所示．要保证割下的均是矩形的玻璃板，则由v 2是合速度得v 1＝v 2cos θ所以cos θ＝v 1v 2＝15，即θ＝arccos 15所以，要割下矩形板，割刀速度方向与玻璃板速度所成角度为θ＝arccos 15. (2)切割一次的时间t ＝d v 2sin θ＝910× 1－125s ＝0.92 s. (3)切割出的矩形玻璃板的规格为：宽度d ＝9 m ，长度l ＝v 1t ＝2×0.92 m ＝1.84 m.答案：(1)割刀速度方向与玻璃板速度方向成arccos 15角度 (2)0.92 s (3)宽9 m 、长1.84 m12．(2011年江苏泰州联考)如图所示，质量m ＝2.0 kg 的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3.0t (m )y ＝0.2t 2(m )，g ＝10 m/s 2.根据以上条件，求：(1)t ＝10 s 时刻物体的位置坐标；(2)t ＝10 s 时刻物体的速度和加速度的大小与方向． 解析：(1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3.0t (m )y ＝0.2t 2(m )，代入时间t ＝10 s ，可得： x ＝3.0t ＝3.0×10 m ＝30 my ＝0.2t 2＝0.2×102 m ＝20 m.即t ＝10 s 时刻物体的位置坐标为(30,20)．(2)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系式 ⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝3.0t (m )y ＝0.2t 2(m )， 比较物体在两个方向的运动学公式⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝v 0ty ＝12at2， 可求得：v 0＝3.0 m/s ，a ＝0.4 m/s 2当t ＝10 s 时，v y ＝at ＝0.4×10 m/s ＝4.0 m/sv ＝v 20＋v 2y ＝3.02＋4.02 m/s ＝5.0 m/s.tan α＝v y v x ＝43 即速度方向与x 轴正方向夹角为53°.物体在x 轴方向做匀速运动，在y 轴方向做匀加速运动，a ＝0.4 m/s 2，沿y 轴正方向． 答案：(1)(30,20)(2)5.0 m/s ，与x 轴正方向夹角为53° 0.4 m/s 2，沿y 轴正方向第二课时：抛体运动一、单项选择题1．(2009年高考广东理科基础卷)滑雪运动员以20 m/s 的速度从一平台水平飞出，落地点与飞出点的高度差为3.2 m ．不计空气阻力，g 取10 m/s 2.运动员飞过的水平距离为x ，所用时间为t ，则下列结果正确的是( )A ．x ＝16 m ，t ＝0.50 sB ．x ＝16 m ，t ＝0.80 sC ．x ＝20 m ，t ＝0.50 sD ．x ＝20 m ，t ＝0.80 s解析：选B.平抛运动在竖直方向是自由落体运动，h ＝12gt 2 t ＝ 2h g＝0.80 s ，水平方向是匀速直线运动x ＝v 0t ＝16 m. 2．如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( )A ．tan φ＝sin θB ．tan φ＝cos θC ．tan φ＝tan θD ．tan φ＝2tan θ解析：选D.竖直速度与水平速度之比为：tan φ＝gt v 0，竖直位移与水平位移之比为：tan θ＝gt 22v 0t，故tan φ＝2tan θ，D 正确． 3.如图所示，若质点以初速度v 0正对倾角为θ＝37°的斜面水平抛出，要求质点到达斜面时位移最小，则质点的飞行时间为( )A.3v 04gB.3v 08gC.8v 03gD.4v 03g答案：C4. (2011年金华一中检测)如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P 处，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面无摩擦滑下，下列选项中的图象是描述物体沿x 方向和y 方向运动的速度—时间图象，其中正确的是( ) 解析：选C.O ～t P 段，水平方向：v x ＝v 0恒定不变；竖直方向：v y ＝gt ；t P ～t Q 段，水平方向：v x ＝v 0＋a 水平t ，竖直方向：v y ＝v P ＋a 竖直t (a 竖直<g )，因此选项A 、B 、D 均错误，C 正确．5. (2011年温州八校联考)如图所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系，用一个小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板，O 与A 在同一高度，小球的水平初速度分别是v 1、v 2、v 3，打在挡板上的位置分别是B 、C 、D ，且AB ∶BC ∶CD ＝1∶3∶5，则v 1、v 2、v 3之间的正确关系是( )A ．v 1∶v 2∶v 3＝3∶2∶1B ．v 1∶v 2∶v 3＝5∶3∶1C ．v 1∶v 2∶v 3＝6∶3∶2D ．v 1∶v 2∶v 3＝9∶4∶1解析：选C.在竖直方向上，由t ＝ 2y g 得小球落到B 、C 、D 所需的时间比t 1∶t 2∶t 3＝AB ∶AC ∶AD ＝1∶(1＋3)∶(1＋3＋5)＝1∶2∶3；在水平方向上，由v ＝x t 得：v 1∶v 2∶v 3＝x t 1∶x t 2∶x t 3＝6∶3∶2.6. (2011年湖北黄冈模拟)如图所示，在一次演习中，离地H 高处的飞机以水平速度v 1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P ，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v 2竖直向上发射炮弹拦截．设拦截系统与飞机的水平距离为x ，若拦截成功，不计空气阻力，则v 1、v 2的关系应满足( )A ．v 1＝v 2B ．v 1＝H xv 2 C ．v 1＝H x v 2 D ．v 1＝x Hv 2 解析：选D.炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，若要使拦截成功，则两炮弹必定在空中相遇，以竖直方向的自由落体运动的物体为参考系，则炮弹1做水平方向上的匀速直线运动，炮弹2匀速上升，由t 1＝x v 1，t 2＝H v 2，t 1＝t 2，v 1＝x Hv 2，故选项D 正确． 二、不定项选择题7．(2011年东阳中学月考)投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动．如图所示，某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方．忽略飞镖运动过程中所受空气阻力，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，他在下次投掷时应该( )A ．换用质量稍大些的飞镖B ．适当减小投飞镖的高度C ．到稍远些的地方投飞镖D ．适当增大投飞镖的初速度解析：选D.由y ＝12gt 2可知，减小竖直位移，需要减小时间，选项中增大平抛运动的初速度是可行的．8．(2011年江苏南通一模)从某高度水平抛出一小球，经过t 时间到达地面时，速度方向与水平方向的夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g ，下列结论中不．正确的是( ) A ．小球初速度为gt tan θB ．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长C ．小球着地速度大小为gt sin θD ．小球在t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2解析：选ABD.画出在落地瞬间的速度关系，依题意可知竖直方向的分速度为gt ，解三角形即可．9．(2011年慈溪中学抽样测试)以初速度v 0水平抛出的物体经时间t 速度的大小为v t ，则经过时间2t ，速度大小应是( )A ．v 0＋2gtB ．v t ＋gtC.v 20＋2(gt )2D.v 2t ＋3(gt )2答案：D10. (2011年绍兴一中质检)如图所示，质量相同的A 、B 两质点以相同的水平速度v 抛出，A 在竖直平面内运动，落地点在P 1；B 在光滑的斜面上运动，落地点在P 2，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )A ．A 、B 的运动时间相同B ．A 、B 沿x 轴方向的位移相同C ．A 、B 落地时的速度相同D ．A 、B 落地时的动能相同解析：选D.A 质点做平抛运动，由平抛运动规律知，x 1＝v t 1，h ＝12gt 21，而B 质点在斜面上做类平抛运动，其运动可分解为沿x 轴方向的匀速直线运动和沿斜面向下的匀加速直线运动，设斜面与水平面的夹角为θ，h sin θ＝12gt 22sin θ，x 2＝v t 2，可见t 1≠t 2，x 1≠x 2，所以A 、B 选项错误；由机械能守恒知mgh ＝12m v 2P －12m v 2，两球落地的动能相同，D 正确；但速度方向不相同，C 错误．三、计算题11．如图所示，水平屋顶高H ＝5 m ，墙高h ＝3.2 m ，墙到房子的距离L ＝3 m ，墙外马路宽x ＝10 m ，小球从房顶水平飞出，落在墙外的马路上，求小球离开房顶时的速度v 0的取值范围．(取g ＝10 m/s 2)解析：设小球恰好越过墙的边缘时的水平初速度为v 1，由平抛运动规律可知：⎩⎪⎨⎪⎧ H －h ＝12gt 21 ①L ＝v 1t 1 ②由①②得：v 1＝L 2(H －h )g ＝32×(5－3.2)10m/s ＝5 m/s 又设小球恰落到路沿时的初速度为v 2，由平抛运动的规律得：⎩⎪⎨⎪⎧H ＝12gt 22 ③L ＋x ＝v 2t 2 ④由③④得：v 2＝L ＋x2Hg ＝3＋102×510 m/s ＝13 m/s 所以小球抛出时的速度大小为5 m/s ≤v 0≤13 m/s.答案：5 m/s ≤v 0≤13 m/s12．在一次执行特殊任务的过程中，在距地面80 m 高的水平面上做匀加速直线运动的某波音轻型飞机上依次抛出a 、b 、c 三个物体，抛出的时间间隔为1 s ，抛出点a 、b 与b 、c 间距分别为45 m 和55 m ，三个物体分别落在水平地面上的A 、B 、C 三处．求：(1)飞机飞行的加速度；(2)刚抛出b 物体时飞机的速度大小；(3)b 、c 两物体落地点B 、C 间的距离．解析：(1)由Δx ＝aT 2，得：a ＝Δx /T 2＝bc －ab T 2＝10 m/s 2. (2)匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有：v b ＝ab ＋bc 2T＝50 m/s. (3)被抛出的物体在竖直方向做的是自由落体运动，设下落时间为t ，由h ＝12gt 2得： t ＝ 2h g＝4 s 故BC ＝bc ＋v c t －v b t ＝bc ＋(v c －v b )t ＝bc ＋aTt ＝95 m.答案：(1)10 m/s 2 (2)50 m/s (3)95 m第三课时：圆周运动一、单项选择题1．下列关于离心现象的说法中正确的是( )A ．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B ．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C ．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动D ．