高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-02-18高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):運(yùn)動(dòng)的描述。
第一章運(yùn)動(dòng)的描述
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究
1.近年來(lái),高考對(duì)本單元考查的重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的應(yīng)用及v-t圖象。
2.對(duì)本單元知識(shí)的考查既有單獨(dú)命題,也有與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等知識(shí)結(jié)合起來(lái),作為綜合試題中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)加以體現(xiàn)。
3.在今后的高考中,有關(guān)加速度、瞬時(shí)速度、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的應(yīng)用及v-t圖象等仍然是命題熱點(diǎn)。試題內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技的結(jié)合將更加緊密,涉及的內(nèi)容也更廣泛。
第一課時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念勻速直線運(yùn)動(dòng)
【教學(xué)要求】
1.理解質(zhì)點(diǎn)、位移、速度和加速度等概念;
2.掌握勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及s-t圖像和v—t圖像,并用它們描述勻速直線運(yùn)動(dòng)
【知識(shí)再現(xiàn)】
1、質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體有質(zhì)量的點(diǎn),它是一個(gè)理想化模型。
2、位移:位移是矢量,位移大小是初位置與末位置之間的距離;方向由初位置指向末位置。
注意:位移與路程的區(qū)別。
3、速度:用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是矢量。
○1平均速度:是位移與通過(guò)這段位移所用時(shí)間的比值。其定義式為v=s/t,平均速度是矢量,方向?yàn)檫@段時(shí)間位移的方向
注意:平均速度的大小與平均速率的區(qū)別。
○2瞬時(shí)速度:物體在某時(shí)刻(或某位置)的速度,瞬時(shí)速度簡(jiǎn)稱為速度,瞬時(shí)速度的大小叫速率,它是一個(gè)標(biāo)量。
注意:時(shí)刻與一段時(shí)間的區(qū)別。
4、加速度:用來(lái)描述物體速度變化快慢的物理量。其定義式為a=△v/t。
加速度是矢量,方向與速度變化方向一致(不一定與速度方向一致),大小由兩個(gè)因素決定。
注意:加速度與速度沒(méi)有直接聯(lián)系。
5.勻速直線運(yùn)動(dòng):v=s/t,即在任意相等的時(shí)間內(nèi)物體的位移相等,它是速度為恒矢量、加速度為零的直線運(yùn)動(dòng)。
知識(shí)點(diǎn)一關(guān)于位移和路程的關(guān)系
(1)位移是從初位置到末位置的一條有向線段,用來(lái)表示位置的變化,與路徑無(wú)關(guān);路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,與路徑有關(guān)。
(2)位移既有大小又有方向,是一個(gè)矢量;路程只有大小沒(méi)有方向,是一個(gè)標(biāo)量。
(3)一般情況下,位移的大小不等于路程,只有在質(zhì)點(diǎn)做單方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才等于路程。
【應(yīng)用1】我們假想在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上,甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員將分別參加在主體育場(chǎng)舉行的400m和l00m田徑?jīng)Q賽,且兩個(gè)都是在最內(nèi)側(cè)跑道完成了比賽,則兩人在各自的比賽過(guò)程中通過(guò)的位移大小S甲、S乙和通過(guò)的路程大小S甲′、S乙′之間的關(guān)系是()
A.S甲>S乙,S甲′<S乙′
B.S甲<S乙,S甲′>S乙′
C.S甲>S乙,S甲′>S乙′
D.S甲<S乙,S甲′<S乙′
導(dǎo)示:根據(jù)題意知道,甲參加了400m決賽,剛好繞場(chǎng)一周,他的位移是0,通過(guò)的路程為400m;乙參加了100m決賽,他運(yùn)動(dòng)的路線是直線,因此,他通過(guò)的位移大小和路程都是100m。故選B
位移與初、末位置有關(guān)與運(yùn)動(dòng)路線無(wú)關(guān),而路程與運(yùn)動(dòng)路線有關(guān)。
知識(shí)點(diǎn)二關(guān)于速度v、速度變化△v、加速度a的理解
【應(yīng)用2】下列說(shuō)法正確的是()
A.物體運(yùn)動(dòng)的速度為0,而加速度卻不一定等于0
B.物體的速度變化量很大,而加速度卻可能較小
C.物體的加速度不變,它一定做直線運(yùn)動(dòng)
D.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度是不變的
導(dǎo)示:速度是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)快慢的描述,而加速度是對(duì)速度變化快慢的描述,所以速度為零時(shí),加速度可能不為零,例如做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體開(kāi)始時(shí),速度為零,而加速度為g不是零,A正確。在同一直線上運(yùn)動(dòng)的物體的速度變化△v與加速度a和t兩個(gè)因素有關(guān),加速度較小時(shí),如果時(shí)間很長(zhǎng),速度變化量可能很大,B正確。物體加速度不變且與初速度方向不一致時(shí),做曲線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng),C不正確。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體速度方向與切線方向一致,方向不斷變化,速度矢量發(fā)生變化,D不正確。選A、B.
類型一物體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性
【例1】(廣州市07屆高三X科統(tǒng)考卷)觀察圖一中煙囪冒出的煙和車上的小旗,關(guān)于甲、乙兩車相對(duì)于房子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是()
A.甲、乙兩車一定向左運(yùn)動(dòng)
B.甲、乙兩車一定向右運(yùn)動(dòng)
C.甲車可能運(yùn)動(dòng),乙車向右運(yùn)動(dòng)
D.甲車可能靜止,乙車向左運(yùn)動(dòng)
導(dǎo)示:由煙囪冒出的煙可知風(fēng)向左刮,根據(jù)車上的小旗的方向可以分析,乙一定向左運(yùn)動(dòng),而甲車運(yùn)動(dòng)有三種可能性:可能向左運(yùn)動(dòng)(速度比風(fēng)速?。豢赡莒o止;可能向右運(yùn)動(dòng)。故D正確。
類型二平均速度、瞬時(shí)速度和平均速率的比較
【例2】游泳作為一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng),十分普及,游泳可以健身、陶冶情操,北京體育大學(xué)青年教師張健第一個(gè)不借漂浮物而橫渡渤海海峽,創(chuàng)造了男子橫渡渤海海峽最長(zhǎng)距離的世界紀(jì)錄,為我國(guó)爭(zhēng)得榮譽(yù),2000年8月8日8時(shí)整,張健從旅順老鐵山南岬角準(zhǔn)時(shí)下水,于8月10日22時(shí)抵達(dá)蓬萊閣東沙灘,游程123.58km,直線距離109km,根據(jù)上述材料,試求:
(1)在這次橫渡中,張健游泳的平均速度v和每游100m約需的時(shí)間t分別為多少?(保留兩位有效數(shù)字)
(2)在這次橫渡中,張健游泳的平均速率又是多少?
