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高中物理一轮复习学案

高中物理一轮复习学案
高中物理一轮复习学案

高中物理必修2(新人教版)全册复习教学案(强烈推荐)

内容简介:包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律,具体可以分为,知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结,是高一高三复习比较好的资料。

一、 第五章 曲线运动

(一)、知识网络

(二)重点内容讲解

1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动,曲线运动的条件可从两个角度来理解:(1)从运动学角度来理解;物体的加速度方向不在同一条直线上;(2)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,曲线运动是一种变速运动。

曲线运动是一种复杂的运动,为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系,它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算,同样遵循曲线运动

平等四边形定则。

2、平抛运动

平抛运动具有水平初速度且只受重力作用,是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解,将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为:(1)水平方向:a x =0,v x =v 0,x= v 0t 。

(2)竖直方向:a y =g ,v y =gt ,y= gt 2

/2。 (3)合运动:a=g ,2

2y x t v v v +=

,22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ,tan θ= gt/

v 0,s 与x 方向夹角为α,tan α= gt/ 2v 0。

平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定,即g

h

t 2=

,与v 0无关。水平射程s= v 0

g

h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。

正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义,并掌握相关公式。

圆周运动与其他知识相结合时,关键找出向心力,再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2

列式求解。向心力可以由某一个力来提供,也可以由某个力的分力提供,还可以由合外力来提供,在匀速圆周运动中,合外力即为向心力,始终指向圆心,其大小不变,作用是改变线速度的方向,不改变线速度的大小,在非匀速圆周运动中,物体所受的合外力一般不指向圆心,各力沿半径方向的分量的合力指向圆心,此合力提供向心力,大小和方向均发生变化;与半径垂直的各分力的合力改变速度大小,在中学阶段不做研究。

对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析,找准圆心的位置,结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解,要注意绳类的约束条件为v 临=gR ,杆类的约束条件为v 临=0。 (三)常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析

小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动.

例1:设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短=

1

v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d

当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下:

如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则

合速度沿此切线航程最短,

由图知: sin θ=21

v v

最短航程x 2=

θ

sin d

= 12v d v

注意:船的划行方向与船头指向一致,而船的航行方向是实际运动方向.

[变式训练1]小船过河,船对水的速率保持不变.若船头垂直于河岸向前划行,则经10min 可到达下游120m 处的对岸;若船头指向与上游河岸成θ角向前划行,则经12.5min 可到达正对岸,试问河宽有多少米? [答案]河宽200m 2. 平抛运动的规律

平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。 以抛出点为原点,取水平方向为x 轴,正方向与初速度v 0的方向相同;竖直方向为y 轴,正方向向下;物体在任一时刻t 位置坐标P(x,y),位移s,速度v t (如图)的关系为:

(1) 速度公式

水平分速度:v x =v 0,竖直分速度:v y =gt. T 时刻平抛物体的速度大小和方向: V t =22y

x

v v +,tan α=

x

y v v =gt/v 0

(2) 位移公式(位置坐标):水平分位移:x=v 0t, 竖直分位移:y=gt 2

/2

t 时间内合位移的大小和方向:l=2

2

y x +,tan θ=

x y =t

v g 02 由于tan α=2tan θ,v t 的反向延长线与x 轴的交点为水平位移的中点.

(3) 轨迹方程:平抛物体在任意时刻的位置坐标x 和y 所满足的方程,叫轨迹方程,由位

移公式消去t 可得:

y=20

2v g x 2或 x 2=g v 2

02y

显然这是顶点在原点,开口向下的抛物线方程,所以平抛运动的轨迹是一条抛物线.

[例2]小球以初速度v 0水平抛出,落地时速度为v 1,阻力不计,以抛出点为坐标原点,以水平初速度v 0方向为x 轴正向,以竖直向下方向为y 轴正方向,建立坐标系

(1) 小球在空中飞行时间t

(2) 抛出点离地面高度h (3) 水平射程x (4) 小球的位移s

(5) 落地时速度v 1的方向,反向延长线与x 轴交点坐标x 是多少?

[思路分析](1)如图在着地点速度v 1

v y ,

而v y =gt 则v 1

2

=v 02

+v y 2

=v 02

+(gt)2

可求 t=

g

v v 2

21-

(2)平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动

h=gt 2

/2=2g

·2

1g

20

21v v -=g

v v 22

21-

(3)平抛运动在水平方向分运动为匀速直线运动 x=v 0t=

g

v v v 2

210-

(4)位移大小s=22h x +=

g

v v v v 2324

1402120+-

位移s 与水平方向间的夹角的正切值

tan θ=x

h

=02

0212v v v -

(5)落地时速度v 1方向的反方向延长线与x 轴交点坐标x 1=x/2=v 0

g

v v 22

21-

[答案](1)t=

g

v v 20

21- (2) h=g v v 22

21- (3) x=g

v v v 20210-

(4) s=

g

v v v v 2324

1402120+- tan θ=

2

212v v v - (5) x 1= v 0

g

v v 22

21-

[总结]平抛运动常分解成水平方向和竖直方向的两个分运动来处理,由竖直分运动是自由落体运动,所以匀变速直线运动公式和推论均可应用.

[变式训练2]火车以1m/s 2

的加速度在水平直轨道上加速行驶,车厢中一乘客把手伸到窗外,

从距地面2.5m 高处自由一物体,若不计空气阻力,g=10m/s 2

,则

(1) 物体落地时间为多少?

(2) 物体落地时与乘客的水平距离是多少? [答案](1) t=

2

2

s (2) s=0.25m 3. 传动装置的两个基本关系:皮带(齿轴,靠背轮)传动线速度相等,同轴转动的角速度相等.

在分析传动装置的各物理量之间的关系时,要首先明确什么量是相等的,什么量是不等的,在通常情况下同轴的各点角速度ω,转速n 和周期T 相等,而线速度v=ωr 与半径成正比。在认为皮带不打滑的情况下,传动皮带与皮带连接的边缘的各点线速度的大小相等,而角速度ω=v/r 与半径r 成反比.

[例3] 如图所示的传动装置中,B,C 两轮固定在一起绕同一轴转动,A,B 两轮用皮带传动,三轮的半径关系是r A =r C =2r B .若皮带不打滑,求A,B,C 轮边缘的a,b,c 三点的角速度之比和线速度之比.

[解析] A,B 两轮通过皮带传动,皮带不打滑,则A,B 两轮边缘的线速度大小相等.即 v a =v b 或 v a :v b =1:1 ① 由v=ωr 得 ωa : ωb = r B : r A =1:2 ②

B,C 两轮固定在一起绕同一轴转动,则B,C 两轮的角速度相同,即 ωb =ωc 或 ωb : ωc =1:1 ③ 由v=ωr 得v b :v c =r B :r C =1:2 ④ 由②③得ωa : ωb : ωc =1:2:2 由①④得v a :v b :v c =1:1:2

[答案] a,b,c 三点的角速度之比为1:2:2;线速度之比为1:2:2

[变式训练3]如图所示皮带传动装置,皮带轮为O,O ′,R B =R A /2,R C =2R A /3,当皮带轮匀速转动时,皮带不皮带轮之间不打滑,求A,B,C

[答案] (1) ωA

: ωB : ωc =2:2:3 (2) v A :v B :v c =2:1:2

(1) T A :T B :T C =3:3:2

4. 杆对物体的拉力

【例4】细杆的一端与小球相连,可绕O 点的水平轴自由转动,不计摩擦,杆长为R 。 (1)若小球在最高点速度为gR ,杆对球作用力为多少?当球运动到最低点时,杆对球

的作用力为多少?

(2)若球在最高点速度为gR /2时,杆对球作用力为多少?当球运动到最低点时,杆对

球的作用力是多少?

(3)若球在最高点速度为2gR 时,杆对球作用力为多少?当球运动到最低点时,杆对球的作用力是多少?

