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正文內(nèi)容

高考物理圓周運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用考點(diǎn)總結(jié)(編輯修改稿)

2024-09-25 14:51 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ┄┄┄┄┄┄ (1分 ) [答案 ] (1) (2)2mg (1)先確定臨界值 v0,再對(duì) v v2所對(duì)應(yīng)的情況做出判斷,可 以減少解題的盲目性,少走彎路. (2)當(dāng)小球與圓錐面脫離后,線與豎直方向的夾角發(fā)生了變 化,應(yīng)重新設(shè)角度. 1.如圖 4- 3- 9所示,物塊在水平圓盤上,與圓盤一起繞固 定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說法中正確的是 ( ) A.物塊處于平衡狀態(tài) B.物塊受三個(gè)力作用 C.在角速度一定時(shí),物塊到轉(zhuǎn)軸的距 離越遠(yuǎn),物塊越不容易脫離圓盤 D.在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí),物塊運(yùn) 動(dòng)周期越小,越不容易脫離圓盤 圖 4- 3- 9 解析: 對(duì)物塊進(jìn)行受力分析可知,物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個(gè)力作用,合力提供向心力, A錯(cuò), B正確.根據(jù)向心力公式 F= mrω2可知,當(dāng) ω一定時(shí),半徑越大,所需的向心力越大,越容易脫離圓盤;根據(jù)向心力公式 F= mr 可知,當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí),周期越小,所需向心力越大,越容易脫離圓盤,C、 D錯(cuò)誤. 答案: B 2.如圖 4- 3- 10所示,光滑水平面上,小球 m在拉力 F作用 下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)時(shí)拉力 F發(fā)生變化, 關(guān)于小球以后運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是 ( ) A.若拉力突然消失,小球?qū)⒀剀壽E Pa做離心運(yùn)動(dòng) B.若拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽E Pa做離心運(yùn)動(dòng) C.若拉力突然變大,小球?qū)⒀剀壽E Pb做離心運(yùn)動(dòng) D.若拉力突然變小, 小球?qū)⒀剀壽E Pc做近心運(yùn)動(dòng) 圖 4- 3- 10 解析: 當(dāng)拉力變小時(shí),小球會(huì)由于拉力不足以提供向心力而做離心運(yùn)動(dòng),同時(shí)又由于細(xì)線還有拉力而改變運(yùn)動(dòng)方向,所以小球?qū)⒀厍芯€和圓周之間的某一方向飛出,即沿軌跡Pb做離心運(yùn)動(dòng);在拉力突然變大后,由于所施加的拉力大于所需的向心力,會(huì)把小球向內(nèi)拉動(dòng),偏離了圓周,而向圓心的一側(cè)運(yùn)動(dòng),即沿軌跡 Pc運(yùn)動(dòng);若拉力突然消失,小球?qū)⒂捎趹T性沿軌跡 Pa做離心運(yùn)動(dòng).故只有 A正確. 答案: A 3.鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑 r是根據(jù)地形決定的.彎道處要求 外軌比內(nèi)軌高,其內(nèi)、外軌高度差 h的設(shè)計(jì)不僅與 r有關(guān), 還與火車在彎道上的行駛速率 v有關(guān).下列說法正確的是 ( ) A. v一定時(shí), r越小則要求 h越大 B. v一定時(shí), r越大則要求 h越大 C. r一定時(shí), v越小則要求 h越大 D. r一定時(shí), v越大則要求 h越大 解析: 設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為 θ,由 mgtanθ= m 得 tanθ= 可見 v一定時(shí), r越大, tanθ越小,內(nèi)、 外軌的高度差 h越小,故 A正確, B錯(cuò)誤;當(dāng) r一定時(shí), v越大,tanθ越大,內(nèi)、外軌的高度差 h越大,故 C錯(cuò)誤, D正確. 答案: AD 4.小球質(zhì)量為 m,用長(zhǎng)為 L的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在 O點(diǎn),在 O點(diǎn) 的正下方處有一釘子 P,把細(xì)線沿水平方向拉直,如圖 4 - 3- 11所示,無初速度地釋放小球,當(dāng)細(xì)線碰到釘子 的瞬間,設(shè)線沒有斷裂,則下列說法錯(cuò)誤的是 ( ) A.小球的角速度突然增大 B.小球的瞬時(shí)速度突然增大 C.小球的向心加速度突然增大 D.