導(dǎo)示:由題意知,張健游泳的時(shí)間
t=62h=2.232×105s;
則平均速度v=109×103/2.232×105=0.49m/s;
而平均速率v’=123.58×103/2.232×105=0.55m/s
故每游100m約需的時(shí)間t=100/0.55=1.8×102s.
平均速度=位移/時(shí)間,平均速率=路程/時(shí)間;張健游過(guò)100m的速率可以認(rèn)為近似等于平均速率。
類型三有關(guān)勻速運(yùn)動(dòng)的實(shí)際問(wèn)題分析
【例3】某高速公路單向有兩條車道,兩條車道的最高限速分別為120km/h和l00km/h按規(guī)定在高速公路上行駛的車輛最小間距(m)應(yīng)為車速(km/h)數(shù)的2倍,即限速為100km/h的車道,前后車距至少應(yīng)為200m,求:
(1)兩條車道中限定的車流量(每小時(shí)通過(guò)某一位置的車輛總數(shù))之比.
(2)若此高速公路總長(zhǎng)為80km,則車流量達(dá)最大允許值時(shí),全路(考慮雙向共四條車道)擁有的車輛總數(shù).
導(dǎo)示:(1)按題設(shè)條件知,兩個(gè)車道上前后兩輛車通過(guò)同一點(diǎn)最少用時(shí)為:
200m100km/h=240m120km/h=2×10-3h,
所以一個(gè)小時(shí)通過(guò)某一位置的車輛總數(shù)為12×10-3=500,兩個(gè)車道上車流量相同,即比值為1:1。
(2)100km/h的車道上擁有車輛總數(shù)為:80km200m=400輛
120km/h的車道上擁有車輛總數(shù)為:80km240m=333輛
全路(四條車道)擁有車輛總數(shù)為:(400+333)×2=1466輛
1.下列加點(diǎn)的物體或人可以看作質(zhì)點(diǎn)的是(B)A.研究一列火車通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間
B.比較兩列火車運(yùn)動(dòng)的快慢
C.研究乒乓球的弧圈技術(shù)
D.研究自由體操運(yùn)動(dòng)員在空中翻滾的動(dòng)作
2.(無(wú)錫市08屆高三基礎(chǔ)測(cè)試)如圖是一輛汽車做直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖象,對(duì)線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(BC)
A.OA段運(yùn)動(dòng)最快
B.AB段靜止
C.CD段表示的運(yùn)動(dòng)方向與初始運(yùn)動(dòng)方向相反
D.運(yùn)動(dòng)4h汽車的位移大小為30km
3.(2007高考理綜北京卷)18.圖示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片。該照片經(jīng)放大后分辨出,在曝光時(shí)間內(nèi),子彈影象前后錯(cuò)開(kāi)的距離約為子彈長(zhǎng)度的1%~2%。已知子彈飛行速度約為500m/s,由此可估算出這幅照片的曝光時(shí)間最接近(B)
A.10-3sB.10-6s
C.10-9sD.10-12s
4.作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,加速度是2m/s2,它意味著(B)
A.物體在任一秒末的速度是該秒初的兩倍
B.物體在任一秒末的速度比該秒初的速度大2m/s
C.物體在第一秒末的速度為2m/s
D.物體任一秒初速度比前一秒的末速度大2m/s
5.某測(cè)量員是這樣利用回聲測(cè)距離的;他站在兩平行峭壁間某一位置鳴槍,經(jīng)過(guò)1.00s第一次聽(tīng)到回聲,又經(jīng)過(guò)0.50s再次聽(tīng)到回聲.已知聲速為340m/s,則兩峭壁間的距離為多少??
答案:1.B2.BC3.B4.B5.425m
延伸閱讀
高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):圓周運(yùn)動(dòng)
第三課時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)
【教學(xué)要求】
1.掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)的v、ω、T、f、a等概念,并知道它們之間的關(guān)系;
2.理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力;
3.會(huì)運(yùn)用用頓第二定律解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1.定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),若在相等的時(shí)間里通過(guò)的______________相等,就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2.運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:線速度大小不變,周期不變;角速度大小不變;向心加速度大小不變,但方向時(shí)刻改變,故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)。
二、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
1.線速度
(1)方向:質(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧在該點(diǎn)的____________方向。
(2)大?。簐=s/t(s是t內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng))
2.角速度
大?。害?θ/t(rad/s),是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的_________
3.周期T、頻率f
(1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的_______叫做周期
(2)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體_____________時(shí)間內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),叫做頻率,也叫轉(zhuǎn)速。
(3)實(shí)際中所說(shuō)的轉(zhuǎn)數(shù)是指做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體每分鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),用n表示
4.v、ω、T、f的關(guān)系:_____________________
5.向心加速度
(1)物理意義:描述_____________改變的快慢。
(2)大?。篴=v2/r=rω2
(3)方向:總是指向_________,與線速度方向________,方向時(shí)刻發(fā)生變化。
6.向心力
(1)作用效果:產(chǎn)生向心加速度,不斷改變物體的速度方向,維持物體做圓周運(yùn)動(dòng)。
(2)大小:F=ma向=mv2/r=mrω2
(3)產(chǎn)生:向心力是按___________命名的力,不是某種性質(zhì)的力,因此,向心力可以由某一個(gè)力提供,也可以由幾個(gè)力的合力提供,要根據(jù)物體受力實(shí)際情況判定。
三、離心現(xiàn)象及其應(yīng)用
1.離心運(yùn)動(dòng):做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的_______________的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。
2.離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止
(1)利用離心運(yùn)動(dòng)制成離心機(jī)械,如:離心干燥器、“棉花糖”制作機(jī)等。
(2)防止離心運(yùn)動(dòng)的危害性,如:火車、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度不能過(guò)大,機(jī)器的轉(zhuǎn)速也不能過(guò)大等。
知識(shí)點(diǎn)一描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有線速度、角速度、周期、頻率、向心加速度5個(gè)物理量。其中T、f、ω三個(gè)量是密切相關(guān)的,任意一個(gè)量確定,其它兩個(gè)量就是確定的,其關(guān)系為T=1/f=2π/ω。當(dāng)T、f、ω一定時(shí),線速度v還與r有關(guān),r越大,v越大;r越小,v越小。
【應(yīng)用1】如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光脈沖測(cè)量車速和行程的裝置的示意圖,A為光源,B為電接收器,A、B均固定在車身上,C為小車的車輪,D為與C同軸相連的齒輪.車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào),被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由電子電路記錄和顯示.若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n,累計(jì)脈沖數(shù)為N,則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量或數(shù)據(jù)是_________;車速度的表達(dá)式為v=_________;行程的表達(dá)式為s=_________。
導(dǎo)示:由題可知,每經(jīng)過(guò)一個(gè)間隙,轉(zhuǎn)化成一個(gè)脈沖信號(hào)被接收到.每個(gè)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=1/n
設(shè)一周有P個(gè)齒輪,則有P個(gè)間隙,周期T=Pt=P/n.