〖思路分析〗(1)球在最高点受力如图(设杆对球作用力T 1向下)

则T 1+mg=mv 12

/R ,将v 1=gR 代入得T 1 =0。故当在最高点球速为gR 时,杆对球无作用力。 当球运动到最低点时,由动能定理得:

2mgR=mv 22/2- mv 12

/2,

解得:v 22

=5gR

, 球受力如图:

T 2-mg=mv 22

/R , 解得:T 2 =6mg 同理可求:(2)在最高点时:T 3=-3mg/4 “-”号表示杆对球的作用力方向与假设方向相反,即杆对球作用力方向应为向上,也就是杆对球为支持力,大小为3mg/4 当小球在最低点时:T 4=21mg/4

(3)在最高点时球受力:T 5=3mg ;在最低点时小球受力:T 6=9mg

〖答案〗(1)T 1 =0 ,T 2 =6mg (2)T 3=3mg/4,T 4=21mg/4 (3)T 5=3mg ,T 6=9mg 〖方法总结〗(1)在最高点,当球速为gR ,杆对球无作用力。

当球速小于gR ,杆对球有向上的支持力。当球速大于gR ,杆对球有向下的拉力。 (2)在最低点,杆对球为向上的拉力。

〖变式训练4〗如图所示细杆的一端与一小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动。现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a 、b 分别表示小球的轨道的最低点和最高点。则杆对小球的作用力可能是: A 、 a 处是拉力,b 处是拉力。 B 、 a 处是拉力,b 处是推力。 C 、 a 处是推力。B 处是拉力。 D 、a 处是推力。B 处是推力。 〖答案〗AB

二、 第六章万有引力与航天

(一)知识网络

托勒密:地心说

人类对行 哥白尼:日心说

星运动规 开普勒 第一定律(轨道定律)

行星 第二定律(面积定律)

律的认识 第三定律(周期定律)

运动定律

万有引力定律的发现

万有引力定律的内容 万有引力定律 F =G

2

2

1r

m m 引力常数的测定

万有引力定律 称量地球质量M =G gR 2

万有引力 的理论成就 M =2

3

24GT r π

与航天 计算天体质量 r =R,M=2

3

24GT R π M=G

gR 2

人造地球卫星 M=2

3

24GT

r π 宇宙航行 G 2r

Mm

= m r v 2

mr 2

ω

ma

第一宇宙速度7.9km/s 三个宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s 地三宇宙速度16.7km/s

宇宙航行的成就

(二)、重点内容讲解 计算重力加速度

1 在地球表面附近的重力加速度,在忽略地球自转的情况下,可用万有引力定律来计算。

G =G 2R M =6.67*1110-*2

324)

10*6730(10*98.5=9.8(m/2s )=9.8N/kg 即在地球表面附近,物体的重力加速度g =9.8m/2

s 。这一结果表明,在重力作用下,物体加速度大小与物体质量无关。

2 即算地球上空距地面h 处的重力加速度g ’。有万有引力定律可得:

g ’=2)(h R GM +又g =2R GM ,∴g g '=2

2

)(h R R +,∴g ’=2)(h R R +g

3 计算任意天体表面的重力加速度g ’。有万有引力定律得: g ’=

2''R GM (M ’为星球质量,R ’卫星球的半径),又g =2

R

GM

, ∴

g g '=2)'

('R R M M ?。 体运行的基本公式

在宇宙空间,行星和卫星运行所需的向心力,均来自于中心天体的万有引力。因此万有引力即为行星或卫星作圆周运动的向心力。因此可的以下几个基本公式。

1 向心力的六个基本公式,设中心天体的质量为M ,行星(或卫星)的圆轨道半径为r ,

则向心力可以表示为:n F =G 2r

Mm =ma =m r v 2=mr 2

ω=mr 2)2(T π=mr 2)2(f π=m ωv 。

2 五个比例关系。利用上述计算关系,可以导出与r 相应的比例关系。 向心力:n F =G

2r Mm ,F ∝21

r ; 向心加速度:a=G 2r M , a ∝21

r

;

线速度:v =

r

GM ,v ∝

r

1;

角速度:ω=

3r GM ,ω∝31

r

; 周期:T =2π

GM

r 3,T ∝3

r 。 3 v 与ω的关系。在r 一定时,v=r ω,v ∝ω;在r 变化时,如卫星绕一螺旋轨道远离或靠近中心天体时,r 不断变化,v 、ω也随之变化。根据,v ∝

r

1和ω∝

3

1r

,这时v 与ω

为非线性关系,而不是正比关系。

一个重要物理常量的意义

根据万有引力定律和牛顿第二定律可得:G 2r Mm =mr 2)2(T π∴k GM

T r ==

2234π.这实际上是开普勒第三定律。它表明k T

r =23

是一个与行星无关的物理量,它仅仅取决于中心天体

的质量。在实际做题时,它具有重要的物理意义和广泛的应用。它同样适用于人造卫星的运动,在处理人造卫星问题时,只要围绕同一星球运转的卫星,均可使用该公式。

估算中心天体的质量和密度

1 中心天体的质量,根据万有引力定律和向心力表达式可得:G

2

r

Mm =mr 2

)2(T π,∴M =2

3

24GT

r π 2 中心天体的密度

方法一:中心天体的密度表达式ρ=

V M ,V =3

4

3R π(R 为中心天体的半径),根据前面M 的表达式可得:ρ=3

23

3R

GT r π。当r =R 即行星或卫星沿中心天体表面运行时,ρ=2

3GT

π

。此时表面只要用一个计时工具,测出行星或卫星绕中心天体表面附近运行一周的时间,周期T ,就可简捷的估算出中心天体的平均密度。

方法二:由g=2R

GM ,M=G gR 2进行估算,ρ=V M ,∴ρ=R G g

π43

(三)常考模型规律示例总结

1. 对万有引力定律的理解

(1)万有引力定律:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,两物体间引力的方向沿着二者的连线。 (2)公式表示:F=

2

2

1r

m Gm 。 (3)引力常量G :①适用于任何两物体。 ②意义:它在数值上等于两个质量都是1kg 的物体(可看成质点)相距1m 时的相互作用力。

③G 的通常取值为G=6。67×10-11Nm 2/kg 2

。是英国物理学家卡文迪许用实验测得。

(4)适用条件:①万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远大于每个物体的尺寸时,物体可看成质点,直接使用万有引力定律计算。

②当两物体是质量均匀分布的球体时,它们间的引力也可以直接用公式计算,但式中的r 是指两球心间的距离。

③当所研究物体不能看成质点时,可以把物体假想分割成无数个质点,求出两个物体上每个

质点与另一物体上所有质点的万有引力,然后求合力。(此方法仅给学生提供一种思路) (5)万有引力具有以下三个特性:

①普遍性:万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体(大到天体小到微观粒子)间的相互吸引力,它是自然界的物体间的基本相互作用之一。

②相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律。

③宏观性:通常情况下,万有引力非常小,只在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义,在微观世界中,粒子的质量都非常小,粒子间的万有引力可以忽略不计。

〖例1〗设地球的质量为M ,地球的半径为R ,物体的质量为m ,关于物体与地球间的万有引力的说法,正确的是:

A 、地球对物体的引力大于物体对地球的引力。

A 、 物体距地面的高度为h 时,物体与地球间的万有引力为F=2

h

GMm 。

B 、 物体放在地心处,因r=0,所受引力无穷大。 D 、物体离地面的高度为R 时,则引力为F=

2

4R

GMm

〖答案〗D

〖总结〗(1)矫揉造作配地球之间的吸引是相互的,由牛顿第三定律,物体对地球与地球对物体的引力大小相等。 (2)F=

2

2

1r m Gm 。中的r 是两相互作用的物体质心间的距离,不能误认为是两物体表面间的距离。 (3)F=

2

2

1r

m Gm 适用于两个质点间的相互作用,如果把物体放在地心处,显然地球已不能看为质点,故选项C 的推理是错误的。

〖变式训练1〗对于万有引力定律的数学表达式F=

2

2

1r m Gm ,下列说法正确的是: A 、公式中G 为引力常数,是人为规定的。 B 、r 趋近于零时,万有引力趋于无穷大。

C 、m 1、m 2之间的引力总是大小相等,与m 1、m 2的质量是否相等无关。

D 、m 1、m 2之间的万有引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力。 〖答案〗C

2. 计算中心天体的质量

解决天体运动问题,通常把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动,处在圆心的天体称作中心天体,绕中心天体运动的天体称作运动天体,运动天体做匀速圆周运动所需的向心力由中心天体对运动天体的万有引力来提供。

ma T mr mr r mv r GMm ====22

22

)2(πω式中M 为中心天体的质量,Sm 为运动天体的

质量,a 为运动天体的向心加速度,ω为运动天体的角速度,T 为运动天体的周期,r 为运动天

体的轨道半径.

