《2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 周測(cè)四 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天（含解析）.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 周測(cè)四 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天（含解析）.doc（17頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天
夯基提能卷④ 立足于練題型悟技法——保底分
(本試卷滿分95分)
一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的．全部選對(duì)的得6分，選不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)
1.
在水平地面上的O點(diǎn)同時(shí)將甲、乙兩塊小石頭斜向上拋出，甲、乙在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖所示，A點(diǎn)是兩軌跡在空中的交點(diǎn)，甲、乙運(yùn)動(dòng)的最大高度相同．若不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是( )
A．甲先到達(dá)最大高度處 B．乙先到達(dá)最大高度處
C．乙先到達(dá)A點(diǎn) D．甲先到達(dá)水平地面
答案：C
解析：斜拋運(yùn)動(dòng)可分解為：水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的加速度為－g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)．甲、乙上升時(shí)在豎直方向上都做加速度為－g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)甲、乙上升的最大高度為h，由逆向思維得h＝gt2，解得t＝，故甲、乙同時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由斜拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間對(duì)稱性t上＝t下知，甲、乙同時(shí)到達(dá)水平面，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由A點(diǎn)在兩曲線上的位置可知甲到A處所需時(shí)間t甲>t上；乙運(yùn)動(dòng)到A處所需時(shí)間t乙
t乙，乙先到A點(diǎn)，選項(xiàng)C正確．
2．[2019金華聯(lián)考]春節(jié)期間人們放飛孔明燈表達(dá)對(duì)新年的祝福，如圖甲所示，孔明燈在豎直O(jiān)y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng)，孔明燈的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為圖乙中的( )
A．直線OA B．曲線OB
C．曲線OC D．曲線OD
答案：D
解析：孔明燈在豎直O(jiān)y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做勻速運(yùn)動(dòng)，此方向上合力為零，所以合運(yùn)動(dòng)的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，故孔明燈做曲線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合合力指向軌跡內(nèi)側(cè)可知軌跡可能為曲線OD，故D正確．
3．[2019南通模擬]如圖所示，細(xì)懸線一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端穿過一張CD光盤的中央小孔后拴著一個(gè)橡膠球，橡膠球靜止時(shí)，豎直懸線剛好挨著水平桌面的邊沿．現(xiàn)將CD光盤按在桌面上，并沿桌面邊沿以速度v勻速移動(dòng)，移動(dòng)過程中，CD光盤中央小孔始終緊挨桌面邊緣，當(dāng)懸線與豎直方向的夾角為θ時(shí)，小球上升的速度大小為( )
A．vsinθ B．vcosθ
C．vtanθ D.
答案：A
解析：由題意可知，懸線與光盤的交點(diǎn)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一是沿著懸線的方向運(yùn)動(dòng)，二是垂直懸線的方向運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，則有v線＝vsinθ；而線的速度大小即為小球上升的速度大小．故A正確．
4．[2019湖南五校聯(lián)考](多選)如圖所示，傾角為α的固定斜面，其右側(cè)有一豎直墻面，小球滑上斜面，以速度v飛離斜面，恰好垂直撞擊到墻面上某位置，重力加速度為g，忽略空氣阻力，下列說法中正確的是( )
A．從飛離斜面到撞擊墻面的過程中，小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
B．豎直墻面與斜面右端的水平距離為sin2α
C．豎直墻面與斜面右端的水平距離為
