第一篇　專題一　第四講　圓周運(yùn)動(dòng)　天體的運(yùn)動(dòng) -2025年高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

第4講　圓周運(yùn)動(dòng)　天體的運(yùn)動(dòng)
1.會(huì)分析常見圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源，并會(huì)處理圓周運(yùn)動(dòng)的問題。2.知道開普勒定律，掌握萬有引力定律，會(huì)分析天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，會(huì)比較衛(wèi)星的運(yùn)行參量。
考點(diǎn)二　萬有引力與宇宙航行
1.圓周運(yùn)動(dòng)的三種臨界情況(1)接觸面滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)及臨界條件(1)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)
(2)豎直面及傾斜面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)
　 (2023·全國(guó)甲卷·17)一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比，運(yùn)動(dòng)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(xiàng)目，其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖(a)、(b)所示，傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤，可繞通過中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。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(diǎn))。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，不計(jì)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(dòng)，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為r1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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(dòng)，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O1點(diǎn)做半徑為r2的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)圓盤的角速度ω2。
3.天體質(zhì)量和密度的計(jì)算
4.衛(wèi)星的發(fā)射、運(yùn)行及變軌
　 (2024·湖北卷·4)太空碎片會(huì)對(duì)航天器帶來危害。設(shè)空間站在地球附近沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖中實(shí)線所示。為了避開碎片，空間站在P點(diǎn)向圖中箭頭所指徑向方向極短時(shí)間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實(shí)現(xiàn)變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長(zhǎng)軸大于原軌道半徑。則A.空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同B.空間站變軌后的運(yùn)動(dòng)周期比變軌前的小C.空間站變軌后在P點(diǎn)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(diǎn)的大
　 (2023·湖北卷·2)2022年12月8日，地球恰好運(yùn)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)的周期之比約為27∶8B.當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí)，兩者的相對(duì)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(gè)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(gè)半徑依次變小的水平圓弧形彎道ABC時(shí)，木箱及箱內(nèi)工件均保持相對(duì)靜止。從汽車行駛方向上看，下列說法正確的是A.Q和M對(duì)P的支持力大小始終相等B.汽車過A點(diǎn)時(shí)，汽車重心的角速度最小C.汽車過A、B、C三點(diǎn)時(shí)工件P受到的合　外力大小相等D.汽車過A、C兩點(diǎn)時(shí)，M對(duì)P的支持力小于Q對(duì)P的支持力
2.(2024·江蘇卷·8)生產(chǎn)陶瓷的工作臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，臺(tái)面上掉有陶屑，陶屑與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同(臺(tái)面足夠大)，則A.越靠近臺(tái)面邊緣的陶屑質(zhì)量越大B.越靠近臺(tái)面邊緣的陶屑質(zhì)量越小C.陶屑只能分布在圓臺(tái)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(shí)46分，神舟十七號(hào)載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接。飛船的發(fā)射過程可簡(jiǎn)化為：飛船從預(yù)定軌道Ⅰ的A點(diǎn)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(diǎn)B時(shí)，再次變軌進(jìn)入空間站的運(yùn)行軌道Ⅲ，與空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)時(shí)的加速度比飛船　在圓軌道Ⅰ經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度大B.飛船在橢圓軌道Ⅱ 經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度一定大于　11.2 km/sC.飛船沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅲ運(yùn)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(shí)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(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕桿及鉸鏈連接，套筒A套在豎直桿OP上與原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧連接，小球B可以沿水平槽滑動(dòng)，讓系統(tǒng)以某一角速度繞OP勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，球B對(duì)水平槽恰好無壓力，此時(shí)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(jì)一切摩擦，cs 37°=0.8，sin 37°=0.6，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhǎng)為L(zhǎng)的桿一端固定在過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定質(zhì)量為m的小球。桿在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)小球以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中A點(diǎn)為最高點(diǎn)，C點(diǎn)為最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)與O點(diǎn)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(diǎn)受到桿的作用力大于mgB.小球在A、C兩點(diǎn)受到桿的作用力大小的差值為6mgC.小球在B、D兩點(diǎn)受到桿的作用力大小等于mω2LD.小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程，桿對(duì)小球做的功等于mgL
9.(2024·重慶市第一中學(xué)檢測(cè))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(dòng)摩擦因數(shù)分別為μA和μB。用兩根不可伸長(zhǎng)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(dòng)摩擦力。當(dāng)圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω緩慢增大時(shí)，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(xiàng)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(cè))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(gè)半圓形軌道組成。
(1)當(dāng)v0=2 m/s時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)軌道對(duì)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(yùn)動(dòng)不脫軌，初速度v0不能超過多少？(結(jié)果可以保留根式)

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