(1)天体质量的估算

通过测量天体或卫星运行的周期T 及轨道半径r,把天体或卫星的运动看作匀速圆周运

动.根据万有引力提供向心力,有2

2

)2(T mr r

GMm π=,得2324GT r M π= 注意:用万有引力定律计算求得的质量M 是位于圆心的天体质量(一般是质量相对较大

的天体),而不是绕它做圆周运动的行星或卫星的m,二者不能混淆.

用上述方法求得了天体的质量M 后,如果知道天体的半径R,利用天体的体积

3

3

4R V π=,进而还可求得天体的密度.3233R GT r V M πρ==如果卫星在天体表面运行,则r=R,则上式可简化为2

3GT π

ρ=

规律总结:

① 掌握测天体质量的原理,行星(或卫星)绕天体做匀速圆周运动的向心力是由万有引力来

提供的.

② 物体在天体表面受到的重力也等于万有引力.

③ 注意挖掘题中的隐含条件:飞船靠近星球表面运行,运行半径等于星球半径.

(2)行星运行的速度、周期随轨道半径的变化规律

研究行星(或卫星)运动的一般方法为:把行星(或卫星)运动当做匀速圆周运动,向

心力来源于万有引力,即:

22

22

)2(T mr mr r mv r GMm πω=== 根据问题的实际情况选用恰当的公式进行计算,必要时还须考虑物体在天体表面所受的万有引力等于重力,即

mg R

GMm

=2

(3)利用万有引力定律发现海王星和冥王星

〖例2〗已知月球绕地球运动周期T 和轨道半径r ,地球半径为R 求(1)地球的质量?(2)地球的平均密度? 〖思路分析〗

(1) 设月球质量为m ,月球绕地球做匀速圆周运动,

则:2

2

)2(T mr r

GMm π= ,2324GT r M π= (2)地球平均密度为3

233

33

4R GT r R M ππρ==

答案:2324GT r M π= ; 3

23

3R

GT r πρ= 总结:①已知运动天体周期T 和轨道半径r ,利用万有引力定律求中心天体的质量。

②求中心天体的密度时,求体积应用中心天体的半径R 来计算。

〖变式训练2〗人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后,绕该行星做匀速圆周运动,已知该行星的半径为R ,探测器运行轨道在其表面上空高为h 处,运行周期为T 。

(1)该行星的质量和平均密度?(2)探测器靠近行星表面飞行时,测得运行周期为T 1,则行星平均密度为多少?

答案:(1)232)(4GT h R M +=π;323

)(3R GT h R +=πρ (2)2

1

3GT πρ= 3. 地球的同步卫星(通讯卫星)

同步卫星:相对地球静止,跟地球自转同步的卫星叫做同步卫星,周期T=24h ,同步卫星又叫做通讯卫星。

同步卫星必定点于赤道正上方,且离地高度h ,运行速率v 是唯一确定的。

设地球质量为m ',地球的半径为6

R=6.410m ×,卫星的质量为m ,根据牛顿第二定律()

()2

2

m m

2πG

=m R+h T R+h '??

???

设地球表面的重力加速度2

g=9.8m s ,则

2Gm =R g '

以上两式联立解得:

7=4.210m

×

同步卫星距离地面的高度为

()767h=4.210 6.410m=3.5610m ×××-

同步卫星的运行方向与地球自转方向相同

注意:赤道上随地球做圆周运动的物体与绕地球表面做圆周运动的卫星的区别 在有的问题中,涉及到地球表面赤道上的物体和地球卫星的比较,地球赤道上的物体随地球自转做圆周运动的圆心与近地卫星的圆心都在地心,而且两者做匀速圆周运动的半径均可看作为地球的R ,因此,有些同学就把两者混为一谈,实际上两者有着非常显著的区别。

地球上的物体随地球自转做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供,但由于地球自转角速度不大,万有引力并没有全部充当向心力,向心力只占万有引力的一小部分,万有引力的另一分力是我们通常所说的物体所受的重力(请同学们思考:若地球自转角速度逐渐变大,将会出现什么现象?)而围绕地球表面做匀速圆周运动的卫星,万有引力全部充当向心力。

赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动时由于与地球保持相对静止,因此它做圆周运

动的周期应与地球自转的周期相同,即24小时,其向心加速度22

4πR

a=T ≈ 20.034m s ;而绕地球表面运行的近地卫星,其线速度即我们所说的第一宇宙速度,

它的周期可以由下式求出:

2

22Mm 4πG =m R R T

求得T=2R 与质量,可求出地球近地卫星绕地球的运行周期

T 约为84min ,此值远小于地球自转周期,而向心加速度22GM

a ==9.8m R

'远大于自转时向心加速度。

[例3] 已知地球的半径为R=6400km ,地球表面附近的重力加速度2

g=9.8m s ,若发射一颗地球的同步卫星,使它在赤道上空运转,其高度和速度应为多大?

[思路分析]:设同步卫星的质量为m ,离地面的高度的高度为h ,速度为v ,周期为T ,地球的质量为M 。同步卫星的周期等于地球自转的周期。

2Mm

G

=mg R

① ()

()2

2

Mm

2πG

=m R+h T R+h ??

???

由①②两式得

37640010m 3.5610m

=

-?=?

又因为()

()

2

2

Mm

v G

=m R+h R+h

由①③两式得

3m s 3.110m s ==? [答案]:3

7

h 3.5610m

v 3.110m s =?=?

[总结]:此题利用在地面上2Mm G =mg R 和在轨道上()

()2

2

Mm 2πG =m R+h T R+h ??

???两式联立解题。

[变式训练3]

下面关于同步卫星的说法正确的是( )

A .同步卫星和地球自转同步,卫星的高度和速率都被确定

B .同步卫星的角速度虽然已被确定,但高度和速率可以选择,高度增加,速率增大;高度降低,速率减小

C .我国发射的第一颗人造地球卫星的周期是114分钟,比同步卫星的周期短,所以第一颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星低

D .同步卫星的速率比我国发射的第一颗人造卫星的速率小

[答案]:ACD

三、第七章机械能守恒定律

(一)、知识网络

(二)、重点内容讲解

1.机车起动的两种过程

(1)一恒定的功率起动

机车以恒定的功率起动后,若运动过程所受阻力f不变,由于牵引力F=P/v随v增大,F 减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v增大时,加速度a减小,其运动情况是做加速度减小的加速运动。直至F=F'时,a减小至零,此后速度不再增大,速度达到最大值而做匀速运动,做匀速直线运动的速度是

v 当a=0时

a =(F-f)/m 即F=f时保持v m匀速

F =P/v v达到最大v m

匀速直线运动

这一过程的v-t关系如图所示

(2)车以恒定的加速度起动

由a=(F-f)/m知,当加速度a不变时,发动机牵引力F恒定,再由P=F·v知,F一定,发动机实际输出功P 随v的增大而增大,但当增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,继续增大,牵引力减小,直至F=f时,a=0 ,车速达到最大值v m= P额/f,此后匀速运动

在P增至P额之前,车匀加速运动,其持续时间为

t0 = v0/a= P额/F·a = P额/(ma+F’)a

(这个v0必定小于v m,它是车的功率增至P额之时的瞬时速度)计算时,先计算出

F,F-F ’=ma ,再求出v=P 额/F,最后根据v=at 求t

在P 增至P 额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到v m .下面是这个动态过程的方框图.

变加速直线运动

匀速直线运动 v v m

注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的合力,这一点在计算题目中极易出错.