D．從飛離斜面到撞擊墻面的過程中，小球豎直上升的高度為sinα
答案：AC
解析：小球飛離斜面時(shí)速度為v，把v沿水平方向和豎直方向分解，則有vx＝vcosα，vy＝vsinα，小球飛離斜面后，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，又小球恰好垂直撞擊到墻面上，可知小球撞到墻面時(shí)，豎直方向速度為零，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，小球飛行時(shí)間為t＝，則豎直墻面與斜面右端的水平距離為s＝vxt＝，小球豎直上升的高度為s′＝＝，可知選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤．
5．兩個(gè)互成角度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度分別為v1和v2，加速度分別為a1和a2，它們的合運(yùn)動(dòng)的軌跡( )
A．如果v1＝v2＝0，那么軌跡可能是曲線
B．如果v1＝v2≠0，那么軌跡一定是曲線
C．如果a1＝a2，那么軌跡一定是直線
D．如果a1：a2＝v1：v2，那么軌跡一定是直線
答案：D
解析：當(dāng)v1＝v2＝0，則將沿著合加速度方向，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么軌跡一定是直線，故A錯(cuò)誤；如果v1≠0，v2≠0，當(dāng)合初速度方向與合加速度方向共線時(shí)，則做直線運(yùn)動(dòng)，若兩者不共線時(shí)，則那么軌跡一定是曲線，故B錯(cuò)誤；如果a1＝a2，只有當(dāng)合初速度與合加速度共線時(shí)，才能做直線運(yùn)動(dòng)，因此軌跡不一定是直線，故C錯(cuò)誤；當(dāng)a1：a2＝v1：v2時(shí)，即合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，故D正確．
6．[2019石家莊質(zhì)檢](多選)如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B套在半徑為R的圓環(huán)上，圓環(huán)可繞豎直方向的直徑旋轉(zhuǎn)，兩小球隨圓環(huán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)圓環(huán)靜止．已知OA與豎直方向的夾角θ＝53，OA與OB垂直，小球B與圓環(huán)間恰好沒有摩擦力，重力加速度為g，(sin53＝0.8，cos53＝0.6.)下列說法正確的是( )
A．圓環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度的大小為
B．圓環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度的大小為
C．小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為mg
D．小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為mg
答案：AD
解析：對(duì)小球B受力分析，小球B在圓環(huán)支持力和重力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓環(huán)的角速度為ω，由牛頓第二定律可得mgtan37＝mω2Rsin37，解得ω＝，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)小球A，設(shè)圓環(huán)對(duì)小球A的支持力大小為F，圓環(huán)對(duì)小球A的摩擦力大小為f，方向?yàn)檠貓A環(huán)切線向下，由牛頓第二定律知，在豎直方向有Fcos53－mg－fcos37＝0，在水平方向有fcos53＋Fsin53＝mω2Rsin53，聯(lián)立解得f＝－，即小球A與圓環(huán)之間的摩擦力大小為，方向沿圓環(huán)上小球A所在位置切線方向向上，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤．
7．[2019漢中檢測(cè)]硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”研究的對(duì)象主要是黑洞、中子星和γ射線暴等致密天體和爆發(fā)現(xiàn)象．在利用“慧眼”觀測(cè)美麗的銀河系時(shí)，若發(fā)現(xiàn)某雙黑洞間的距離為L，只在彼此之間的萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)周期為T，引力常量為G，則雙黑洞總質(zhì)量為( )
A. B.
C. D.
答案：A
解析：雙黑洞均由萬有引力提供向心力，則有G＝M12r1，G＝M22r2，解得M1＝，M2＝，所以雙黑洞總質(zhì)量為M1＋M2＝，故選A正確．
8．[2019廣州調(diào)研]
已知現(xiàn)在地球的一顆同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為2α，如圖所示．假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為2β，則前后兩次同步通信衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為( )
