高考专题复习第5单元-曲线运动 万有引力与航天-物理
高考物理一轮总复习(鲁科版)课件:第五章2013高考导航
第五章
曲线运动
万有引力与航天
命题热点 1.从近几年高考看,本章内容是每年必考
内容,命题热点集中在曲线运动的研究
方法、圆周运动、万有引力定律与牛顿
运动定律结合分析天体、人造卫星、宇
宙飞船的运动问题以及估算天体质量和 密度问题.
第五章
曲线运动
万有引力与航天
2.本章常见的命题形式有两种,以选择题 的形式考查本章基本知识;以计算题形来自第五章曲线运动
万有引力与航天
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第五章
曲线运动
万有引力与航天
2013高考导航
考纲展示
1.运动的合成和分解
2.抛体运动 Ⅱ
Ⅱ
3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心
加速度 Ⅰ 4.匀速圆周运动的向心力 Ⅱ 5.离心现象 Ⅰ
第五章
曲线运动
万有引力与航天
6.万有引力定律及其应用 Ⅱ 7.环绕速度 Ⅱ 8.第二宇宙速度和第三宇宙速度 Ⅰ
9.经典时空观和相对论时空观 Ⅰ
式考查本章知识与电磁场、机械能、牛
顿运动定律等知识的综合能力,以及与 实际生活、新科技、航空航天等相结合 的实际应用能力,试题信息量大、综合 性强.
第五章
曲线运动
万有引力与航天
3.预计2013年高考命题形式仍将以选择
和计算两种为主,仍将围绕曲线运动的
处理方法、圆周运动的基本规律、飞船
卫星的发射、探月计划等为背景的应用 性问题,特别是与其他知识点相结合的 综合题出现的可能性较大.
2020年高考物理一轮复习知识考点专题04 曲线运动万有引力与航天
2020年高考一轮复习知识考点专题04 《曲线运动、万有引力与航天》第一节曲线运动运动的合成与分解【基本概念、规律】一、曲线运动1.速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向.2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.3.曲线运动的条件:物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的加速度方向与速度方向不在同一条直线上.二、运动的合成与分解1.运算法则位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则.2.合运动和分运动的关系(1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等.(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动时,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响.(3)等效性:各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果.【重要考点归纳】考点一对曲线运动规律的理解1.曲线运动的分类及特点(1)匀变速曲线运动:合力(加速度)恒定不变.(2)变加速曲线运动:合力(加速度)变化.2.合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合外力方向指向轨迹的“凹”侧.3.速率变化情况判断(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,速率增大;(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,速率减小;(3)当合力方向与速度方向垂直时,速率不变.考点二运动的合成及合运动性质的判断1.运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们均是矢量,故合成与分解都遵循平行四边形定则.2.合运动的性质判断1变化:变加速运动???或合外力加速度?不变:匀变速运动???共线:直线运动???与速度方向加速度或合外力?不共线:曲线运动??3.两个直线运动的合运动性质的判断两个互成角度的分运动合运动的性质匀速直线运动两个匀速直线运动一个匀速直线运动、匀变速曲线运动一个匀变速直线运动两个初速度为零的匀加速匀加速直线运动直线运如共线,为匀变速直线运两个初速度不为零的匀速直线运如不共线为匀变速曲线运4在解决运动的合成问题时,先确定各分运动的性质,再求解各分运动的相关物理量,最后进行各量的合成运算.【思想方法与技巧】两种运动的合成与分解实例一、小船渡河模型1.模型特点两个分运动和合运动都是匀速直线运动,其中一个分运动的速度大小、方向都不变,另一分运动的速度大小不变,研究其速度方向不同时对合运动的影响.这样的运动系统可看做小船渡河模型.2.模型分析(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.(2)三种速度:v(船在静水中的速度)、v(水流速度)、v(船的实际速度).21(3)两个极值d①过河时间最短:v⊥v,t=(d为河宽).min12v1②过河位移最小:v⊥v(前提v>v),如图甲所示,此时x=d,船头指向上游与河岸min212vdv22夹角为α,cos α=;v⊥v(前提v<v),如图乙所示.过河最小位移为x==d.min112vsin αv112求解小船渡河问题的方法3.无论哪类都必二是求最短渡河位移.求解小船渡河问题有两类:一是求最短渡河时间,须明确以下三点:解决这类问题的关键是:正确区分分运动和合运动,在船的航行方向也就是船头指(1)一般情况下与船头指是分运动;船的运动也就是船的实际运动,是合运动,向方向的运动,向不共线.运动分解的基本方法,按实际效果分解,一般用平行四边形定则沿水流方向和船头(2) 指向分解.(3)渡河时间只与垂直河岸的船的分速度有关,与水流速度无关.)端速度分解模型二、绳(杆1.模型特点不在杆))相连,物体运动方向与绳(拉物体或物体拉绳(杆),以及两物体通过绳(杆绳(杆) 一条直线上,求解运动过程中它们的速度关系,都属于该模型..模型分析2 v合运动→绳拉物体的实际运动速度(1)v或杆其一:沿绳的分速度??1→(2)分运动?v其二:与绳垂直的分速度或杆??2 )方向的速度分量大小相等.(3)关系:沿绳(杆)端速度分解问题的技巧解决绳(杆3. 方向运动物体的速度;(杆)(1)明确分解谁——分解不沿绳)方向分解;)方向和垂直绳(杆杆知道如何分解(2)——沿绳( )方向的速度分量大小相等.((因为绳杆)不能伸长,所以沿绳杆——(3)求解依据3抛体运动第二节【基本概念、规律】一、平抛运动的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.1.性质:平抛运动是加速度恒为重力加速度g轴,以竖直向下的方向为.规律:以抛出点为原点,以水平方向(初速度v方向)为x20 y轴建立平面直角坐标系,则. =v,位移:x=vt(1)水平方向:做匀速直线运动,速度:v0x012.gtgt,位移:y=(2)竖直方向:做自由落体运动,速度:v=y2 (3)合运动gtv y22. θ==,则①合速度:vtan =vθ+v,方向与水平方向夹角为yx vv00gty22.,则tan x②合位移:α=x=+y=,方向与水平方向夹角为α合vx20二、斜抛运动.性质1 的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线.加速度为g)(以斜向上抛为例说明,如图所示2.规律. cos θ(1)水平方向:做匀速直线运动,v=v0x. gt(2)竖直方向:做竖直上抛运动,v=vsin θ-0y 【重要考点归纳】平抛运动的基本规律及应用考点一h2 无关.