实际上,飞机’轮船’火车等交通工具的最大行驶速度受到自身发动机额定功率P 和运动阻力f 两个因素的共同制约,其中运动阻力既包括摩擦阻力,也包括空气阻力,而且阻力会随着运动速度的增大而增大.因此,要提高各种交通工具的最大行驶速度,除想办法提高发动机的额定功率外,还要想办法减小运动阻力,汽车等交通工具外型的流线型设计不仅为了美观,更是出于减小运动阻力的考虑. 2. 动能定理

(1) 内容:合力所做的功等于物体动能的变化

(2) 表达式:W 合=E K2-E K1=ΔE 或W 合= mv 22/2- mv 12/2 。其中E K2表示一个过程的末动能mv 22

/2,

E K1表示这个过程的初动能mv 12

/2。

(3) 物理意义:动能地理实际上是一个质点的功能关系,即合外力对物体所做的功是物

体动能变化的量度,动能变化的大小由外力对物体做的总功多少来决定。动能定理是力学的一条重要规律,它贯穿整个物理教材,是物理课中的学习重点。 说明:动能定理的理解及应用要点

(1) 动能定理的计算式为标量式,v 为相对与同一参考系的速度。

(2) 动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看成单一物体的物体系.

(3) 动能定理适用于物体的直线运动,也适用于曲线运动;适用于恒力做功,也

适用于变力做功,力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用。只要求出在作用的过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。

(4) 若物体运动的过程中包含几个不同过程,应用动能定理时,可以分段考虑,

也可以考虑全过程作为一整体来处理。 3.动能定理的应用

(1) 一个物体的动能变化ΔE K 与合外力对物体所做的功W 具有等量代换关系,若

ΔE K ?0,表示物体的动能增加,其增加量等于合外力对物体所做的正功;若

ΔE K?0,表示物体的动能减小,其减少良等于合外力对物体所做的负功的绝对

值;若ΔE K=0,表示合外力对物体所做的功等于零。反之亦然。这种等量代换

关系提供了一种计算变力做功的简便方法。

(2)动能定理中涉及的物理量有F、L、m、v、W、E K等,在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功和这段

位移始末两状态动能变化去考察,无需注意其中运动状态变化的细节,又由于

动能和功都是标量,无方向性,无论是直线运动还是曲线运动,计算都会特别

方便。

(3)动能定理解题的基本思路

①选取研究对象,明确它的运动过程。

②分析研究对象的受力情况和各个力做功情况然后求各个外力做功的代数和。

③明确物体在过程始末状态的动能E K1和E K2。

④列出动能定理的方程W合=E K2-E K1,及其他必要的解题过程,进行求解。

4.应用机械能守恒定律的基本思路:

应用机械能守恒定律时,相互作用的物体间的力可以是变力,也可以是恒力,只要符合守恒条件,机械能就守恒。而且机械能守恒定律,只涉及物体第的初末状态的物理量,而不须分析中间过程的复杂变化,使处理问题得到简化,应用的基本思路如下:

⑤选取研究对象-----物体系或物体。

⑥根据研究对象所经右的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒。

⑦恰当地选取参考平面,确定对象在过程的初末状态时的机械能。(一般选地面

或最低点为零势能面)

⑧根据机械能守恒定律列方程,进行求解。

注意:(1)用机械能守恒定律做题,一定要按基本思路逐步分析求解。

(2)判断系统机械能是否守怛的另外一种方法是:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其它形式的能的转化,则物体系机械能守恒。

(三)常考模型规律示例总结

1. 机车起动的两种过程

(1)一恒定的功率起动

机车以恒定的功率起动后,若运动过程所受阻力f不变,由于牵引力F=P/v随v增大,F 减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v增大时,加速度a减小,其运动情况是做加速度减小的加速运动。直至F=F'时,a减小至零,此后速度不再增大,速度达到最大值而做匀速运动,做匀速直线运动的速度是

v 当a=0时

a =(F-f)/m 即F=f时保持v m匀速

F =P/v v达到最大v m

匀速直线运动

(2)车以恒定的加速度起动

由a=(F-f)/m知,当加速度a不变时,发动机牵引力F恒定,再由P=F·v知,F一定,发动机实际输出功P 随v的增大而增大,但当增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,继续增大,牵引力减小,直至F=f时,a=0 ,车速达到最大值v m= P额/f,此后匀速运动

在P 增至P 额之前,车匀加速运动,其持续时间为 t 0 = v 0/a= P 额/F ·a = P 额/(ma+F ’)a

(这个v 0必定小于v m ,它是车的功率增至P 额之时的瞬时速度)计算时,先计算出F,F-F ’=ma ,再求出v=P 额/F,最后根据v=at 求t

在P 增至P 额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到v m .下面是这个动态过程的方框图.

变加速直线运动

匀速直线运动 v

这一过程的关系可由右图所示 v m 注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的合力,这 v 0一点在计算题目中极易出错.

实际上,飞机’轮船’火车等交通工具的最大行驶速度受到自身发动机额定功率P 和运动阻力f 两个因素的共同制约,其中运动阻力既包括摩擦阻力,也包括空气阻力,而且阻力会随着运动速度的增大而增大.因此,要提高各种交通工具的最大行驶速度,除想办法提高发动机的额定功率外,还要想办法减小运动阻力,汽车等交通工具外型的流线型设计不仅为了美观,更是出于减小运动阻力的考虑.

[例1] 一汽车的额定功率为P 0=100KW,质量为m=10×103

,设阻力恒为车重的0..1倍,取

(1) 若汽车以额定功率起①所达到的最大速度v m ②当速度v=1m/s 时,汽车加速度

为少?③加速度a=5m/s 2时,汽车速度为多少?g=10m/s 2

(2) 若汽车以的加速度a=0.5m/s 2

起动,求其匀加速运动的最长时间? [思路分析]①汽车以额定功率起动,达到最大速度时,阻力与牵引力相等,依题,所以

v m =P 0/F=P0/f=P 0/0.1mg=10m/s

②汽车速度v 1=1m/s 时,汽车牵引力为F 1

F 1=P 0/v 1==1×105

N 汽车加速度为 a 1

a 1=(F 1-0.1mg)/m=90m/s 2

③汽车加速度a 2=5m/s 2

时,汽车牵引力为F 2

F 2-0.1mg=ma 2 F 2=6×104

N

汽车速度v 2=P 0/F 2=1.67m/s

汽车匀加速起动时的牵引力为:

F=ma+f=ma+0.1mg =(10×103×0.5+10×103×10)N=1.5×104N

达到额定功率时的速度为:v t=P额/F=6.7m/s

v t即为匀加速运动的末速度,故做匀加速运动的最长时间为:

t=v t/a=6.7/0.5=13.3s

[答案]1 ①v m=10m/s ②a1=90m/s2③v2=1.67m/s

2. t=1

3.3s

[总结] ⑴机车起动过程中,发动机的功率指牵引力的功率,发动机的额定功率指的是该机器正常工作时的最大输出功率,实际输出功率可在零和额定值之间取值.所以,汽车

做匀加速运动的时间是受额定功率限制的.

⑵飞机、轮船、汽车等交通工具匀速行驶的最大速度受额定功率的限制,所以要提高

最大速度,必须提高发动机的额定功率,这就是高速火车和汽车需要大功率发动机

的原因.此外,要尽可能减小阻力.

⑶本题涉及两个最大速度:一个是以恒定功率起动的最大速度v1,另一个是匀加速运

动的最大速度v2,事实上,汽车以匀加速起动的过程中,在匀加速运动后还可以做加

速度减小的运动,由此可知,v2>v1

[变式训练2]汽车发动机的额定功率为60kw,汽车质量为5t,运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍.

(1)若汽车以恒定功率启动,汽车所能达到的最大速度是多少?当汽车以5m/s时

的加速度多大?

(2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动,则这一过程能维持多长时间?这一过程中

发动机的牵引力做功多少?

