資源描述:
《專題三曲線運動與天體運動》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、專題三 曲線運動與天體運動本專題從運動學(xué)和動力學(xué)的角度研究了物體做曲線的條件及兩類典型的曲線運動:平拋運動和圓周運動,同時研究了人造衛(wèi)星、天體運動的有關(guān)規(guī)律.它們是牛頓力學(xué)的重要組成部分,包含了重要的分析方法——運動的合成與分解.本專題是高考的必考內(nèi)容之一,也是高考的重點和熱點,特別是曲線運動結(jié)合帶電體在電磁場中的偏轉(zhuǎn)以及人造衛(wèi)星的變軌問題、雙星和多星問題、衛(wèi)星運動的基本參量的求解和比較是重中之重,考查題型以選擇題、計算題為主.復(fù)習(xí)時要注意與其他專題知識的綜合.2010年浙江卷20題考查了天體運動,注重物理知識在實際中的應(yīng)用.22題考查了平拋知識,注重多因素問題的綜
2、合分析能力的考查.2011年,本專題要注重與生產(chǎn)、生活、高科技聯(lián)系的命題.[P11] 運動的合成與分解的應(yīng)用圖311 如圖311所示,桿OA長為R,可繞過O點的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,其端點A系著一跨過定滑輪B、C的不可伸長的輕繩,繩的另一端系一物塊M.滑輪的半徑可忽略,B在O的正上方,OB之間的距離為H.某一時刻,當(dāng)繩的BA段與OB之間的夾角為a時,桿的角速度為w,求此時物塊M的速率vM.求解此類問題,關(guān)鍵是找“關(guān)聯(lián)”速度,即沿桿或繩方向的速度分量相等. 桿的端點A點繞O點做圓周運動,其速度vA的方向與桿OA垂直,此時其速度大小為:vA
3、=wR對于速度vA作如圖所示的正交分解,即沿繩BA方向和垂直于BA方向進行分解,沿繩BA方向的分量就是物塊M的速率vM,因為物塊只有沿繩方向的速度,所以vM=vAcosb由正弦定理知,=由以上各式得vM=wHsina.繩、桿等有長度的物體,在運動中,其兩端點的速度并不一樣,但兩速度有聯(lián)系,稱“關(guān)聯(lián)”速度,一般沿桿、繩的速度分量相等,采用速度的分解求解,注意按實際效果分解.一條寬度為L的河流,水流速度為vs,已知船在靜水中的速度為vc,那么:(1)怎樣渡河時間最短?(2)若vc>vs,怎樣渡河位移最???(3)若vc
4、船頭斜向上游與河岸成任意角q,這時船速在垂直于河岸方向的速度分量v1=vcsinq,渡河所需時間為:t=.可以看出:L、vc一定時,t隨sinq增大而減??;當(dāng)q=90°時,sinq=1,所以,當(dāng)船頭與河岸垂直時,渡河時間最短,tmin=.(2)如圖乙所示,渡河的最小位移即河的寬度.為了使渡河位移等于L,必須使船的合速度v的方向與河岸垂直.這時船頭應(yīng)指向河的上游,并與河岸成一定的角度q.根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有:vccosq-vs=0.所以q=arccosvs/vc,因為0≤cosq≤1,所以只有在vc>vs時,船才有可能垂直于河岸橫渡.(3)如果水流速度大于船在靜水中的航
5、行速度,則不論船的航向如何,總是被水沖向下游.怎樣才能使漂下的距離最短呢?如圖丙所示,設(shè)船頭與河岸成q角,合速度v與河岸成a角.可以看出:a角越大,船漂下的距離x越短,那么,在什么條件下a角最大呢?以vs的矢尖為圓心,以vc為半徑畫圓,當(dāng)v與圓相切時,a角最大,根據(jù)cosq=vc/vs,船頭與河岸的夾角應(yīng)為:q=arccosvc/vs.船漂的最短距離為:xmin=(vs-vccosq).拋體運動如圖321甲所示,水平傳送帶長度為L=5.0m,其皮帶輪的半徑為R=0.1m,皮帶輪以角速度w順時針轉(zhuǎn)動,現(xiàn)有一小物體(可視為質(zhì)點)以水平速度v0從A點滑上傳送帶,越過B點后
6、做平拋運動,其水平位移為x,保持物體的初速度v0不變,多次改變皮帶輪的角速度w,依次測量水平位移x,得到如圖乙所示的x-w圖象.求:圖321(1)當(dāng)0
7、(3)當(dāng)w>30rad/s時,水平位移不變,說明物體在AB之間一直加速,其末速度為:vB′==3m/s,根據(jù)v2-v=2ax當(dāng)0≤w≤10rad/s時,2μgL=v-v當(dāng)w≥30rad/s時,2μgL=vB′2-v,得v0=m/s本題以傳送帶上物體為背景,涉及直線運動、牛頓運動定律、圓周運動、平拋運動等知識點,過程多,情景復(fù)雜,對學(xué)生的要求較高,最關(guān)鍵要挖掘聯(lián)結(jié)點.圖322 (2010×全國Ⅰ)一水平拋出的小球落到一傾角為q的斜面上時,其速度方向與斜面垂直,運動軌跡如圖322中虛線所示.小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為(D)