A. B.
C. D.
答案：A
解析：設(shè)地球半徑為R，根據(jù)題圖可知，rcosα＝R，同步衛(wèi)星軌道半徑r＝.對(duì)同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力有，G＝mr2.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，同步衛(wèi)星軌道半徑r′＝.對(duì)同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力有，G＝mr′2.聯(lián)立可得前后兩次同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為＝，選項(xiàng)A正確．
二、非選擇題(本題包括4小題，共47分)
9．(10分)(1)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 ( )
A．記錄小球位置用的橫梁每次必須嚴(yán)格地等距離下降
B．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
C．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
D．實(shí)驗(yàn)中，記錄小球位置的白紙不能移動(dòng)
(2)如圖為研究小球的平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5 cm的小方格，重力加速度g取10 m/s2.由圖可知：照相機(jī)的閃光頻率為________Hz；小球拋出時(shí)的初速度大小為________m/s.B點(diǎn)豎直方向的分速度為________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
答案：(1)BD (2)10 2.5 3.0(前兩空每空3分，后兩空每空2分)
解析：本題考查對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的研究．(1)記錄小球位置的橫梁不必每次嚴(yán)格地等距離下降，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)要求小球拋出后不能接觸到木板上的白紙(或方格紙)，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，故選項(xiàng)B正確；將球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，應(yīng)用平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中，記錄小球位置的白紙是不能移動(dòng)的，避免軌跡發(fā)生改變，選項(xiàng)D正確．(2)小球豎直方向的位移變化量Δy＝gT2，知T＝＝＝ s＝0.1 s，所以閃光的頻率f＝＝10 Hz；小球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，其初速度v0＝＝ m/s＝2.5 m/s；其在B點(diǎn)豎直方向的速度vyB＝＝ m/s＝3.0 m/s.
10．(8分)為測(cè)定小物塊P與半徑為R的圓形轉(zhuǎn)臺(tái)B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)(設(shè)滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等)，小宇設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行如下操作：
(1)用天平測(cè)得小物塊P的質(zhì)量m；
(2)測(cè)得遮光片寬為d，伸出轉(zhuǎn)臺(tái)的長度為L(d?L)；
(3)將小物塊P放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，并讓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)光電門的位置，使固定在轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的遮光片遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一端并恰好能掃過光電門的激光束；
(4)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，從與光電門連接的計(jì)時(shí)器讀出遮光片單次經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt；
(5)不斷調(diào)整小物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)中心O的距離，當(dāng)距離為r時(shí)，小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)恰好不會(huì)被甩出．
已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.那么，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的角速度ω＝____________，小物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝____________，實(shí)驗(yàn)中不必要的步驟是____________(填步驟序號(hào))．
答案：(3分) (3分) (1)(2分)
解析：本題考查了測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)．設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，在恰好不被甩出時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有μmg＝mω2r，而v＝，又角速度ω＝＝，則μ＝.由以上推論可知，不必要的步驟是(1)．