[答案] (1)12m/s , 1.4m/s2 (2) 16s , 4.8×105J

2. 动能定理

内容和表达式

合外力所做的功等于物体动能的变化,即

W = E K2-E K1

动能定理的应用技巧

(1)一个物体的动能变化ΔE K与合外力对物体所做的功W具有等量代换关系。若ΔE K>0,表示物体的动能增加,其增加量等于合外力对物体所做的正功;若ΔE K<0,表示物体的动能减少,其减少量等于合外力对物体所做的负功的绝对值;若ΔE K=0,表示合外力对物体所做的功为零。反之亦然。这种等量代换关系提供了一种计算变

力做功的简便方法。

(2)动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、E K等,在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功和这段位移

始末两状态的动能变化去考虑,无需注意其中运动状态变化的细节,又由于动能和

功都是标量,无方向性,无论是直线运动还是曲线运动,计算都会特别方便。当题

给条件涉及力的位移,而不涉及加速度和时间时,用动能定理求解比用牛顿第二定

律和运动学公式求解简便用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律和运动学公式

难以求解的问题,如变力做功过程、曲线运动等。

3. 机械能守恒

系统内各个物体若通过轻绳或轻弹簧连接,则各物体与轻弹簧或轻绳组成的系统机械能守恒。

我们可以从三个不同的角度认识机械能守恒定律:

(1)从守恒的角度来看:过程中前后两状态的机械能相等,即E1=E2;

(2)从转化的角度来看:动能的增加等于势能的减少或动能的减少等于势能的增加,△

E K=-△E P

(3)从转移的角度来看:A物体机械能的增加等于B物体机械能的减少△E A=-△E B

解题时究竟选取哪一个角度,应根据题意灵活选取,需注意的是:选用(1)式时,必须规定零势能参考面,而选用(2)式和(3)式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量。

〖例2〗如图所示,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点向最低点的过程中,正确的说法有:

A、重物的重力势能减少。

B、重物的机械能减少。

C、重物的动能增加,增加的动能等于重物重力势能的减少量。

D、重物和轻弹簧组成的每每机械能守恒。

〖答案〗ABD

2021高中物理一轮复习学案--专题强化五 带电粒子在电场中的综合问题

专题强化五带电粒子在电场中的综合问题 一、示波管 1.示波管装置 示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。如图所示。 2.工作原理 (1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,则电子枪射出的电子束沿直线运动,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑。 (2)YY′上加的是待显示的信号电压。XX′上是机器自身产生的锯齿型电压,叫作扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象。 例1 (2019·山东德州期末)图甲是示波管的原理图,它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏等组成。管内抽成真空,给电子枪通电后,如果在偏转极板XX′和YY′上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点,形成一个亮斑。若在偏转极板YY′上加如图乙所示的电压,在偏转极板XX′上加如图丙所示的电压,则在示波器荧光屏上出现的图象是下列选项中的( B ) [解析]本题考查示波管的显像原理。若只在偏转极板YY′上加如题图乙所示的正弦波电压,则在YY′上形成一亮线,若只在偏转极板XX′上加如题图

丙所示的恒定电压,则在XX′上呈现一亮点。二者叠加,则荧光屏上呈现的图象是图B。 二、带电粒子在交变电场中的运动 1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。 2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。 3.注重全面分析(分析受力特点和运动规律),抓住粒子的运动在时间上具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。 例2 在图甲所示的极板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压,其周期为T,现有电子以平行于极板的速度v 从两板中央OO′射入。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力,问: (1)若电子从t=0时刻射入,在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出,则电子飞出时速度的大小为多少? (2)若电子从t=0时刻射入,恰能平行于极板飞出,则极板至少为多长? (3)若电子恰能从OO′平行于极板飞出,电子应从哪一时刻射入?两极板间距至少为多大? [解析](1)由动能定理得:e·U 2 = 1 2 mv2- 1 2 mv2 解得v=v2 0+ eU m 。 (2)t=0时刻射入的电子,在垂直于极板方向上做匀加速运动,向正极板方向偏转,半个周期后电场方向反向,电子继续在该方向上做匀减速运动,再经过半个周期,电场方向上的速度减到零,此时实际速度等于初速度v ,方向平行于极板,以后继续重复这样的运动;

高中物理一轮复习学案

高中物理必修2(新人教版)全册复习教学案(强烈推荐) 内容简介:包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律,具体可以分为,知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结,是高一高三复习比较好的资料。 一、 第五章 曲线运动 (一)、知识网络 (二)重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动,曲线运动的条件可从两个角度来理解:(1)从运动学角度来理解;物体的加速度方向不在同一条直线上;(2)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动,为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系,它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算,同样遵循曲线运动

平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用,是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解,将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为:(1)水平方向:a x =0,v x =v 0,x= v 0t 。 (2)竖直方向:a y =g ,v y =gt ,y= gt 2 /2。 (3)合运动:a=g ,2 2y x t v v v += ,22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ,tan θ= gt/ v 0,s 与x 方向夹角为α,tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定,即g h t 2= ,与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义,并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时,关键找出向心力,再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供,也可以由某个力的分力提供,还可以由合外力来提供,在匀速圆周运动中,合外力即为向心力,始终指向圆心,其大小不变,作用是改变线速度的方向,不改变线速度的大小,在非匀速圆周运动中,物体所受的合外力一般不指向圆心,各力沿半径方向的分量的合力指向圆心,此合力提供向心力,大小和方向均发生变化;与半径垂直的各分力的合力改变速度大小,在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析,找准圆心的位置,结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解,要注意绳类的约束条件为v 临=gR ,杆类的约束条件为v 临=0。 (三)常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1:设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=21 v v

高中物理专题训练洛伦兹力

磁场对运动电荷的作用力 1.在以下几幅图中,对洛伦兹力的方向判断不正确的是( ) 2.如图所示,a是带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块,A,B叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F 拉b物块,使A,B一起无相对滑动地向左加 速运动,在加速运动阶段( ) A.A,B一起运动的加速度不变 B.A,B一起运动的加速度增大C.A,B物块间的摩擦力减小 D.A,B物块间的摩擦力增大 3.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是( ) A.油滴必带正电荷,电荷量为 B.油滴必带正电荷,比荷= C.油滴必带负电荷,电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以,只要满足q = 4.(多选)在下列各图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电子可能 沿水平方向向右做直线运动的是( ) 5. (多选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场.取坐标如图, 一带电粒子沿x轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方始终不 发生偏转,不计重力的影响,电场强度E和磁感应强度B的方向可能是 ( ) A.E和B都沿x轴方向 B.E沿y轴正向,B沿z轴正向 C.E沿z轴正向,B沿y轴正向 D.E,B都沿z轴方向 6. (多选)为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端 安装了如图7所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长,宽,高分别为 a,b,c,左右两端开口,在垂直于上,下底面方向加磁感应强度为B的匀 强磁场,在前,后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右 流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单 位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是( ) A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高 B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离 子多少无关 C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大 D.污水流量Q与U成正比,与a,b无关 7.(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量 为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且 相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,设小球的电荷量不变,小球由静止下滑 的过程中( ) A.小球加速度一直增大 B.小球速度一直增大,直到最后匀速 C.棒对小球的弹力一直减小 D.小球所受洛伦兹力一直增大,直到最后不变 8.一个质量为m=0.1 g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷量,放置在倾 角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面固定且置于B=0.5 T的匀强磁场中, 磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足 够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面(g取10 m/s2).求: (1)小滑块带何种电荷? (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大? (3)该斜面长度至少多长? 9.光滑绝缘杆与水平面保持θ角,磁感应强度为B 的匀强磁场充满整个空间,一个带正电q、质量为 m、可以自由滑动的小环套在杆上,如图所示,小 环下滑过程中对杆的压力为零时,小环的速度为________. 10.如图所示,质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖 直下滑,磁感应强度为B的匀强磁场方向水平,并与小球运动 方向垂直.若小球电荷量为q,球与墙间的动摩擦因数为μ.则 小球下滑的最大速度为____________,最大加速度为____________. 11.如图所示,各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均 为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛 伦兹力的方向.

