2016届高考物理二轮复习专题课件：专题1+第3讲+平抛运动、圆周运动和天体的运动(新人教版)

2 v Mm 由G 2 ＝m 可求出该行星的第一宇宙速度，D正确． R R
答案：
D
• 1．天体质量及密度的估算方法
• 2．必须明确的一个关键点 • 天体质量和密度的估算是指中心天体而非环 绕天体的质量和密度的估算．
[题组训练] 1．2014年12月25日，“月球车玉兔”微博卖萌报道被评 选为2014年最具影响力的科学传播事件并获“五维空间 奖”．若月球车在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力 为G2.已知地球半径为R1，月球半径为R2，地球表面处的重力 加速度为g，则( )
设赛车从M点至B点所用时间为t总 1 vm－v 2πr t总＝tMN＋tAB＋tNA＝2 ＋ v μg vm π ＝2 －2－ μg 2 r . μg
由上式可知，r增大，t总减小，因此走外道节约时间．
答案：
(1) μgr
(2)外道转弯
考向三
天体质量和密度的估算
•
利用探测器探测某行星，先让探测器 贴近该行星表面飞行，测得探测器做圆周运 动的周期为T1，然后调节探测器离行星表面 的高度，当离行星表面高度为h时，探测器做 圆周运动运行一周的时间为T2.已知引力常量 为G，则下列判断正确的是( ) • A．不可求出该行星的质量 • B．不可求出该行星的密度 • C．可求出探测器贴近行星表面飞行时，行 星对它的引力
mgh＋mgR 1－cos 1 106° 1 2 2 ＝ mvC－ mv 2 2 2
v2 C 在C点，由牛顿第二定律得FN－mg＝m R 解得FN＝86 N 由牛顿第三定律可知在C点滑块对轨道的压力大小为FN′ ＝86 N.
答案： (1)4 m (2)1.2 m (3)86 N
已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧半径为R＝1.0 m，圆弧所对的圆心角θ＝106° ，g取10 m/s2，sin 53° ＝0.8， cos 53° ＝0.6，不计空气阻力，求：
(1)平板车的长度； (2)障碍物A与圆弧左端B的水平距离； (3)滑块运动到圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小．
• 解析： 地面上的物体随地球绕地轴转动的 半径为r＝Rcos φ，φ是纬度，线速度v＝rω＝ ωRcos φ，向心加速度a＝rω2＝ω2Rcos φ.由于 里约热内卢纬度低于北京，因此里约热内卢 的线速度比北京的大，里约热内卢的向心加 速度比北京的大，选项B正确，A、C错误； 运动员随地球自转的向心加速度是由万有引 力与地面支持力的合力产生的，方向指向地 轴，重力加速度是由重力产生的，方向竖直 向下，选项D错误． • 答案： B
2 v2 ＋ v 0 y
＝
2 v2 ＋ gt ，选项B错误．石子的动能随时间的变化关系为Ek 0
1 2 1 2 ＝ mv ＝ m[v 2 ＋ ( gt ) ]，选项C正确．石子的重力势能随时间 0 2 2
1 2 的变化关系为Ep＝mgh＝mgH－ gt ，选项D错误． 2
A．轻杆的长度为0.6 m B．小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向上 C．B点对应时刻小球的速度为3 m/s D．曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.5 m
解析： 设杆的长度为L，球从A到C的过程中机械能守
2 v2 － v 1 2 1 2 C A 恒，得 mvA＋2mgL＝ mvC，所以L＝ ＝0.6 m，故A正 2 2 4g
解析： 根据平抛运动规律可得：平抛运动速度偏向角的 vy g v0 v0 正切值tan θ＝ ＝ t，所以t＝ tan θ，即图象斜率为k＝ ， v0 v0 g g y 所以v0＝kg＝ g，故A项错误；y时刻的速度大小为 x y 2 2 g yg ＋ x ，故B项错误；由平抛运动规律可知，y时间内位 gy2 2 1 22 移大小为 x ＋2gy ，故C项错误；设平抛运动的位移与 1 2 gt 2 gt 1 水平方向的夹角为β，则tan β＝ ＝ ＝ tan θ，D项正确． v0t 2v0 2 答案： D
1 2 A．石子离水平地面的高度随时间的变化关系为h＝ gt 2 B．石子的速度随时间的变化关系为v＝v0＋gt 1 2 C．石子的动能随时间的变化关系为Ek＝ m[v2 ＋ ( gt ) ] 0 2
1 2 D．石子的重力势能随时间的变化关系为Ep＝mgH＋ gt 2
解析： 取地面为参考平面，石子离地的高度随时间的 1 2 变化关系为h＝H－ gt ，选项A错误．石子沿竖直方向的分速 2 度vy＝gt，石子的速度随时间的变化关系为v＝
2 L g 2 ＋s ，B正确；根据动能定 2h 4
2 L g 2 ＋s ＋2gh， 4 2h s 2s C错误；足球初速度方向与球门线夹角正切值tan θ＝ ＝ ，D L L 2
1 2 1 2 理mgh＝ mv － mv0可得v＝ v2 0＋2gh＝ 2 2
• (4)做平抛运动的物体，其位移方向与速度方向一定不 同．
