高考物理复习专题一力与运动第5讲圆周运动和万有引力定律名师讲练.pptx

,第,5,讲圆周运动和万有引力定律,专题一力与运动,1/48,考点一圆周运动相关物理量辨析,考点三竖直面内圆周运动问题,考点四万有引力定律了解和应用,考点二水平面内圆周运动,2/48,圆周运动相关物理量辨析,考点一,3/48,真题研究,1.(,浙江,10,月学考,5),在,G20,峰会,“,最忆是杭州,”,文艺演出中，芭蕾舞蹈演员保持如图,1,所表示姿式原地旋转，此时手臂上,A,、,B,两点角速度大小分别为,A,、,B,，线速度大小分别为,v,A,、,v,B,，则,A.,A,B,C.,v,A,v,B,解析,因为,A,、,B,两点在演员转动过程中周期一样，所以依据,可知，,A,、,B,两点角速度一样，所以,A,、,B,选项错误,.,依据,v,r,可知,A,点转动半径大，所以,A,点线速度大，即选项,D,正确,.,图,1,答案,解析,1,2,3,4,5,6,4/48,2.(,浙江,4,月学考,5),如图,2,为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌精彩瞬间,.,假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他,A.,所受协力为零，做匀速运动,B.,所受协力恒定，做匀加速运动,C.,所受协力恒定，做变加速运动,D.,所受协力改变，做变加速运动,图,2,解析,运动员沿圆弧形弯道匀速率滑行时，其所受协力提供向心力，大小不变，方向时刻指向圆心，即运动员所受协力是变力，做变加速运动，选项,A,、,B,、,C,错误，,D,正确,.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,5/48,3.(,人教版必修,2P19,第,2,题改编,),如图,3,所表示，,A,、,B,两点分别位于大、小轮边缘上，,C,点位于大轮半径中点，大轮半径是小轮,2,倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动,.,则以下说法正确是,A.,A,点与,B,点角速度大小相等,B.,A,点与,B,点线速度大小相等,C.,B,点与,C,点线速度大小相等,D.,A,点向心加速度等于,C,点向心加速度,答案,模拟训练,图,3,1,2,3,4,5,6,6/48,4.(,浙江,“,七彩阳光,”,联考,),转篮球是一项需要技巧活动，如图,4,所表示，假设某同学让篮球在指尖上匀速转动，指尖刚好静止在篮球球心正下方,.,以下判断正确是,A.,篮球上各点做圆周运动圆心均在指尖与篮球接触处,B.,篮球上各点向心力是由手指提供,C.,篮球上各点做圆周运动角速度相等,D.,篮球上各点离转轴越近，做圆周运动向心加速度越大,图,4,解析,篮球上各点做同轴圆周运动故角速度相等，由,F,m,2,r,，篮球上各点离转轴越近，做圆周运动向心加速度越小,.,篮球上各点向心力是由周围各点对该点协力提供,.,1,2,3,4,5,6,答案,解析,7/48,5.(,浙江,“,七彩阳光,”,联考,),东白山是东阳第一高峰，因为景色秀美已成了远近闻名旅游区，在景区内小公园里有一组跷跷板，某日郭老师和他六岁儿子一起玩跷跷板，因为体重悬殊过大，郭老师只能坐在靠近中间支架处，儿子坐在对侧边缘上,.,请问在跷跷板上下运动过程中，以下说法中哪些是正确,A.,郭老师能上升是因为他力气大,B.,儿子能上升是因为他离支点远,C.,郭老师整个运动过程中向心加速度都比较大,D.,郭老师和儿子运动周期是相等,答案,1,2,3,4,5,6,8/48,6.(,浙江名校协作体联考,),年共享单车忽如一夜春风出现在大城市街头巷尾，方便了百姓环境保护出行,.,雨天碰到泥泞之路时，在自行车后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很,“,沉重,”.,假如将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图,5,所表示，图中,a,、,b,为后轮轮胎边缘上最高点与最低点，,c,、,d,为飞轮边缘上两点，则以下说法正确是,A.,a,点角速度大于,d,点角速度,B.,后轮边缘,a,、,b,两点线速度相同,C.,泥巴在图中,b,点比在,a,点更轻易被甩下来,D.,飞轮上,c,、,d,两点向心加速