匀变速直线运动高中物理一轮复习专题

匀变速直线运动的规律的应用 例1.车站的一名工作人员站在站台上靠近火车第一节车厢的车头旁.当火车从静止开始做匀加速直线运动时,测得第一节车厢经过该工作人员需要3 s,则该工作人员在9 s内能看到从他身旁经过几节车厢? 例2.(1)航空母舰是大规模战争中的重要武器,灵活起降的飞机是它主要的攻击力之一.民航客机起飞时要在2.5 min内使飞机从静止加速到44 m/s,而舰载飞机借助助推设备,在2 s内就可把飞机从静止加速到83 m/s.设起飞时飞机在跑道上做匀加速运动,供客机起飞的跑道长度约是航空母舰的甲板跑道长度的() A.800倍 B.80倍 C.400倍 D.40倍 (2)航空母舰上的飞机起飞时,航空母舰以一定速度航行以保证飞机能安全起飞.某航空母舰上的战斗机起飞过程的最大加速度是4.5 m/s2,速度大于60 m/s才能起飞.该航空母舰甲板长225 m.为了使飞机能安全起飞,航空母舰的最小速度为_________m/s. (3)若航空母舰上的直升机垂直于甲板匀加速飞行到高度为H的天空,如果加速度a和每秒钟的耗油量Q之间的关系是Q=a·α+β(α、β为大于零的常数),应当选择怎样的加速度,才能使这架飞机上升到H高度时的耗油量最低? 例 3.原地跳起时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地.从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速),加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”.离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”.现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m,“竖直高度”h1=1.0m;跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.000 80m,“竖直高度”h2=0.10m.假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50m 练:从车站开出的汽车,一直做匀加速直线运动,走了12 s时,发现一位乘客还没有上来,于是立即做匀减速直线运动至停车,从启动到停止运动总共历时20 s,行进了60 m,求: (1)汽车的最大速度; (2)汽车在前12 s运动的加速度; (3)汽车的刹车位移. 例4.已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点从静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点.已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.

人教版高中物理必修二高一导学案.docx

高中物理学习材料 高一物理导学案 主备人:赵红梅 2015年4月16日 学生姓名:班级: 第六章万有引力与航天测试题 一、单项选择题 1.在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( ) A.开普勒进行了“月—地检验”,得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论 B.哥白尼提出“日心说”,发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C.第谷通过对天体运动的长期观察,发现了行星运动三定律 D.牛顿发现了万有引力定律 2. 不可回收的航天器在使用后,将成为太空垃圾.如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图, 对此有如下说法,正确的是( ) A.离地越低的太空垃圾运行周期越大 B.离地越高的太空垃圾运行角速度越小 C.由公式v=gr得,离地越高的太空垃圾运行速率越大 D.太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞 3.已知引力常量G,在下列给出的情景中,能根据测量数据求出月球密度的是( ) A.在月球表面使一个小球做自由落体运动,测出下落的高度H和时间t B.发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船,测出飞船运行的周期T C.观察月球绕地球的圆周运动,测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T D.发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星,测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T 4. “嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹 车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图2所示.之后,卫星在P点经过几次“刹车制动”,最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.用T1、T2、 鑫达捷 图2

高中物理相互作用专题训练答案及解析

高中物理相互作用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1.如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求: (1)运动过程中轻绳与水平方向夹角; (2)木块与水平杆间的动摩擦因数为. (3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小? 【答案】(1)30°(2)μ=(3)α=arctan. 【解析】 【详解】 (1)对小球B进行受力分析,设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得: Fcos30°=Tcosθ Fsin30°+Tsinθ=mg 代入数据解得:T=10,tanθ=,即:θ=30° (2)对M进行受力分析,由平衡条件有

F N=Tsinθ+Mg f=Tcosθ f=μF N 解得:μ= (3)对M、N整体进行受力分析,由平衡条件有: F N+Fsinα=(M+m)g f=Fcosα=μF N 联立得:Fcosα=μ(M+m)g-μFsinα 解得:F= 令:sinβ=,cosβ=,即:tanβ= 则: 所以:当α+β=90°时F有最小值.所以:tanα=μ=时F的值最小.即:α=arctan 【点睛】 本题为平衡条件的应用问题,选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可,难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值,难度不小,需要细细品味.

2.一架质量m 的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F 升、发动机推力、空气阻力F 阻、地面支持力和跑道的阻力f 的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比,即2 2 12,F k v F k v ==阻升,跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比,比例系数为0k (012m k k k 、、、均为已知量),重力加速度为g 。 (1)飞机在滑行道上以速度0v 匀速滑向起飞等待区时,发动机应提供多大的推力? (2)若将飞机在起飞跑道由静止开始加速运动直至飞离地面的过程视为匀加速直线运动,发动机的推力保持恒定,请写出012k k k 与、的关系表达式; (3)飞机刚飞离地面的速度多大? 【答案】(1)2 220 10 ()F k v k mg k v =+-;(2)2202 1F k v ma k mg k v --=-;(3)1mg v k = 【解析】 【分析】 (1)分析粒子飞机所受的5个力,匀速运动时满足' F F F =+阻阻推,列式求解推力;(2) 根据牛顿第二定律列式求解k 0与k 1、k 2的关系表达式;(3)飞机刚飞离地面时对地面的压力为零. 【详解】 (1)当物体做匀速直线运动时,所受合力为零,此时有 空气阻力 2 20F k v 阻= 飞机升力 2 10F k v =升 飞机对地面压力为N ,N mg F =-升 地面对飞机的阻力为:' 0F k N =阻 由飞机匀速运动得:F F F =+, 阻阻推 由以上公式得 22 20010()F k v k mg k v =+-推 (2)飞机匀加速运动时,加速度为a ,某时刻飞机的速度为v ,则由牛顿第二定律: 22201-()=F k v k mg k v ma --推 解得:2202 1-F k v ma k mg k v -=-推

高中物理一轮复习教案:-磁场-磁场力

专题九磁场 考纲展示命题探究 考点一磁场磁场力 基础点 知识点1磁场、磁感应强度、磁感线 1.磁场 (1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 (2)方向:小磁针静止时N极所指的方向,即是N极所受磁场力的方向。2.磁感应强度 (1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。 (2)定义式:B=F IL(通电导线垂直于磁场)。单位:特斯拉。 (3)方向:小磁针静止时N极的指向。 3.磁感线 (1)磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。 (2)两种常见磁铁的磁感线分布,如图甲、乙所示。 (3)几种电流周围的磁场分布 直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场

特点 无磁极、非匀强,且距 导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相 似,管内为匀强磁场且 磁场由S→N,管外为非 匀强磁场 环形电流的两侧是N极 和S极,且离圆环中心 越远,磁场越弱 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 在磁场的某些区域内,磁感线为等间距的平行线,如图所示。4.地磁场

(1)地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,磁感线分布如图所示。 (2)地磁场B的水平分量(B x)总是从地理南极指向地理北极,而竖直分量(B y),在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。赤道处的地磁场沿水平方向指向北。 5.安培分子电流假说 (1)内容:在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。 (2)该假说能够解释磁化、去磁等现象。 (3)分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。 知识点2安培力 1.安培力的方向 (1)左手定则:伸开左手,让拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 (2)两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相吸引,异向电流互相排斥。 2.安培力的大小 F=BIL sinθ(其中θ为B与I之间的夹角)。如图所示: (1)I∥B时,θ=0或θ=180°,安培力F=0。 (2)I⊥B时,θ=90°,安培力最大,F=BIL。 3.磁电式电流表的工作原理 磁电式电流表的原理图如图所示。

