第一篇　專題一　第4講　圓周運動　天體的運動--2025年高考物理大二輪復(fù)習(xí)課件+講義+專練-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

第4講　圓周運動　天體的運動
1.會分析常見圓周運動的向心力來源，并會處理圓周運動的問題。2.知道開普勒定律，掌握萬有引力定律，會分析天體的運動規(guī)律，會比較衛(wèi)星的運行參量。
考點二　萬有引力與宇宙航行
1.圓周運動的三種臨界情況(1)接觸面滑動臨界：Ff=Ffmax。(2)接觸面分離臨界：FN=0。(3)繩恰好繃緊：FT=0；繩恰好斷裂：FT達(dá)到繩子可承受的最大拉力。
2.常見的圓周運動及臨界條件(1)水平面內(nèi)的圓周運動
(2)豎直面及傾斜面內(nèi)的圓周運動
　 (2023·全國甲卷·17)一質(zhì)點做勻速圓周運動，若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比，運動周期與軌道半徑成反比，則n等于A.1　　　B.2　　　C.3　　　D.4
　 (2024·江西卷·14)雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項目，其中心傳動裝置帶動轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動。如圖(a)、(b)所示，傳動裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤，可繞通過中心O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。圓盤邊緣A處固定連
接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅(視為質(zhì)點)。轉(zhuǎn)椅運動穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，不計空氣阻力。
(1)在圖(a)中，若圓盤在水平雪地上以角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運動穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點做半徑為r1的勻速圓周運動。求AB與OB之間夾角α的正切值。
(2)將圓盤升高，如圖(b)所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運動穩(wěn)定后在水平雪地上繞O1點做半徑為r2的勻速圓周運動，繩子與豎直方向的夾角為θ，繩子在水平雪地上的投影A1B與O1B的夾角為β。求此時圓盤的角速度ω2。
3.天體質(zhì)量和密度的計算
4.衛(wèi)星的發(fā)射、運行及變軌
　 (2024·湖北卷·4)太空碎片會對航天器帶來危害。設(shè)空間站在地球附近沿逆時針方向做勻速圓周運動，如圖中實線所示。為了避開碎片，空間站在P點向圖中箭頭所指徑向方向極短時間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實現(xiàn)變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長軸大于原軌道半徑。則A.空間站變軌前、后在P點的加速度相同B.空間站變軌后的運動周期比變軌前的小C.空間站變軌后在P點的速度比變軌前的小D.空間站變軌前的速度比變軌后在近地點的大
　 (2023·湖北卷·2)2022年12月8日，地球恰好運行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”?；鹦呛偷厍驇缀踉谕黄矫鎯?nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3∶2，如圖所示。根據(jù)以上信息可以得出A.火星與地球繞太陽運動的周期之比約為27∶8B.當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時，兩者的相對速度最大C.火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9∶4D.下一次“火星沖日”出現(xiàn)在2023年12月8日之前
1.(2024·黑龍江省二模)如圖甲所示，汽車的后備箱里水平放著一個裝有圓柱形工件的木箱，工件截面和車的行駛方向垂直，當(dāng)汽車以恒定速率通過如圖乙所示的三個半徑依次變小的水平圓弧形彎道ABC時，木箱及箱內(nèi)工件均保持相對靜止。從汽車行駛方向上看，下列說法正確的是A.Q和M對P的支持力大小始終相等B.汽車過A點時，汽車重心的角速度最小C.汽車過A、B、C三點時工件P受到的合　外力大小相等D.汽車過A、C兩點時，M對P的支持力小于Q對P的支持力
2.(2024·江蘇卷·8)生產(chǎn)陶瓷的工作臺勻速轉(zhuǎn)動，臺面上掉有陶屑，陶屑與臺面間的動摩擦因數(shù)處處相同(臺面足夠大)，則A.越靠近臺面邊緣的陶屑質(zhì)量越大B.越靠近臺面邊緣的陶屑質(zhì)量越小C.陶屑只能分布在圓臺邊緣D.陶屑只能分布在某一半徑的圓內(nèi)
3.(2024·內(nèi)蒙古赤峰市一模)2023年10月26日17時46分，神舟十七號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接。飛船的發(fā)射過程可簡化為：飛船從預(yù)定軌道Ⅰ的A點第一次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點B時，再次變軌進(jìn)入空間站的運行軌道Ⅲ，與空間站實現(xiàn)對接。假設(shè)軌道Ⅰ和Ⅲ都近似為圓軌道，下列說法正確的是A.飛船在橢圓軌道Ⅱ經(jīng)過A點時的加速度比飛船　在圓軌道Ⅰ經(jīng)過A點時的加速度大B.飛船在橢圓軌道Ⅱ 經(jīng)過A點時的速度一定大于　11.2 km/sC.飛船沿軌道Ⅱ運行的周期小于沿軌道Ⅲ運行的周期D.在軌道Ⅰ和軌道Ⅲ上飛船與地心連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等
5.(2024·安徽省名校聯(lián)盟聯(lián)考)某同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗裝置研究向心力，輕質(zhì)套筒A和質(zhì)量為1 kg的小球B通過長度為L的輕桿及鉸鏈連接，套筒A套在豎直桿OP上與原長為L的輕質(zhì)彈簧連接，小球B可以沿水平槽滑動，讓系統(tǒng)以某一角速度繞OP勻速轉(zhuǎn)動，球B對水平槽恰好無壓力，此時輕桿與豎直方向夾角θ=37°。已知彈簧的勁度系數(shù)為100 N/m，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計一切摩擦，cs 37°=0.8，sin 37°=0.6，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度ω為A.2 rad/sB.2.5 rad/sC.4 rad/sD.5 rad/s
7.(2024·北京市西城區(qū)二模)如圖所示，長為L的桿一端固定在過O點的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定質(zhì)量為m的小球。桿在電動機的驅(qū)動下在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動小球以角速度ω做勻速圓周運動，其中A點為最高點，C點為最低點，B、D點與O點等高。已知重力加速度為g，下列說法正確的是A.小球在B、D兩點受到桿的作用力大于mgB.小球在A、C兩點受到桿的作用力大小的差值為6mgC.小球在B、D兩點受到桿的作用力大小等于mω2LD.小球從A點到B點的過程，桿對小球做的功等于mgL
9.(2024·重慶市第一中學(xué)檢測)如圖(a)所示，質(zhì)量均為1 kg的物體A和B放置在水平圓盤上，與圓盤間的動摩擦因數(shù)分別為μA和μB。用兩根不可伸長的水平細(xì)繩將物體A、B和圓盤轉(zhuǎn)軸相連，物體A、B與轉(zhuǎn)軸的距離分別為rA和rB。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角速度ω緩慢增大時，轉(zhuǎn)軸與物體A之間的細(xì)繩拉力FT1、A與B之間的細(xì)繩拉力FT2隨ω2的關(guān)系如圖(b)所示。取g=10 m/s2，則下列選項正確的是A.μA=0.25B.μB= mD.rB=2.5 m
10.(2024·遼寧沈陽市質(zhì)量監(jiān)測)如圖甲，水平面內(nèi)有一條雙線等寬光滑軌道，它由直軌道和兩個半圓形軌道組成。
(1)當(dāng)v0=2 m/s時，小圓柱體可以安全通過半圓形軌道，求小圓柱體在直軌道和半圓形軌道上運動時，內(nèi)側(cè)軌道對小圓柱體的支持力F內(nèi)1、F內(nèi)2的大?。?br/>答案　2 N　1.2 N　
(2)為確保小圓柱體沿半圓形軌道運動不脫軌，初速度v0不能超過多少？(結(jié)果可以保留根式)