知,时间取决于下落高度=h,与初速度1.飞行时间:由tv0gh2vx=vt=2,即水平射程由初速度v和.水平射程:000g共同决定,与其他因素无关.下落高度h222表示落地速度gh,以θ=v+v+=v23.落地速度:v0ytx ghv2y,所以落地速度也只==与x轴正方向的夹角,有tan θvv0x有关.与初速度v和下落高度h0,所以做平抛运动的物4.速度改变量:因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g 方向恒为竖直向下,如图甲所示.相同,Δ=Δt体在任意相等时间间隔Δ内的速度改变量vgt5.两个重要推论4运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平或类平抛)(1)做平抛( B点所示.位移的中点,如图乙中A点和设其末速度方向与水平方向的)运动的物体在任意时刻任一位置处,做平抛(或类平抛(2).θα=2tan ,则夹角为α,位移与水平方向的夹角为θtan思想在抛体运动中的应用6.“化曲为直”根据等效性,利用运动分解的方法,将其转化为两个方向上的直线运动,在这两个(1) 方向上分别求解.运用运动合成的方法求出平抛运动的速度、位移等.(2) 与斜面相关联的平抛运动考点二在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和斜面上的平抛问题是一种常见的题型,1.从找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系,速度规律,还要充分运用斜面倾角,而使问题得到顺利解决.常见的模型如下:斜总方内水平速度方向有0x gt竖直:v=关,分解速度,构分解速度y22建速度三角形=vv+合速度:v yx水平:v=v有θ速度方向与0x竖直:v=gt分解速度关,分解速度,构y22建速度三角形+v=v 合速度:v yx水平:x=vt0有位移方向与θ12gt=竖直:y 分解位移关,分解位移,构2 建位移三角形22+x=xy合位移:合2.与斜面有关的平抛运动问题分为两类:(1)从斜面上某点抛出又落到斜面上,位移与水平方向夹角等于斜面倾角;(2)从斜面外抛出的物体落到斜面上,注意找速度方向与斜面倾角的关系.考点三与圆轨道关联的平抛运动在竖直半圆内进行平抛时,圆的半径和半圆轨道对平抛运动形成制约.画出落点相对圆心的位置,利用几何关系和平抛运动规律求解.平抛运动的临界问题(1)在解决临界和极值问题时,正确找出临界条件(点)是解题关键.(2)对于平抛运动,已知平抛点高度,又已知初速度和水平距离时,要进行平抛运动时2hx与t =,平抛运动时间取t、t=t间的判断,即比较的小者.2211gv05(3)本题中,两发子弹不可能打到靶上同一点的说明:若打到靶上同一点,则子弹平抛运动时间相同,90L-2Lh=0.6 s,即子弹t=4.5 s0.6 s>后就已经打到地,即t==L=3 690 m,gvvv+0上.圆周运动第三节【基本概念、规律】一、描述圆周运动的物理量rs2πΔ.=1.线速度:描述物体圆周运动的快慢,v=tΔT2πθΔ.ω2.角速度:描述物体转动的快慢,==tΔTr2π1.3.周期和频率:描述物体转动的快慢,T=,T=fv .向心加速度:描述线速度方向变化的快慢.4224πv2.r==ωv==arω2n Tr5.向心力:作用效果产生向心加速度,F=ma. nn二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较三、离心运动.定义:做圆周运动的物体,在合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力1 的情况下,就做逐渐远离圆心的运动.2.供需关系与运动为实际提供的向心力,则F如图所示,2=当(1)Fmω时,物体做匀速圆周运动;r 当(2)时,物体沿切线方向飞出;0F=2当(3)r<Fmω时,物体逐渐远离圆心;62r时,物体逐渐靠近圆心.mω(4)当F>【重要考点归纳】考点一水平面内的圆周运动1.运动实例:圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等.2.重力对向心力没有贡献,向心力一般来自弹力、摩擦力或电磁力.向心力的方向水平,竖直方向的合力为零.3.涉及静摩擦力时,常出现临界和极值问题.4.水平面内的匀速圆周运动的解题方法(1)对研究对象受力分析,确定向心力的来源,涉及临界问题时,确定临界条件;(2)确定圆周运动的圆心和半径;(3)应用相关力学规律列方程求解.考点二竖直面内的圆周运动1.物体在竖直平面内的圆周运动有匀速圆周运动和变速圆周运动两种.2.只有重力做功的竖直面内的圆周运动一定是变速圆周运动,遵守机械能守恒.3.竖直面内的圆周运动问题,涉及知识面比较广,既有临界问题,又有能量守恒的问题.4.一般情况下,竖直面内的变速圆周运动问题只涉及最高点和最低点的两种情形.考点三圆周运动的综合问题圆周运动常与平抛(类平抛)运动、匀变速直线运动等组合而成为多过程问题,除应用各自的运动规律外,还要结合功能关系进行求解.解答时应从下列两点入手:1.分析转变点:分析哪些物理量突变,哪些物理量不变,特别是转变点前后的速度关系.2.分析每个运动过程的受力情况和运动性质,明确遵守的规律.3.平抛运动与圆周运动的组合题,用平抛运动的规律求解平抛运动问题,用牛顿定律求解圆周运动问题,关键是找到两者的速度关系.若先做圆周运动后做平抛运动,则圆周运动的末速等于平抛运动的水平初速;若物体平抛后进入圆轨道,圆周运动的初速等于平抛末速在圆切线方向的分速度.【思想方法与技巧】竖直平面内圆周运动的“轻杆、轻绳”模型1.模型特点在竖直平面内做圆周运动的物体,运动至轨道最高点时的受力情况可分为两类:一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道的“过山车”等),称为“轻绳模型”;二是有支撑(如球与杆连接、小球在弯管内运动等),称为“轻杆模型”.7过最高点的2v由小球能运动即可,得v==gr0 由mg=m得v临临r 临界条件(1)当v=0时,F=mg,F为支持力,NN(1)过最高点时,v≥gr,F +mg沿半径背离圆心N2v2v,绳、轨道对球产生弹力m=(2)当0<v<gr时,-F+mg=m,r N rFF 背离圆心且随v的增大而减小讨论分析NN,在<gr(2)不能过最高点时v(3)当v=gr时,F=0N到达最高点前小球已经脱离了2v(4)当v>gr时,F+mg=m,F指NN r 圆轨道向圆心并随v的增大而增大3.竖直面内圆周运动的求解思路(1)定模型:首先判断是轻绳模型还是轻杆模型,两种模型过最高点的临界条件不同,其原因主要是“绳”不能支持物体,而“杆”既能支持物体,也能拉物体.(2)确定临界点:v=gr,对轻绳模型来说是能否通过最高点的临界点,而对轻杆模型临来说是F 表现为支持力还是拉力的临界点.N(3)定规律:用牛顿第二定律列方程求解.第四节万有引力与航天【基本概念、规律】一、万有引力定律1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m和m的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比.21mm211122-./kg6.67×,其中GG=10m N·=.公式:2F2r3.适用条件:严格地说,公式只适用于质点间的相互作用,当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,物体可视为质点.均匀的球体可视为质点,其中r是两球心间的距离.