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动答案：C2. 如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是( )A ．物块处于平衡状态B ．物块受三个力作用C ．在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越不容易脱离圆盘D ．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘解析：选B.对物块受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，A 错，B 正确．根据向心力公式F ＝mrω2可知，当ω一定时，半径越大，所需的向心力越大，越容易脱离圆盘；根据向心力公式F＝mr (2πT )2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离圆盘，C 、D 错误．3．(2011年金华十校第一次联考)如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r 1的大齿轮，Ⅱ是半径为r 2的小齿轮，Ⅲ是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为( )A.πnr 1r 3r 2B.πnr 2r 3r 1C.2πnr 1r 3r 2D.2πnr 2r 3r 1 解析：选C.前进速度即为Ⅲ轮的线速度，由同一个轮上的角速度相等，同一条线上的线速度相等可得：ω1r 1＝ω2r 2，ω3＝ω2，再有ω1＝2πn ，v ＝ω3r 3，所以v ＝2πnr 1r 3r 2. 4．半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体，如图所示．今给小物体一个水平初速度v 0＝gR ，则物体将( )A ．沿球面滑至M 点B ．先沿球面滑至某点N 再离开球面做斜下抛运动C ．按半径大于R 的新圆形轨道运动D ．立即离开半圆球做平抛运动 解析：选D.在最高点时重力恰好满足需要的向心力，一旦向下运动速度变大，重力小于需要的向心力，故小物体与半圆球分离，即小物体立即离开半圆球做平抛运动．5．(2011年东阳中学测试)图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A 、B 为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r ，在放音结束时，磁带全部绕到了B 轮上，磁带的外缘半径R ＝3r ，现在进行倒带，使磁带绕到A 轮上．倒带时A 轮是主动轮，其角速度是恒定的，B 轮是从动轮．经测定，磁带全部绕到A 轮上需要时间为t ，则从开始倒带到A 、B 两轮的角速度相等所需要的时间( )A ．等于t 2B ．大于t 2C ．小于t 2D ．等于t 3解析：选B.A 的角速度是恒定的，但是A 的半径越来越大，根据v ＝ωr 可得v 在增大，所以一开始需要的时间比较长，B 项正确．6．(2011年湖北部分重点中学联考)如图所示，质量为m 的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动，已知重力加速度为g ，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则( )A ．该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2π R gB ．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2π R gC ．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mgD ．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg解析：选B.在最高点时，盒子与小球之间恰好无作用力．则mg ＝m 4π2R T2＝m v 2/R ，解得：T ＝2π R g ， v ＝gR .在最低点时，F N －mg ＝m v 2/R .解得：F N ＝2mg由此看出B 项正确．二、不定项选择题7. 如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M ，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m ，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是( )A ．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为(m ＋M )gB ．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为MgC ．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(m ＋M )gD ．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(3m ＋M )g解析：选BD.在释放前的瞬间绳拉力为零对M ：F N1＝Mg ；当摆球运动到最低点时，由机械能守恒得mgR ＝m v 22① 由牛顿第二定律得：F T －mg ＝m v 2R② 由①②得绳对小球的拉力F T ＝3mg对支架M 由受力平衡，地面支持力F N ＝Mg ＋3mg由牛顿第三定律知，支架对地面的压力F N2＝3mg ＋Mg ，故选项B 、D 正确．8. 如图，光滑的水平轨道AB 与半径为R 的光滑的半圆形轨道BCD 相切于B 点，其中圆轨道在竖直平面内，B 为最低点，D 为最高点，一小球以一定的初速度沿AB 射入，恰能通过最高点，设小球在最高点D 的重力势能为零，则小球在B 点对轨道的压力F 与机械能E 的说法正确的是( )A ．F 与R 成正比B ．F 与R 无关C ．E 与R 成正比D ．E 与R 无关答案：BC9. (2011年绍兴一中高三月考)如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R ，小球半径为r ，则下列说法中正确的是( )A ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝g (R ＋r )B ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝0C ．小球在水平线ab 以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D ．小球在水平线ab 以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：选BC.由于圆形管道可提供支持力，故小球通过最高点时的速度可以为零．小球在水平线ab 以下的管道中运动时，重力方向竖直向下，而向心力指向圆心，故内侧管壁不会对小球有作用力，而在水平线ab 以上的管道中运动时，如果小球的速度较小，如在最高点的速度v ≤g (R ＋r )时，最高点的外侧管壁对小球无作用力，故B 、C 正确，A 、D 错误．10. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A 、B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( )A ．球A 的线速度必大于球B 的线速度B ．球A 的角速度必小于球B 的角速度C ．球A 的运动周期必小于球B 的运动周期D ．球A 对筒壁的压力必大于球B 对筒壁的压力解析：选AB.对A 有mg ·cot θ＝m v 2A R A＝mω2A ·R A 对B 有mg ·cot θ＝m v 2B R B＝mω2B ·R B 由图知R A >R B得v A >v B ，ωA <ωB ，故A 、B 正确，又因为T ＝2πω，所以T A >T B ，又由受力情况知F N A ＝F N B ＝mg sin θ，故C 、D 错误． 三、计算题11．如图所示，一可视为质点的物体质量为m ＝1 kg ，在左侧平台上水平抛出，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A 点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A 、B 为圆弧两端点，其连线水平，O 为轨道的最低点．已知圆弧半径为R ＝1.0 m ，对应圆心角为θ＝106°，平台与AB 连线的高度差为h ＝0.8 m ．(重力加速度g ＝10 m/s 2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：(1)物体平抛的初速度；(2)物体运动到圆弧轨道最低点O 时对轨道的压力． 解析：(1)由于物体无碰撞进入圆弧轨道，即物体落到A 点时速度方向沿A 点切线方向，则tan α＝v y v x ＝gt v 0＝tan53° 又由h ＝12gt 2 联立以上各式得v 0＝3 m/s.(2)设物体到最低点的速度为v ，由机械能守恒，有 12m v 2－12m v 20＝mg [h ＋R (1－cos53°)] 在最低点，据牛顿第二定律，有 F N －mg ＝m v 2R代入数据解得F N ＝43 N由牛顿第三定律可知，物体对轨道的压力为43 N.答案：(1)3 m/s (2)43 N12. (2011年衢州模拟)如图所示，水平转台高1.25 m ，半径为0.2 m ，可绕通过圆心处的竖直转轴转动．转台的同一半径上放有质量均为0.4kg 的小物块A 、B (可看成质点)，A 与转轴间距离为0.1 m ，B 位于转台边缘处，A 、B 间用长0.1 m 的细线相连，A 、B 与水平转台间最大静摩擦力均为0.54 N ，g 取10 m/s 2.(1)当转台的角速度达到多大时细线上出现张力？(2)当转台的角速度达到多大时A 物块开始滑动？(3)若A 物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，求B 物块落地瞬间A 、B 两物块间的水平距离．(不计空气阻力，计算时取π＝3)解析：本题的关键是抓住临界状态，隔离物体，正确受力分析，在求水平位移时，一定搞清空间位置．(1)由F f ＝mω2r 可知，B 先达到临界状态，故当满足F f m <mω21r 时线上出现张力．解得ω1＝ F f m mr ＝323 rad/s. (2)当ω继续增大，A 受力也达到最大静摩擦力时，A 开始滑动，F f m －F T ＝mω′2r /2，F f m ＋F T ＝mω′2r ，得ω′＝4F f m 3mr＝3 rad/s. (3)细线断开后，B 沿水平切线方向飞出做平抛运动由h ＝12gt 2得t ＝0.5 s. v B ＝ωr ＝0.6 m/s ，可得B 的水平射程x B ＝v B t ＝0.3 m.细线断开后，A 相对静止于转台上，t 时间转过角度θ＝ωt ＝1.5 rad 即90°，故AB 间水平距离l x ＝(x B －r 2)2＋r 2＝0.28 m. 答案：见解析第四课时：万有引力与航天一、单项选择题1．(2011年江苏苏、锡、常、镇四市统考)“神舟七号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不．可能发生的是( ) A ．航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼B ．悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状C ．航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬D ．从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等解析：选 C.“神舟七号”做圆周运动的轨道所在空间没有空气，五星红旗不会迎风飘扬．2．(2010年北京考试院抽测)我国的“神舟七号”飞船于2008年9月25日晚9时10分载着3名宇航员顺利升空，并成功“出舱”和安全返回地面．当“神舟七号”在绕地球做半径为r 的匀速圆周运动时，设飞船舱内质量为m 的宇航员站在可称体重的台秤上．用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g ′表示飞船所在处的重力加速度，N 表示航天员对台秤的压力，则下列关系式中正确的是( )A ．g ′＝0B ．g ′＝R 2r 2g C ．N ＝mg D ．N ＝R rmg 解析：选B.在地球表面附近，物体所受重力近似等于物体所受万有引力，有G m 地m R 2＝mg ；对飞船所在处存在G m 地m r 2＝mg ′，联立解得g ′＝R 2r 2g ，所以A 错误、B 正确；当“神舟七号”在绕地球做半径为r 的匀速圆周运动时，飞船以及宇航员都处于完全失重状态，所以宇航员对台秤的压力F N ＝0，C 、D 均错误．3．(2011年杭州质检)地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R ，引力常量为G .假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为43πR 3，则地球的平均密度是( ) A.3g 4πGR B.3g 4πGR 2C.g GRD.g G 2R解析：选A.由mg ＝G Mm R 2及ρ＝M 43πR 3可解得ρ＝3g 4πGR ，A 正确． 4．(2010年高考北京卷)一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G ，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( )A ．(4π3Gρ)12B ．(34πGρ)12C ．(πGρ)12D ．(3πGρ)12 解析：选D.物体随天体一起自转，当万有引力全部提供向心力使之转动时，物体对天体的压力恰好为零，则G Mm R 2＝m 4π2T 2R ，又ρ＝M 43πR 3，所以T ＝(3πGρ)12，D 正确． 5．(2011年嘉兴中学月考)已知地球的半径为6.4×106 m ，地球自转的角速度为7.29×10－5rad/s ，地面的重力加速度为9.8 m/s 2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9×103 m/s ，第三宇宙速度为16.7×103 m/s ，月球到地球中心的距离为3.84×108 m ．假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将( )A ．落向地面B ．成为地球的同步“苹果卫星”C ．成为地球的“苹果月亮”D ．飞向茫茫宇宙解析：选D.如果地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，苹果脱离苹果树后的速度为v ＝ωr ＝2.80×104 m/s ，此速度比第三宇宙速度1.67×104 m/s 还要大，苹果所受的万有引力肯定不够其做圆周运动所需的向心力，所以苹果将飞向茫茫宇宙，D 正确．6．(2010年高考重庆卷)月球与地球质量之比约为1∶80.有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O 做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O 点运动的线速度大小之比约为( )A ．1∶6400B ．1∶80C ．80∶1D ．6400∶1解析：选C.月球与地球做匀速圆周运动的圆心在两质点的连线上，所以它们的角速度相等，其向心力是相互作用的万有引力，大小相等，即mω2r ＝Mω2R ，所以mω·ωr ＝Mω·ωR ，即m v ＝M v ′，所以v ∶v ′＝M ∶m ＝80∶1，选项C 正确．二、不定项选择题7．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )A ．绕太阳运动的角速度不变B ．近日点处线速度大于远日点处线速度C ．近日点处加速度大于远日点处加速度D ．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数答案：BCD8．(2011年广东惠州调研)地球“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．关于该“空间站”说法正确的有( )A ．运行的加速度一定等于其所在高度处的重力加速度B ．运行的速度等于同步卫星运行速度的10倍C ．站在地球赤道上的人观察到它向东运动D ．在“空间站”工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止解析：选AC.空间站运动的加速度和所在位置的重力加速度均由其所受万有引力提供，故A 正确；由G Mm R 2＝m v 2R ⇒v ＝GM R，运动速度与轨道半径的平方根成反比，并非与离地高度的平方根成反比，故B 错误；由G Mm R 2＝m (2πT )2R ⇒T ＝2πR R GM，所以空间站运行周期小于地球自转的周期，故C 正确；空间站宇航员所受万有引力完全提供向心力，处于完全失重状态，D 错误．9. (2010年宁波调研)我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2009年3月1日13时13分成功撞月．如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点处开始进入撞月轨道．假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R ，周期为T ，引力常量为G .以下说法正确的是( )A ．可以求出月球的质量B ．可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C ．“嫦娥一号”卫星在控制点处应减速D ．“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2 km/s解析：选AC.考查万有引力定律．对卫星：F 万＝G m 月m R 2＝m 4π2R T2，显然可求出月球质量。
高中物理人教版《必修第二册》教案讲义：卫星的变轨问题及宇宙航行的几个问题辨析
人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆点点火加速，速度变大，进入椭圆轨道Ⅱ再次点火加速进入圆轨道Ⅲ卫星变轨问题分析方法速度大小的分析方法．①卫星做匀速圆周运动经过某一点时，其速度满足以此为依据可分析卫星在两个不同圆轨道上的②卫星做椭圆运动经过近地点时，卫星做离心运动，m v2.以此为依据可分析卫星沿椭圆轨r道和沿圆轨道通过近地点时的速度大小(即加速离心．发射“嫦娥三号”的速度必须达到第三宇宙速度．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力明白第三宇宙速度是指被发射物体能够脱离太阳系的最小发射速度，而“嫦娥三号”没有脱离太阳的引力范要熟记万有引力的表达式并清楚是万有引力提供卫星做圆如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步卫星圆，到达远地点Q时再次变轨，进入同步卫星轨设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点，在同步卫星轨道上的速率为v4，则下列说法正确的是点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速点变轨时需要减速，Q点变轨时要加速D．v2>v1>v4>v3练2发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A．卫星在轨道3上的运行速率大于在轨道1上的运行速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度反思总结卫星变轨问题关键词转化二、有关宇宙航行的几个问题辨析辨析1.发射速度与运行速度的比较(1)发射速度在地面以某一速度发射一个物体，发射后不再对物体提供动力，在地面离开发射装置时的速度称为发射速度，三个宇宙速度都是指发射速度．(2)运行速度运行速度是指做圆周运动的人造卫星稳定飞行时的线速度，对于人造地球卫星，轨道半径越大，则运行速度越小．(3)有的同学这样认为：沿轨道半径较大的圆轨道运行的卫星的发射速度大，发射较为困难；而轨道半径较小的卫星发射速度小，发射较为容易．这种观点是片面的．因为高轨卫星的发射难易程度与发射速度没有多大关系，如果我们在地面上以7.9km/s 的速度水平发射一个物体，则这个物体可以贴着地面做圆周运动而不落到地面；如果速度增大，则会沿一个椭圆轨道运动．速度越大，椭圆轨道的半长轴就越大；如果这个速度达到11.2km/s，则这个物体可以摆脱地球的引力．可见，无论以多大速度发射一个物体或卫星，都不会使之成为沿较大的圆轨道做圆周运动的人造卫星，高轨卫星的发射过程是一个不断加速变轨的过程，并不是在地面上给一个发射速度就可以的．【典例2】(多选)如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则()A．该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/sC．在椭圆轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度D．卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ辨析2.分清三个不同(1)重力和万有引力的向心加速度等于重力加速度g 的运动周期有可能是20小时如图所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设、v3，向心加速度分别为v2<v33<a2已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为近地卫星线速度大小为，地球同步卫星线速度大小为设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地倍．则下列结论正确的是(。
高中物理(人教版)必修第二册讲义—重力势能
【学习目标】
1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；
2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；
3．知道重力势能的相对性；
4．理解弹性势能的概念及其物理意义；
5．知道弹性势能具有相对性。
【学习重点】
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
A. 0B. - mgLC. - mgLD. - mgL
【答案】D
【解析】
【详解】将链条分成水平部分和竖直部分两段，水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心中竖直段的中间，高度为 ，而竖直部分的重力为 ，这样竖直部分的重力势能为
这样链条总的重力势能为 。
故选D。
知识点二、重力势能
1．重力势能
(1)重力势能Ep＝mgh具有相对性，与参考平面的选取有关，其中h是相对参考平面的高度．当物体在参考平面下方h处，重力势能Ep＝－mgh.
