统考版2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题二力与曲线运动第5讲圆周运动万有引力与航天素养培优教师用书

素养培优·情境命题生活、科技中的圆周运动情境1[2024·湖北省武汉市武昌区检测]如图所示，是武昌洪山广场转盘T字路口，框中标识的这辆汽车正在沿水平弯道向左前方减速行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑．司机(坐在前排左边)和车上四名乘客始终与汽车保持相对静止．下列说法正确的是()A．司机和乘客们确定具有相同的线速度B．副驾驶座上乘客的向心加速度大于司机的向心加速度C．汽车所受的合力确定指向圆弧轨迹的圆心D．汽车对乘客的作用力与汽车运动方向相反[解题心得]情境2[2024·辽宁省沈阳市模拟]如图所示为中国古代重力投石机示意图．A端凹槽内装有一石子，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出．若石子抛出速度增大，下列说法正确的是()A．石子水平位移减小B．石子水平位移增大C．石子飞行时间变短D．石子飞行时间变长[解题心得]情境3[2024·湖北省十堰市调研]2024年6月23日，我国在西昌卫星放射中心运用“长征二号”丁运载火箭，实行“一箭三星”方式，胜利将“遥感三十五号”02组卫星放射升空．卫星放射并进入轨道是一个困难的过程，如图所示，放射同步卫星时，先将卫星放射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道．已知近地轨道半径为r1，同步轨道半径为r2.则下列说法正确的是()A．卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为r2∶r1B．卫星在近地轨道与同步轨道上运动的速度大小之比为r2∶r1C．卫星在转移轨道上运动时，从B点运动到A点的过程中机械能减小D．在转移轨道上运动，相同的时间内，卫星与地心的连线扫过的面积相等[解题心得]情境4(多选)如图所示为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而快速将水甩出．衣服(带水，可视为质点)质量为m，衣服和器壁的动摩擦因数约为μ，甩衣桶的半径为r，洗衣机的外桶的半径为R，当角速度达到ω0时，衣服上的水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．衣服(带水)做匀变速曲线运动B．电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来C．当ω＝ω0时，水滴下落高度打到外筒上D．当ω＝ω0时，水滴下落高度打到外筒上素养培优·情境命题情境1解析：司机和乘客转动角速度相等，副驾驶座上乘客和司机离圆心的距离不相等，由v＝rω可知，线速度不相等，由an＝ω2r可知，副驾驶座上乘客的向心加速度大于司机的向心加速度，A错误，B正确；汽车做变速圆周运动，汽车所受的合力确定不指向圆弧轨迹的圆心，C错误；依据题意可知，在竖直方向上，乘客受汽车的支持力，由于乘客随汽车做减速圆周运动，则水平方向上，汽车对乘客的作用力可分解为一个指向圆心的分力供应向心力，一个与运动方向相反的分力使乘客做减速运动，则汽车对乘客的作用力不行能与汽车运动方向相反，故D错误．答案：B情境2解析：石子被水平抛出后做平抛运动，下落的高度确定，依据运动学公式得t＝，石子飞行的时间不变，C、D错误；水平位移为x＝vt，故水平速度增大时，水平位移增大，A错误，B正确．答案：B情境3解析：依据牛顿其次定律可得G＝ma，解得a＝，所以卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为＝，A错误；依据万有引力供应向心力可得G＝m，解得v＝，所以卫星在近地轨道与同步轨道上运动的速度大小之比为＝，B错误；卫星在转移轨道上运动时，只有万有引力做功，卫星的机械能保持不变，C错误；由开普勒其次定律可知，在转移轨道上运动，相同的时间内，卫星与地心的连线扫过的面积相等，D正确．答案：D情境4解析：衣服(带水)做非匀变速曲线运动，因为其向心加速度是变更的，A错误；竖直方向，依据平衡条件有mg＝μN由于弹力供应向心力，由牛顿其