度相同,答案,1,2,3,4,5,6,图,5,9/48,规律总结,1.,对描述圆周运动物理量了解以及它们之间关系,10/48,2.,常见三种传动方式及特点,(1),皮带传动：如图,6,甲、乙所表示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即,v,A,v,B,.,图,6,11/48,(2),摩擦传动：如图,7,甲所表示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即,v,A,v,B,.,(3),同轴传动：如图乙所表示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动角速度大小相等，即,A,B,.,图,7,12/48,水平面内圆周运动,考点二,13/48,真题研究,1.(,浙江,11,月选考,11),如图,8,所表示，照片中汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道总宽度约为,15 m,，假设汽车受到最大静摩擦力等于车重,0.7,倍，则运动汽车,A.,所受协力可能为零,B.,只受重力和地面支持力作用,C.,最大速度不能超出,25 m/s,D.,所需向心力由重力和支持力协力提供,图,8,解析,汽车在水平面上做匀速圆周运动，合外力时刻指向圆心，拐弯时靠静摩擦力提供向心力，所以排除,A,、,B,、,D,选项，所以选择,C.,1,2,3,4,答案,解析,14/48,2.(,人教版必修,2P25,第,3,题改编,),如图,9,所表示，小物块,A,与水平圆盘保持相对静止，伴随圆盘一起做匀速圆周运动，则,A,受到力有,A.,重力、支持力,B.,重力、向心力,C.,重力、支持力、指向圆心摩擦力,D.,重力、支持力、向心力、摩擦力,模拟训练,答案,图,9,1,2,3,4,15/48,1,2,3,4,3.(,人教版必修,2P25,第,2,题改编,),如图,10,所表示，一个内壁光滑圆锥形筒轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等小球,A,和,B,紧贴着内壁分别在图中所表示水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确是,A.,A,球角速度等于,B,球角速度,B.,A,球线速度大于,B,球线速度,C.,A,球运动周期小于,B,球运动周期,D.,A,球对筒壁压力大于,B,球对筒壁压力,答案,解析,图,10,16/48,解析,先对小球受力分析，如图所表示，由图可知，两球向心力都起源于重力,mg,和支持力,F,N,协力，建立如图所表示坐标系，则有：,F,N,sin,mg,F,N,cos,mr,2,因为支持力,F,N,相等，,A,球运动半径大于,B,球运动半径，结合,式知，,A,球角速度小于,B,球角速度，选项,A,错误,.,A,球运动周期大于,B,球运动周期，选项,C,错误,.,1,2,3,4,17/48,1,2,3,4,4.(,金华市调研,),如图,11,所表示，细绳一端系着静止在水平圆盘上质量,M,0.5 kg,物体,A,，另一端经过圆盘中心光滑小孔吊着质量,m,0.3 kg,物体,B,，物体,A,与小孔距离为,0.4 m(,物体,A,可看成质点,),，已知,A,和水平圆盘最大静摩擦力为,2 N.,现使圆盘绕中心轴线转动，角速度,在什么范围内，,B,会处于静止状态？,(,g,取,10 m/s,2,),图,11,答案,rad/s,5 rad/s,答案,解析,18/48,解析,设物体,A,和圆盘保持相对静止，当,含有最小值时，,A,有向圆心,O,运动趋势,.,所以,A,受到静摩擦力方向沿半径向外,.,当摩擦力等于最大静摩擦力时，对,A,受力分析有,当,含有最大值时，,A,有远离圆心,O,运动趋势,.,A,受到最大静摩擦力指向圆心,.,对,A,受力分析有,1,2,3,4,19/48,竖直面内圆周运动问题,考点三,20/48,真题研究,1.(,浙江,10,月学考,8),质量为,30 kg,小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子横梁距离是,2.5 m.,小孩父亲将秋千板从最低点拉起,1.25 m,高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板压力约为,A.0 B.200 N C.600 N D.1 000 N,1,2,3,4,5,解析,小球从释放至最低点过程中，,由机械能守恒定律：,mgh,m,v,2,在最低点，有,F,N,mg,由,得：,F,N,600 N.,结合牛顿第三定律可知，她对秋千板压力约为,600 N,答案,解析,21/48,2.