2013届高三物理总复习:第五章抛体运动 匀速圆周运动 万有引力定律及其应用(人教版)章末总结
找不准合运动、分运动,造成错误
【例1】 如图1所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时( ).
图1
A.人拉绳行走的速度为vcos θ
B.人拉绳行走的速度为
C.船的加速度为
D.船的加速度为
错因分析 1.人拉绳行走的速度即绳的速度,错误地采用力的分解法则,将人拉绳行走的速度按图甲所示进行分解,水平分速度为船的速度,得人拉绳行走的速度为,错选B项.
2.错误地认为绳作用于船的拉力的水平分力即为F,因此有a=,错选D项.
甲 乙
正确解析 船的速度产生了两个效果:一是滑轮与船间的绳缩短,二是绳绕滑轮顺时针转动,因此将船的速度进行分解如图乙所示,人拉绳行走的速度v人=vcos θ,A对、B错;绳对船的拉力等于人拉绳的力,即绳的拉力大小为F,与水平方向成θ角,因此Fcos θ-Ff=ma,得a=,C对、D错.
答案 AC
不能建立匀速圆周运动的模型
【例2】 质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋(如图2所示),其做匀速圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则此时空气对飞机的作用力大小为( ).
图2
A.m B.mg
C.m D.m
错因分析 本题错误的原因:一是不能正确建立飞机运动的模型(实质上是圆锥摆模型),错误地认为飞机沿倾斜面圆轨道做匀速圆周运动,受力情况示意图如图甲所示,得出F==m ,错选D;二是对飞机受力情况分析错误,错误地认为空气对飞机的作用力就是向心力而错选A.
正确解析 飞机在空中水平盘旋时在水平面内做匀速圆周运动,受到重力和空气的作用力两个力的作用,其合力提供向心力Fn=m.飞机受力情况示意图如图乙所示,根据勾股定理得:F==m .
答案 C
混淆同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体运动的特点
【例3】 如图3同步卫星与地心的距离为r,运行速率为v1,向心加速度为a1;地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则下列比值正确的是( ).
图3
A.= B.=2
C.= D.=
错因分析 解本题容易犯的错误是,不分青红皂白,由于思维定式,对近地卫星、同步卫星、地球赤道上的物体均由G=ma=m分析得出结论,错选B.
正确解析 本题中涉及三个物体,其已知量排列如下.地球同步卫星:轨道半径r,运行速率v1,加速度a1;
地球赤道上的物体:轨道半径R,随地球自转的向心加速度a2;
近地卫星:轨道半径R,运行速率v2.
对于卫星,其共同特点是万有引力提供向心力,
有G=m,
故= .
对于同步卫星和地球赤道上的物体,
其共同特点是角速度相等,有a=ω2r,
故=.
答案 AD
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