一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用,其中r 为球心到质点间的距离.8二、宇宙速度宇宙速度数值(km/s) 意义.三、经典力学的时空观和相对论时空观.经典时空观1 (1)在经典力学中,物体的质量是不随速度的改变而改变的.在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中(2) 是相同的..相对论时空观2 同一过程的位移和时间的测量与参考系有关,在不同的参考系中不同..经典力学的适用范围3 只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界.【重要考点归纳】考点一天体质量和密度的估算(运动问题的基本思路卫星)1.解决天体天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力,即(1)224πrMmv2 m==mmωr=G=ma22n TrrMm表示天体表万有引力近似等于重力,(2)在中心天体表面或附近运动时,即Gg=mg(2R .面的重力加速度) 2.天体质量和密度的计算. 和天体半径gR(1)利用天体表面的重力加速度2gRMm GMmg=,故天体质量=,由于2GRg3MM.=ρ==天体密度GR4π4V3Rπ 3.T通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期(2)和轨道半径r92234π4πrMm①由万有引力等于向心力,即G=mr,得出中心天体质量M=;222GTTr②若已知天体半径R,则天体的平均密度3r3πMMρ===;23RGTV43Rπ3③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动,可认为其轨道半径r等于天体半径R,3π则天体密度ρ=.可见,只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T,就可估算出中心天体2GT的密度.3.(1)利用圆周运动模型,只能估算中心天体质量,而不能估算环绕天体质量.(2)区别天体半径R和卫星轨道半径r:只有在天体表面附近的卫星才有r≈R;计算天体43Rπ中的RV=只能是中心天体的半径.密度时,3考点二卫星运行参量的比较与运算1.卫星的各物理量随轨道半径变化的规律2.卫星运动中的机械能(1)只在万有引力作用下卫星绕中心天体做匀速圆周运动和沿椭圆轨道运动,机械能均守恒,这里的机械能包括卫星的动能、卫星(与中心天体)的引力势能.(2)质量相同的卫星,圆轨道半径越大,动能越小,势能越大,机械能越大.3.极地卫星、近地卫星和同步卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖.(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径,其运行线速度约为7.9 km/s.(3)同步卫星①轨道平面一定:轨道平面和赤道平面重合.②周期一定:与地球自转周期相同,即T=24 h=86 400 s.③角速度一定:与地球自转的角速度相同.4 km.10=④高度一定:卫星离地面高度h3.6×10.v=3.07 km/s(为恒量)⑤速率一定:运动速度⑥绕行方向一定:与地球自转的方向一致.的变轨问题考点三卫星(航天器)1.轨道的渐变卫星每一周的运做匀速圆周运动的卫星的轨道半径发生缓慢变化,由于半径变化缓慢,即轨动仍可以看做是匀速圆周运动.解决此类问题,首先要判断这种变轨是离心还是向心,道半径r是增大还是减小,然后再判断卫星的其他相关物理量如何变化.2.轨道的突变使飞行器轨道由于技术上的需要,有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机,发生突变,使其进入预定的轨道.2vMm卫星将做离即万有引力不足以提供向心力,m,(1)当卫星的速度突然增加时,G<2rrGM=心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变大,当卫星进入新的轨道稳定运行时由vr 可知其运行速度比原轨道时减小.2vMm卫星将做,(2)当卫星的速度突然减小时,G>m即万有引力大于所需要的向心力,2rrGM=v当卫星进入新的轨道稳定运行时由近心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变小,r 可知其运行速度比原轨道时增大;卫星的发射和回收就是利用这一原理.卫星机械能增大,对卫星做正功,不论是轨道的渐变还是突变,都将涉及功和能量问题,由低轨道进入高轨道;对卫星做负功,卫星机械能减小,由高轨道进入低轨道.宇宙速度的理解与计算考点四也是卫星绕地球运行的既是发射卫星的最小发射速度,,1.第一宇宙速度v=7.9 km/s1最大环绕速度..第一宇宙速度的求法:22GMGMmv1. =m,所以v=(1)21RRR2mv1.(2)mg==vgR,所以1R【思想方法与技巧】双星系统模型1.模型特点(1)两颗星彼此相距较近,且间距保持不变.(2)两颗星靠相互之间的万有引力做匀速圆周运动.(3)两颗星绕同一圆心做圆周运动.112.模型分析(1)双星运动的周期和角速度相等,各以一定的速率绕某一点转动,才不至于因万有引力作用而吸在一起.(2)双星做匀速圆周运动的向心力大小相等,方向相反.(3)双星绕共同的中心做圆周运动时总是位于旋转中心的两侧,且三者在一条直线上.(4)双星轨道半径之和等于它们之间的距离.3.(1)解决双星问题时,应注意区分星体间距与轨道半径:万有引力定律中的r为两星体间距离,向心力公式中的r为所研究星球做圆周运动的轨道半径.(2)宇宙空间大量存在这样的双星系统,如地月系统就可视为一个双星系统,只不过旋转中心没有出地壳而已,在不是很精确的计算中,可以认为月球绕着地球的中心旋转.求极值的六种方法从近几年高考物理试题来看,考查极值问题的频率越来越高,由于这类试题既能考查考生对知识的理解能力、推理能力,又能考查应用数学知识解决问题的能力,因此必将受到高考命题者的青睐.下面介绍极值问题的六种求解方法.一、临界条件法对物理情景和物理过程进行分析,利用临界条件和关系建立方程组求解,这是高中物理中最常用的方法.二、二次函数极值法2bac-42有y<0时,y有最小值y=,当aay对于二次函数=ax+bx+c,当>0时,min a42b -4ac最大值y=.也可以采取配方法求解.max a4三、三角函数法某些物理量之间存在着三角函数关系,可根据三角函数知识求解极值.四、图解法此种方法一般适用于求矢量极值问题,如动态平衡问题,运动的合成问题,都是应用点到直线的距离最短求最小值.五、均值不等式法任意两个正整数a、b,若a+b=恒量,当a=b时,其乘积a·b最大;若a·b=恒量,当a=b 时,其和a+b最小.六、判别式法2-4ac≥0时有实数根,取等号时为极值,在列出的方程数=一元二次方程的判别式Δb少于未知量个数时,求解极值问题常用这种方法.12。
4-5曲线运动,万有引力与航天
解析:对于卫星,轨道越高,线速度越小,因为rA<rB<rC, 所以vA>vB>vC,轨道越高,向心加速度越小,aA>aB>aC, TA<TB<TC.向心力不能判定,因为质量不知道. 答案:CD
高三总复习· 人教版· 物理
[例2]
金星的半径是地球的0.95倍,质量为地球的0.82倍,
金星表面的自由落体加速度是多大?金星的第一宇宙速度是多 大?(地球表面的重力加速度g为9.8 m/s2,地球的第一宇宙速度
注意:1.a、v、ω、T是相互联系的,其中一个量发生变
化,其他各量也随之发生变化. 2.a、v、ω、T皆与卫星的质量无关,只由轨道半径r和
中心天体的质量M决定.
3.人造卫星的轨道圆心一定与地心重合.