(3)比较以上计算结果，说明什么问题？
答案(1)7.84 J23.52 J(2)23.52 J23.52 J
(3)见解析
解析(1)以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1＝0.4 m，
因而物体具有的重力势能为
1．做功表达式
WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的高度差；h1、h2分别指初位置、末位置的高度。
2．做功的正负
物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。
3．做功的特点
物体运动时，重力对它做的功只跟它的_起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
4.重力做功与重力势能变化关系的理解
【变式训练1】如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)
2023年新教材高中物理向心加速度讲义新人教版必修第二册
3．向心加速度(1)知道向心加速度的概念．(2)会用矢量图表示速度变化量与速度间的关系．(3)能运用数学方法，结合加速度定义式推导向心加速度的公式．一、匀速圆周运动的加速度方向1．定义：物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，把它叫作向心加速度(centripetal acceleration)．2．方向：向心加速度的方向沿半径指向圆心，即向心加速度的方向与速度方向垂直． 导学：向心加速度与周期、转速、线速度、角速度关系的推导 由线速度与周期的关系v ＝2πππ代入a ＝π2π得a ＝4π2π2r ．由T ＝1π(n 取r/s)代入a ＝4π2ππ2得a ＝4π2n 2r ． 由v ＝ωr 代入a ＝π2π得a ＝π2π＝v ·ππ＝ωv ．二、匀速圆周运动的加速度大小1．推导：向心加速度与向心力的关系符合牛顿第二定律，则有：F n ＝ma n ＝m π2π＝mω2r ． 2．向心加速度公式：a n ＝________＝________．3．作用效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小． 拓展：速度变化量的矢量图从同一点作出v A 和v B 的矢量，从v A 末端指向v B 末端的矢量，即Δv知识点一 向心加速度的方向及意义导学探究(1)图甲中的小球与图乙中的运动员正在做匀速圆周运动，是否具有加速度？(2)做匀速圆周运动的加速度方向如何确定？你的依据是什么？探究总结1．向心加速度的方向特点：(1)指向圆心：无论匀速圆周运动，还是变速圆周运动，向心加速度的方向都指向圆心，或者说与线速度的方向垂直．(2)时刻改变：无论向心加速度的大小是否变化，向心加速度的方向随线速度方向的改变而改变．所以一切圆周运动都是变加速曲线运动．2．匀速圆周运动中的“变”与“不变”：(1)“不变”量：匀速圆周运动的角速度、周期、转速不变；线速度、加速度这两个矢量的大小不变．(2)“变化”量：匀速圆周运动的线速度、加速度这两个矢量的方向时刻改变．3．物理意义：向心加速度描述圆周运动中线速度改变的快慢．典例示范【例1】下列关于向心加速度的说法中正确的是( )A．向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢B．匀速圆周运动的向心加速度是不变的C．匀速圆周运动的向心加速度大小不变D．只要是圆周运动，其加速度都是不变的练1 荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动，如图所示，当秋千荡到最高点时，小孩的加速度方向是图中的( )A．a方向B．b方向C．c方向D．d方向练2 (多选)关于匀速圆周运动和向心加速度，下列说法正确的是( )A．匀速圆周运动的速度大小保持不变，所以做匀速圆周运动的物体没有加速度B．做匀速圆周运动的物体，虽然速度大小不变，但方向时刻在变，所以必有加速度C．做匀速圆周运动的物体，向心加速度的大小保持不变，所以是匀变速曲线运动D．匀速圆周运动的向心加速度大小虽然不变，但方向始终指向圆心，时刻发生变化，所以匀速圆周运动不是匀变速运动知识点二向心加速度公式的理解与应用探究总结1．向心加速度公式，②a n＝ω2r．(1)基本公式：①a n＝π2πr，②a n＝4π2n2r．(2)拓展公式：①a n＝4π2π22．对向心加速度大小与半径关系的理解(1)当r一定时，a n∝v2，a n∝ω2．．(2)当v一定时，a n∝1π(3)当ω一定时，a n∝r．3．向心加速度与半径的关系：典例示范题型一对向心加速度公式的理解【例2】(多选)如图所示为甲、乙两球在不同轨道上做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，由图像可知( )A．甲球运动时，线速度大小保持不变B．甲球运动时，角速度大小保持不变C．乙球运动时，线速度大小保持不变D．乙球运动时，角速度大小保持不变题型二向心加速度公式的应用【例3】飞机在做俯冲拉起运动时，可以看成是做圆周运动，如图所示，若在最低点附近做半径为R＝240 m的圆周运动，飞行员的质量m＝60 kg，飞机经过最低点P时的速度为v＝360 km/h，试计算：(1)此时飞机的向心加速度a的大小；(2)此时飞行员对座椅的压力F N是多大．(g取10 m/s2)题型三传动装置中向心加速度的分析【例4】如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑．图中有A、B、C三点，这三点所在处半径关系为r A>r B＝r C，则这三点的向心加速度a A、a B、a C之间的关系是( )A．a A＝a B＝a C B．a C>a A>a BC．a C<a A<a B D．a C＝a B>a A思维方法：分析此类问题要“看”“找”“选”练3 如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比( )A．线速度之比为1∶4B．角速度之比为4∶1C．向心加速度之比为8∶1D．向心加速度之比为1∶8练4 A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图)，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们( )A．线速度大小之比为4∶3B．角速度大小之比为3∶4C．圆周运动的半径之比为2∶1D．向心加速度大小之比为1∶21．下列关于向心加速度的说法中正确的是( )A．向心加速度越大，物体速率变化越快B．向心加速度的大小与轨道半径成反比C．向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直D．在匀速圆周运动中向心加速度是恒量2．转篮球是一项需要技巧的活动，如图所示，让篮球在指尖上匀速转动，指尖刚好静止在篮球球心的正下方．下列判断正确的是( )A．篮球上的各点做圆周运动的圆心均在指尖与篮球的接触处B．篮球上各点的向心力是由手指提供的C．篮球上各点做圆周运动的角速度相等D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大3．如图所示，一个凹形桥模拟器固定在水平地面上，其凹形轨道是半径为0.4 m的半圆，且在半圆最低点装有一个压力传感器(图中未画出)．一质量为0.4 kg的玩具小车经过凹形轨道最低点时，传感器的示数为8 N，则此时小车的(g取10 m/s2)( )A．速度大小为1 m/sB．速度大小为4 m/sC．向心加速度大小为10 m/s2D．向心加速度大小为20 m/s24．如图所示，甲、乙、丙、丁四个可视为质点的小物体放置在匀速转动的水平转盘上，与转轴的距离分别为4r、2r、2r、r，甲、丙位于转盘的边缘处，两转盘边缘接触，靠摩擦传递动力，转盘与转盘之间、物体与盘面之间均未发生相对滑动，则向心加速度最大的是( )A．甲B．乙C．丙D．丁5．如图所示，自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径R B＝4R A、R C＝8R A．当自行车正常骑行时，A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比a A∶a B∶a C等于( )A．1∶1∶8B．4∶1∶4C．4∶1∶32D．1∶2∶43．向心加速度预习填空二、2．π2πw2r知识点精讲知识点一提示：(1)小球与运动员都具有加速度．(2)做匀速圆周运动的物体加速度方向与合力方向相同，依据是牛顿第二定律．【例1】【解析】圆周运动有两种情形：一是匀速圆周运动，二是非匀速圆周运动．在匀速圆周运动中，加速度的方向指向圆心，叫向心加速度，其大小不变，方向时刻改变；非匀速圆周运动中加速度可以分解为向心加速度和切向加速度，向心加速度改变线速度的方向，切向加速度改变线速度的大小．故选项C正确．【答案】 C练 1 解析：当秋千荡到最高点时，小孩的速度为零，沿半径方向的向心加速度为零，加速度方向沿圆弧的切线方向，即图中的b方向，B正确．答案：B练2 解析：做匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，但方向时刻在变，所以必有加速度，且向心加速度大小不变，方向时刻指向圆心，向心加速度不恒定，因此匀速圆周运动不是匀变速运动，故A、C错误，B、D正确．答案：BD知识点二【例2】 【解析】 A 对，B 错：由a ＝π2π知，v 不变时，a 与R 成反比，图像为双曲线的一支．C 错，D 对：由a ＝ω2R 知，ω不变时，a 与R 成正比，图像为过原点的倾斜直线．【答案】 AD【例3】 【解析】 (1)v ＝360 km/h ＝100 m/s 则a ＝π2π＝1002240 m/s 2＝1253 m/s 2．(2)对飞行员进行受力分析，则飞行员在最低点受重力和座椅的支持力，向心力由二力的合力提供．所以F N －mg ＝ma 得F N ＝mg ＋ma代入数据得F N ＝3 100 N根据牛顿第三定律可知，飞行员对座椅的压力大小也为3 100 N ． 【答案】 (1)1253m/s 2(2)3 100 N【例4】 【解析】 A 、B 两点通过同一条皮带传动，线速度大小相等，即v A ＝v B ，由于r A >r B ，根据a ＝v 2r 可知a A <a B ；A 、C 两点绕同一转轴转动，有ωA ＝ωC ，由于r A >r C ，根据a＝ω2r 可知a C <a A ，所以a C <a A <a B ，故选项C 正确，A 、B 、D 错误．【答案】 C练3 解析：A 错：由题意知v a ＝v 3，v 2＝v c ，又轮2与轮3同轴传动，角速度相同，v 2＝2v 3，所以v a ∶v c ＝1∶2．B 错：角速度之比为ππππ＝ππππ∶ππππ＝14．C 错，D 对：设轮4的半径为r ，则a a ＝ππ2ππ＝(0.5v c )22r＝ππ28π＝18a c ，即a a ∶a c ＝1∶8．答案：D练4 解析：由圆周运动公式有，通过的路程s ＝Rθ＝vt ，转过的角度θ＝ωt ，已知在相同的时间内，通过的路程之比是4∶3，转过的角度之比是3∶2，则A 、B 的线速度大小之比是4∶3，角速度大小之比是3∶2，则选项A 正确，B 错误；由R ＝s θ，得半径之比为ππππ＝ππππ·ππππ＝43×23＝8∶9，由向心加速度a ＝ω2R ，得向心加速度大小之比为ππππ＝ωA2ωB2·R A R B ＝3222×89＝2∶1，选项C 、D 错误．答案：A随堂练习1．解析：A错：在匀速圆周运动中，速率不变．B错：向心加速度的大小可用a n＝π2π或a n＝ω2r表示，当v一定时，a n与r成反比；当ω一定时，a n与r成正比．可见a n与r的比例关系是有条件的．C对：向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直．D错：在匀速圆周运动中，向心加速度的大小恒定，但方向始终指向圆心，即其方向时刻变化，所以向心加速度不是恒量．答案：C2．解析：A错：篮球上的各点做圆周运动的圆心在篮球的轴线上，类似于地球的自转轴．B错：手指并没有与篮球上别的点接触，不可能提供所有点的向心力．C对：篮球上各点做圆周运动的周期相等，角速度相等．D错：篮球上各点离转轴越近，由a＝rω2可知，做圆周运动的向心加速度越小．答案：C3．解析：当小车经过最低点时，受到的支持力与重力的合力提供向心力，则F N－mg＝mπ2π，代入数据得v＝2 m/s，向心加速度a n＝π2π＝10 m/s2．答案：C4．解析：先根据a n＝ω2r分析同一转盘上两物体的向心加速度关系，再根据a n＝π2π分析不同转盘上两物体的向心加速度关系．所以选项C正确．答案：C5．解析：A、B的线速度大小相等，R A∶R B＝1∶4，根据a＝π2π知，a A∶a B＝4∶1．A、C 的角速度大小相等，R A∶R C＝1∶8，根据a＝ω2r知，a A∶a C＝1∶8，所以a A∶a B∶a C＝4∶1∶32．答案：C。