小球?qū)揖€的拉力突然增大 解析: 當(dāng)細(xì)線碰到釘子時(shí),線速度不變,但小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑將減小.由 ω= , R減小, ω增大;由 a= , R減小, a增大;由 FT- mg= m ,得 FT增大,故 A、 C、 D正確, B錯(cuò)誤. 答案: B 5. (2020金華模擬 )在 2020年北京奧 運(yùn)會(huì)體操男子單杠決賽中,中國(guó) 小將鄒凱問鼎冠軍.鄒凱完成了 一個(gè)單臂回環(huán)動(dòng)作后恰好靜止在 最高點(diǎn),如圖 4- 3- 12所示.設(shè) 鄒凱的重心離杠 l= m,體重 56 kg .忽略摩擦力,且認(rèn) 為單臂回環(huán)動(dòng)作是圓周運(yùn)動(dòng) (g= 10 m/s2).試求: (1)達(dá)到如圖 4- 3- 12所示效果,鄒凱的重心在最低點(diǎn)的 速度大?。? (2)鄒凱在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)時(shí)對(duì)杠的作用力分別是多大. 解析: (1)根據(jù)機(jī)械能守恒,設(shè)鄒凱在最低點(diǎn)的速度為 v,則 mgh = mv2 h= 2l 所以 v= = m/s. (2)在最高點(diǎn)鄒凱處于靜止?fàn)顟B(tài),故所受杠的支持力等于其重力 FN= mg= 560 N 由牛頓第三定律,鄒凱對(duì)杠的作用力為 560 N. 在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)杠對(duì)鄒凱的作用力為 FN′ 則 FN′- mg= m 故 FN′= mg+ m = 2800 N 由牛頓第三定律知,鄒凱對(duì)杠的作用力為 2800 N. 答案: (1) m/s (2)560 N 2800 N 一、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 定律 內(nèi)容 圖示 開普勒 第一定律 (軌道定律 ) 所有行星繞 運(yùn)動(dòng)的軌道都是 , 處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 . 開普勒 第二定律 (面積定律 ) 對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積 . 開普勒 第三定律 (周期定律 ) 所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 . = k. 太陽(yáng) 橢圓 太陽(yáng) 二、萬有引力定律 1.內(nèi)容: 自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,引力的方向 在它們的連線上,引力的大小與物體的質(zhì)量 m1和 m2的 成正比,與它們之間距離 r的 成反比. 2.公式: F= G ,其中 G= ,叫引 常量. 乘積 二次方 10- 11Nm2/kg2 3.公式適用條件: 此公式適用于 間的相互作用.當(dāng)兩物 體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí),物體可視為質(zhì) 點(diǎn).均勻的球體可視為質(zhì)點(diǎn), r是 間的距離.一個(gè)均 勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力也適用,其中 r為球心 到 間的距離. 質(zhì)點(diǎn) 兩球心 質(zhì)點(diǎn) 三、三種宇宙速度 宇宙速度 數(shù)值(km/s) 意義 第一 宇宙速度 (環(huán)繞速度 ) 這是物體繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度, 若 km/s v< km/s,物體繞 運(yùn)行 第二 宇宙速度 (脫離速度 ) 這是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度, 若 km/s v< km/s,物體繞 運(yùn)行 第三 宇宙速度 (逃逸速度 ) 這是物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度, 若 v km/s,物體將掙脫 ,飛到太陽(yáng)系外 地球 太陽(yáng) 太陽(yáng)引力的束縛 ≤≤≥1.三種宇宙速度均指的是發(fā)射速度,不能理解為運(yùn)行速度. 2.第一宇宙速度既是最小發(fā)射速度,又是衛(wèi)星繞地球做勻 速圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度. 四、關(guān)于同步衛(wèi)星的五個(gè) “ 一定 ” 1.軌道平面一定:軌道平面與 共面. 赤道平面 24 h 相同 相同 2.周期一定:與地球自轉(zhuǎn)周期 ,即 T= . . 3.角速度一定:與地球自轉(zhuǎn)的角速度 . . 4.高度一定:由 同步衛(wèi)星離
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