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——基础自测—— 在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,它到地
面的距离等于地球半径R,地面上的重力加速度为g,则(
[答案]
8.9 m/s2
7.3 km/s
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题后反思 只有准确理解了第一宇宙速度的概念,才能找到此题的
切入点.以某星球为背景,在该星球上做相关的物理实验是高
考试题的一种新趋势.处理时最好把该星球理解为熟知的地球, 以便“身临其境”,这样会更容易理解、思考问题,从而找出
正确的解题方法.
mv2 匀 速 圆 周 运 动 的 “近 地 卫 星 ”应 有 mg= , 故 v= gR= R 4 2GMv tanθ 0 . t 4 2GMv tanθ 0 答案: t
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[例3]
“神舟”六号飞船的成功飞行为我国在2010年实
现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验.假设月球半径
2019届高考物理一轮复习课件:第五章 曲线运动 万有引力与航天 基础课1 精品
小题速练
1.思考判断 (1)两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等。( ) (2)运动合成与分解的实质是对描述运动的物理量(位移、速度、加速度)的合成与分 解。( ) (3)两个直线运动的合运动一定是直线运动。( ) (4)做曲线运动的物体受到的合外力一定是变力。( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
模型二 绳(杆)端速度分解模型 1.模型特点
沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。 2.思路与方法
合速度→绳(杆)拉物体的实际运动速度 v 分速度→其 其一 二: :沿 与绳 绳( (杆 杆) )的 垂速 直度 的速v∥度v⊥ 方法:v∥与 v⊥的合成遵循平行四边形定则。
3.解题原则:根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见实例如下:
【例2】 (2017·宝鸡模拟)如图10所示,水平光滑长杆上套有一物块Q,跨过悬挂于O
点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q,另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水
平方向的夹角为θ,初始时θ很小。现将P、QБайду номын сангаас静止同时释放,关于P、Q以后的运
动下列说法正确的是( )
A.当 θ=60°时,P、Q 的速度之比是 3∶2
小船渡河模型及绳(杆)端速度分解模型——模型建构能力的培养
模型一 小船渡河模型
1.船的实际运动:是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。
2.三种速度:船在静水中的速度 v 船、水的流速 v 水、船的实际速度 v。
3.两种渡河方式 方式
渡河时间最短
图示
说明 当船头垂直河岸时,渡河时间最 短,最短时间 tmin=vd船
星
Ⅰ卷·T15:平抛运
Ⅰ卷·T18:平抛 Ⅱ卷·T16:竖直面 动的规律
高考物理必考知识点的总结和归纳
高考物理必考知识点的总结和归纳一、运动的描述。
1. 质点。
- 定义:用来代替物体的有质量的点。
- 条件:当物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点。
例如研究地球绕太阳公转时,地球可视为质点;研究地球自转时,不能将地球视为质点。
2. 参考系。
- 定义:为了描述物体的运动而假定为不动的物体。
- 选择不同的参考系,对物体运动的描述可能不同。
例如坐在行驶汽车中的乘客,以汽车为参考系是静止的,以路边的树木为参考系是运动的。
3. 位移与路程。
- 位移:矢量,是由初位置指向末位置的有向线段,其大小等于初末位置间的直线距离,方向由初位置指向末位置。
- 路程:标量,是物体运动轨迹的长度。
只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程。
4. 速度。
- 平均速度:定义为位移与发生这个位移所用时间的比值,即v = (Δ x)/(Δ t),是矢量,其方向与位移方向相同。
- 瞬时速度:物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量。
当Δ t趋近于0时,平均速度就趋近于瞬时速度。
- 速率:速度的大小,是标量。
5. 加速度。
- 定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,即a=(Δ v)/(Δ t),是矢量,方向与速度变化量的方向相同。
加速度反映了速度变化的快慢。
二、匀变速直线运动的研究。
1. 匀变速直线运动的基本公式。
- 速度公式:v = v_0+at,其中v_0为初速度,a为加速度,t为时间,v为末速度。
- 位移公式:x = v_0t+(1)/(2)at^2。
- 速度 - 位移公式:v^2 - v_0^2=2ax。
2. 自由落体运动。
- 定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
- 特点:初速度v_0 = 0,加速度a = g(重力加速度,g≈9.8m/s^2)。
- 公式:v = gt,h=(1)/(2)gt^2,v^2 = 2gh。
3. 竖直上抛运动。
- 定义:将物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动。
高三物理第一轮复习:必修2 第五章 曲线运动 万有引力与航天(一)人教实验版知识精讲
高三物理第一轮复习:必修2 第五章曲线运动万有引力与航天〔一〕人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容:必修2第五章曲线运动万有引力与航天〔一〕二. 高考考纲与分析〔一〕高考考纲运动的合成与分解〔Ⅱ〕抛体运动〔Ⅱ〕〔斜抛运动只作定性要求〕〔二〕考纲分析1. 运动的合成与分解由旧考纲的〔I〕级要求变成新考纲的〔Ⅱ〕级要求.匀速圆周运动中只有向心力是〔Ⅱ〕级要求,其他均降为〔I〕级要求.环绕速度从宇宙速度中别离出来提高为〔Ⅱ〕级要求.从这些要求的变化来说总起来没有涉与核心内容和主干知识,命题的趋势不会有太大的改变。
2. 平抛运动的规律与其研究方法,圆周运动的角速度、线速度和向心加速度是近年的热点,且多数与电场力、洛伦兹力联系起来综合考查。
三. 知识网络四. 知识要点第一单元曲线运动运动的合成与分解1. 曲线运动的特点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;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。
2. 作曲线运动的条件物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。
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: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。
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。
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。
3. 运动的合成与分解如果某物体同时参与几个运动,那么这物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。
分运动情况求合运动情况叫运动的合成,合运动情况求分运动情况叫运动的分解。
运动合成与分解的运算法如此:运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。
由于它们都是矢量,所以它们都遵循矢量的合成与分解法如此。
高考物理一轮复习课件曲线运动万有引力与航天万有引力与天体运动
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05
高考真题解析与应试技巧指导
历年高考真题回顾与解析
01
回顾历年高考物理试卷中曲线运动、万有引力与航 天、万有引力与天体运动部分的真题
02
分析真题的命题思路、考点分布和难易程度
03
解析真题的解题思路、方法和技巧,帮助学生掌握 解题规律
应试技巧指导:如何快速准确答题?
