曲线运动及天体运动规律的应用
玉田一中 李树余
【命题趋向】
《大纲》对匀速圆周运动,角速度,线速度,向心加速度等考点为Ⅰ类要求,对运动的合成与分解,抛体运动,匀速圆周运动的向心力等考点均为Ⅱ类要求.对万有引力定律及其应用,环绕速度等考点均为Ⅱ类要求,对第二宇宙速度和第三宇宙速度等考点为Ⅰ类要求.
抛体运动与圆周运动是高中阶段学习的两种重要的运动形式,是历年高考重点考查的内容之一.平抛运动,匀速圆周运动的规律及物体做曲线运动的条件是考查的重点和难点,
万有引力定律与天体问题是历年高考必考内容.考查形式多以选择,计算等题型出现.本部分内容常以天体问题(如双星,黑洞,恒星的演化等)或人类航天(如卫星发射,空间站,探测器登陆等)为背景,考查向心力,万有引力,圆周运动等知识.这类以天体运动为背景的题目,是近几年高考命题的热点,特别是近年来我们国家在航天方面的迅猛发展,更会出现各类天体运动方面的题.
【考点透视】
1.理解曲线运动的条件和特点
(1)曲线运动的条件:运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动.
(2)曲线运动的特点:○1在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向.②曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的.○3做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零,一定具有加速度.
2.理解运动的合成与分解
物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的,由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成;由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解.
运动的合成与分解基本关系:○1分运动的独立性;○2运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存);○3运动的等时性;○4运动的矢量性(加速度,速度,位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则.)
3.理解平抛物体的运动的规律
(1)物体做平抛运动的条件:只受重力作用,初速度不为零且沿水平方向.
物体受恒力作用,且初速度与恒力垂直,物体做类平抛运动.
(2)平抛运动的处理方法
通常,可以把平抛运动看作为两个分运动的合动动:一个是水平方向(垂直于恒力方向)的匀速直线运动,一个是竖直方向(沿着恒力方向)的匀加速直线运动.
(3)平抛运动的规律
以抛出点为坐标原点,水平初速度V0方向为沿x轴正方向,竖直向下的方向为y轴正方向,建立如图所示的坐标系,在该坐标系下,对任一时刻t.
①位移
分位移,
合位移,.
为合位移与x轴夹角.
②速度
分速度, Vy=gt,
合速度,.
为合速度V与x轴夹角
(4).平抛运动的性质
做平抛运动的物体仅受重力的作用,故平抛运动是匀变速曲线运动.
4.理解圆周运动的规律
(1)匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的弧长相等,这种运动就叫做匀速周圆运动.
(2)描述匀速圆周运动的物理量
①线速度,物体在一段时间内通过的弧长S与这段时间的比值,叫做物体的线速度,即V=S/t.线速度是矢量,其方向就在圆周该点的切线方向.线速度方向是时刻在变化的,所以匀速圆周运动是变速运动.
②角速度,连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度θ与这段时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度.即=θ/t.对某一确定的匀速圆周运动来说,角速度是恒定不变的,角速度的单位是rad/s.
③周期T和频率
(3)描述匀速圆周运动的各物理量间的关系:
(4)向心力:是按作用效果命名的力,其动力学效果在于产生向心加速度,即只改变线速度方向,不会改变线速度的大小.对于匀速圆周运动物体其向心力应由其所受合外力提供..
5.理解万有引力定律
(1)万有引力定律:
○1自然界的一切物体都相互吸引,两个物体间的引力的大小,跟它们的质量乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.

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