(,人教版必修,2P28,“,思索与讨论,”,改编,),如图,12,所表示，把地球看成大,“,拱形桥,”,，当一辆,“,汽车,”,速度到达一定值时，,“,汽车,”,对地面压力恰好为零，此时,“,汽车,”,A.,受到重力消失了,B.,仍受到重力，其值比原来小,C.,仍受到重力，其值与原来相等,D.,座椅对驾驶员支持力大于驾驶员重力,1,2,3,4,5,答案,解析,模拟训练,图,12,22/48,解析,重力是因为地球吸引而产生，跟物体运动状态无关，,“,汽车,”,经过,“,拱形桥,”,时，若,“,汽车,”,对地面压力恰好为零，重力提供向心力，重力大小不变，其值与原来相等，故,C,正确；此时座椅对驾驶员支持力为零,.,1,2,3,4,5,23/48,1,2,3,4,5,答案,3.(,温州市,9,月选考,),温州乐园摩天轮是最受游客欢迎游乐项目之一，如图,13,所表示，摩天轮悬挂透明舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，以下叙述正确是,A.,在最高点，乘客处于超重状态,B.,在最低点，乘客重力小于他所受到支持力,C.,摩天轮转动过程中，乘客机械能保持不变,D.,从最高点向最低点转动过程中，座椅对乘客作用力,做正功,图,13,24/48,4.(,温州市平阳二中期中,),如图,14,所表示，长为,L,轻杆一端固定质量为,m,小球，另一端固定转轴,O,，现使小球在竖直平面内做圆周运动,.,P,为圆周,轨道最高点,.,若小球经过圆周轨道最低点时速度大小为,，则以下判断正确是,A.,小球不能抵达,P,点,B.,小球抵达,P,点时速度等于,C.,小球能抵达,P,点，但在,P,点不会受到轻杆弹力,D.,小球能抵达,P,点，且在,P,点受到轻杆向上弹力,1,2,3,4,5,答案,解析,图,14,25/48,1,2,3,4,5,26/48,1,2,3,4,5,5.,如图,15,所表示，质量为,m,竖直光滑圆环,A,半径为,r,，竖直固定在质量为,m,木板,B,上，木板,B,两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动,.,在环最低点静置一质量为,m,小球,C,.,现给小球一水平向右瞬时速度,v,0,，小球会在环内侧做圆周运动,.,为确保小球能经过环最高点，且不会使木板离开地面，则初速度,v,0,必须满足,图,15,答案,解析,27/48,1,2,3,4,5,解析,在最高点，速度最小时有：,从最高点到最低点过程中，机械能守恒，设最低点速度为,v,1,，依据机械能守恒定律，有：,要使木板不会在竖直方向上跳起，在最高点，球对环压力最大为：,F,mg,mg,2,mg,28/48,1,2,3,4,5,从最高点到最低点过程中，机械能守恒，设此时最低点速度为,v,2,，,29/48,规律总结,竖直面内圆周运动类问题解题技巧,1.,定模型：首先判断是轻绳模型还是轻杆模型，两种模型过最高点临界条件不一样,.,2.,确定临界点：抓住轻绳模型中最高点,v,及轻杆模型中,v,0,这两个临界条件,.,3.,研究状态：通常情况下竖直平面内圆周运动只包括最高点和最低点运动情况,.,30/48,4.,受力分析：对物体在最高点或最低点时进行受力分析，依据牛顿第二定律列出方程，,F,合,F,向,.,5.,过程分析：应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联络起来列方程,.,31/48,万有引力定律了解和应用,考点四,32/48,真题研究,1.(,浙江,11,月选考,7),如图,16,所表示是小明同学画人造地球卫星轨道示意图，则卫星,A.,在,a,轨道运行周期为,24 h,B.,在,b,轨道运行速度一直不变,C.,在,c,轨道运行速度大小一直不变,D.,在,c,轨道运行时受到地球引力大小是改变,答案,解析,图,16,1,2,3,4,5,7,6,33/48,解析,同时卫星必须在赤道正上空,36 000 km,处，所以,a,轨道不可能是同时轨道，选项,A,错误；,b,轨道上卫星速度方向不停改变，所以速度不停改变，选项,B,错误；,地球在,c,轨道其中一个焦点上，所以在近地点时卫星速度要快，远地点速度要慢，选项,C,错误；,在,c,轨道上，卫星离地球距离不停改变，所以依据,F,能够看出卫星受地球引力大小不停改变，,D,正确,.,1,2,3,4,5,7,6,34/48,2.