據(jù)v=2πR/T可得v=2πnR/P
所以必須測(cè)量車輪的半徑R和齒輪數(shù)P。
當(dāng)脈沖總數(shù)為N則經(jīng)過(guò)的時(shí)間t0=Nt=N/n
所以位移s=vt0=2πRN/P.
答案:車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P
2πnR/P;2πRN/P
知識(shí)點(diǎn)二向心力的理解
向心力是按力的效果命名的,它可以是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的某一個(gè)力或是幾個(gè)力的合力或是某一個(gè)力的分力,要視具體問(wèn)題而定。
【應(yīng)用2】(08北京四中第一學(xué)期期中測(cè)驗(yàn))如圖A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上,它們與圓臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)都相同,A的質(zhì)量為2m,B、C質(zhì)量均為m,A、B離軸R,C離軸2R,則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí),設(shè)A、B、C都沒(méi)有滑動(dòng)()
A.C物體受到的靜摩擦力比A大
B.B物體受到的靜摩擦力最小
C.若圓臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸增加時(shí),A和C同時(shí)開(kāi)始滑動(dòng)
D.若圓臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸增加時(shí),C最先開(kāi)始滑動(dòng)
導(dǎo)示:物塊與圓盤之間靜摩擦力提供向心力Ff=mω2r,而ω相同,A的質(zhì)量為2m,B、C質(zhì)量均為m,A、B離軸R,C離軸2R,所以,A、C所受靜摩擦力一樣大,B最小。要使物體與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),最大靜摩擦力提供向心力kmg=mωm2r有則物體C先滑動(dòng)。故答案應(yīng)選BD。
1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,受到的合外力的方向一定沿半徑指向圓心(向心力),大小一定等于mv2/r。
2、做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,受到的合外力沿半徑指向圓心方向的分力提供向心力,大小等于mv2/r;沿切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度,改變物體的速度的大小。
知識(shí)點(diǎn)三離心運(yùn)動(dòng)
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身具有慣性,總是想沿著切線方向運(yùn)動(dòng),只是由于向心力作用,使它不能沿切線方向飛出,而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示;當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力消失,F(xiàn)=0時(shí),物體便沿所在位置的切線方向飛出去,如圖中A所示;當(dāng)提供向心力的合外力不完全消失,而只是小于應(yīng)當(dāng)具有的向心力,F(xiàn)′<mω2r,即合外力不足提供所需的向心力的情況下,物體沿切線與圓周之間的一條曲線運(yùn)動(dòng),如圖中B所示。
【應(yīng)用3】(2007湖北模擬)如圖所示,在光滑水平面上,小球m在拉力F的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)拉力F發(fā)生變化,關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的是()
A.若拉力突然消失,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)
B.若拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)
C.若拉力突然變大,小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng)
D.若拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPc做離心運(yùn)動(dòng)
導(dǎo)示:拉力突然消失,小球?qū)⒀厍芯€方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為Pa;拉力突然變小,提供的向心力小于需要的向心力,物體將做離心運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為Pb;拉力突然變大,提供的向心力大于需要的向心力,物體將做近心運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為Pc。故答案應(yīng)為A。
1、做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),當(dāng)它受到的沿著半徑指向圓心的合外力突然變?yōu)榱銜r(shí),它就因?yàn)闆](méi)有向心力而沿切線方向飛出。
2、離心運(yùn)動(dòng)并非沿半徑方向飛出的運(yùn)動(dòng),而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線方向飛出的運(yùn)動(dòng)。
3、離心運(yùn)動(dòng)并不是受到什么離心力作用的結(jié)果,根本就沒(méi)有離心力這種力,因?yàn)闆](méi)有任何物體提供這種力。
類型一皮帶傳動(dòng)問(wèn)題
【例1】(2007廣州模擬)如圖為一種三級(jí)減速器的示意圖,各輪軸均相同,輪半徑和軸半徑分別為R和r。若第一個(gè)輪軸的輪緣線速度為v1,則第三個(gè)輪緣和軸緣的線速度v3和v3′各為多大?
導(dǎo)示:同一輪軸上的所有質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等,各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度與半徑成正比,
則
皮帶不打滑,故皮帶傳動(dòng)的兩輪緣線速度大小相等,即vl′=v2,v2′=v3
所以;
得;
1、凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣L各點(diǎn)的線速度大小相等。2、凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外)。
類型二圓周運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合問(wèn)題
圓周運(yùn)動(dòng)常與其他運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合起來(lái)出現(xiàn),找出兩者的結(jié)合點(diǎn)是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。
【例2】如圖所示,直徑為d的紙質(zhì)圓筒,使它以角速度ω繞軸o轉(zhuǎn)動(dòng),然后把槍口對(duì)準(zhǔn)圓筒,使子彈沿直徑穿過(guò)圓筒,若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在圓筒上留下a,b兩彈孔,已知ao,bo夾角ф,則子彈的速度為()
A.dф/2πω
B.dω/ф
C.dω/(2π-ф)
D.dω/(π-ф)
導(dǎo)示:理解子彈的直線運(yùn)動(dòng)和紙筒的轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)系:時(shí)間相等。設(shè)子彈的速度為v,則子彈經(jīng)過(guò)直徑的距離所用時(shí)間為t=d/v,在此時(shí)間內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為:π-ф,則有:(π-ф)/ω=d/v得:v=dω/(π-ф)。故選D。
1、圓周運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)通常是通過(guò)時(shí)間聯(lián)系在一起。2、該類問(wèn)題還要注意是否要考慮圓周運(yùn)動(dòng)的周期性。
類型三圓周運(yùn)動(dòng)中的連接體問(wèn)題
【例3】(西安市六校2008屆第三次月考)如圖所示,質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A、B套在光滑水平直桿P上,整個(gè)直桿被固定在豎直轉(zhuǎn)軸上,并保持水平,兩球間用勁度系數(shù)為k,自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧連接在一起,A球被輕質(zhì)細(xì)繩拴在豎直轉(zhuǎn)軸上,細(xì)繩長(zhǎng)度也為L(zhǎng),現(xiàn)欲使橫桿AB隨豎直轉(zhuǎn)軸一起在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),其角速度為ω,求當(dāng)彈簧長(zhǎng)度穩(wěn)定后,細(xì)繩的拉力和彈簧的總長(zhǎng)度各為多大?
