2019年高考物理二轮复习 专题四 抛体、圆周和天体运动训练

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1、2019年高考物理二轮复习专题四抛体、圆周和天体运动训练1．物体做曲线运动的条件当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线时，物体做曲线运动．合运动与分运动具有等时性、独立性和等效性．2．平抛运动(1)规律：vx＝v0，vy＝gt，x＝v0t，y＝gt2.(2)推论：做平抛(或类平抛)运动的物体①任意时刻速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点；②设在任意时刻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＝2tan_φ.3．竖直平面内圆周运动的两种临界问题(1)绳固定，物体能通过最高点的条件是v

2、≥.(2)杆固定，物体能通过最高点的条件是v>0.4．在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供．其基本关系式为G＝m＝mω2r＝m()2r＝m(2πf)2r.在天体表面，忽略自转的情况下有G＝mg.5．卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系(1)由G＝m，得v＝，则r越大，v越小．(2)由G＝mω2r，得ω＝，则r越大，ω越小．(3)由G＝mr，得T＝，则r越大，T越大．6．卫星变轨(1)由低轨变高轨，需增大速度，稳定在高轨道上时速度比在低轨道小．(2)由

3、高轨变低轨，需减小速度，稳定在低轨道上时速度比在高轨道大．1．竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常利用动能定理来建立联系，然后结合牛顿第二定律进行动力学分析．2．对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题，应用合成与分解的思想分析这两种运动转折点的速度是解题的关键．3．分析天体运动类问题的一条主线就是F万＝F向，抓住黄金代换公式GM＝gR2.4．确定天体表面重力加速度的方法有：(1)测重力法；(2)单摆法；(3)平抛(或竖直上抛)物体法；(4)近地卫星环绕法．考向1　抛体运动问题的分析例1　(单选)静止的城市

4、绿化洒水车，由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力，以下说法正确的是(　　)A．水流射出喷嘴的速度为gttanθB．空中水柱的水量为C．水流落地时位移大小为D．水流落地时的速度为2gtcotθ解析　由题意知，水做平抛运动，θ为总位移与水平方向的夹角，tanθ＝＝，可得水流射出喷嘴的速度为vx＝，故A错误；下落的高度y＝gt2，水流落地时位移s＝＝，所以C错误；空中水柱的体积V＝Svxt＝，所以B正确；水流落地时的速度v＝＝gt

5、，所以D错误．答案　B以题说法　1.处理平抛(或类平抛)运动的基本方法就是把运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，通过研究分运动达到研究合运动的目的．2．要善于建立平抛运动的两个分速度和分位移与题目呈现的角度之间的联系，这往往是解决问题的突破口．(双选)如图1所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点．已知

6、∠COD＝60°，且不计空气阻力，则(　　)图1A．两小球同时落到D点B．两小球在此过程中动能的增加量相等C．在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的功率不相等D．两小球初速度之比v1∶v2＝∶3答案　CD解析　由于两球做平抛运动下落的高度不同，则知两球不可能同时到达D点；重力做功不等，则动能的增加量不等；在击中D点前瞬间，重力做功的功率为P＝mgvy＝mg·gt，t不等；设半圆的半径为R.小球从A点平抛，可得R＝v1t1，R＝gt，小球从C点平抛，可得Rsin60°＝v2t2，R(1－cos60°)＝gt，联立解得＝，故

7、D正确．考向2　圆周运动问题的分析例2　如图2所示，在竖直平面内有xOy坐标系，其中y轴竖直，长为l的不可伸长细绳，一端固定在A点，A点的坐标为(0，)，另一端系一质量为m的小球．现在x坐标轴上(x>0)固定一个小钉，拉小球使细绳绷直并水平，再将小球从静止释放，当细绳碰到钉子以后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动．图2(1)当钉子在x＝l的P点时，小球经过最低点细绳恰好不被拉断，求细绳能承受的最大拉力；(2)在满足(1)的条件下，为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，而细绳又不被拉断，求钉子所在位置的范围．

8、审题突破　由几何知识求出小球做圆周运动的轨道半径后，怎么才能求出绳子的拉力？小球能绕钉子在竖直平面内做圆周运动的条件是什么？解析　(1)当钉子在x＝l的P点时，小球绕钉子转动的半径为：R1＝l－小球由静止到最低点的过程中机械能守恒：mg(＋R1)＝mv在最低点细绳承受的拉力最大，有：F－mg＝m联立求得最大拉力F＝7mg.(2)小