11．(15分)[2019陜西西安八校聯(lián)考]如圖甲所示為車站使用的水平傳送帶的模型，水平傳送帶的長度L＝8 m，傳送帶的皮帶輪的半徑均為R＝0.2 m，傳送帶的上部距地面的高度為h＝0.45 m，現(xiàn)有一個(gè)旅行包(視為質(zhì)點(diǎn))以v0＝10 m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶，已知旅行包與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.6，g＝10 m/s2，不計(jì)空氣阻力．
(1)若傳送帶靜止，旅行包滑到B端時(shí)，人沒有及時(shí)取下，旅行包將從B端滑落，求旅行包的落地點(diǎn)與B端的水平距離；
(2)設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并設(shè)水平傳送帶長度仍為8 m，旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10 m/s，當(dāng)皮帶輪的角速度ω值在什么范圍內(nèi)，旅行包落地點(diǎn)與B端的水平距離始終為(1)中所求的距離？若皮帶輪的角速度ω1＝40 rad/s，旅行包落地點(diǎn)與B端的水平距離又是多少？
(3)設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，在圖乙中畫出旅行包落地點(diǎn)與B端的水平距離s隨皮帶輪的角速度ω變化的圖象．
答案：(1)0.6 m (2)(3)見解析
解析：本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，意在考查考生綜合處理問題的能力．
(1)旅行包做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為
a＝μg＝6 m/s2
旅行包到達(dá)B端的速度為
v＝＝＝ m/s＝2 m/s
旅行包的落地點(diǎn)與B端水平距離為
s＝vt＝v＝0.6 m
(2)要使旅行包落地點(diǎn)始終為(1)中所求的位置，旅行包在傳送帶上需做勻減速運(yùn)動(dòng)，則皮帶輪的臨界角速度為
ω＝＝10 rad/s
則ω值的范圍是ω≤10 rad/s
當(dāng)ω1＝40 rad/s時(shí)，傳送帶速度為
v1＝ω1R＝8 m/s
當(dāng)旅行包速度也為v1＝8 m/s時(shí)，在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的距離為
s＝＝3 m<8 m
以后旅行包做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以旅行包到達(dá)B端的速度也為v1＝8 m/s
旅行包的落地點(diǎn)與B端的水平距離為
s1＝v1t＝v1＝2.4 m
(3)如圖所示
12．(14分)中國首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2019年實(shí)現(xiàn)月面無人采樣返回，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．在某次登月任務(wù)中，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A.計(jì)時(shí)表一只；B.彈簧秤一把；C.已知質(zhì)量為m的鉤碼一個(gè)；D.天平一只(附砝碼一盒)．“嫦娥”號(hào)飛船在接近月球表面時(shí)，先繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)量出繞行N圈所用的時(shí)間為t.飛船的登月艙在月球上著陸后，宇航員利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量．已知萬有引力常量為G，把月球看作球體．利用上述兩次測(cè)量所得的物理量可求出月球的密度和半徑．
(1)宇航員進(jìn)行第二次測(cè)量的內(nèi)容是什么？
(2)試推導(dǎo)月球的平均密度和半徑的表達(dá)式(用上述測(cè)量的物理量表示)．
答案：(1)用彈簧秤稱量砝碼的重力F
(2)，
解析：(1)宇航員在月球上用彈簧測(cè)力計(jì)豎直懸掛物體，靜止時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F，即為物體在月球上所受重力的大小．(或F/m即為月球表面重力加速度的大小)(2分)
(2)對(duì)飛船靠近月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)有
＝m0R(3分)
月球的平均密度ρ＝(2分)
在月球上忽略月球的自轉(zhuǎn)時(shí)F＝G(2分)
又T＝(1分)
由以上各式可得，月球的密度ρ＝(2分)
月球的半徑R＝(2分)
探究創(chuàng)新卷④ 著眼于練模擬悟規(guī)范——爭(zhēng)滿分
(本試卷滿分95分)
一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的．全部選對(duì)的得6分，選不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)
1．[2019江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]下列說法中正確的是( )
A．伽利略發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測(cè)得了引力常量
B．根據(jù)表達(dá)式F＝G可知，當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大
C．在由開普勒第三定律得出的表達(dá)式＝k中，k是一個(gè)與中心天體有關(guān)的常量
D．兩物體間的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對(duì)平衡力
答案：C
解析：牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許測(cè)得了引力常量，故A錯(cuò)誤；表達(dá)式F＝G中，當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力定律不適用，故B錯(cuò)誤；表達(dá)式＝k中，k是一個(gè)與中心天體有關(guān)的常量，故C正確；物體間的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對(duì)相互作用力，故D錯(cuò)誤．
