《2022年高考物理二轮专题曲线运动一—平抛圆周和天体运动 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理二轮专题曲线运动一—平抛圆周和天体运动 .pdf（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习必备欢迎下载第 3 讲力与物体的曲线运动 (一) 平抛、圆周和天体运动一、选择题 (共 9 小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确 ) 1(2014 云南师范大学附属中学质检)已知河水的流速为v1，小船在静水中的速度为 v2， 且 v2v1， 下面用小箭头表示小船及船头的指向如图1313 所示，则能正确反映小船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景图示依次是() 图 1313 ABCD解析船的实际速度是 v1和 v2的合速度，v1与河岸平行， 对渡河时间没有影响，所以 v2与河岸垂直即船头指向对岸时，渡河时间最短为tmindv2，式中 d为河宽，此时合速度与河
2、岸成一定夹角，船的实际路线应为所示；最短位移为 d，应使合速度垂直河岸，则v2应指向河岸上游，实际路线为所示，综合可得选项 C 正确答案C 2(2014 福建卷， 14)若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p 倍，半径为地球的 q 倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页学习必备欢迎下载() A.pq倍B.qp倍C.pq倍D. pq3倍解析根据万有引力提供向心力GMmR2mv2R，可得 vGMRMR，由题意可得：v行v地M行R地R行M地pq，C 选项正确， A、B、D 选项错
3、误答案C 3(2014 安徽卷，19)如图 1314 所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止 物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 )，盘面与水平面的夹角为30 ，g 取 10 m/s2.则 的最大值是() 图 1314 A.5 rad/s B.3 rad/s C1.0 rad/s D0.5 rad/s 解析经分析可知，小物体最先相对滑动的位置为最低点，对小物体受力分析得： mg cos mgsin m 2r.代入数据得： 1.0 rad/s，选项 C 正确答案C 4(2014 山东
4、泰安质检 )如图 1315所示为发射一颗地球同步卫星，先由运载火箭将卫星送入一椭圆轨道，飞行几周后卫星在椭圆轨道的远地点处变轨进入同步轨道已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为 T，则下列说法中正确的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页学习必备欢迎下载图 1315 A卫星在椭圆轨道上的运动周期小于TB卫星在椭圆轨道上运动时的能量大于在同步轨道上运动时的能量C卫星在椭圆轨道上B 处的向心加速度大于在同步轨道上B 处的向心加速度D卫星在同步轨道上运动时离地高度为3gR2T242解析由几何知识知
5、椭圆轨道的半长轴小于同步轨道的半径，故由开普勒行星运动定律知卫星在椭圆轨道上的周期小于同步卫星的周期T，故 A 正确；根据卫星变轨原理知，卫星在椭圆轨道上的远地点需要加速才能进入同步卫星轨道，故卫星在同步轨道上的能量大于椭圆轨道上的能量，故B 错误；在B 点根据牛顿第二定律GMmr2Bma，即卫星在两轨道的B 点向心加速度相同，故 C 错误；在地球表面重力与万有引力相等，故 mgGMmR2，可得 GMgR2，在同步卫星轨道上有万有引力提供圆周运动向心力GMmRh2m(Rh)42T2，可得同步卫星轨道h3GMT242R3gR2T242R，故 D 错误答案A 5(2014 山东潍坊二模 )四颗地球
6、卫星 a、b、c、d 的排列位置如图1316 所示，其中， a 是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b 是近地轨道卫星， c 是地球同步卫星， d 是高空探测卫星，四颗卫星相比较精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页学习必备欢迎下载() 图 1316 Aa 的向心加速度最大B相同时间内 b 转过的弧长最长Cc 相对于 b 静止Dd 的运动周期可能是23 h 解析a、b、c、d 四颗卫星中， b 的向心加速度、线速度、角速度都最大c相对于 a 静止，c 的周期为 Tc24 h，它们的周期关系为： TbTaTcTd，由以上分