高中物理必修二全套精品课件讲义
第五章曲线运动一、曲线运动【要点导学】1、物体做曲线运动的速度方向是时刻发生变化的，质点经过某一点（或某一时刻）时的速度方向沿曲线上该点的。
2、物体做曲线运动时，至少物体速度的在不断发生变化，所以物体一定具有，所以曲线运动是运动。
3、物体做曲线运动的条件：物体所受合外力的方向与它的速度方向。
4、力可以改变物体运动状态，如将物体受到的合外力沿着物体的运动方向和垂直于物体的运动方向进行分解，则沿着速度方向的分力改变物体速度的；垂直于速度方向的分力改变物体速度的。
速度大小是增大还是减小取决于沿着速度方向的分力与速度方向相同还是相反。
做曲线运动的物体，其所受合外力方向总指向轨迹侧。
匀变速直线运动只有沿着速度方向的力，没有垂直速度方向的力，故速度的改变而不变；如果没有沿着速度方向的力，只有垂直速度方向的力，则物体运动的速度不变而不断改变，这就是今后要学习的匀速圆周运动。
【范例精析】例1、在砂轮上磨刀具时可以看到，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出，为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?解析火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒，由于惯性，它们以被擦落时具有的速度做直线运动，因此，火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。
火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。
例2、质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，则质点（）A．一定做匀变速运动B．一定做直线运动C．一定做非匀变速运动D．一定做曲线运动解析：质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动。
由题意可知，当突然撤去F1时，质点受到的合力大小为F1，方向与F1相反，故A正确，C错误。
在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，它一定做匀变速直线运动；其二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动（条件是：F1的方向和速度方向在一条直线上），也可能做曲线运动（条件是：F1的方向和速度方向不在一条直线上）。
高中物理(人教版)必修第二册讲义—宇宙航行
高中物理（人教版）必修第二册讲义—宇宙航行【学习目标】1．通过阅读课本资料了解牛顿对人造卫星的猜想、外推的思路和思想，能写出第一宇宙速度的推导过程。
2．通过第一宇宙速度的推导总结，能说出人造地球卫星的原理及运行规律。
3．通过阅读教材第三部分，能够介绍世界和我国航天事业的发展历史，感知人类探索宇宙的梦想，激发爱国热情，增强民族自信心和自豪感。
【学习重点】第一宇宙速度的推导。
【学习难点】第一宇宙速度的推导；环绕速度与发射速度的区分。
知识梳理一、宇宙速度1.人造地球卫星(1)牛顿的设想：如图所示，把物体水平抛出，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。
(2)运动规律：一般情况下可认为人造卫星绕地球做匀速圆周运动。
(3)向心力来源：人造地球卫星的向心力由地球对它的万有引力提供。
2．宇宙速度宇宙速度数值/(km·s－1)物理意义是使人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度；也是人造卫星绕第一宇宙速度7.9(环绕速度)地球运动的最大运行速度第二宇宙速度11.2(脱离速度)是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度16.7(逃逸速度)是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度梦想成真1957年10月苏联成功发射了第一颗人造卫星；1969年7月美国“阿波罗11号”登上月球；2003年10月15日我国航天员杨利伟踏入太空；2007年10月24日我国“嫦娥一号”发射升空；2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务；2010年10月1日“嫦娥二号”发射升空。
2011年9月29日“天宫一号”发射升空。
2011年11月1日“神舟八号”发射升空。
2011年11月3日“天宫一号”与“神舟八号”对接成功。
2012年6月16日“神舟九号”发射升空，与在轨运行的“天宫一号”目标飞行器进行载人交会对接，航天员进入“天宫一号”工作和生活，开展相关空间的科学实验。
2013年6月11日“神舟十号”发射升空，并在6月13日与“天宫一号”交会对接；6月20日上午，中国载人航天史上的首堂太空授课开讲。
物理人教版高中选择性必修二(2019年新编)2-4互感和自感 讲义
第二章电磁感应第4节互感和自感【素养目标】1. 了解什么是互感现象,了解互感现象在生活和生产中的应用和防止。
2. 了解什么是自感现象,了解自感现象在生活和生产中的应用和防止;能够运用电磁感应的有关规律分析通、断电自感现象;了解自感电动势的计算式。
3. 知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的大小与哪些因素有关,知道它的单位。
【必备知识】知识点一、互感现象(1)定义:两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
互感现象中,产生的电动势叫作互感电动势。
(2)应用:互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。
(3)危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作,这时要设法减小电路间的互感。
知识点二、自感现象(1)定义:一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。
由于自感而产生的电动势叫作自感电动势。
(2)自感电动势大小:正比于电流(或磁通量)的变化率公式:(1)E =n ·ΔΦΔt (2)E =L ·ΔI Δt(式中L 表示自感系数)方向:遵守楞次定律,即当原电流增大时,自感电动势与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势与原电流方向相同作用:总是阻碍线圈中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用(2)自感系数物理意义:表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量大小的决定因素:与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关单位:国际单位是亨利,简称亨,符号是H,常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH),1H=103mH=106μH知识点三、磁场的能量(1)自感现象中的磁场能量①线圈中电流从无到有时,磁场从无到有,电源的能量输送给磁场,储存在磁场中。
②线圈中电流减小时,磁场中的能量释放出来转化为电能。
新教材鲁科版高中物理选择性必修第二册全册各章节学案讲义(知识点考点汇总及配套习题)
鲁科版选择性必修第二册全册学案第1章安培力与洛伦兹力...................................................................................................... - 1 - 第1节安培力及其应用.............................................................................................. - 1 - 第2节洛伦兹力........................................................................................................ - 12 - 第3节洛伦兹力的应用............................................................................................ - 22 - 章末复习 ....................................................................................................................... - 31 - 第2章电磁感应及其应用.................................................................................................... - 40 - 第1节科学探究：感应电流的方向(第1课时) ..................................................... - 40 - 第1节科学探究：感应电流的方向(第2课时) ..................................................... - 47 - 第2节法拉第电磁感应定律.................................................................................... - 57 - 第3节自感现象与涡流............................................................................................ - 66 - 章末复习 ....................................................................................................................... - 75 - 第3章交变电流与远距离输电............................................................................................ - 81 - 第1节交变电流的特点............................................................................................ - 81 - 第2节交变电流的产生............................................................................................ - 91 - 第3节科学探究：变压器...................................................................................... - 102 - 第4节电能的远距离输送...................................................................................... - 112 - 变压器综合问题.......................................................................................................... - 121 - 章末复习 ..................................................................................................................... - 128 - 第4章电磁波 ..................................................................................................................... - 135 - 第1节电磁波的产生.............................................................................................. - 135 - 第2节电磁波的发射、传播和接收...................................................................... - 144 - 第3节电磁波谱...................................................................................................... - 144 - 章末复习 ..................................................................................................................... - 152 - 第5章传感器及其应用...................................................................................................... - 156 - 第1节常见传感器的工作原理.............................................................................. - 156 - 第2节科学制作：简单的自动控制装置................................................................ - 166 - 第3节大显身手的传感器........................................................................................ - 166 - 章末复习 ..................................................................................................................... - 175 -第1章安培力与洛伦兹力第1节安培力及其应用学习目标：1.[物理观念]知道安培力的定义及安培力大小的决定因素。
专题6.1 行星的运动-2020届高中物理同步讲义 人教版(必修2)
第六章万有引力与航天第1节行星的运动一、两种学说1．地心说：地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
代表人物托勒密（古希腊）2．日心说：太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
代表人物哥白尼（波兰）二、开普勒行星运动定律1．开普勒第一定律（轨道定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在______________上。
2．开普勒第二定律（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的______内扫过相等的______。
3．开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道的_____________跟它的______________的比值都相等。
公式：32aT=k，k是一个与______无关的常量。
三、开普勒行星运动定律的实际应用1．行星绕太阳运动的轨道十分接近_____，太阳处在_______。
2．对某一行星来说，它绕太阳转动的角速度（或线速度）大小______，即行星做_________运动。
3．所有行星________的三次方跟它_________的二次方比值都相等。
椭圆椭圆的一个焦点时间面积半长轴的三次方公转周期的二次方行星圆圆心不变匀速圆周轨道半径公转周期一、两种学说1．两种学说的局限性地心说和日心说都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，但事实上并非如此。
2．哥白尼的学说存在两大缺点（1）把太阳当作宇宙的中心。
实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心。
（2）沿用了行星在圆轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。
实际上行星的轨道是椭圆，行星的运动也不是匀速的。
【例题1】在物理学发展史中，许多物理学家做出了卓越贡献。
以下关于物理学家的科学贡献的叙述中，正确的是A．牛顿建立了相对论B．伽利略提出了“日心说”C．哥白尼测定了万有引力常量D．开普勒发现了行星运动三定律参考答案：D试题解析：爱因斯坦最先提出狭义相对论和广义相对论，A错误；在天体运动规律的探究过程中哥白尼最先提出了日心说，B错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了万有引力常量，C错误；开普勒在前人研究数据的基础上发现了行星运动的三大定律，D正确。
高中物理必修二 新教材 讲义 第4节 抛体运动的规律
第4节抛体运动的规律学习目标要求核心素养和关键能力1.知道平抛运动的受力特点，理解平抛运动是匀变速曲线运动。
2.理解平抛运动的规律，知道其轨迹是抛物线。
3.掌握平抛运动的处理方法，会确定平抛运动的速度和位移。
4.了解斜抛运动的处理方法。
1.核心素养(1)能在熟悉的环境中运用抛体运动模型解决问题。
(2)运用运动分解的思想解决抛体运动。
2.关键能力问题分析能力、建立模型能力。
知识点一平抛运动的理解如图，球场上，运动员从某一高度以某一水平速度击出网球，如果不计空气阻力。
(1)网球击出后，受力情况怎样？其加速度的大小和方向是怎样的？(2)网球的运动是匀变速运动，还是变加速运动？提示(1)因忽略空气阻力，网球击出后，只受重力作用，其加速度大小为g，方向竖直向下。
(2)网球运动过程中，加速度是不变的，所以网球的运动是匀变速曲线运动。
1.平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动。
2.平抛运动的特点【例1】关于平抛运动，下列说法正确的是()A.平抛运动是一种变加速运动B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D.做平抛运动的物体竖直方向每秒内位移增量相等答案C解析平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度为重力加速度g，故加速度的大小和方向恒定，在Δt时间内速度的改变量为Δv＝gΔt，因此每秒内速度增量大小相等、方向相同，选项A、B错误，C正确；由于竖直方向每秒内增加的位移Δy＝12－12gt2＝gt＋12g，故竖直位移增量不相等，所以选项D错误。
2g(t＋1)【训练1】关于平抛运动，下列说法正确的是()A.平抛运动是一种不受任何外力作用的运动B.平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D.平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近答案C解析做平抛运动的物体除了受自身重力外，不受其他外力，A错误；平抛运动轨迹是抛物线，它的速度方向不断改变，物体的加速度是重力加速度，故平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，C正确；平抛运动的运动情况与物体的质量无关，D 错误。
物理人教版高中选择性必修二(2019年新编)2-3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 讲义
第二章电磁感应第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动【素养目标】1.了解涡流是怎样产生的,了解涡流现象在日常生活和生产中的应用和危害。
2.了解什么是电磁阻尼,什么是电磁驱动。
了解电磁阻尼、电磁驱动在日常生活和生产中的应用。
【必备知识】知识点一、电磁感应现象中的感生电场1、感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫感生电场。
磁场变化时闭合电路中产生了感应电动势，感生电场对自由电荷的作用“扮演”了非静电力的角色。
2、感生电场的方向判断3、感生电动势：感生电场使导体中产生的电动势叫感生电动势。
产生感生电动势的导体在电路中的作用是充当电源，其电路就是内电路，它与外电路连接就对会外电路供电。
知识点二、涡流(1)概念由于电磁感应,在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。
(2)特点整块金属的电阻很小,涡流往往很强,产生的热量很多。
(3)应用①涡流热效应的应用:如真空冶炼炉。
②涡流磁效应的应用:如探雷器、安检门。
(4)防止电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,损坏电器。
①途径一:增大铁芯材料的电阻率。
②途径二:用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
知识点三、电磁阻尼(1)概念当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体运动的现象。
(2)应用磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止摆动,便于读数。
(3)电磁驱动①概念磁场相对于导体转动时,导体中产生感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来的现象。
②应用交流感应电动机。
【点睛】对涡流现象的进一步理解(1)可以产生涡流的两种情况①把块状金属放在变化的磁场中。
②让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
(2)能量转化伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。
如果金属块放在了变化的磁场中,则磁场能转化为电能最终转化为内能;如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属的机械能转化为电能,最终转化为内能。
高中物理必修二 新课改 讲义 03 A抛体运动的规律 基础版