導(dǎo)示:設(shè)直桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為x,A、B兩球受力分別如右圖所示,據(jù)牛頓第二定律得:對(duì)A:FT-F=mω2L
對(duì)B:kx=mω2(2L+x)
解得:
FT=mω2L(1+;x=
所以彈簧的總長(zhǎng)度為
L′=L+x=L
答案:mω2L(1+;L
1、圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題要特別注意軌道平面和圓心的位置。2、圓周運(yùn)動(dòng)中的連接體加速度一般不同,所以,解決這類連接體的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)一般用隔離法。
1.(07屆廣東省惠陽(yáng)市綜合測(cè)試卷三)某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤A、B,A盤上有一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P,能發(fā)射水平紅外線,P到圓心的距離為28cm。B盤上有一個(gè)帶窗口的紅外線信號(hào)接受裝置Q,Q到圓心的距離為16cm。P、Q轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度相同,都是4πm/s。當(dāng)P、Q正對(duì)時(shí),P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接受窗口,如圖所示,則Q接受到的紅外線信號(hào)的周期是()
A.0.56sB.0.28s
C.0.16sD.0.07s
2、(鹽城市2007/2008學(xué)年度高三年級(jí)第一次調(diào)研考試)一只蜜蜂和一輛汽車在平直公路上以同樣大小速度并列運(yùn)動(dòng)。如果這只蜜蜂眼睛盯著汽車車輪邊緣上某一點(diǎn),那么它看到的這一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
3.如圖所示,半徑為R的圓板做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)到某一方向時(shí),在圓板中心正上方高h(yuǎn)處以平行于OB的方向水平拋出一球.要使小球與圓板只碰撞一次,且落點(diǎn)為B,則小球的初速度是多大?圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是多大?
4.(湖北省百所重點(diǎn)中學(xué)2008屆聯(lián)考)如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,有一長(zhǎng)為l的細(xì)線,細(xì)線的一端固定在o點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng),已知o點(diǎn)到斜面底邊的距離Soc=L,求:
(1)小球通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA;
(2)小球通過(guò)最低點(diǎn)B時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力;
(3)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂,小球滑落到斜面底邊時(shí)到C點(diǎn)的距離若相等,則l和L應(yīng)滿足什么關(guān)系?
答案:1、A2、A
3、;(n=1,2,3…)
4、(1);(2);(3)
高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):牛頓運(yùn)動(dòng)定律
第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律
1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律是力學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律.正確理解慣性概念,理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,并能熟練地應(yīng)用牛頓第二定律分析和計(jì)算問(wèn)題,將為今后的熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí),通過(guò)牛頓運(yùn)動(dòng)定律連為一體。
2、在復(fù)習(xí)時(shí),應(yīng)重點(diǎn)掌握兩類力學(xué)問(wèn)題的處理方法,具體應(yīng)從以下幾方面下功夫:①靈活運(yùn)用隔離法和整體法求解加速度相等的連接體問(wèn)題;②用正交分解法解決受力較復(fù)雜的問(wèn)題,在正交的兩個(gè)方向上應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律;③綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析、解決問(wèn)題,注意多階段(過(guò)程)運(yùn)動(dòng)上的連接點(diǎn);④運(yùn)用超重和失重的知識(shí)定性分析一些力學(xué)現(xiàn)象。
3、近五年來(lái),高考再現(xiàn)率100%,側(cè)重于考查單個(gè)物體的分析和計(jì)算,而且容易與實(shí)際緊密聯(lián)系命題。可以肯定,2009年的高考中,本單元內(nèi)容仍將是高考的熱點(diǎn)之一,可能是力學(xué)題,也可能是力、電綜合題.在數(shù)學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)等效法以及臨界分析的技巧,以培養(yǎng)分析、綜合能力。
第一課時(shí)牛頓第一定律和牛頓第三定律
【教學(xué)要求】
1.理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義;
2.知道什么是慣性,知道慣性大小與質(zhì)量有關(guān),并正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象;
3.理解牛頓第三定律的含義并應(yīng)用牛頓第三定律解決實(shí)際問(wèn)題
【知識(shí)再現(xiàn)】
一.牛頓第一定律:
1、內(nèi)容:一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到有外力迫使其改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。
2、意義:
(1)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,從而推翻了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
(2)揭示了任何物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)---慣性。
3、說(shuō)明:
(l)牛頓第一定律也叫慣性定律。
(2)牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律。它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ),經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來(lái)的。
(3)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例,而是闡述物體不受任何外力的理想化情況。
議一議:如圖所示,有人想做如下環(huán)球旅行:乘坐一個(gè)大氣球?qū)⒆约焊≡诳罩?,由于地球在自轉(zhuǎn),一晝夜就能周游世界,這個(gè)設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎?為什么?
二.牛頓第三定律:
1、內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反,作用在同一條直線上,同時(shí)出現(xiàn),同時(shí)消失,分別作用在兩個(gè)不同的物體上。
2、表達(dá)式:F=-F′
3、平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別:
(1)平衡力可以是不同性質(zhì)的力,而作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力;
(2)平衡力中的某個(gè)力發(fā)生變化或消失時(shí),其他的力不一定變化或消失,而作用力與反作用力一定是同時(shí)變化或消失;
(3)平衡力作用在同一物體上,作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上;
(4)平衡力的效果使物體平衡,而作用力與反作用力則分別產(chǎn)生各自效果。
知識(shí)點(diǎn)一牛頓第一定律
【應(yīng)用1】科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段,在研究和解決問(wèn)題過(guò)程中,不僅需要相應(yīng)的知識(shí),還要注意運(yùn)用科學(xué)的方法。理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映白然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn),如圖所示.其中有一個(gè)是經(jīng)驗(yàn)事實(shí),其余是推論。
(1)減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在此斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度;
(2)兩個(gè)對(duì)接的斜面,讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面;
(3)若沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度;
(4)繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)。
請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列(只要填寫(xiě)序號(hào)即可)。在上述的設(shè)想步驟中,有的屬于可靠的事實(shí),有的則是理想化的推論。下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是()。
A、(1)是事實(shí),(2)(3)(4)是推論
B、(2)是事實(shí),(1)(3)(4)是推論
C、(3)是事實(shí),(1)(2)(4)是推論
D、(4)是事實(shí),(1)(2)(3)是推論
導(dǎo)示:正確的順序排列是(2)(3)(1)(4);
B選項(xiàng)正確。
知識(shí)點(diǎn)二作用力與反作用力的關(guān)系:
1、四相同:①大小相同;②具有同時(shí)性,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失。③作用力和反作用力是同種性質(zhì)的力;④作用力和反作用力作用在同一條直線上;
2、三不同:①方向相反;②分別作用在不同的物體上;③作用力和反作用力產(chǎn)生不同的作用效果。
【應(yīng)用2】(常州高中08屆高考物理模擬卷)用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(DIS)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn),如圖所示是把兩個(gè)測(cè)力探頭的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動(dòng),觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果。觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用隨著時(shí)間變化的曲線,以下結(jié)論錯(cuò)誤的是(B)
A、作用力與反作用力作用時(shí)刻相等;
B、作用力與反作用力作用在同一物體上;
C、作用力與反作用力大小相等;
D、作用力與反作用力方向相反
導(dǎo)示:選擇B。從圖象可以看出作用力與反作用力大小相等、方向相反,同時(shí)產(chǎn)生消失和變化。
類型一對(duì)慣性的理解和應(yīng)用
【例1】請(qǐng)根據(jù)圖中的情景,說(shuō)明車子所處的狀態(tài),并對(duì)這種情景作出解釋。
導(dǎo)示:根據(jù)圖中的情景,在圖(1)中車子突然減速(或剎車),在圖(1)中車子突然加速(或啟動(dòng))。
在圖(1)中,車子突然減速(或剎車)時(shí),人的腳隨車一起減速或停止,而上身由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),因此人的身體要向前傾。
在圖(2)中,車子突然加速(或啟動(dòng))時(shí),人的腳隨車一起加速,而上身由于慣性保持原來(lái)的勻速運(yùn)動(dòng)(或靜止)狀態(tài),因此人的身體要向后倒。
雖然慣性與很多現(xiàn)象相聯(lián)系,但大多是陷阱,因?yàn)樗爸慌c”質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量是慣性的“唯一”量度。對(duì)慣性的常見(jiàn)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)如下:
①認(rèn)為做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性,做變速
運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有慣性;
②物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)有慣性,一旦
速度改變,慣性就沒(méi)有了;
③把慣性看成一種力,認(rèn)為物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是因?yàn)槭艿搅恕皯T性力”;
④認(rèn)為物體速度越大,物體的慣性就越大等等。
類型二對(duì)牛頓第三定律的理解和應(yīng)用
【例2】黨的“十六大”之后,在農(nóng)業(yè)上加大了改革力度,加速推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程;在農(nóng)村利用拖拉機(jī)進(jìn)行大面積耕地,下列關(guān)于拖拉機(jī)和犁之間作用力的說(shuō)法中正確的是()
A.由于拖拉機(jī)拉犁前進(jìn),所以拖拉機(jī)拉犁的力大于犁拉拖拉機(jī)的力
B.由于犁在泥土里,所以犁拉拖拉機(jī)的力大于拖拉機(jī)拉犁的力
C.只有二者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),二者的拉力大小才相等
D.無(wú)論怎樣運(yùn)動(dòng),二者的拉力大小始終相等
導(dǎo)示:選擇D。根據(jù)牛頓第三定律中關(guān)于作用力和反作用力的特點(diǎn)可知。
【例3】(廣東省東莞實(shí)驗(yàn)中學(xué)08屆高三期中考試)下列說(shuō)法正確的是()
A.一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)的沖量一定相同
B.一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)做的功或者都為零,或者大小相等符號(hào)相反
C.在同樣時(shí)間內(nèi),作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正負(fù)號(hào)一定相反
D.在同樣時(shí)間內(nèi),作用力和反作用力的功大小不一定相等,正負(fù)號(hào)也不一定相反
導(dǎo)示:選擇BD。
(1)作用力與反作用力是高考的熱點(diǎn).主要是針對(duì)其特點(diǎn)及其在生活中的“錯(cuò)覺(jué)”進(jìn)行考查,另外,其與平衡力的區(qū)別也是高考考查的重點(diǎn)。
(2)作用力與反作用力的關(guān)系與物體被作用的效果無(wú)關(guān),如“以卵擊石”,雞蛋“粉身碎骨”,而石頭卻“安然無(wú)恙”,但雞蛋與石頭之間的相互作用力依然是等大反向的。
1、如圖所示,運(yùn)輸液體貨物的槽車,液體上有氣泡,當(dāng)車向前開(kāi)動(dòng)時(shí)氣泡將向________運(yùn)動(dòng);剎車時(shí),氣泡將向____________運(yùn)動(dòng),其原因是_____________具有慣性。
2、下列成語(yǔ)中,體現(xiàn)了“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的思想是()
A、樹(shù)欲靜而風(fēng)不止
B、順?biāo)浦?br>
C、楚霸王不能自舉其身
D、掃帚不到,灰塵照例不會(huì)自己跑掉
3、在地球赤道上的A處?kù)o止放置一個(gè)小物體,現(xiàn)在設(shè)想地球?qū)π∥矬w的萬(wàn)有引力消失,則在數(shù)小時(shí)內(nèi),小物體相對(duì)于A點(diǎn)處的地面來(lái)說(shuō),將()
A、水平向東飛去
B、原地不動(dòng),物體對(duì)地面的壓力消失
C、向上并漸偏向西飛去
D、向上并漸偏向東方飛去
4、(無(wú)錫市08屆高三基礎(chǔ)測(cè)試)如果正在作自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的重力忽然消失,那么它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)該是()
A.懸浮在空中不動(dòng)
B.運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小
C.作豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.以上三種情況都有可能
5、如圖在勻速行駛的列車中的水平桌面上放一乒乓球,突然乒乓球沿如圖軌跡運(yùn)動(dòng),試說(shuō)明此時(shí)列車在作何種運(yùn)動(dòng)?
答案:1、前、后、液體2、AD
3、C4、C5、列車在減速左轉(zhuǎn)彎
高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
第二課時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
【教學(xué)要求】
1.理解平拋運(yùn)動(dòng)的概念和處理方法--化曲為直法;
2.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并會(huì)運(yùn)用這些規(guī)律分析和解決有關(guān)問(wèn)題。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、平拋運(yùn)動(dòng)
1.定義
將物體用一定的初速度沿_______方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在________作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng).
2.性質(zhì)
平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為重力加速度(g)的________曲線運(yùn)動(dòng),軌跡是拋物線.
3.平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法
平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的_______運(yùn)動(dòng)和豎直方向的________運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).
4.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
(1)水平方向上:vx=v0,x=_______;
(2)豎直方向上:vy=gt,y=_______;
(3)任意時(shí)刻的速度:v=_______
,θ為v與v0的的夾角;
(4)任意時(shí)刻的位置(相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移)s=_______,,α為s和v0間的夾角;
(5)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=_______,僅取決于豎直下落高度;
(6)射程L=_______=_______,取決于豎直下落的高度和初速度。
知識(shí)點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的探究
平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。在有些問(wèn)題中常要結(jié)合起來(lái)求解。
【應(yīng)用1】(08天津市一百中學(xué)第一學(xué)期期中考試)如圖所示,為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分,圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm,如果取g=1Om/s2,那么,閃光頻率為_(kāi)______Hz,小球在水平方向上做______運(yùn)動(dòng),初速度大小為_(kāi)______m/s。
導(dǎo)示:平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),由圖可以看出,A、B、C三點(diǎn)水平距離相等,故相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等,設(shè)為T.
