教科版高一下物理名补教案期末总复习二曲线运动匀速圆周运动及天体运动.docx

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教科版高一下物理名补教案期末总复习二曲线运动匀速圆周运动及天体运动

高一下物理名补教案

目标提高班名师培优精讲

【教学标题】期末总复习

（二）—曲线运动及天体

【教学目标】

1、运动的合成与分解；

2、平抛运动相关性质和计算；

3、匀速圆周运动的公式及计算。

【教学重点】

1、曲线运动的运动状态计算；

2、匀速圆周运动的绳杆模型。

【教学难点】

1、曲线运动模型和模型的分析计算；

2、天体运动的分析计算。

【进门得分】

1.“嫦娥一号”探月飞船绕月球做“近月”匀速圆周运动,周期为T,则月球的平均密度的表达式为（k为某个常数）（）

A.B.

C.D.

2.如图4所示,假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动,则（）

A.飞船在轨道I上的运行速度为

B.飞船在A点处点火时,动能增加

C.飞船在轨道I上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度

D.飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为

【教学内容】

一、曲线运动

1、曲线运动产生的条件

当运动的物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上，物体就做曲线运动。

2、运动的合成与分解

①已知分运动求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求分运动，叫做运动的分解。

（同力的合成与分解）

②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

③当合力与速度方向的夹角成锐角时，物体的速率增大；当合力的方向与速度方向的夹角成钝角时，物体的速率减小；当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。

④小船过河模型，最短时间过河；过河位移最小。

3、平抛运动

将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。

平抛运动规律：

水平方向的匀速直线运动，竖直方向上的自由落体运动。

平抛运动模型：

①物体从空中抛出落在斜面上；②从斜面上抛出落在斜面上。

2、圆周运动

1、描述圆周运动的物理量

线速度、角速度、周期、转速、向心加速度

2、圆周运动的规律

①.向心力的来源

向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个

力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力

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.绳杆模型

（1）物体在竖直平面内做变速圆周运动

（2）“轻绳模型”在轨道最高点无支撑,“轻杆模型”在轨道最高点有支撑

三、天体运动

1、万有引力定律及其应用重力与重力加速度

1.关于重力

（1）在地面上,忽略地球自转时,认为物体的向心力为零,各处位置均有

（2）由于非常小,所以对一般问题的研究认为,

2.重力加速度

（1）任意星球表面的重力加速度：

在星球表面处,由于万有引力近似等于重力,，（R为星球半径,M为星球质量）

（2）星球上空某一高度h处的重力加速度：

，随着高度的增加,重力加速度逐渐减小

2、天体质量和密度的估算

1.解决天体圆周运动问题的一般思路，利用万有引力定律解决天体运动的一般步骤

（1）两条线索

①万有引力提供向心力

②重力近似等于万有引力提供向心力

（2）两组公式

②（为轨道所在处重力加速度）

2.天体质量和密度的计算

（1）利用天体表面的重力加速度g和天体半径R,由于,故天体质量,天体密度

（2）通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r进行计算

①由万有引力等于向心力,即,得出中心天体质量

②若已知天体的半径R,则天体的密度

③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动,可认为其轨道半径等于天体半径R,则天体密度.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的密度

【过手练习】

1.（河北唐山二模,19）（多选）宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称之为双星系统,在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统,设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示.若AO＞OB,则（）

A.星球A的质量一定大于B的质量

B.星球A的线速度一定大于B的线速度

C.双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大

D.双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大

2.（浙江卷.18）（多选）如图所示,三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量为M,半径为R.下列说法正确的是（）

A.地球对一颗卫星的引力大小为

B.一颗卫星对地球的引力大小为

C.两颗卫星之间的引力大小为

D.三颗卫星对地球引力的合力大小为

3.（多选）宇宙中有这样一种三星系统,系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成,两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行,轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的是（）

A.在稳定运行情况下,大星体提供两个小星体做圆周运动的向心力

B.在稳定运行情况下,大星体应在小星体轨道中心,两小星体在大星体相对的的两侧

C.小星体运行的周期为

D.大星体运行的周期为

4.（多选题）如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴心距离为R，C离轴心2R，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动）

A．物体C的向心加速度最大

B．物体B受到的静摩擦力最大

C．ω=是C开始滑动的临界角速度

D．当圆台转速增加时，B比A先滑动

5.（多选题）如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如乙图所示．则（　　）

A．小球的质量为

B．当地的重力加速度大小为

C．v2=c时，小球对杆的弹力方向向上

D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等

6、在图中，一粗糙水平圆盘可绕过中心轴OO/旋转，现将轻质弹簧的一端固定在圆盘中心，另一端系住一个质量为m的物块A，设弹簧劲度系数为k，弹簧原长为L。

将物块置于离圆心R处，R＞L，圆盘不动，物块保持静止。

现使圆盘从静止开始转动，并使转速ω逐渐增大，物块A相对圆盘始终未惰动。

当ω增大到时，物块A是否受到圆盘的静摩擦力，如果受到静摩擦力，试确定其方向。

【拓展训练】

1、如图所示，在水平地面上的A点以速度v1射出一弹丸，方向与地面成θ角，经过一段时间，弹丸恰好以v2的速度垂直穿入竖直壁上的小孔B，不计空气阻力．下面说法正确的是（）

A．如果在B点以与v2大小相等的速度，水平向左射出弹丸，则它必定落在地面上A点

B．如果在B点以与v1大小相等的速度，水平向左射出弹丸，则它必定落在地面上A点

C．如果在B点以与v2大小相等的速度，水平向左射出弹丸，那它必定落在地面上A点左侧

D．如果在B点以与v1大小相等的速度，水平向左射出弹丸，那它必定落在地面上A点右侧

2、以速度水平抛出一个小球，如果从抛出到某肘刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是（）

A.此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小

B.此时小球的速度大小为

C.小球运动的时间为

D.此时小球的速度方向与位移方向相同

3、以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分速度与水平分速度相等时，以下说法错误的是（）

A、运动时间为B、瞬时速度为

C、水平分位移等于竖直分位移D、运动的位移是

4、如图，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd。

从a点正上方的O点以速度v0水平抛出一个小球，它落在斜面上b点。

若小球从O点以速度2v0水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（）

A.b与c之间某一点B.c点C.c与d之间某一点D.d点

5、物体在平抛运动过程中，在相等的时间内，下列哪些量是相等的（）

①位移②加速度③平均速度④速度的变化量

A．①②B．②③C．②④D．③④

【出门检测】

1.（多选题）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，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（　　）

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

2.（多选题）如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为2kg和3kg的小物体A、B，A、B间用细线沿半径方向相连．它们到转轴的距离分别为RA=0.2m、RB=0.3m．A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍．g取10m/s2，现极其缓慢地增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是（　　）

A．小物体A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为12N

B．当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为4rad/s

C．细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为rad/s

D．某时刻剪断细线，A将做向心运动，B将做离心运动

【课后作业】

1.如图所示，在离地高为h、离竖直光滑墙的水平距离为s1处有一小球以v0的速度向墙水平抛出，与墙碰后落地，不考虑碰撞的时间及能量损失，则落地点到墙的距离s2为多大?

2.如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则⑴小球水平抛出的初速度υ0是多少？

⑵斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？

⑶若斜面顶端高H=20.8m，则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？