抛体运动的规律知识点：抛体运动的规律一、平抛运动的速度以速度v 0沿水平方向抛出一物体，以抛出点为原点，建立如图所示的平面直角坐标系.图(1)水平方向：不受力，加速度是0，水平方向为匀速直线运动，v x ＝v 0.(2)竖直方向：只受重力，由牛顿第二定律得到：mg ＝ma .所以a ＝g ；竖直方向的初速度为0，所以竖直方向为自由落体运动，v y ＝gt .(3)合速度大小：v ＝v 20＋(gt )2；方向：tan θ＝v y v x ＝gt v 0(θ是v 与水平方向的夹角). 二、平抛运动的位移与轨迹1.水平位移：x ＝v 0t ①2.竖直位移：y ＝12gt 2② 3.轨迹方程：由①②两式消去时间t ，可得平抛运动的轨迹方程为y ＝g 2v 02x 2，由此可知平抛运动的轨迹是一条抛物线.三、一般的抛体运动物体被抛出时的速度v 0沿斜上方或斜下方时，物体做斜抛运动(设v 0与水平方向夹角为θ). (1)水平方向：物体做匀速直线运动，初速度v 0x ＝v 0cos θ.(2)竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度v y 0＝v 0sin θ.如图所示.图技巧点拨一、对平抛运动的理解1.平抛运动的特点(1)做平抛运动的物体水平方向不受力，做匀速直线运动；竖直方向只受重力，做自由落体运动；其合运动为匀变速曲线运动，其轨迹为抛物线.(2)平抛运动的速度方向沿轨迹的切线方向，速度大小、方向不断变化.2.平抛运动的速度变化如图所示，由Δv＝gΔt知，任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，方向竖直向下.图二、平抛运动规律的应用1.平抛运动的研究方法(1)把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动.(2)分别运用两个分运动的运动规律去求分速度、分位移等，再合成得到平抛运动的速度、位移等.2.平抛运动的规律(1)平抛运动的时间：t＝2hg，只由高度决定，与初速度无关.(2)水平位移(射程)：x＝v0t＝v02hg，由初速度和高度共同决定.(3)落地速度：v＝v2x＋v2y＝v20＋2gh，与水平方向的夹角为θ，tan θ＝v yv0＝2ghv0，落地速度由初速度和高度共同决定.3.平抛运动的推论(1)做平抛运动的物体在某时刻，其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移方向与水平方向的夹角为α，则有tan θ＝2tan α.证明：如图所示，tan θ＝v y v x ＝gt v 0tan α＝y A x A ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0所以tan θ＝2tan α.图(2)做平抛运动的物体在任意时刻的速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.证明：x A ＝v 0t ，y A ＝12gt 2，v y ＝gt ， 又tan θ＝v y v 0＝y A x A ′B ，解得x A ′B ＝v 0t 2＝x A 2. 三、平抛运动的临界问题分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法，即把要求的物理量设定为极大或极小，让临界问题突显出来，找出满足临界状态的条件四、斜抛运动1.斜抛运动的规律(1)斜抛运动的性质：斜抛运动是加速度恒为重力加速度g 的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线.图(2)斜抛运动的基本规律(以斜上抛为例说明，如图所示)①水平方向：v 0x ＝v 0cos θ，F 合x ＝0.②竖直方向：v 0y ＝v 0sin θ，F 合y ＝mg .(3)斜上抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动. ①速度公式：v x ＝v 0x ＝v 0cos θv y ＝v 0y －gt ＝v 0sin θ－gt②位移公式：x ＝v 0cos θ·ty ＝v 0sin θ·t －12gt 2 2.斜抛运动的对称性(1)时间对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的上升时间等于下降时间.(2)速度对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的两点速度大小相等.(3)轨迹对称：斜抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称.例题精练1．（荔湾区校级月考）关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A ．匀速圆周运动是匀变速曲线运动B ．匀速圆周运动是线速度不变的圆周运动C ．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下D ．平抛运动是匀变速曲线运动2．（宿州期中）下列说法中正确的是（ ）A ．物体受恒力作用，不可能做曲线运动B ．物体做圆周运动所受合力方向一定是沿半径指向圆心C ．曲线运动一定是变速运动D ．做平抛运动的物体，落地时的速度方向可能是竖直向下随堂练习1．（射洪市校级月考）下列说法正确的是（ ）A ．做曲线运动的物体的速度大小一定变化B ．做曲线运动的物体一定有合外力，一定有加速度C ．平抛运动是变加速曲线运动D ．匀速圆周运动的向心力、向心加速度不变2．（浙江期末）塑料球甲和金属球乙离开水平桌面后的运动轨迹如图所示，空气阻力不计，则（ ）A．甲、乙两球从离开桌面到落地的时间不同B．甲、乙两球离开桌面时的速度大小相同C．甲、乙两球落地时速度大小相同D．甲、乙两球离开桌面后均做匀变速曲线运动3．（会宁县校级期中）下列说法不正确的是（）A．平抛运动的加速度为gB．平抛运动是匀变速曲线运动C．平抛运动的飞行时间由高度和初速度共同决定D．平抛运动的轨迹是曲线4．（路北区校级期中）关于平抛运动，下列说法中正确的是（）A．平抛运动是一种不受任何外力作用的运动B．平抛运动是曲线运动，其速度方向不变，是匀速运动C．做平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近D．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动综合练习1．（荔湾区校级期末）斜抛运动与平抛运动相比较，正确的是（）A．斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动B．平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛运动是速度一直减小的运动C．做变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当加速度减小时，它的速度也减小D．无论是平抛运动还是斜抛运动，在任意相等时间内的速度变化量都相等2．（西城区校级期中）斜抛运动与平抛运动相比较，正确的是（）A．斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动B．都是加速度逐渐增大的曲线运动C．平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛运动是速度一直减小的运动D．都是任意两段相等时间内的速度变化大小相等的运动3．（盱眙县校级期中）关于平抛运动，下列说法中不正确的是（）A．平抛运动的轨迹是曲线，所以平抛运动是变速运动B．平抛运动是一种匀变速曲线运动C．平抛运动的水平射程s由初速度v0和下落的高度h决定D．平抛运动的落地时间t由初速度v0决定，v0越大，t越大4．（西青区期末）下面说法中正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．平抛运动是匀速运动C．匀速圆周运动是匀速运动D．只有变力才能使物体做曲线运动5．（江西月考）下列说法中正确的是（）A．一枚鸡蛋的重力约为2牛顿大小B．作用力和反作用力可能都做负功C．天王星被称为笔尖下发现的行星D．做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的6．（甘谷县校级月考）下列说法中正确的是（）A．做曲线运动的质点速度一定改变，加速度也一定改变B．质点做平抛运动，在相同时间内，速度变化量相同，且方向竖直向下C．质点做圆周运动，它的合外力总是垂直于速度D．质点做圆周运动，合外力等于它做圆周运动所需要的向心力7．（高安市校级期末）关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀变速曲线运动B．圆周运动的加速度一定指向圆心C．平抛运动是匀变速曲线运动D．做平抛运动的物体随着下落高度的增加，速度变化越来越快8．（合肥月考）关于平抛运动，下列说法不正确的是（）A．平抛运动是变加速曲线运动B．任意两段时间内加速度相同C．速度变化仅在竖直方向上D．任意相等时间内速度的变化量相等9．（杭锦后旗校级月考）关于物体的运动，下列说法中正确的是（）A．平抛运动是非匀变速曲线运动B．做平抛运动的物体，在任何时间内，速度改变量的方向都是竖直向下的C．两互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是直线运动D．匀速圆周运动是匀变速曲线运动10．（临夏市校级月考）关于物体做曲线运动的条件，以下说法中正确的是（）A．质点受到外力作用B．质点加速度的方向必须发生变化C．初速度不为零的质点，受到与初速度的方向不在同一条直线上的外力作用D．质点受到的外力与加速度不在一条直线上11．（城中区校级月考）关于曲线运动下列叙述不正确的是（）A．物体之所以做曲线运动，是由于物体受到垂直于速度方向的力（或者分力）的作用B．物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动C．物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，物体做曲线运动D．平抛运动是一种匀变速曲线运动12．（沁县校级月考）下列各种运动中，属于匀变速曲线运动的有（）A．匀速圆周运动B．变速圆周运动C．平抛运动D．竖直上抛运动13．（浏阳市期中）关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（）A．平抛运动是匀变速曲线运动B．匀速圆周运动是速度不变的运动C．圆周运动是匀变速曲线运动D．匀速圆周运动的向心加速度不变14．（南昌期中）关于平抛运动，下列说法正确的是（）A．平抛运动是加速度大小不变、方向不断改变的曲线运动B．做平抛运动的物体，在任何相等的时间内速度的增量都是不等的C．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D．落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关15．（宁夏学业考试）平抛运动（）A．是匀速率曲线运动B．是匀变速曲线运动C．是变加速曲线运动D．不可能是两个直线运动的合运动二．多选题（共12小题）1．（钦州期末）关于平抛运动的叙述，正确的是（）A．平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B．平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C．平抛运动的速度大小是不变的D．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小2．（秦都区校级月考）关于平抛运动的说法正确的是（）A．平抛运动是变加速运动B．平抛运动是曲线运动C．平抛运动的加速度方向竖直向下D．平抛运动的加速度为03．（黔南州期末）关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（）A．平抛运动是匀变速曲线运动B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动C．平抛运动是两个匀速直线运动的合运动D．做匀速圆周运动的物体，其所受合力一定指向其运动轨迹的圆心4．（南宁期末）下列关于平抛运动的说法正确的是（）A．平抛运动是匀变速曲线运动B．平抛运动在相同的时间内速度大小变化相同C．做平抛运动的物体，初速度越大，运动时间越长D．做平抛运动的物体的机械能守恒5．（海安县校级月考）如图所示，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A 射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力。