則由豎直方向的分運(yùn)動(dòng)可知,△h=gT2.
所以(5-3)×O.05m==gT2,求得:T=O.1s.
故閃光頻率為f=1/T=10Hz
因?yàn)樗椒较蛏闲∏蜃鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),即3×O.05m=v0T,
則水平分速度為v0=0.15/O.1=1.5m/s,即平拋的初速度為v0=1.5m/s
求解閃光照片中平拋問(wèn)題常常要抓住兩點(diǎn):一是相鄰的兩個(gè)像之間的時(shí)間間隔相等;二是平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——豎直方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
知識(shí)點(diǎn)二平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
【應(yīng)用2】如圖所示,一固定斜面ABC,傾角為θ,高AC=h.,在頂點(diǎn)A以某一初速度水平拋出一小球,恰好落在B點(diǎn),空氣阻力不計(jì),試求自拋出經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間小球離斜面最遠(yuǎn)?
導(dǎo)示:解法一:如圖所示,小球的瞬時(shí)速度v與斜面平行時(shí),小球離斜面最遠(yuǎn),設(shè)此點(diǎn)為D,由A到D時(shí)間為t1,則vy=gt1,vy=v0tanθ;
t1=v0tanθ/g①
設(shè)小球由A到B的時(shí)間為t,則h=gt2,tanθ=h/v0t
消去t,v0tanθ=②
由①、②式消去v0tanθ,t1=
解法二:沿斜面和垂直于斜面建立坐標(biāo)系如圖所示,分解v0和加速度g,這樣沿y軸方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為vy,加速度為gy的勻減速直線運(yùn)動(dòng),沿x軸方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為vx,加速度為gx的勻加速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)vy=0時(shí)小球離斜面最遠(yuǎn),經(jīng)歷時(shí)間為t1,當(dāng)y=0時(shí)小球落到B點(diǎn),經(jīng)歷時(shí)間為t,顯然t=2t1.
在y軸方向,當(dāng)y=0時(shí)有:0=v0tsinθ-gt2cosθ
得t=2v0tanθ/g
在水平方向上位移關(guān)系為h/tanθ=v0t,得t=h/v0tanθ,故t1=t/2=
解法三:在豎直方向小球做自由落體運(yùn)動(dòng)h=gt2得t=
在垂直斜面方向上小球做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)垂直斜面的速度減為零時(shí)離斜面最遠(yuǎn)
歷時(shí)t1,則t1=t/2=
平拋運(yùn)動(dòng)常用的處理方法是水平和豎直,但不是說(shuō)只能向這兩個(gè)方向分解,有時(shí)可以根據(jù)需要向另外兩個(gè)方向分解,可能求解問(wèn)題更方便,例如該題中的解法二。
類型一類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
【例1】(2007青島檢測(cè))如圖,光滑斜面長(zhǎng)為a,寬為b,傾角為θ,一物塊A沿斜面左上方頂點(diǎn)P水平射入,恰好從下方頂點(diǎn)Q離開(kāi)斜面,求入射初速度。
導(dǎo)示:物塊A在垂直于斜面方向沒(méi)有運(yùn)動(dòng),物塊沿斜面方向上的曲線運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向上初速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿斜面向下初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),物塊沿斜面方向的加速度a加=gsinθ
水平方向a=v0t
豎直方向b=
由以上各式得:
(1)類平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是物體所受的合力是恒力,且與初速度方向垂直。(初速度的方向不一定是水平方向,合力的方向也不一定是豎直方向,且加速度大小不一定等于重力加速度g)。(2)類平拋運(yùn)動(dòng)可看成是某一方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直此方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。處理類平拋運(yùn)動(dòng)的方法和處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法類似,但要分析清楚加速度的大小和方向。
類型二平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題
【例2】如圖所示,女排比賽時(shí),排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18m,設(shè)球網(wǎng)高度為2m,運(yùn)動(dòng)員站在網(wǎng)前3m處正對(duì)球網(wǎng)跳起將球水平擊出。
(1)若擊球的高度為2.5m,為使球既不觸網(wǎng)又不越界,求球的速度范圍。
(2)當(dāng)擊球點(diǎn)的高度為何值時(shí),無(wú)論水平擊球的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界?
導(dǎo)示:(1)如圖所示,排球恰不觸網(wǎng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡為Ⅰ,排球恰不出界時(shí)其軌跡為Ⅱ。根據(jù)平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可得,當(dāng)排球恰不觸網(wǎng)時(shí)有:
水平方向x=v0t即3=v1t
豎直方向y=gt2即2.5-2=gt2
可得:v1=9.5m/s。
同理可得排球恰不出界時(shí)速度v2=17m/s
所以既不觸網(wǎng)也不出界的速度范圍是:
9.5m/s<v<17m/s。
(2)如圖所示為球恰不觸網(wǎng)也恰不出界的臨界軌跡。設(shè)擊球點(diǎn)的高度為H,剛好不觸網(wǎng)時(shí)有:x=v0t即3=v0t
H-h=gt2即H-2=gt2
同理,當(dāng)排球落在界線上時(shí)有:
12=v0t′;H=gt′2
綜合上式可得擊球點(diǎn)高度H=2.13m。
(1)解決本題的關(guān)鍵有三點(diǎn):其一是確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)——平拋運(yùn)動(dòng);其二是確定臨界狀態(tài)——恰不觸網(wǎng)或恰不出界;其三是確定臨界軌跡,并畫(huà)出軌跡示意圖。(2)切勿把球在網(wǎng)頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)作平拋運(yùn)動(dòng)的初態(tài)。
類型三平拋與其他運(yùn)動(dòng)形式的結(jié)合問(wèn)題
【例3】子彈射出時(shí)的水平初速度v0=1000m/s,有五個(gè)等大的直徑為D=5cm的環(huán)懸掛著,槍口離環(huán)中心100m,且與第四個(gè)環(huán)的環(huán)心處在同一水平線上,如圖所示,求:
(1)開(kāi)槍時(shí),細(xì)線被燒斷,子彈能擊中第幾個(gè)環(huán)?
(2)開(kāi)槍前O.1s,將細(xì)線燒斷,子彈能擊中第幾個(gè)環(huán)?(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)
導(dǎo)示:(1)開(kāi)槍時(shí),細(xì)線被燒斷,子彈的豎直分運(yùn)動(dòng)如同環(huán)的運(yùn)動(dòng),故子彈與環(huán)的豎直位移相同,則子彈擊中第四個(gè)環(huán)。
(2)子彈運(yùn)動(dòng)到環(huán)所在的位置的時(shí)間:
t1=x/v0=100/1000=0.1s
子彈在豎直方向上下落的距離:
y1=gt12=×10×0.1=0.05m
環(huán)下落的距離:
y2=g(t1+t2)2=×10×0.22=0.2m
兩者下落的高度差為△y=y2-yl=O.15m
由于環(huán)的直徑為5cm,故子彈擊中第1個(gè)環(huán).
