专题三 牛顿定律与曲线运动(2)

A．图中航天飞机在飞向B处的过程中，月球引力做正功 B．航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间一站轨道 C．根据题中条件可以算出月球质量

D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小

专题三 牛顿定律与曲线运动

二、计算题

1.抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动。现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。（设重力加速度为g）

（1）若球在球台边缘O点正上方高度h1处以速度v1水平发出， 落在球台的P1点（如图实线所示），求P1点距O点的距离x1。 （2）若球在O点正上方以速度v2水平发出，恰好在最高点时 越过球网落在球台的P2点（如图虚线所示），求v2的大小。 （3）若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网 且刚好落在对方球台边缘P3处，求发球点距O点的高度h3。

2. 某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成是一个质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l=10m，质点的质量

m=60kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4m。转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做

匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ=37。（不计空气阻力及绳重，绳子不可伸长，sin37=0.6，

cos37=0.8，g=10m/s）求：

（1）质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳子的拉力； （2）质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功。

02

O/

专题三 牛顿定律与曲线运动

3. 如图所示，一个圆弧形光滑细圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A 点与水平地面

4

3

AD相接，地面与圆心O等高， MN 是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于A点．将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻

力．

（1）若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何？ （2）欲使小球能通过C点落到垫子上，小球离A点的最大高度是多少？

4.如图所示，光滑的半球形固定在水平面上，其半径为R，有一小球（可视为质点）静止在半球形的最高点，小球受一扰动沿球面向下滚动，初速忽略不计，重力加速度为g.

求：（1）小球落到地面时的速度大小；

（2）小球落到地面时速度的水平分量和竖直分量.

5.2007年10月24日，“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕地球轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度为h的A点时，再一次实施变轨，进入12小时椭圆轨道⑤，后又经过两次变轨，最后进入周期为T的月球极月圆轨道⑦。如图所示，已知月球半径为R。 （1）请回答：“嫦娥一号”在完成第三次近地变轨时需要加速还是减速？

（2）写出月球表面重力加速度的表达式。

6. 2008年9月25

日，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船。如

专题三 牛顿定律与曲线运动

果把“神舟”七号载人飞船绕地球运行看作是同一轨道上的匀速圆周运动，宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为H，且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g，万有引力恒量为G。你能计算出下面哪些物理量？能计算的量写出计算过程和结果，不能计算的量说明理由。 （1）地球的质量 ；（2）飞船线速度的大小；（3）飞船所需的向心力。

7.我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，通过加速再进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行．已知地球半径为

R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为g/6，求：

（1）卫星在“停泊轨道”上运行的线速度； （2）卫星在“绕月轨道”上运行的线速度．

L1

卫星 停泊轨道

过渡轨道

L3

绕月轨道

L2

8．如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求：

(1)球B在最高点时，杆对水平轴的作用力大小．

(2）球B转到最低点时，球A和球B对杆的作用力分别是多大？方向如何？

专题三 牛顿定律与曲线运动

《专题三 牛顿运动定律与曲线运动》参考答案

答案：1AD 2D 3AD 4AD 5D 6C 7C 8A 9AB 10D 11A 12C 13CD 14C

15A 16 B 17AC

1解析：（1）设球从发出到落在球台的P1的飞行时间为t1，根据平抛运动规律得， x1 v1t1 （1） h1

12

gt1 （2） 解得：x1 v1

2

2h1g

（2）设发球高度为h2，飞行时间为t2，同理得， x2 v2t2 （3） h2

且h2=h ，2x2=L 解得：v2

L2

g2h

12

gt2 （4）

2

（3）如图所示，发球高度为h3，飞行时间为t3，同理得， x3 v3t3 （5）

h3 12

12

2

gt3 且3x3=2L （6）

2

设球从恰好越过球网到最高点的时间为t4，水平距离为s，有， h3 h

gt4 （7） s v3t4 （8）

由几何关系知：x3 s L（9） 联立（5）~（9）式，解得：h3

43h

2解析：（1）如图所示，对质点受力分析可得：mgtan m 2D

绳中的拉力T=mg/cosθ=750N

根据几何关系可得：D d lsin

代入数据得：

12

2

rad/s

（2）转盘从静止启动到转速稳定这一过程，绳子对质点做的功等于质点机

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说实用文档专题三 牛顿定律与曲线运动(2)在线全文阅读。