审题技巧
仔细阅读题目,抓住关键词,明确题目要求和考查的 知识点
早期探索
20世纪初,人类开始尝 试使用火箭进行飞行试 验。
太空竞赛
20世纪50年代至70年 代,美国和苏联展开激 烈的太空竞赛,分别实 现了载人登月和建立空 间站的壮举。
国际合作
20世纪80年代至今,各 国纷纷加入太空探索行 列,开展广泛的国际合 作,共同推动载人航天 技术的发展。
未来航天技术发展趋ห้องสมุดไป่ตู้预测
根据开普勒第三定律,行星的轨道半径越大,其 公转周期越长。
周期与线速度、角速度的关系
天体运动的线速度和角速度与轨道半径和周期有 关,可通过相关公式进行计算。
3
应用
可用于分析不同天体之间的运动特征,如行星、 卫星等。
天体质量测量方法
通过测量卫星绕行星运动 的周期和轨道半径,利用 万有引力定律计算出行星 的质量。
02
万有引力定律及其应用
万有引力定律内容及表达式
万有引力定律内容
自然界中任何两个物体都存在相互吸引的力,这种力的大小与两物体质量的乘积 成正比,与它们之间距离的平方成反比。
万有引力定律表达式
F=G*m1*m2/r^2,其中G为万有引力常量,m1和m2分别为两个物体的质量,r 为它们之间的距离。
高考第一轮复习曲线运动万有引力与航天(二)
曲线运动万有引力与航天(二)主讲:梁建兴一. 教学内容:必修2第五章曲线运动万有引力与航天(二)二. 高考考纲及分析(一)高考考纲匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度(I)匀速圆周运动的向心力(Ⅱ)离心现象(I)万有引力定律及其应用(Ⅱ)环绕速度(Ⅱ)第二宇宙速度和第三宇宙速度(I)(二)考纲分析1. 匀速圆周运动中只有向心力是(Ⅱ)级要求,其他均降为(I)级要求。
环绕速度从宇宙速度中分离出来提高为(Ⅱ)级要求。
从这些要求的变化来说总起来没有涉及核心内容和主干知识,命题的趋势不会有太大的改变。
2. 向心力是高考考查的重点知识,它主要是与受力分析,牛顿第二定律等知识一起以综合性题目的形式考查。
3. 运用万有引力定律及向心力公式分析人造卫星的绕行速度、运行周期以及计算天体的质量、密度等在近几年高考中每年必考。
现在随着我国载人航天的成功及探月计划的实施,对天体方面的考查将仍是考查的热点。
三. 知识网络四. 知识要点第三单元 圆周运动及其应用1. 圆周运动 线速度 角速度 向心加速度质点运动轨迹为一个圆,即质点做圆周运动。
线速度:物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值,其方向在圆周的切线方向上。
表达式:tl v = 角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。
表达式:t θω=,其单位为弧度每秒,s rad /。
周期:匀速运动的物体运动一周所用的时间。
频率:Tf 1=,单位:赫兹(H Z ) 线速度、角速度、周期间的关系:ωπωπr v T T r v ===,/2,/.2。
2. 匀速圆周运动 向心力质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
注意匀速圆周运动不是匀速运动,是曲线运动,速度方向不断变化。
做匀速圆周运动的物体,加速度方向指向圆心,这个加速度叫向心加速度。
大小:r T r r v a n 222.2⎪⎭⎫ ⎝⎛===πω方向:指向圆心。
2011高考物理一轮复习典例精析课件:第五章 曲线运动 万有引力定律与航天(可编辑文字版)
【点拨】(1)把子弹的平抛运动分解为水平和竖直方向上 点拨】(1)把子弹的平抛运动分解为水平和竖直方向上 的直线运动. 的直线运动. (2)对比子弹与靶运动的异同得出击中时间由子弹的水平 (2)对比子弹与靶运动的异同得出击中时间由子弹的水平 运动决定. 运动决定. 【解析】满分展示: 解析】满分展示: 本题考查平抛运动的知识. 本题考查平抛运动的知识. (1)子弹做平抛运动 子弹做平抛运动, (1)子弹做平抛运动,它在水平方向的分运动是匀速直线 运动,设子弹经过时间t击中目标靶, 5分 运动,设子弹经过时间t击中目标靶,则t=s/v 5分 代入数据得t=0.5 2分 代入数据得t=0.5 s 2分 (2)目标靶做自由落体运动,则h=1/2gt2 (2)目标靶做自由落体运动, 5分 5分 目标靶做自由落体运动 代入数据得h=1.25 3分 代入数据得h=1.25 m 3分
例2.如图所示,光滑斜面长为a,宽为b,倾角为θ.一物 2.如图所示,光滑斜面长为a 宽为b 倾角为θ.一物 如图所示 θ. 块从斜面上方顶点P水平射入,而从右下方的点Q 块从斜面上方顶点P水平射入,而从右下方的点Q离开斜 求物块入射的初速度. 面,求物块入射的初速度.
【点拨】根据物体的受力与初速度,把此运动分解为水 点拨】根据物体的受力与初速度, 平方向与沿斜面向下两个方向上的直线运动, 平方向与沿斜面向下两个方向上的直线运动,这是解答 此题的关键. 此题的关键.
第2节 节
抛体运动及其应用
例1.(2009·福建)(15分)如图所示,射击枪水平放置, 1.(2009·福建)(15分 如图所示,射击枪水平放置, 福建)(15 射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上, 射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上, 枪口与目标靶之间的距离s=100 m, 枪口与目标靶之间的距离s=100 m,子弹射出的水平速度 m/s, v=200 m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释 不计空气阻力,取重力加速度g 放,不计空气阻力,取重力加速度g为10 m/s2,求: (1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目 (1)从子弹由枪口射出开始计时, 从子弹由枪口射出开始计时 标靶? 标靶? (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中 下落的距离h 目标靶由静止开始释放到被子弹击中, (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h 为多少? 为多少?
2015届一轮课件:曲线运动 万有引力与航天(44张ppt)
设T为 地 球 公 转 的 周 期 , 则 由 万 有 引 力 定 律
Mm 4π2 G 2 =m 2 r r T 地 球 表 面 处 的 重 力 加 速 度 以 上 两 式 联 立 得 将 题 中 数 值 代 入 上 式 得
【 答 案 】 见解析
Gm g= 2 R
4π2r3 M=m 2 2 TRg M=2×1030k g .
高三一轮总复习 ·物理
解 法 二 是 由 物 理 问 题 所 遵 循 的 物 理 规 律 建 立 方 程 , 然 后 根 据 这 些 方 程 进 行 数 学 推 演 , 在 推 演 中 利 用 数 学 中 已 有 的 有 关 极 值 求 法 的 结 论 而 得 到 所 求 的 极 值 , 这 种 方 法 较 侧 重 于 数 学 的 推 演 , 这 种 方 法 称 之 为 解 极 值 问 题 的 物 理 ——数 学 方 法 .
