专题04 曲线运动与万有引力与航天 高考物理经典问题妙解通解(原卷版)
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1、考点分类:考点分类见下表考点内容考点分析与常见题型两卫星的位置关系和相遇问题选择题体育运动中的平抛运动问题选择题、计算题斜面上圆周运动的临界问题选择题、计算题 万有引力定律与几何知识的结合选择题考点一两卫星的位置关系和相遇问题(1)两卫星相距最近的含义:两卫星和中心天体处在一条直线上,且两个卫星在中心天体的同侧;(2)两卫星相距最远的含义:两卫星和中心天体处在一条直线上,且两个卫星在中心天体的两侧.(3)两卫星相邻两次相遇的含义:初始位置两卫星相距最近,下一位置两卫星还是相距最近,实际上内轨道的卫星所转过的圆心角比外轨道卫星所转过的圆心角多2.考点二 体育运动中的平抛运动问题在体育运动中,像乒
2、乓球、排球球等都有中间网及边界问题,要求球既能过网,又不出边界,某物理量(尤其是球速)往往要有一定的范围限制,在这类问题中,确定临界状态,画好临界轨迹,是解决问题的关键点考点三斜面上圆周运动的临界问题在斜面上做圆周运动的物体,因所受的控制因素不同,如静摩擦力控制、绳控制、杆控制,物体的受力情况和所遵循的规律也不相同.本考点主要注意以下几点:(一)静摩擦力控制下的圆周运动(二)轻杆控制下的圆周运动(三)轻绳控制下的圆周运动考点四 万有引力定律与几何知识的结合人造卫星绕地球运动,太阳发出的光线沿直线传播,地球或卫星都会遮挡光线,从而使万有引力、天体运动与几何知识结合起来求解此类问题时,要根据题中情
3、景,由光线沿直线传播画出几何图形,通过几何图形找到边界光线,从而确定临界条件,并结合万有引力提供卫星做圆周运动所需的向心力,列式求解典例精析考点一:两卫星的位置关系和相遇问题典例一:(2017广东省深圳市高三第一次调研)人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h,地球同步卫星b离地面高度为H,hH,两卫星共面且旋转方向相同某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方,设地球赤道半径为R,地面重力加速度为g,则()Aa、b线速度大小之比为 Ba、c角速度之比为 Cb、c向心加速度大小之比Da下一次通过c正上方所需时间等于t2 典例二:(2018河南八市学评测试)地球赤道上一位观察者a,赤道平面内有一颗
4、自西向东运行的近地卫星b,a观测发现,其正上方有一颗静止不动的卫星c,每隔时间T卫星b就会从其正上方飞过。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,下列说法正确的是Ac的加速度大于b的加速度Ba的线速度大于c的线速度C地球的质量为Dc的周期为考点二:体育运动中的平抛运动问题典例一:一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气的作用,重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧
5、台面上,则v的最大取值范围是()A. vL1 B. v C. v D. v 典例二:(2015浙江卷,17)如图所示为足球球门,球门宽为L.一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P点).球员顶球点的高度为h.足球做平抛运动(足球可看成质点,忽略空气阻力),则( )A.足球位移的大小x=B.足球初速度的大小v0=C.足球末速度的大小v=D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan =考点三:斜面上圆周运动的临界问题典例一:(2014安徽卷,19)如图所示,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
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