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文科物理会考复习学案4


文科物理会考复习学案 4-平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律

2013-2014 学年上学期
文科物理会考复习学案(4) 平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律
编稿教师:李志强

习题训练 【例 1】以 10m/s 的速度从 10m 高的塔上水平抛出一个石子。不计空气阻力,取 g=10m/s2, 石子落地时的速度大小是( ) A. 10 2m/s B. 10 3m/s

C. 20m/s D. 30m/s 【例 2】如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片, 金属片把 P 球沿水平方向抛出,同时 Q 球被松开而自由下落, P 、Q 两球同 时开始运动.此后,可以观察到小球 P 与小球 Q (选填“同时”或“不 同时” )落到水平地面上;若小球 Q 在空中运动的时间为 t,小球 P、Q 落地 点间的距离为 x,在小球 P 被弹出时的水平初速度为 。 【练习】 从同一高度以不同的初速度水平抛出两个小球, 小球都做平抛运动, 最后落到同一水平地面上,两个小球在空中运动的时间 (选填“相 等”或“不相等”,落地时的速度 ) (选填“相同”或“不相同”。 ) 【例 3】若将平抛运动沿水平和竖直两个方向进行分解,则下列说法中正确的是( ) A. 水平方向的分运动是匀速直线运动 B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动 C. 竖直方向的分运动是匀速直线运动 D. 竖直方向的分运动是自由落体运动 【例 4】物体在做匀速圆周运动的过程中,下列物理量中变化的是( ) A. 周期 B. 动能 C. 线速度 D. 角速度 【例 5】两个质量为 m1、m2 的质点相距为 r 时,它们之间的万有引力大小为 F,若将它们 的距离增大为 2r,则它们之间的万有引力大小为( ) A. 2F B. F/2 C. 4F D. F/4 【例 6】质量相同的人造卫星,如果在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动,那么,下列判 断中正确的是( ) A. 轨道半径大的卫星所受向心力大 B. 轨道半径大的卫星所受向心力小 C. 轨道半径大的卫星运行速度大 D. 轨道半径大的卫星运行速度小 【例 7】在如图所示的皮带传动装置中,A 是大轮边缘上的一 点,B 是小轮边缘上的一点。当皮带轮匀速转动时,皮带与轮 间不打滑。A、B 两点的线速度大小关系是 vA vB(选 B 填“>” “=” “<” ;A、B 两点的角速度大小关系是 ? A 、 、 )

学习目标 1. 能将平抛运动分解为水平和竖直方向的分运动,并能写出水平方向、竖直方向的分速度、分位移 的表达式。 2. 知道匀速圆周运动的加速度、线速度之间的关系。 3. 记住匀速圆周运动的向心加速度、向心力的表达式,并能解决基本的匀速圆周运动动力学问题。 4. 记住万有引力定律的表达式,知道其适用范围。 5. 能用万有引力定律和向心力公式计算卫星的轨道半径、周期、角速度、线速度等。 知识总结

1.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动:
水平: x ? v0 t , v x ? v0

1 2 v ? gt gt , y 2 2. 匀速圆周运动各个物理量之间的关系: 2? 2? r , ? v ? ?r , T ? ? v
竖直: y ?

3. 匀速圆周运动的向心加速度: a ? ? 2 r ?
v2 4? 2 ?m 2 r r T

v 2 4? 2 ? 2 r r T

向心力: F ? m? 2 r ? m
4. 万有引力定律: F ? G

m1m2 r2

A

5. 质量为 m 的卫星绕质量为 M 的星球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力:

G

Mm v2 4? 2 ? m ? m? 2 r ? m 2 r r2 r T

?B (选填“>”“=”“<” 、 、 )

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文科物理会考复习学案 4-平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律

课后练习 【例 8】2003 年 10 月 15 日,我国第一艘载人航天飞船“神州五号” ,在酒泉卫星发射中心发射升空, 飞船在太空中大约用 21h 的时间,绕地球运行了 14 圈。由此可知,飞船绕地球运行的周期大约为 h. 若 将 飞 船 在 太 空 中 环 绕 地 球 的 运 动 看 成 匀 速 圆 周 运 动 , 使 飞 船 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 是 。 【例 9】2005 年 10 月 12 日,我国自行研制的载有两名宇航员的“神州六号”宇宙飞船成功发射。飞 船经过近 5 天的在轨飞行 76 圈后,顺利返回地面。这标志着我国的载人航天事业继“神州五号”的 成功发射和返回后又达到了一个新的高度。当飞船在环绕地球的轨道上飞行时,飞船运动所需的向心 力由地球对它的 提供。此时宇航员处于 (选填“超重”或“失重” )状态。 【例 10】 如图所示的光滑水平面上,质量为 m 的小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动,小球运 动 n 圈所用时间为 t,圆周的半径为 r。求: (1)小球线速度的大小 (2)小球所受拉力的大小 1. 如图所示,一个小球绕圆心 O 做匀速圆周运动,已知圆周半径为 r,该小球运动的角 速度为 ω,则它运动线速度的大小为

? A. r
2.

O

r

B. ?r

C. ? r
2

D. ?r

2

在火箭竖直向上加速运动的过程中,宇航员对其座椅的压力 (选填“超重”或“失

(选填“大于”或“小于” )宇航员的重力,宇航员处于 重” )状态.

3.

2012 年 6 月 29 日,在太空“旅行”13 天的“神舟九号”载人飞船安全“回家” ,至此

我国首次太空载人交会对接取得圆满成功. 【例 11】 2008 年 9 月 27 日, “神州七号”航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱外活动, 这是我国航天发展史上的又一里程碑。 已知引力常量为 G,地球质量为 M,地球半径为 R,飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,距地 面的高度为 h,求: (1)飞船加速度 a 的大小; (2)飞船速度 v 的大小。 “神舟九号” 与“天宫一号”完成对接后在轨道上运行,可视为匀速圆周运动,它 们距离地面的高度为 h.已知它们的总质量为 m,地球半径为 R,地球表面的重力加 速度为 g. 求: (1)“神舟九号”与“天宫一号”对接后,地球对它们的万有引力 F; (2)“神舟九号”与“天宫一号”对接后,它们运行的周期 T.

【例 12】我国的航空航天事业取得了巨大成就。近年来,我国又相继成功地发射了“嫦娥一号”和 “嫦娥二号”探月卫星,如图是两颗探月卫星绕月球做匀速圆周运动的示意图。 “嫦娥一号”和“嫦 娥二号”环绕月球运动时距月球表面的高度分别为 h 和 h/2,已知月球的半径为 R。求: (1) “嫦娥一号”和“嫦娥二号”运动的向心加速度之比; (2) “嫦娥一号”和“嫦娥二号”运动的周期之比。

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