(,浙江,4,月选考,11),如图,17,所表示，设行星绕太阳运动是匀速圆周运动，金星本身半径是火星,n,倍，质量为火星,k,倍,.,不考虑行星自转影响，则,A.,金星表面重力加速度是火星,倍,B.,金星,“,第一宇宙速度,”,是火星,倍,C.,金星绕太阳运动加速度比火星小,D.,金星绕太阳运动周期比火星大,答案,解析,图,17,1,2,3,4,5,7,6,35/48,1,2,3,4,5,7,6,36/48,3.(,浙江,10,月学考,12),如图,18,所表示，,“,天宫二号,”,在距离地面,393 km,近地圆轨道运行,.,已知万有引力常量,G,6.67,10,11,Nm,2,/kg,2,，地球质量,M,6.0,10,24,kg,，地球半径,R,6.4,10,3,km.,由以上数据可估算,A.,“,天宫二号,”,质量,B.,“,天宫二号,”,运行速度,C.,“,天宫二号,”,受到向心力,D.,地球对,“,天宫二号,”,引力,答案,解析,图,18,1,2,3,4,5,7,6,37/48,“,天宫二号,”,受到向心力、引力都因为不知道,“,天宫二号,”,质量而无法估算，选项,C,、,D,错误,.,1,2,3,4,5,7,6,38/48,4.(,浙江,4,月学考,11),年,12,月，我国暗物质粒子探测卫星,“,悟空,”,发射升空进入高为,5.0,10,2,km,预定轨道,.,“,悟空,”,卫星和地球同时卫星运动均可视为匀速圆周运动,.,已知地球半径,R,6.4,10,3,km.,以下说法正确是,A.,“,悟空,”,卫星线速度比同时卫星线速度小,B.,“,悟空,”,卫星角速度比同时卫星角速度小,C.,“,悟空,”,卫星运行周期比同时卫星运行周期小,D.,“,悟空,”,卫星向心加速度比同时卫星向心加速度小,答案,解析,1,2,3,4,5,7,6,39/48,1,2,3,4,5,7,6,40/48,5.(,台州市,9,月选考,),年,4,月，我国成功发射,“,天舟一号,”,货运飞船与,“,天宫二号,”,空间试验室完成了首次交会对接，对接形成组合体仍沿,“,天宫二号,”,原来圆轨道运行，如图,19,所表示,.,与,“,天宫二号,”,单独运行时相比，组合体运行,A.,动能变大,B.,周期变大,C.,角速度变大,D.,向心加速度变大,模拟训练,图,19,答案,1,2,3,4,5,7,6,41/48,6.(,浙江,“,七彩阳光,”,联考,),牛顿在思索万有引力定律时就曾想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远,.,假如速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图,20,所表示,.,以下判断正确是,A.,发射人造地球卫星速度最少要到达,7.9 km/h,B.,卫星距地面越高，绕地球运动速度越大,C.,第一宇宙速度就是最小发射速度,D.,全部些人造地球卫星都做匀速圆周运动,答案,解析,图,20,1,2,3,4,5,7,6,42/48,解析,发射人造地球卫星速度最少要到达,7.9 km/s,；卫星距地面越高，绕地球运动速度越小；人造地球卫星能够做匀速圆周运动也能够绕地球做椭圆运动；第一宇宙速度就是最小发射速度，只有,C,正确,.,1,2,3,4,5,7,6,43/48,7.,假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳距离小于火星到太阳距离，那么,A.,地球公转周期大于火星公转周期,B.,地球公转线速度小于火星公转线速度,C.,地球公转加速度小于火星公转加速度,D.,地球公转角速度大于火星公转角速度,答案,解析,1,2,3,4,5,7,6,44/48,1,2,3,4,5,7,6,45/48,规律总结,1.,天体质量和密度估算,(1),利用天体表面重力加速度,g,和天体半径,R,.,(2),经过观察卫星绕天体做匀速圆周运动周期,T,和轨道半径,r,.,46/48,47/48,2.,卫星运行参量计算与比较,48/48,