2．一人騎自行車向東行駛，當(dāng)車速為4 m/s時(shí)，他感到風(fēng)從正南方向吹來，當(dāng)車速增加到7 m/s時(shí)，他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45)吹來，假設(shè)風(fēng)速的方向和大小恒定，則風(fēng)對(duì)地的速度大小為( )
A．7 m/s B．6 m/s
C．5 m/s D．4 m/s
答案：C
解析：當(dāng)車速為4 m/s時(shí)，人感到風(fēng)從正南方向吹來，畫出矢量圖如圖(a)所示，故風(fēng)對(duì)地的速度大小沿行駛方向的分速度為4 m/s，當(dāng)車速增加到7 m/s時(shí)，他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45)吹來，畫出矢量圖如圖(b)所示，可知，風(fēng)對(duì)地的速度大小沿著垂直行駛方向的分速度大小為3 m/s，因此風(fēng)對(duì)地的速度大小為5 m/s，故C正確．
3．[2019青島模擬]
如圖所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，正方形白紙ABCD貼在方木板上，E、F、H是對(duì)應(yīng)邊的中點(diǎn)，P是EH的中點(diǎn)．金屬小球從傾斜軌道上由靜止開始下滑，從F點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好從C點(diǎn)射出．不計(jì)軌道與小球間的摩擦．以下說法正確的是( )
A．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過P點(diǎn)
B．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過PH之間某點(diǎn)
C．若將小球在軌道上的釋放高度降低，小球恰好由E點(diǎn)射出
D．若將小球在軌道上的釋放高度降低，小球恰好由BE中點(diǎn)射出
答案：C
解析：小球從F點(diǎn)射出，其軌跡是拋物線，則過C點(diǎn)做速度的反向延長線一定與水平位移交于FH的中點(diǎn)，而延長線又經(jīng)過P點(diǎn)，所以軌跡一定經(jīng)過PE之間某點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；設(shè)正方形白紙的邊長為2h，則平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x＝2h，時(shí)間t＝，初速度v＝，若將小球在軌道上的釋放高度降低，則到達(dá)F點(diǎn)的速度變?yōu)樵瓉淼囊话耄磛′＝，時(shí)間不變，水平位移變?yōu)閤′＝h，小球恰好由E點(diǎn)射出，故C正確，D錯(cuò)誤．
4．[2019安徽四校摸底](多選)
如圖，AB為豎直面內(nèi)半圓的水平直徑．從A點(diǎn)水平拋出兩個(gè)小球，小球1的拋出速度為v1、小球2的拋出速度為v2.小球1落在C點(diǎn)、小球2落在最低點(diǎn)D點(diǎn)，C點(diǎn)與水平直徑的距離為圓半徑的.小球1的飛行時(shí)間為t1，小球2的飛行時(shí)間為t2，g取10 m/s2.則( )
A．t1＝t2 B．t1h－x，由以上式子可解得h－Hμ1mg，即繩子產(chǎn)生了拉力，則F＝mω2r－μ1mg＝0.25ω2－1,4≤ω≤6
綜上所述作出F－ω2圖象如圖所示．
12．(14分)2014年10月24日到11月1日，我國探月工程首次實(shí)施了再入返回飛行試驗(yàn)．飛行試驗(yàn)器到達(dá)距月面約1.2萬千米的近月點(diǎn)，系統(tǒng)啟動(dòng)多臺(tái)相機(jī)對(duì)月球、地球進(jìn)行多次拍攝，獲取了清晰的地球、月球和地月合影圖象，衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球．設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T.假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間(用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響)．
答案： arccos－arccos
解析：如圖，O和O′分別表示地球和月球的中心．在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線OO′與地月球面的公切線ACD的交點(diǎn)，D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星圓軌道的交點(diǎn)．根據(jù)對(duì)稱性，過A點(diǎn)在另一側(cè)作地月球面的公切線，交衛(wèi)星軌道于E點(diǎn)．衛(wèi)星在BE弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的信號(hào)被遮擋．
設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0，萬有引力常量為G，根據(jù)萬有引力定律有：
G＝m2r①
G＝m02r1②
式中，T1是探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期．由①②式得
2＝3③
設(shè)衛(wèi)星的微波信號(hào)被遮擋的時(shí)間為t，則由于衛(wèi)星繞月做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有
＝④
式中α＝∠CO′A，β＝∠CO′B，由幾何關(guān)系得
rcosα＝R－R1⑤
r1cosβ＝R1⑥
由③④⑤⑥式得
t＝ ⑦
2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 周測(cè)四 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力與航天（含解析）.doc
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