平拋運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)結(jié)合是一種比較常見(jiàn)問(wèn)題。求解這類問(wèn)題要特別注意兩種運(yùn)動(dòng)各自的特點(diǎn)以及兩種運(yùn)動(dòng)的結(jié)合點(diǎn)。能不能找到兩種運(yùn)動(dòng)的結(jié)合點(diǎn)是問(wèn)題能否得到解決的關(guān)鍵。
1.(07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖將一個(gè)小球以速度v0從O點(diǎn)水平拋出,使小球恰好能夠垂直打在斜面上。若斜面的傾角為α,重力加速度為g,小球從拋出到打到斜面在空中飛行的時(shí)間為t,那么下述說(shuō)法中不正確的是()
A.小球打在斜面上時(shí)的速度大小為v0cosα
B.小球在空中飛行的時(shí)間t=v0/gtanα
C.小球起點(diǎn)O與落點(diǎn)P之間高度差為gt
D.小球起點(diǎn)O與落點(diǎn)P之間的水平距離為v0t
2.(08天津市一百中學(xué)第一學(xué)期期中)如果在斜面上的某點(diǎn),先后將同一小球以不同初速度水平拋出,當(dāng)拋出初速度分別為v1和v2時(shí),小球到達(dá)斜面的速度與斜面的夾角分別為θ1、θ2,不計(jì)空氣阻力,則()
A.若v1v2,則θ1θ2
B.若v1v2,則θ1θ2
C.無(wú)論v1、v2大小如何,總有θ1=θ2
D.θ1、θ2的大小關(guān)系不能確定
3.(全國(guó)大聯(lián)考08屆高三第二次聯(lián)考)如圖,質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運(yùn)動(dòng)員,從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿雪道滑下,從B點(diǎn)水平飛出后又落在與水平而成θ=370°的斜坡上的C點(diǎn).已知A、B兩點(diǎn)間的高度差h=25m,B、C兩點(diǎn)間的距離s=75m。
求:(g取9.8m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)飛出時(shí)的速度VB的大?。?br>
(2)運(yùn)動(dòng)員從A到B的過(guò)程中克服摩擦力所做的功Wf.
答案:1、AC;2、C;3、(1)vB=20m/s(2)3000J。
高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):恒定電流
第七章恒定電流
1.本章主要是對(duì)電路中的基本概念、規(guī)律的掌握,各種電路的實(shí)際應(yīng)用和各種物理量的測(cè)量。
2.本章要求學(xué)生嘗試識(shí)別常見(jiàn)的電路元件、知道各種電表的使用及了解其工作原理、熟悉各物理量的意義和它們間的關(guān)系、會(huì)分析各種電路的連接方法、了解常見(jiàn)的門電路和集成電路。
3.本章是每年高考中必考內(nèi)容之一,常以實(shí)驗(yàn)題形式出現(xiàn),是考查考生分析、推理、創(chuàng)新思維能力的有效知識(shí)載體。
第一課時(shí)歐姆定律電功和電功率
【教學(xué)要求】
1.認(rèn)識(shí)電流,知道電流的各種計(jì)算方法。
2.理解歐姆定律、知道電功電功率的概念,并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、電流
1.電流:電荷的移動(dòng)形成電流.人為規(guī)定定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?br>
2.電流的形成條件:
①要有能的電荷。
②導(dǎo)體兩端必須有。
3.電流強(qiáng)度:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間t的比值叫電流強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱電流.即I=q/t
二、電阻、電阻定律
1.電阻:表示導(dǎo)體對(duì)作用大小的物理量.其定義式為R。
電阻與電壓和電流強(qiáng)度無(wú)關(guān).
2.電阻定律:在溫度不變的情況下,導(dǎo)體的電阻跟它的成正比,跟它的成反比,其表達(dá)式為R=。
3.電阻率:反映的物理量,其特點(diǎn)是隨溫度的改變而變化,材料不同,電阻率一般不同。
4.半導(dǎo)體與超導(dǎo)體:有些材料,它們的導(dǎo)電性能介于和之間,且電阻隨溫度的升高而減小,這種材料稱為。有些材料,當(dāng)它的溫度降到附近時(shí),電阻突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫.能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱為。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度,叫做超導(dǎo)材料的。
三、部分電路歐姆定律
1.部分電路歐姆定律:導(dǎo)體中的電流跟它兩端的成正比,跟它的成反比.其表達(dá)式為I=。
2.歐姆定律的適用范圍:、(對(duì)氣體導(dǎo)電不適用)和(不含電動(dòng)機(jī)及電解槽的電路).
3.導(dǎo)體的伏安特性:導(dǎo)體中的電流I和電壓U的關(guān)系可以用圖線表示.用縱坐標(biāo)表示、橫坐標(biāo)表示,畫(huà)出的I一U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。
伏安特性曲線為直線的元件叫做元件,伏安特性曲線不是直線的元件叫做元件(如氣體、半導(dǎo)體二極管等)。
四、電功和電熱
1.電功:W==。
2.電熱:計(jì)算公式Q=,此關(guān)系式又稱為焦耳定律.
3.電功和電熱的關(guān)系:在純電阻電路中,W=Q;在非純電阻電路中,WQ.
王、電功率和熱功率
1.電功率,單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功,即P=。此式適用于一切電路.
2.熱功率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量,即PQ=
知識(shí)點(diǎn)一電流概念的理解
電流定義式為I=q/t,微觀量表達(dá)式為:I=mesv.