7、析可知正确的选项为B. 答案B 6(2014 山东滨州模拟 )欧盟和我国合作的“伽利略”全球定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道面上的30 颗轨道卫星组成，每个轨道平面上等间距部署 10 颗卫星，从而实现高精度的导航定位 现假设“伽利略”系统中每颗卫星均绕地心 O 做匀速圆周运动， 轨道半径为 r，一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置分布如图1317 所示其中卫星 1 和卫星 3 分别位于轨道上的 A、B 两位置若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为 R，不计卫星间的相互作用力，下列说法中正确的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
8、- - - - - -第 4 页，共 12 页学习必备欢迎下载图 1317 A卫星 1 向后喷气就一定能追上卫星2 B这 10 颗卫星的加速度大小相等，均为R2gr2C卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 所需的时间为2 r5RrgD卫星环绕地球运动的过程中，卫星处于超重状态解析卫星 1 向后喷气加速做离心运动，不能追上同轨道上的卫星2，A 项错误；对卫星由万有引力提供向心力得GMmr2man在地面上有：GMmR2mg联立解得 anR2r2g，B 项正确；GMmr2mr2T2由联立得卫星的运动周期T2 rRrg，则卫星 1 由 A 运动到 B 的时间为t210T2 r5Rrg，C 项正确；万有
9、引力提供向心力，故卫星处于失重状态，D 项错答案BC 7. 如图 1318 所示，小球由静止释放，运动到最低点A 时，细线断裂，小球最后落在地板上如果细线的长度l 可以改变，则() 图 1318 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页学习必备欢迎下载A细线越长，小球在最低点越容易断裂B细线越短，小球在最低点越容易断裂C细线越长，小球落地点越远D细线长度是 O 点高度的一半时，小球落地点最远解析根据机械能守恒定律可知，小球下摆过程中有mgl12mv2，在 A 点有Tmgmv2l，所以细线对小球的拉力T3mg，可见细线的断
10、裂情况与细线长短无关， A、B 错误细线断裂后，小球做平抛运动，设O 点离地板的高度为 H，则 Hl12gt2，小球做平抛运动的水平位移xvt，整理得x2Hl l，所以细线长度是O 点高度的一半时，小球落地点最远，C 错误，D 正确答案D 8. 如图 1319 所示，BOD 是半圆的水平直径， OC 为竖直半径，半圆半径为R，A 在 B 点正上方高 R 处，现有两小球分别从A、B 两点以一定初速度水平抛出，分别击中半圆上的D 点和 C 点，已知 B 球击中 C 点时动能为 Ek，不计空气阻力，则A 球击中 D 点时动能为() 图 1319 A2EB.85EC.54ED. 5E解析由平抛运动规律
11、可知两小球下落时间均为t2Rg，由水平射程xvt 知，A、B 两小球的初速度分别为vA2gR、vBgR2，由动能定理知对精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页学习必备欢迎下载B 球有 mgREk12mv2B，对 A 球有 mgREkA12mv2A，联立得 EkA85Ek，B对答案B 9. (2014 山东名校高考冲刺卷二)我国自主研制的探月卫星在奔月旅途中，先后完成了一系列高难度的技术动作探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在 P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图 1320 所示，若卫星
12、的质量为m，远月点 Q 距月球表面的高度为h，运行到 Q 点时它的角速度为 、加速度为 a，月球的质量为 M、半径为 R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则卫星在远月点时，月球对卫星的万有引力大小为() 图 1320 A.GMmR2BmaC.mgR2Rh2Dm(Rh)2解析由万有引力定律得：月球对卫星的万有引力FGMmRr2又因 GMgR2，所以 FmgR2Rh2，选项 C 对、A 错由牛顿第二定律得：万有引力Fma，选项 B 对对椭圆轨道向心力公式Fm 2r 不成立，选项 D 错答案BC 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7
13、 页，共 12 页学习必备欢迎下载二、非选择题10(2014 山东潍坊统考 )如图 1321 所示，水平地面的B 点右侧有一圆形挡板，圆的半径 R4 m，B 为圆心， BC 连线与竖直方向夹角为37 ，滑块静止在水平地面上的 A 点，AB 间距 L4.5 m现用水平拉力 F18 N 沿 AB 方向拉滑块，持续作用一段距离后撤去，滑块恰好落在圆形挡板的C 点，已知滑块质量 m2 kg，与水平面间的动摩擦因数 0.4，取 g10 m/s2，sin 370.6，cos 37 0.8.求：图 1321 (1)拉力 F 作用的距离；(2)滑块从 A 点运动到圆弧上C 点所用的时间解析滑块落在 C 点，其