【答 案 】
A
高三一轮总复习 ·物理
2 (0 1 2 · 点 等 距 , 小 球 从 动 , 恰 落 在
上 海 高 考
)如图 4- 4, 斜 面 上 O点 抛 出 , 做 初 速 为 v, 其 落 点 位 于
a、 b、 c 三 v0 的 平 抛 运 c, 则( )
a点 正 上 方 b点 . 若 小 球 初 速 度 变 为
汽 车 的 速 度 越 大 , 地 面 对 它 的 支 持 力 就 越 小 . 当 汽 车 的 速 度 达 到 下 列 哪 个 值 时 , 地 面 对 车 的 支 持 力 恰 好 为 零 A. 0 5 k .m C. 1 2 k .m /s /s B.7 9 k .m / D.1 6 7 . k m / s s ( )
高三一轮总复习 ·物理
如图 4-1 所 示 , 在 质 量 为 上 固 定 着 一 个 质 量 为 机 飞 轮 匀 速 转 动 . 当 角 速 度 为
高三物理高考热点曲线运动、万有引力与航天知识点分析全国通用
高三物理高考热点曲线运动、万有引力与航天知识点分析全国通用2010年高考物理热点:曲线运动、万有引力与航天本章内容的考查出现率为100%,本单元的内容可理解为牛顿运动定律在曲线运动中的应用。
有两个命题特点:一是平抛运动的规律及其研究思想。
二是万有引力定律在天体中的应用。
近几年高考以天体问题为背景的信息给予题,备受专家的青睐,特别是近几年中国及世界上空间技术的飞速发展,另一个方面还可以考查学生从材料中获取“有效信息”的能力。
有关竖直平面内的圆周运动,近几年的高考题也常常涉及,且难度较大,该部分的计算题,常在“最高点”和“最低点”作文章。
应用万有引力定律解决实际问题,虽然考点不多,但需要利用这个定律解决的习题题型多,综合性强,涉及到的题型以天体运动为核心,如变轨问题、能量问题、估算天体质量或平均密度问题,核心是万有引力提供向心力和常用的黄金代换:GM=GR2。
解题范例:例题1小船渡河,t1=10min到达对岸,船头垂直河岸,水流方向的距离s=120m,若船头保持与河岸成α角斜向上,t2=12.5min时直达对岸。
求:⑴水流速度v1 ⑵船在静水中速度v2 ⑶河宽L ⑷α角解析:⑴当t1=10min=600s到达对岸时:水流方向分运动可得水流速度V1=s/t1=0.2m/s⑵当t2=12.5min时直达对岸时:可知垂直河岸的合运动时间为先前的船头垂直河岸分运动时间的5/4倍,即现在合速度为原船在静水中速度v2(也就是现在船在静水中速度v2)的4/5倍,如图船在静水中速度V2=V1/cos530=1/3(m/s)V合=V2sin530=4/15(m/s)⑶L= V合×t2=200m③⑷角度如图:53°点评:本题考点:小船渡河问题思路分析:渡河问题是考查运动的合成与分解的典型例子,注意合运动与分运动的几个特性:①合运动与分运动的等效性②合运动与分运动的等时性③分运动的独立性。
例题2如图,ABC三点是一个做平抛运动物体轨迹上的三点。
高考物理一轮总复习(鲁科版)课件:第五章第三节
1.概念
做圆周运动的质点,若在任意相等的时
间内通过的路程相等,就是匀速圆周运
动.
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第五章
曲线运动
万有引力与航天
2.运动学特征 线速度的大小不变,角速度、周期、频
率都是恒定不变的;向心加速度大小不
变,但方向时刻在改变.因此匀速圆周运 动的实质是匀速率圆周运动. 3.性质 匀速圆周运动是加速度大小不变而方向
2.向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面,确
定圆心的位置.
(2)分析物体的受力情况,找出所有的力 沿半径方向指向圆心的合力就是向心 力. 3.解决圆周运动问题的主要步骤
(1)审清题意,确定研究对象;
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第五章
曲线运动
万有引力与航天
(2)分析物体的运动情况,即物体的线速 度、角速度、周期、轨道平面、圆心、
2
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第五章
曲线运动
万有引力与航天
即时应用 1.关于匀速圆周运动,下列说法中正确的 是( )
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是匀加速运动
C.匀速圆周运动是一种变加速运动
D.匀速圆周运动的物体处于平衡状态
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第五章
曲线运动
万有引力与航天
解析:选C.匀速圆周运动的物体速度大 小不变,但方向时刻在变,且由于向心力 方向时刻改变,向心加速度也时刻改变,
的齿数如下表所示,前后轮的直径均为 660 mm,人骑自行车前进速度为4 m/s,
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第五章
曲线运动
万有引力与航天
若两轮不打滑,踏脚板做匀速圆周运动 的角速度的最小值为( )
图5-3-3
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第五章
2019届高考物理一轮复习课件:第五章 曲线运动 万有引力与航天 基础课4 精品
解析 根据万有引力提供向心力得GMr2m=mvr2和 T=2vπr,可解得恒星的质量 M= 2vπ3TG,选项 A 正确;因不知行星和恒星之间的万有引力的大小,所以行星的质量无 法计算,选项 B 错误;因 v=ωr=2Tπr,所以 r=v2Tπ,选项 C 正确;行星的加速度 a =ω2r=4Tπ22·v2Tπ=2Tπv,选项 D 正确。
3.(2017·江西重点中学联考)下列说法正确的是( ) A.伽利略发现了万有引力定律,并测得了引力常量 B.根据表达式 F=Gmr1m2 2可知,当 r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大 C.在由开普勒第三定律得出的表达式RT23=k 中,k 是一个与中心天体有关的常量 D.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力
解析 已知线速度和角速度可以求出半径 r=ωv ,根据万有引力提供向心力,则GMr2m =mvr2,整理可以得到 M=vG2r=Gvω3 ,故选项 A 正确;由于卫星的质量 m 约掉,故 与卫星的质量无关,故选项 B、C 错误;若知道卫星的运行周期和半径,则GMr2m= m(2Tπ)2r,整理得到 M=4GπT2r23,故选项 D 正确。
2.卫星的运行轨道 (1)赤道轨道 (2)极地轨道 (3)其他轨道 注意:轨道平面一定通过地球的球心。
【典例】 (2017·全国卷Ⅲ,14)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天 宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨
道(可视为圆轨道)运行。与天宫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ号单独运行时相比,组合体运行的( )
答案 D
计算中心天体的质量、密度时的两点区别 (1)天体半径和卫星的轨道半径 通常把天体看成一个球体,天体的半径指的是球体的半径。卫星的轨 道半径指的是卫星围绕天体做圆周运动的圆的半径。卫星的轨道半径 大于等于天体的半径。 (2)自转周期和公转周期 自转周期是指天体绕自身某轴线运动一周所用的时间,公转周期是指 卫星绕中心天体做圆周运动一周所用的时间。自转周期与公转周期一 般不相等。
物理高考复习讲义第五章曲线运动万有引力与航天专题突破
专题突破天体运动中的“三大难点”突破一近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题如图1所示,a为近地卫星,半径为r1;b为地球同步卫星,半径为r2;c为赤道上随地球自转的物体,半径为r3。