【應(yīng)用1】在如圖所示的電解池中,測(cè)得在5s內(nèi)共有7.5C正電荷和7.5C的負(fù)電荷通過(guò)電解池的豎直截面OO′,則電路中電流表指示的讀數(shù)應(yīng)為()
A.0B.1.5AC.3AD.7.5A
導(dǎo)示:由電流強(qiáng)度的基本概念可知:如果對(duì)某一截面S,從左方通過(guò)的電荷量為正電荷q,而從右方通過(guò)的電荷量為負(fù)電荷一q,那么通過(guò)截面的電荷量應(yīng)為2q,如果從兩個(gè)相反方向同時(shí)穿過(guò)截面的電荷都是正電荷時(shí),那么總電荷量是它們電荷量值相減。綜合以上信息求解:
電解液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電不同。金屬導(dǎo)體中的自由電荷只有自由電子,而電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子,應(yīng)用I=q/t計(jì)算時(shí),Q應(yīng)是同一時(shí)間內(nèi)正、負(fù)兩種離子通過(guò)某橫截面積的電荷量的絕對(duì)值之和。這是應(yīng)用I=Qt的關(guān)鍵。
知識(shí)點(diǎn)二電伏安性曲線
電阻恒定不變的導(dǎo)體,它的伏安特性曲線是直線,如圖中a,b所示.直線的斜率等于電阻的倒數(shù),斜率大的電阻小。電阻因外界條件變化而變化的導(dǎo)體,它的伏安特性曲線是曲線,如圖中曲線c所示.曲線c的斜率隨電壓的增大逐漸增大,說(shuō)明導(dǎo)體c的電阻隨電壓的升高而減?。?br>
【應(yīng)用2】如圖甲為某一熱敏電阻(電阻隨溫度的改變而改變,且對(duì)溫度很敏感)的I—U關(guān)系曲線圖。在圖乙所示的電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻R1=250Ω,由熱敏電阻的I一U關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為V,電阻R2的阻值為Ω。
導(dǎo)示:流過(guò)電阻R1的電流為I1=U/R1=36mA,則流過(guò)R2和熱敏電阻的電流為34mA,由熱敏電阻的I一U關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為5.3V,電阻R2兩端的電壓為3.7V,所以R2=U2/I2=109Ω。
知識(shí)點(diǎn)三電功電熱的計(jì)算
1.純電阻電路:如果電流通過(guò)某個(gè)電路時(shí)、它所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,如電爐、電烙鐵、白熾燈,這種電路叫做純電阻電路.在純電阻電路中:電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電功和電熱相等,電功率和熱功率相等.
2.非純電阻電路:如果電流通過(guò)某個(gè)電路時(shí),是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的其他形式的能為目的,發(fā)熱不是目的,而是難以避免內(nèi)能損失.如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電等,這種電路叫做非純電阻電路.在非純電阻電路中,電路消耗的電能W=UIt分為兩部分,一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能;另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q=I2Rt.此時(shí)有W=UIt=E其它+Q,故UItI2Rt.此時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算,電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算.
【應(yīng)用3】(08諸城期中)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將一直流動(dòng)機(jī)接到6V的直流電源上,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。為查出原因,他將電動(dòng)機(jī)、電流表、阻值為5的電阻串聯(lián)后接到原來(lái)的電源上,閉合開(kāi)關(guān)后,電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電流表讀數(shù)為1A,檢查發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軸被卡住了。排除故障后,將電動(dòng)機(jī)重新接到6V的直流電源上帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng),測(cè)得電動(dòng)機(jī)做機(jī)械功的功率為5W,求此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為多大?
導(dǎo)示:設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為,5的電阻為,
則檢查故障時(shí)
電動(dòng)機(jī)線圈阻值=6-=6-5=1
設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)線圈的電流為
代入數(shù)據(jù)解得
類型一電路的等效簡(jiǎn)化
【例1】(07江蘇大市調(diào)測(cè)試題)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)位置時(shí),三個(gè)小燈泡L1、L2、L3都正常發(fā)光,且亮度相同,則()
A.三個(gè)燈泡的額定功率相同
B.三個(gè)燈泡的額定電壓相同
C.三個(gè)燈泡的電阻按從大到小排列是L1、L3、L2
D.當(dāng)滑片P稍微向左滑動(dòng),燈L1和L3變暗,燈L2變亮
導(dǎo)示:三個(gè)燈泡L1、L2、L3都正常發(fā)光時(shí),亮度相同,說(shuō)明三個(gè)燈泡的額定功率相同。簡(jiǎn)化電路如圖所示,L1兩端電壓最大,說(shuō)明它的電阻最大。L2的電流比L3大,說(shuō)明L3的電阻比L2大。當(dāng)滑片P稍微向左滑動(dòng),電路總電阻增大,路端電壓變大,L1變亮,L2變暗,L3變亮。故選AC。
本題中,首先要作出等效電路圖,才能對(duì)電路進(jìn)行分析。作等效電路圖的常用方法有:直觀法、結(jié)點(diǎn)元件跨接法等等,同學(xué)們應(yīng)進(jìn)行反復(fù)練習(xí),以提高自己這方面的能力。
類型二恒定電路與電場(chǎng)綜合問(wèn)題
【例2】如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間距離。電源電動(dòng)勢(shì),內(nèi)電阻,電阻。閉合開(kāi)關(guān)S。待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度豎直向上射入板間。若小球帶電量為,質(zhì)量為,不考慮空氣阻力。那么,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí),小球恰能到達(dá)A板?此時(shí),電源輸出功率是多大?(?。?br>
導(dǎo)示:設(shè)q恰能到達(dá)A極、兩極電壓為Up,則
1.(07江蘇大市調(diào)測(cè)試題)一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端電壓U的關(guān)系圖象如圖(a)所示,將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端,三個(gè)用電器消耗的電功率相同,現(xiàn)將它們連接成如圖(b)所示的電路,仍接在該電源的兩端,設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2,它們之間的大小關(guān)系是()
A.P1=4P2B.P14P2C.PDP2D.PDP2
2.(07重慶卷).汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗,如圖圖,在打開(kāi)車燈的情況下,電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為10A,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為58A,若電源電動(dòng)勢(shì)為12.5V,內(nèi)阻為0.05Ω,電流表內(nèi)阻不計(jì),則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),車燈的電功率降低了()
A.35.8WB.43.2W
C.48.2WD.76.8W
3.(07蘇北五市調(diào)研)按照經(jīng)典的電子理論,電子在金屬中運(yùn)動(dòng)的情形是這樣的:在外加電場(chǎng)的作用下,自由電子發(fā)生定向運(yùn)動(dòng),便產(chǎn)生了電流。電子在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中要不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞,將動(dòng)能交給金屬離子,而自己的動(dòng)能降為零,然后在電場(chǎng)的作用下重新開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)(可看作勻加速運(yùn)動(dòng)),經(jīng)加速運(yùn)動(dòng)一段距離后,再與金屬離子發(fā)生碰撞。電子在兩次碰撞之間走的平均距離叫自由程,用表示。電子運(yùn)動(dòng)的平均速度用表示,導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)量為n,電子的質(zhì)量為,電子的電荷量為,電流的表達(dá)式I=nes。
請(qǐng)證明金屬導(dǎo)體的電阻率=。
答案:1.D2.B
3.證明:導(dǎo)體中電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為:I=nes
根據(jù)電阻定律:R=
根據(jù)歐姆定律:R=
自由程內(nèi),電子在加速電場(chǎng)作用下,速度從0增加到,由動(dòng)能定理:qU=
又由于,可得出電阻率的表達(dá)式為:=