14、从 B 点射出的速度 v2满足：Rsin 37 v2t3又 Rcos 37 12gt23在水平面上加速前进x1时， 物块恰好落到 C点， 由动能定理 Fx1mgL 12mv22解得： x12.5 m(2)开始时的加速度为a1，由牛顿第二定律F mgma1x112a1t21v1a1t1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页学习必备欢迎下载撤力后滑块在水平面上减速运动的加速度大小为a2，运动时间为 t2mg ma2v2v1a2t2运动总时间为 tt1t2t32.3 s答案(1)2.5 m(2)2.3 s 11. (2014
15、四川卷， 9)石墨烯是近些年发现的一种新材料， 其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21 世纪的世界发生革命性的变化， 其发现者由此获得 20XX 年诺贝尔物理学奖 用石墨烯制作超级缆绳， 人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换图 1322 (1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为 m1的货物相对地心运动的动能 设地球自转角速度为 ，地球半径为 R. (2)当电梯仓停在距地面高度h24R 的站点时，求仓内质量
16、m250 kg 的人对水平地板的压力大小 取地面附近重力加速度g10 m/s2， 地球自转角速度 7.3105 rad/s，地球半径 R6.4103km. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页学习必备欢迎下载解析(1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为 v1，则r1Rh1v1r1 货物相对地心的动能为Ek12m1v21联立得 Ek12m12(Rh1)2(2)设地球质量为 M，人相对地心的距离为r2，向心加速度为 an，受地球的万有引力为 F，则r2Rh2an2r2gGMR2设水平地板对人的支持力大小为N，人对水平地
17、板的压力大小为N，则GMm2r22Nm2an由牛顿第二定律得NN联立式并代入数据得N11.5 N答案(1)12m12(Rh1)2(2)11.5 N 12(2014 高考押题卷五 )如图 1323 所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内， 其弯曲部分是由两个半径均为R0.2 m 的半圆平滑对接而成 (圆的半径远大于细管内径)轨道底端A 与水平地面相切，顶端与一个长为 l0.9 m 的水平轨道相切 B 点，一倾角为 37 的倾斜轨道固定于右侧地面上，其顶点D 与水平轨道的高度差为h0.45 m，并与其它两个轨道处于同一竖直平面内 一质量为 m0.1 kg 的小物体 (可视为质
18、点 )在 A 点被弹射入 “S”形轨道内，沿轨道ABC 运动，并恰好从D 点无碰撞地落到倾斜轨道上小物体与BC 段间的动摩擦因数 0.5.(不计空气阻力， g 取 10 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页学习必备欢迎下载m/s2.sin 370.6，cos 37 0.8) 图 1323 (1)小物体从 B 点运动到 D 点所用的时间；(2)小物体运动到 B 点时对 “S”形轨道的作用力大小和方向；(3)小物体在 A 点获得的动能解析(1)小物体从 C 点到 D 点做平抛运动，有vy2gh3 m/s tan vyv
19、C解得 vC4 m/s 小物体做平抛运动的时间为t1vyg0.3 s 小物体从 B 到 C 做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得mg ma由运动学公式得 v2Cv2B2al代入数据解得 vB5 m/s 小物体做匀减速直线运动的时间为t2vCvBa0.2 s 小物体从 B 点运动到 D 点所用的总时间为tt1t20.5 s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页学习必备欢迎下载(2)小物体运动到 B 点时，设其受到的作用力方向竖直向下，由牛顿第二定律得 FNmgmv2BR解得 FN11.5 N 由牛顿第三定律得FNFN11.5 N 方向竖直向上(3)小物体从 A 运动到 B 点的过程，由机械能守恒定律得EkA4mgR12mv2B解得 EkA2.05 J 答案(1)0.5 s(2)11.5 N方向竖直向上(3)2.05 J 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页