图1的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径),c为地球的同步卫星。
下列关于a、b、c的说法中正确的是()图2A.b卫星转动线速度大于7.9 km/sB.a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为a a>a b>a cC.a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为T c>T b>T aD.在b、c中,b的速度大解析 b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,根据万有引力定律有G Mm R 2=m v 2R ,解得v =GMR ,代入数据得v =7.9 km/s ,故A 错误;地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度,所以ωa =ωc ,根据a =rω2知,c 的向心加速度大于a 的向心加速度,根据a =GM r 2得b 的向心加速度大于c 的向心加速度,即a b >a c >a a ,故B 错误;卫星c 为同步卫星,所以T a =T c ,根据T =2πr 3GM 得c 的周期大于b 的周期,即T a =T c >T b ,故C 错误;在b 、c 中,根据v =GM r ,可知b 的速度比c 的速度大,故D 正确。
答案 D1.2018年7月10日4时58分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功发射了第三十二颗北斗导航卫星。
该卫星属倾斜地球同步轨道卫星,卫星入轨并完成在轨测试后,将接入北斗卫星导航系统,为用户提供更可靠服务。
通过百度查询知道,倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星,它的运转周期也是24小时,如图3所示,关于该北斗导航卫星说法正确的是( )图3A.该卫星可定位在北京的正上空B.该卫星与地球静止轨道卫星的向心加速度大小是不等的C.该卫星的发射速度v ≤7.9 km/sD.该卫星的角速度与放在北京地面上物体随地球自转的角速度大小相等解析 根据题意,该卫星是倾斜轨道,故不可能定位在北京的正上空,选项A 错误;由于该卫星的运转周期也是24小时,与地球静止轨道卫星的周期相同,故轨道半径、向心加速度均相同,故选项B 错误;第一宇宙速度7.9 km/s 是最小的发射速度,故选项C 错误;根据ω=2πT 可知,该卫星的角速度与放在北京地面上物体随地球自转的角速度大小相等,故选项D 正确。
高考物理高考必背知识点.pdf
Ax
S
B y
vx
vy
v
y
②合加速度:合加速度方向竖直向下,大小为 g。因此,平抛运动是匀变速曲线运动。
(2)速度
①分速度:水平方向为匀速直线运动,水平分速度为 vx = v0 ;竖直方向为匀加速直线运动,竖直分速度为
vy = gt 。
学海无涯
②合速度:合速度 v = vx2 + y 2 = v02 + (gt)2 。 tan = gt , 为(合)速度方向与水平方向的夹角。
流电,纸带受到的阻力较小)。若使用 50Hz 的交流电,打点的时间间隔为 0.02s。还可以利用光电门或闪光照相
来测量。
4.加速度
(1)意义:用来描述物体速度变化快慢的物理量,是矢量。
(2)定义: a = v ,其方向与 Δv 的方向相同或与物体受到的合力方向相同。 t
(3)当 a 与 v0 同向时,物体做加速直线运动;当 a 与 v0 反向时,物体做减速直线运动。加速度与速度没有必然
学海无涯
三、牛顿第三定律 牛顿第三定律揭示了物体间的一对相互作用力的关系:总是大小相等,方向相反,分别作用两个相互作用的物体 上,性质相同。而一对平衡力作用在同一物体上,力的性质不一定相同。
必修 2
第五章 曲线运动
一、曲线运动及其研究
1.曲线运动
(1)性质:是一种变速运动。作曲线运动质点的加速度和所受合力不为零。
(2)性质:自由落体运动是初速度为零,加速度为 g 的匀加速直线运动。
(3)规律:与初速度为零、加速度为 g 的匀加速直线运动的规律相同。
第三章 相互作用 一、力的性质 1.物质性:一个力的产生仅仅涉及两个物体,我们把其中一个物体叫受力物体,另一个物体则为施力物体。 2.相互性:力的作用是相互的。受力物体受到施力物体给它的力,则施力物体也一定受到受力物体给它的力。 3.效果性:力是使物体产生形变的原因;力是物体运动状态(速度)发生变化的原因,即力是产生加速度的原 因。 4.矢量性:力是矢量,有大小和方向,力的三要素为大小、方向和作用点。 5.力的表示法 (1)力的图示:用一条有向线段精确表示力,线段应按一定的标度画出。 (2)力的示意图:用一条有向线段粗略表示力,表示物体在这个方向受到了某个力的作用。 二、三种常见的力 1.重力 (1)产生条件:由于地球对物体的吸引而产生。 (2)三要素
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L 2 例 2 (1)垂直河岸 u +v2; v u L (2)偏上游与河岸夹角 α=arccosv v2-u2
L v
L
第22讲 │ 要点探究
[解析] (1)为使渡河时间最短, 必须使垂直于河岸的分速度 尽可能大,即应沿垂直于河岸的方向划船,则渡河经历的时间 L 为 t1 = v , uL 小船沿平行河岸的分位移为 s′=ut1= v , L 2 2 2 所以小船渡河位移 x1= L +s′ = v u +v2.
第22讲 │ 要点探究
变式题 2 A [解析] 船头正对对岸时,时间最短, d 为 t1= ;船相对于水的速度大于水速,所以最短位移等 v船 d 于河的宽度 d,渡河时间为 t2= 2 2 ;联立以上方程 v船-v水 v船 t2 可以解得: = 2 2,A 选项正确. v水 t2-t1
第22讲 │ 考点整合
(2)a 恒定:性质为匀变速运动,可分为三类: 匀加速直线 ①初速度 v 与 a 同向,性质为____________运动; ②初速度 v 与 a 反向,性质为____________运动; 匀减速直线 ③初速度 v 与 a 成一定角度(不为 0° 180° 或 ),性 质为____________运动(轨迹在 v、a 之间, 速度方向逐 匀变速曲线 渐向 a 的方向接近,但不可能达到).
第22讲 │ 要点探究
变式题 1 A [解析] 橡皮在水平方向运动与铅笔的 运动相同,为匀速直线运动.因绳的长度不变,水平部分 绳的长度随时间均匀增大, 所以竖直部分绳的长度随时间 均匀减小,橡皮在竖直方向也做匀速直线运动.因此橡皮 的合运动是匀速直线运动.
第22讲 │ 要点探究
[2010· 同安一中] 某人横渡一河流,船滑行相对于谁的速 度和水流动速度一定,此人过河最短时间为 t1;若船相对于水 的速度大于水速,则船相对于水的速度与水速大小之比为 ( )
运动的合成与分解
Ⅱ
斜抛运动只做定性 要求
抛体运动
Ⅱ
匀速圆周 运动 、 角 Ⅰ 速 度 、 线 速度 、 向 心加速度
匀速圆周 运动 的向 Ⅱ 心力
第五单元 │ 考试说明
(5)通过有关事实了解万有 引力定律的发现过程.知道 万有引力定律.认识发现万 有引力定律的重要意义,体 会科学定律对人类探索未知 世界的作用. (6)会计算人造卫星的环绕 速度.知道第二宇宙速度和 第三宇宙速度. 离心现象 Ⅰ
第22讲 │ 要点探究
变式题 2 B [解析] 力一定指向轨迹弯曲的内 侧,加速度的方向和力的方向相同,也指向轨迹弯曲 的内侧,而速度的方向一定沿轨迹的切线的方向.综合 以上分析,B 正确.
第22讲 │ 要点探究
► 探究点二 运动的合成与分解
1.运动的合成与分解实质是对描述物体运动的参量(位移、 速度、 加速度)进行合成与分解,与力的合成与分解一样,遵从平行四边形 定则. 2.合运动的性质可由合初速度与合加速度进行判断: (1)两个匀速直线运动的合运动一定为匀速直线运动; (2)合初速度与合加速度共线,物体做直线运动; (3)合初速度与合加速度不共线,物体做曲线运动,合外力恒定 时物体做匀变速曲线运动.