机械能守恒定律高中物理一轮复习专题

机械能守恒定律的应用 1.机械能守恒定律的适用条件: (1)对单个物体,只有重力或弹力做功. (2)对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递, 机械能也没有转变成其它形式的能(如没有内能产生),则系统的机械能守恒. (3)定律既适用于一个物体(实为一个物体与地球组成的系统),又适用于几个物体组成的物体系,但前提必须满足机械能守恒的条件. 2.应用机械能守恒定律解题的方法步骤 (1)选取研究对象一一物体或物体系; (2)分析研究对象的物理过程及其初、末状态; (3)分析物理过程中,研究对象的受力情况和这些力的做功情况,判断是否满足机械守恒定律的适用条件; (4)规定参考平面(用转化观点时,可省略这一步); (5)根据机械能守恒定律列方程; (6)解方程,统一单位,进行运算,求出结果。 3.机械能守恒定律与动能定理的区别与联系 机械能守恒定律和动能定理是力学中的两条重要规律,在物理学中占有重要的地位。 (1)共同点:机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量变化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化。表达这两个规律的方程式都是标量式。 (2)不同点:机械能守恒定律的成立有条件限制,即只有重力、(弹簧)弹力做功;而动能定理的成立没有条件限制,它不但允许重力做功还允许其它力做功。 (3)动能定理一般适用于单个物体的情况,用于物体系统的情况在高中阶段非常少见;而机械能守恒定律也适用于由两个(或两个以上的)物体所组成的系统。 (4)物体所受的合外力做的功等于动能的改变;除重力(和弹力)以外的其它力做的总功等于机械能的改变。 [例1]如图所示,在同一竖直上,质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部,斜面高度为H=2L。小球受到弹簧的弹性力作用后,沿斜面向上运动。离开斜面后,运动到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生碰撞(碰撞过程无动能损失);碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度,球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点,O点的投影O'与P的距离为L/2。已知球B质量为m,悬绳长L,视两球为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求: (1)球A在两球碰撞后一瞬间的速度大小; (2)碰后在球B摆动过程中悬绳中的最大拉力; (3)弹簧的弹性力对球A所做的功。 H [例2] 如下图所示,质量为M的长滑块静止在光滑水平地面上,左端固定一劲度系数为k且足够长的水平轻质弹簧,

最新新课标人教高中物理必修一全册学案

新课标人教版高中物理必修一全册经典教案(含有章节练习) 第一章运动的描述 §1.1 质点、参考系和坐标系 【学习目标细解考纲】 1.掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点。 2.知道参考系的概念,并能判断物体在不同参考系下的运动情况。 3.认识坐标系,并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。 【知识梳理双基再现】 1.机械运动物体相对于其他物体的变化,也就是物体的随时间的变化,是自然界中最、最的运动形态,称为机械运动。是绝对的,是相对的。 2.质点我们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的 和,把它简化为一个,称为质点,质点是一个的物理模型。 3.参考系在描述物体的运动时,要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于它的位置是否随变化,以及怎样变化,这种用来做的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的。 【小试身手轻松过关】 1.敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A.船和山B.山和船C.地面和山D.河岸和流水 2.下列关于质点的说法中,正确的是() A.质点就是质量很小的物体 B.质点就是体积很小的物体 C.质点是一种理想化模型,实际上并不存在 D.如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时,即可把物体看成质点3.关于坐标系,下列说法正确的是() A.建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B.坐标系都是建立在参考系上的 C.坐标系的建立与参考系无关 D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置 4.在以下的哪些情况中可将物体看成质点() A.研究某学生骑车由学校回家的速度 B.对这名学生骑车姿势进行生理学分析 C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【基础训练锋芒初显】 5.在下述问题中,能够把研究对象当作质点的是() A.研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少 B.研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 C.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D.正在进行花样溜冰的运动员 6.坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”时,我们感觉是静止不动的,这是因为选取作为参考系的缘故,而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。 7.指出以下所描述的各运动的参考系是什么? (1)太阳从东方升起,西方落下; (2)月亮在云中穿行; (3)汽车外的树木向后倒退。 8.一物体从O点出发,沿东偏北30度的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动5 m至B点。(sin30°=0.5) (1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹; (2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。 【举一反三能力拓展】 9.在二战时期的某次空战中,一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹,你如何理解这一奇怪的现象? 【名师小结感悟反思】 本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念,质点是重点,是理想化模型,是一种科学抽象。判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度,跟物体本身的形状、大小无关。因此,分析题目中所给的研究角度,是学习质点概念的关键。 运动是绝对的,运动的描述是相对的;对同一运动,不同参考系描述形式不同。一般选大地为参考系。坐标系是建立在参考系之上的数学工具。坐标系的建立,为定量研究物体的运动奠定了数学基础。

高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案

高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.在一个水平面上建立x 轴,在过原点O 垂直于x 轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C ,方向与x 轴正方向相同,在原点O 处放一个质量m=0.01 kg 带负电荷的绝缘物块,其带电荷量q = -5×10- 8 C .物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,给 物块一个沿x 轴正方向的初速度v 0=2 m/s.如图所示.试求: (1)物块沿x 轴正方向运动的加速度; (2)物块沿x 轴正方向运动的最远距离; (3)物体运动的总时间为多长? 【答案】(1)5 m/s 2 (2)0.4 m (3)1.74 s 【解析】 【分析】 带负电的物块以初速度v 0沿x 轴正方向进入电场中,受到向左的电场力和滑动摩擦力作用,做匀减速运动,当速度为零时运动到最远处,根据动能定理列式求解;分三段进行研究:在电场中物块向右匀减速运动,向左匀加速运动,离开电场后匀减速运动.根据运动学公式和牛顿第二定律结合列式,求出各段时间,即可得到总时间. 【详解】 (1)由牛顿第二定律可得mg Eq ma μ+= ,得25m/s a = (2)物块进入电场向右运动的过程,根据动能定理得:()2101 02 mg Eq s mv μ-+=-. 代入数据,得:s 1=0.4m (3)物块先向右作匀减速直线运动,根据:00111??22 t v v v s t t +==,得:t 1=0.4s 接着物块向左作匀加速直线运动:221m/s qE mg a m =μ-=. 根据:21221 2 s a t = 得220.2t s = 物块离开电场后,向左作匀减速运动:232m/s mg a g m μμ=-=-=- 根据:3322a t a t = 解得30.2t s = 物块运动的总时间为:123 1.74t t t t s =++= 【点睛】 本题首先要理清物块的运动过程,运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解.

高中物理必修2一轮复习学案

第五章曲线运动 一、知识网络 二、重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动,曲线运动的条件可从两个角度来理解:(1)从运动学角度来理解;物体的加速度方向不在同一条直线上 (2)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动,为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系,它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算,同样遵循平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用,是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用 运动的合成与分解,将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

其运动规律为:(1)水平方向:a x =0,v x =v 0,x= v 0t 。 (2)竖直方向:a y =g ,v y =gt ,y= gt 2/2。 (3)合运动:a=g ,2 2y x t v v v +=,22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ,tan θ= gt/ v 0, s 与x 方向夹角为α,tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定,即g h t 2= ,与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义,并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时,关键找出向心力,再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2列式求解。向心力可以由某一个力来提供,也可以由某个力的分力提供,还可以由合外力来提供,在匀速圆周运动中,合外力即为向心力,始终指向圆心,其大小不变,作用是改变线速度的方向,不改变线速度的大小,在非匀速圆周运动中,物体所受的合外力一般不指向圆心,各力沿半径方向的分量的合力指向圆心,此合力提供向心力,大小和方向均发生变化;与半径垂直的各分力的合力改变速度大小,在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析,找准圆心的位置,结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解,要注意绳类的约束条件为v 临=gR ,杆类的约束条件为v 临=0。 三、常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1:设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=21v v 最短航程x 2= θsin d = 1 2v d v 注意:船的划行方向与船头指向一致,而船的航行方向是实际运动方向. [变式训练1]小船过河,船对水的速率保持不变.若船头垂直于河岸向前划行,则经10min 可到

打包下载(含28套)人教版高中物理必修1【全册】学案汇总

(共28套78页)人教版高中物理必修1(全册)精 品学案汇总 §1.1 质点参考系和坐标系

【学习目标】1、理解质点的定义,知道质点是一个理想化的物理模型. 初步体会物理模型在探索自然规律中的作用. 2、知道物体看成质点的条件. 3、理解参考系的概念,知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的. 4、理解坐标系的概念,会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化. 【学习重点】质点概念的理解 【学习难点】物体看成质点的条件、不同参考系描述物体运动的关系 【学习流程】 【自主先学】 1、什么是机械运动? 2、物理学中的“质点”与几何学中的“点”有何区别? 3、什么是运动的绝对性?什么是运动的相对性? 【组内研学】 ●为什么要引入“质点”概念?(阅读P9~10) 1、定义:叫质点. 讨论一:在研究下列问题时,加点的物体能否看成质点? 地球 ..通过桥梁的时间、火车 ..从上海到北京的运动时间、轮船在海..的自转、火车 ..的公转、地球 里的位置 2、物体可以看成“质点”的条件: . 3、“质点”的物理意义:. 【交流促学】讨论:下列各种运动的物体中,在研究什么问题时能被视为质点? A.做花样滑冰的运动员B.运动中的人造地球卫星 C.投出的篮球D.在海里行驶的轮船 请说一说你的选择和你的理由? 小结:⑴将实际物体看成“质点”是一种什么研究方法? ⑵哪些情况下,可以将实际物体看作“质点”处理? 【组内研学】 ●为什么要选择“参考系”?(阅读P10和插图1.1-3) 讨论二:⑴书P11“问题与练习”第1题;⑵插图1.1- 4什么现象?说明了什么? 1、定义:叫参考系. 2、你对参考系的理解: ⑴