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高中物理必修二讲义 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】P蜡块的位置 v v xv y 涉及的公式： θ vv 水 v 船θ船v d t =m in，θsin d x = d第五章平抛运动§5-1曲线运动&运动的合成与分解一、曲线运动1.定义：物体运动轨迹是曲线的运动。
2.条件：运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3.特点：①方向：某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。
②运动类型：变速运动（速度方向不断变化）。
③F 合≠0，一定有加速度a 。
④F 合方向一定指向曲线凹侧。
⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。
4.运动描述二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性、矢量性。
2.互成角度的两个分运动的合运动的判断：①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。
②速度方向不在同一直线上的两个分运动，一个是匀速直线运动，一个是匀变速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，a 合为分运动的加速度。
③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。
④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。
当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，否则即为曲线运动。
三、有关“曲线运动”的两大题型（一）小船过河问题模型一：过河时间t 最短：模型二：直接位移x 最短：模型三：间接位移x 最短： [触类旁通]1．(2011年上海卷)如图5－4所示，人沿平直的河岸以速度v 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进．此过程中绳始终与水面平行，当绳与河岸的夹角为α时，船的速率为（C ）。
解析：依题意，船沿着绳子的方向前进，即船的速度总是沿着绳子的，根据绳子两端连接的物体在绳子方向上的投影速度相同，可知人的速度v 在绳子方向上的分量等于船速，故 v 船＝vcos α，C 正确．d v v 水 v 船 θ 当v 水<v 船时，x min =d ， θsin 船v d t =， A 水v 船 θ 当v 水>v 船时，L v v d x 船水==θcos min ， θsin 船v d t =，θ v 船 d2．(2011年江苏卷)如图5－5所示，甲、乙两同学从河中O 点出发，分别沿直线游到A 点和B 点后，立即沿原路线返回到O 点，OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直，且OA ＝OB.若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t 甲、t 乙的大小关系为(C) A ．t 甲<t 乙B ．t 甲＝t 乙 C ．t 甲>t 乙D ．无法确定解析：设游速为v ，水速为v 0，OA ＝OB ＝l ，则t 甲＝＋；乙沿OB 运动，乙的速度矢量图如图4所示，合速度必须沿OB 方向，则t 乙＝2·，联立解得t 甲>t 乙，C 正确．（二）绳杆问题(连带运动问题)1、实质：合运动的识别与合运动的分解。
2、关键：①物体的实际运动是合速度，分速度的方向要按实际运动效果确定； ②沿绳（或杆）方向的分速度大小相等。
模型四：如图甲，绳子一头连着物体B ，一头拉小船A ，这时船的运动方向不沿绳子。
处理方法：如图乙，把小船的速度v A 沿绳方向和垂直于绳的方向分解为v 1和v 2，v 1就是拉绳的速度，v A 就是小船的实际速度。
[触类旁通]如图，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下列说法正确的是(C ） A ．物体做匀速运动，且v 2＝v 1B ．物体做加速运动，且v 2>v 1 C ．物体做加速运动，且v 2<v 1D ．物体做减速运动，且v 2<v1 解析：汽车向左运动，这是汽车的实际运动，故为汽车的合运动．汽车的运动导致两个效果：一是滑轮到汽车之间的绳变长了；二是滑轮到汽车之间的绳与竖直方向的夹角变大了．显然汽车的运动是由沿绳方向的直线运动和垂直于绳改变绳与竖直方向的夹角的运动合成的，故应分解车的速度，如图，沿绳方向上有速度v 2＝v 1sin θ.由于v 1是恒量，而θ逐渐增大，所以v 2逐渐增大，故被吊物体做加速运动，且v 2＜v 1，C 正确．§5-2平抛运动&类平抛运动一、抛体运动1.定义：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，它的运动即为抛体运动。
2.条件：①物体具有初速度；②运动过程中只受G 。
二、平抛运动1.定义：如果物体运动的初速度是沿水平方向的，这个运动就叫做平抛运动。
2.条件：①物体具有水平方向的加速度；②运动过程中只受G 。
3.处理方法：平抛运动可以看作两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，一个是竖直方向的自由落体运动。
4.规律： [牛刀小试]如图为一物体做平抛运动的x －y 图象，物体从O 点抛出，x 、y 分别表示其水平位移和竖直位移．在物体运动过程中的某一点P(a ，b)，其速度的反向延长线交于x 轴的A 点(A 点未画出)，则OA 的长度为(B ）B O OA v A θ v 1 v 2 v A甲 乙 α （1）位移：.2tan ,)21()(,21,0222020v gt gt t v s gt y t v x =+===ϕ （2）速度：0v v x =，gt v y =，220)(gt v v +=，0tan v gt =θ （3）推论：①从抛出点开始，任意时刻速度偏向角θ的正切值等于位移偏向角φ.无法确定解析：作出图示(如图5－9所示)，设v 与竖直方向的夹角为α，根据几何关系得tan α＝①，由平抛运动得水平方向有a ＝v 0t ②，竖直方向有b ＝v y t ③，由①②③式得tan α＝，在Rt △AEP 中，AE ＝b tan α＝，所以OA ＝. 5.应用结论——影响做平抛运动的物体的飞行时间、射程及落地速度的因素 a 、飞行时间：ght 2=，t 与物体下落高度h 有关，与初速度v 0无关。
b 、水平射程：,200ghv t v x ==由v 0和h 共同决定。
c 、落地速度：gh v v v v y 220220+=+=，v 由v 0和v y 共同决定。
三、平抛运动及类平抛运动常见问题模型一：斜面问题： [触类旁通](2010年全国卷Ⅰ)一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图5－10中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为(D ） 解析：如图5所示，平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ，有tan θ＝，则下落高度与水平射程之比为＝＝＝，D 正确．模型二：临界问题：模型三：类平抛运动： [综合应用](2011年海南卷)如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，ab 为沿水平方向的直径．若在a 点以初速度v 0沿ab 方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c 点．已知c 点与水平地面的距离为坑半径的一半，求坑的半径。
解：设坑的半径为r ，由于小球做平抛运动，则x ＝v 0t ① y ＝＝gt 2②过c 点作cd ⊥ab 于d 点，则有Rt △acd ∽Rt △cbd 可得cd 2＝ad ·db即为()2＝x (2r －x )③又因为x >r ，联立①②③式解得r ＝v .§5-3圆周运动&向心力&生活中常见圆周运动一、匀速圆周运动1.定义：物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动，物体运动的线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动。
2.特点：①轨迹是圆；②线速度、加速度均大小不变，方向不断改变，故属于加速度改变思路分析：排球的运动可看作平抛运动，把它分解为水平的匀速直线运动和竖直的自由落体运动来分析。
但应注意本题是“环境”限制下的平抛运动，应弄清限制条件再求解。
关键是要画出临界条件下的图来。
例：如图1所示，排球场总长为18m ，设球网高度为2m ，运动员站在离网3m 的线上（图中虚线所示）正对网前跳起将球水平击出。
（不计空气阻力） （1）设击球点在3m 线正上方高度为处，试问击球的速度在什么范围内才能使球即不触网也不越界？ 考点一：沿初速度方向的水平位移：根据ma mg at b t v s ===θsin ,21,20.sin 20θg b v s =⇒ 考点二：入射的初速度：.2sin ,'21,sin sin '002bg v t v a t a b g m mg a θθθ=⇒==== 考点三：P 到Q 的运动时间：.sin 2,'21,sin sin 2θθθg bt t a b g m mg a =⇒=== 处理方法：1.沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动；2.沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的竖直上抛运动。
考点一：物体从A 运动到B 的时间：根据gv t gt y t v x θtan 221,020=⇒== 考点二：B 点的速度v B 及其与v 0的夹角α： 考点三：A 、B 之间的距离s ：θθθcos tan 2cos 20g v x s ==的变速曲线运动，匀速圆周运动的角速度恒定；③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力；④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现，匀速圆周运动具有周期性。
3.描述圆周运动的物理量：（1）线速度v 是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，是矢量；其方向沿轨迹切线，国际单位制中单位符号是m/s ，匀速圆周运动中，v 的大小不变，方向却一直在变；（2）角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量，是矢量；国际单位符号是rad ／s ； （3）周期T 是质点沿圆周运动一周所用时间，在国际单位制中单位符号是s ；（4）频率f 是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数，在国际单位制中单位符号是Hz ；（5）转速n 是质点在单位时间内转过的圈数，单位符号为r/s ，以及r/min ．4.各运动参量之间的转换关系：5.三种常见的转动装置及其特点：模型一：共轴传动模型二:皮带传动模型三：齿轮传动[触类旁通]1、一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A 和B 沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A 的运动半径较大，则(AC)A ．A 球的角速度必小于B 球的角速度 B ．A 球的线速度必小于B 球的线速度C ．A 球的运动周期必大于B 球的运动周期D ．A 球对筒壁的压力必大于B 球对筒壁的压力 解析：小球A 、B 的运动状态即运动条件均相同，属于三种模型中的皮带传送。