• [题组训练] • 1.(2015·唐山模拟)如图所示，位于同一高度的 小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在 了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直 打到斜面上，则v1、v2之比为( ) • A．1∶1 B．2∶1 • C．3∶2 D．2∶3
[破题关键] 将复杂的运动过程分解为独立的、简单的过程 过程分析(读题、看图) ①有F作用时的过程 ②滑块从A→B过程 ③滑块从B→C过程 物理建模 匀加速运动模型 平抛运动模型 竖直面内的圆周运动模型
解析：
(1)滑块在平板车上运动时，对滑块，由牛顿第
μmg 二定律得加速度的大小a1＝ ＝μg＝5 m/s2 m F＋μmg 对平板车，由牛顿第二定律得a2＝ ＝3 m/s2 M 设经过时间t1滑块与平板车相对静止，共同速度为v，则 有 v＝v0－a1t1＝a2t1，解得v＝3 m/s
• 处理平抛(类平抛)运动的四条注意事项 • (1)处理平抛运动(或类平抛运动)时，一般将运动沿初速度 方向和垂直于初速度方向进行分解，先按分运动规律列 式，再用运动的合成求合运动． • (2)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题，其竖直位移 与水平位移之比等于斜面倾角的正切值． • (3)若平抛的物体垂直打在斜面上，则物体打在斜面上瞬 间，其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值．
2 T2 T 1 2 解析： 由开普勒第三定律得 3 ＝ 3 ，可求得行星 R R＋h
2π Mm 2 的半径R，由G 2 ＝m R可求得行星的质量M，A错误； R T1
由ρ＝
M 4 πR 3
Mm 可求得行星的密度，B错误；由F＝G 2 可知，由 R 3
于探测器的质量未知，无法求行星对探测器的引力，C错误；
错误．
答案： B
考向二
圆周运动的综合问题
•
如图所示，一质量为M＝5.0 kg的平 板车静止在光滑水平地面上，平板车的上表 面距离地面高h＝0.8 m，其右侧足够远处有 一固定障碍物A.一质量为m＝2.0 kg的滑块(可 视为质点)以v0＝8 m/s的水平初速度从左端滑 上平板车，同时对平板车施加一水平向右、 大小为5 N的恒力F.当滑块运动到平板车的最 右端时，两者恰好相对静止．此时撤去恒力F. 此后当平板车碰到障碍物A时立即停止运动， 滑块水平飞离平板车后，恰能无碰撞地沿圆
• 第3讲 • 平抛运动、圆周运动和天体的运动
核心考点聚焦
热点考向例析
考向一
平抛运动规律的应用
平抛运动任意时刻速度的方向与水平方向的夹角 定义为速度的偏向角，某物体做平抛运动的时间与速度偏向 角正切值之间函数关系如图所示(图中的x、y为已知量，重力 加速度为g)，则下列说法中正确的 是( ) x A．平抛的初速度大小为 g y B．y时刻物体的速度大小为xyg C．y时间内物体的位移大小为 x2＋y2 x D．y时间内物体位移的方向与水平方向夹角的正切值为 2
滑块与平板车在时间t1内通过的位移分别为 v0＋v v x1＝ t，x2＝ t1 2 2 v0 则平板车的长度为L＝x1－x2＝ t1＝4 m. 2 (2)设滑块从平板车上滑出后做平抛运动的时间为t2，则 1 2 h＝ gt2，xAB＝vt2 2 解得xAB＝1.2 m.
(3)对滑块，从离开平板车至运动到C点的过程中，由动能 定理得
L2 2 ＋s 4
2 L g 2 ＋s 2h 4 2 L g 2 ＋s ＋4gh 4 2h
L D．足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ＝ 2s
解析： 足球位移大小为x＝
L 2 2 2 ＋ s ＋ h 2
＝
L2 2 1 2 ＋s ＋h ，A错误；根据平抛运动规律有：h＝ gt2， 4 2 L2 2 ＋s ＝v0t，解得v0＝ 4
答案： AB
3.如图所示，赛车在水平赛车道 上做90° 转弯，其中央车道转弯处的 半径为r，车与路面间的动摩擦因数 是μ.已知赛车在平直道路上正常行驶 时，其速度为它能达到的最大值vm. 设赛车沿中间轨道行驶时自M点开始减速，至N点刚好由此点 进入弯道，并以所允许的最大车速沿弯道到达A点后进入平直 轨道，又开始加速，至B点速度达到vm.(最大静摩擦力等于滑 动摩擦力，赛车减速和加速阶段均以最大加速度进行，重力 加速度为g)
2．(多选)如图甲所示，轻杆一端与质量为1 kg、可视为质 点的小球相连，另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转 动．现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计 时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t的变化 关系如图乙所示，A、B、C三点分别是图线与纵轴、横轴的 交点，图线上第一周期内的最低点，这三点的纵坐标分别是 1、0、－5.g取10 m/s2，不计空气阻力．下列说法中正确的是 ( )
• (1)求赛车沿中央车道走弯道时所允许的最大 车速v； • (2) 判断竞赛中车手应选沿内道还是沿外道转 解析： (1)赛车在弯道时由摩擦力提供向心力，所能达 弯． v2