第22讲 │ 考点整合 考点整合
一、运动的性质和轨迹 1.物体运动的性质:由加速度及速度和加速度的方向关 系决定. 2.物体运动的轨迹:是直线还是曲线取决于它们的合速 度和合加速度方向是否____线. 共 3.常见的类型有: 匀速直线运动 ___或______. 静止 (1)a=0:性质为____________
第22讲 │ 要点探究
(2)为使渡河路程最短, 必须使船的合速度方向尽可能 垂直于河岸.当 v>u 时,划船的速度方向与河岸夹 α 角 偏向上游方向,合速度方向垂直于河岸,如图所示. u 由图知 cosα=v, L=vsinα·2,x2=L, t u 解得 α=arccosv, L t2= 2 2. v -u
第22讲 │ 要点探究
例 1 物体由静止开始自由下落,一小段时间后突 然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间 风突然停止,则其运动的轨迹可能是图 22-1 中的( )
第22讲 │ 要点探究
例 1 C [解析] 当突然受一恒定水平向右的风力的 影响时,物体已获得竖直向下的速度,合力斜向右下方, 风突然停止时,速度斜向右下方,合力竖直向下,根据曲 线运动的条件可知,C 对.
第22讲 │ 要点探究
例 2 船在静水中的速度为 v,流水的速度为 u,河 宽为 L.(1)为使渡河时间最短,应向什么方向划船?此时 渡河所经历的时间和位移各为多大?(2)当 v>u 时, 为使 渡河通过的位移最短,应向什么方向划船?此时渡河所 经历的时间和所通过的位移各为多大?
第22讲 │ 要点探究
第22讲 │ 要点探究
第22讲 │ 要点探究
[2010· 江苏卷] 如图 22-5 所示,一块橡皮用细线悬挂于 O 点, 用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动, 运动中始终保持 悬线竖直,则橡皮运动的速度( ) A.大小和方向均不变 B.大小不变,方向改变 C.大小改变,方向不变 D.大小和方向均改变
第22讲 │ 要点探究
3.涉及运动合成与分解的常见问题主要有拉船问题(又称 绳端问题)、渡河问题,准确确定合运动(物体的实际运动为合 运动)是分析这两类问题的关键: 如人拉小船运动问题(如图 22-4 所示), 船的实际速度为合 速度,小船沿绳方向的速度为分速度 v1,小船绕滑轮转动的 速度为分速度 v2,人拉绳的速度与小船速度满足 v 人=v1=v 船 cosθ.
第22讲 │ 要点探究
变式题 1 D [解析] 在 A 点, 方向的速度为 0, y 说明沿 y 方向物体做减速运动,可能有沿 y 轴负方向 的作用力。
第22讲 │ 要点探究
变式题 2 [2010· 厦门大学附中]质点在一水平面内沿曲线由 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,图 22-3 中有可能正确的是 ( )
变速 (3)a 变化:性质为______运动.如简谐运动.
第22讲 │ 考点整合
二、合运动与分运动的关系 1.运动的独立性原理 一个物体同时参与几种运动,那么各分运动都可以看作 各自独立进行,它们之间互不干扰,而总的运动是这几个分 运动的合成. 2.运动的等时性原理 同一时间 合运动和分运动是在__________内进行的,它们具有等 时性. 3.运动的等效性原理 各分运动叠加起来的规律与合运动的规律具有完全相 替代 同的效果.因此,合运动与分运动可以相互______.
第22讲 │ 要点探究
2.动力学特征:由于物体速度时刻变化,说明存在加速度,根据牛顿 第二定律可知做曲线运动的物体所受合外力一定不为零且和速度始终有 夹角(曲线运动条件).合外力在垂直速度方向上的分力改变物体速度方 向,合外力在沿速度所在直线上的分力改变物体速度大小. 3.轨迹特征:曲线运动的轨迹始终夹在合力的方向与速度的方向之 间,而且向合力的一侧弯曲,或者说合力的方向总指向曲线的“凹”侧. 4.能量特征: 如果物体所受合外力始终和物体速度垂直, 则合外力对 物体不做功,物体动能不变;若合外力不与物体速度垂直,则合外力对 物体做功,物体动能发生变化.
第22讲 │ 运动的合成与分解
第22讲 运动的合成与分解
第22讲 │ 编读互动 编读互动
1.通过复习,使学生明确曲线运动的条件和特点,掌 握应用运动分解的方法研究曲线运动的基本思路,尤其是 平抛运动、类平抛运动、带电粒子在电场中的曲线运动问 题的求解方法.注重培养学生自主建模的能力. 2.本讲教学可以按下面的思路安排: (1)通过例 1 和变式题帮助学生理解曲线运动的特点和 做曲线运动的条件. (2)结合例 2 和变式题加强对运动的合成与分解的理 解,体会合速度与分速度、合位移与分位移、合运动与分 运动的联系与区别. (3)通过例 3 和变式题让学生体会连接体问题的速度解 决方法.
第22讲 │ 考点整合
4.满足平行四边形定则 因为 x、 a 都是矢量, v、 所以遵循平行四边形定则. 若 加 减 它们是在同一直线上,则同向相____,反向相____. 5.合运动与分运动的区分原则:物体实际进行的运 对角 动一定是合运动,对应于平行四边形的______线.
第22讲 │ 要点探究 要点探究
第五单元 曲线运动 万有引力与航天
第五单元 │ 知识框架
知识框架
曲 线 运 动
第五单元 │ 知识框架
曲 线 运 动
第五单元 │ 知识框架
v Mm 2π r 规律:G r =m r =mrω =m T 万有引力与航天 天体运动 同步卫星,近地卫星 人造卫星三个宇宙速度
万有引力定律及 Ⅱ 其应用 环绕速度 Ⅱ
第二宇宙速度和 Ⅰ 第三宇宙速度 经典时空观和相 Ⅰ 对论时空观
第五单元 │ 使用建议 使用建议
1.复习本单元应特别强调要注意以下几点: (1)形成基本思路、强调两种模型:通过本单元内容的复习,建议要切实帮助 学生建立运动的合成与分解的基本思想,这种思想要通过平抛运动模型去强 化.竖直面内圆周运动的绳模型、杆模型是高考的热点,尤其是在最高点和最低 点的临界问题要给予充分重视,要讲透练熟. (2)把握核心方法、强化动力学思想:人造卫星问题涉及的知识比较多,题目 虽然千变万化,但有一点却是一个最基本的关系,即万有引力提供向心力.因此 必须明确,只要看到卫星稳定运动的问题,均可视其为匀速圆周运动,向心力由 万有引力提供,进而结合向心力的不同表达式,推导出已知量和所求量之间的关 系.理解圆周运动中描述圆周运动的几个物理量的意义,强化用牛顿运动定律的 解题思想去分析匀速圆周运动和非匀速圆周运动的解题方法. 2.课时安排 本单元建议安排 10 课时:第 22、23、24、25 讲各两课时,第 26 讲、单元 训练 1 各一课时.
Mm 万有引力定律:F=G 2 r
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