高三物理一轮复习教案设计(精品)

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1单元 直线运动的基本概念 1、 机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周) 参考系:假定为不动的物体 (1) 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系 (2) 同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3) 一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的 2、 质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者 说用一个有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。 (1) 质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观 上不存在。 (2) 大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。 直 线 运 动 直线运动的条件:a 、v 0共线 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度 运动的描述 典型的直线运动 匀速直线运动 s=v t ,s-t 图,(a =0) 匀变速直线运动 特例 自由落体(a =g ) 竖直上抛(a =g ) v - t 图 规律 at v v t +=0,2021at t v s + =as v v t 2202=-,t v v s t 2 0+=

(3) 转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。 (4) 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程 度。 3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末。 时间:前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间,第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 (对应于坐标系中的线段) 4、位移:由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。 路程:物体运动轨迹之长,是标量。路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度) 5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量, 是矢量。 平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,υ=s/t (方向为位移的方向) 平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同(粗略描述运动的快慢) 即时速度:对应于某一时刻(或位置)的速度,方向为物体的运动方向。(t s v t ??=→?0lim ) 即时速率:即时速度的大小即为速率; 【例1】物体M 从A 运动到B ,前半程平均速度为v 1,后半程平均速度为v 2,那么全程的平均速度是:( D ) A .(v 1+v 2)/2 B .21v v ? C .212221v v v v ++ D .21212v v v v +

高中物理一轮复习习题

9 一、选择题(本题共9个小题,每小题6分,共54分,在每个小题给出的4个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得6分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分) 1. (2013·北京海淀区一模)如图所示,空间存在足够大、正交的匀强电、磁场,电场强度为E ,方向竖直向下,磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里.从电、磁场中某点P 由静止释放一个质量为m 、带电荷量为+q 的粒子(粒子受到的重力忽略不计),其运动轨迹如图虚线所示.对于带电粒子在电、磁场中下落的最大高度H ,下面给出了四个表达式,用你已有的知识计算可能会有困难,但你可以用学过的知识对下面的四个选项作出判断.你认为正确的是( ) A.2mE B 2q B.4mE 2B 2q C.2mB E 2q D.mB 2Eq

2.(2013·江西省高三上学期七校联考)在竖直放置的光滑绝缘圆环中,套有一个带电荷量为-q、质量为m的小环,整个装置放在如图所示的正交电磁场中,电场强度E=mg/q.当小环从大环顶无初速度下滑时,在滑过多少弧度时所受洛伦兹力最大() A.π/4 B.π/2 C.3π/4 D.π 3.(2013·江苏百校大联考)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,设D形盒半径为R,若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,则下列说法正确的是()

A.质子在磁场中运动的周期和交变电流的周期相等 B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值 D.不改变磁场的磁感应强度和交变电流的频率,该回旋加速器也能用于加速α粒子 4.(2013·广东汕头一模)如图,一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(B)和匀强电场(E)组成的速度选择器,然后粒子通过平板S上的狭缝P,进入另一匀强磁场(B′),最终打在A1A2上.下列表述正确的是() A.粒子带负电 B.所有打在A1A2上的粒子,在磁场B′中运动时间都相同

高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析

高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.如图,质量为m =lkg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上,离斜面末端B 的高度h =0. 2m ,滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失,传送带的运行速度为v 0=3m/s ,长为L =1m .今将水平力撤去,当滑块滑 到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.g 取l0m/s 2.求: (1)水平作用力F 的大小;(已知sin37°=0.6 cos37°=0.8) (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ; (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量. 【答案】(1)7.5N (2)0.25(3)0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F=mg tan θ, 代入数据得: F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒, 故有: mgh = 212 mv 解得 v 2gh ; 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动; 根据动能定理有: μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得: μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移为: x=v 0t 对物体有: v 0=v ?at

ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为: △x=L?x 相对滑动产生的热量为: Q=μmg△x 代值解得: Q=0.5J 【点睛】 对滑块受力分析,由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小;根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度;由动能定理可求得动摩擦因数;热量与滑块和传送带间的相对位移成正比,即Q=fs,由运动学公式求得传送带通过的位移,即可求得相对位移. 2.如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m,质量M=0.5kg的薄木板,木板的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F,同时让传送 带逆时针转动,运行速度v=1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数μ1= 3 2 ,木板与传送 带间的动摩擦因数μ2=3 ,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F作用下,薄木板保持静止不动,通过计算判定小木块所处的状态; (2)若小木块和薄木板相对静止,一起沿传送带向上滑动,求所施恒力的最大值F m; (3)若F=10N,木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内,木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。 【答案】(1)木块处于静止状态;(2)9.0N(3)1s 12J 【解析】 【详解】 (1)对小木块受力分析如图甲:

最全面届高三人教版高中物理一轮复习基本知识点总结(精华版)

高中物理基本知识点总结 一.教学内容: 1.摩擦力方向:与相对运动方向相反,或与相对运动趋势方向相反 静摩擦力:0 注意:若到最高点速度从零开始增加,杆对球的作用力先减小后变大。 = 相同,,轮上边缘各点v 相同,v A =v B C 3.传动装置中,特点是:同轴上各点 A 4.同步地球卫星特点是:①,② ①卫星的运行周期与地球的自转周期相同,角速度也相同; ②卫星轨道平面必定与地球赤道平面重合,卫星定点在赤道上空36000km 处,运行速度 3.1km/s 。 m1 m2 2 r F = G ,卡文迪许扭秤实验。 5.万有引力定律:万有引力常量首先由什么实验测出: g' =GM/r 2 6.重力加速度随高度变化关系: 7.地球表面物体受重力加速度随纬度变化关系:在赤道上重力加速度较小,在两极,重力加速度较大。

2 GM r GMm mv r GM 2 g' = 2 r r 、 v = 、 、 8.人造地球卫星环绕运动的环绕速度、周期、向心加速度 2 GMm mv 2 r = m ω 2 2 r R = m ( 2π /T ) R GM r gR gR 2 v 变小;当 r =R ,为第一宇宙速度 v 1= =GM 当 r 增大, = 应用:地球同步通讯卫星、知道宇宙速度的概念 9.平抛运动特点: ①水平方向 ②竖直方向 ③合运动 ④应用:闪光照 ⑤建立空间关系即两个矢量三角形的分解:速度分解、位移分解 ⑥在任何两个时刻的速度变化量为△ v = g △ t ,△ p = mgt x x 轴上的 2 处,在电场中也有应用 ⑦ v 的反向延长线交于 v 0 平抛的小球,落到了斜面上的 B 点,求: S AB 10.从倾角为 α的斜面上 A 点以速度 1 2 2 gt s = v 0 t ,可以发现它们之间的几何关系。 在图上标出从 A 到 B 小球落下的高度 h = 和水平射程 v 0 抛出的小球,落到倾角为 α的斜面上的 B 点,此时速度与斜面成 90°角,求: 11.从 A 点以水平速度 S AB 在图上把小球在 B 点时的速度 v 分解为水平分速度 v 0 和竖直分速度 v y = g t ,可得到几何关系: gt v 0 tg α,求出时间 t ,即可得到解。 12.匀变速直线运动公式: 2 R v 2 13.匀速圆周周期公式: T = 角速度与转速的关系: ω = 2π n 转速( n : r/s ) 14 水平弹簧振子为模型:对称性——在空间上以平衡位置为中心。掌握回复力、位移、速度、加

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