北京市2015高考物理一轮复习 第4讲 板块模型经典精讲1
高中物理 人教版高三一轮复习牛顿第二定律之板块模型(共26张PPT)
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三.板块模型
1.板块模型的解决方法：运动学+整体隔离+牛顿第二定律（V-t图像辅助）
2.模型难点： （1）长木板表面是否存在摩擦力，摩擦力的种类；静摩擦还是滑动摩擦 力，如果是滑动摩擦力，FN如何计算。 （2）长木板和物块间是否存在摩擦力。 （3）长木板上下表面摩擦力的大小。 （4）共速后两者接下来如何运动。 （5）有外力施加时，两者发生相对滑动的条件。
M
当两者速度相同时，由于两者无相对运动或运动趋势，所以两者间
的摩擦力会突然消失，此后一起匀速运动
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两者的运动图像： 两者的位移关系：
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例如：粗糙的水平面上，静止放置一质量为M的木板，一质量为m的物块，
物木块板以和速地度面V间0从的木动板摩的擦一因端数滑为向另2，一长端木，板已足知够板长块。间的动摩擦因数为 1，
5.类别： （1）带动带不动 （2）拉上或拉下 （3）共速及变速问题
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6.具体分析： （1）不受外力作用的带动问题：（若为上带下，则先判断带动带不动；若 为下带上，如果接触面粗糙则一定能带动，注意讨论共速或变速后摩擦力 变化情况
例如：光滑的水平面上，静止放置一质量为M，长为L的木板，一质量为m的
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例：如图所示，长为L=2m、质量为M=8kg的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速 度v=6m/s时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m=2kg的小物块．木板与地面、物 块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2，g=10m/s2，求： （1）物块及木板的加速度； （2）物块滑离木板时的速度．
备战高考物理板块模型
高考物理复习之板块模型一、动力学中的板块模型1、力学中板块2、动力学中板块二、功能关系中的板块模型三、动量守恒中的板块模型四、电磁学中板块模型1、 电学中板块2、 磁场中板块一、动力学中的板块模型1、力学类型例题一、(2004年调研题)如图10所示， 质量为m 的木块P 在质量为M 的长木板A 上滑行，长木板放在水平地面上，一直处于静止状态．若长木板A 与地面间的动摩擦因数为1μ,木块P 与长板A 间的动摩擦因数为2μ，则长木板A 受到地面的摩擦力大小为 ( ) A Mg 1μ B ．g M m )(1+μ C mg 2μ D mg Mg 21μμ+ 例题二、如图所示，物体放在粗糙的较长的木块上，木板可以绕M 端自由转动，若将其N 端缓慢地从水平位置抬起，木板与水平面的夹角为θ，物体所受木板的摩擦力为F 1，试定性地说明物体所受的摩擦力的大小F 1随θ的变化情况。
（设物体所受的最大静摩擦力跟同样情况下的滑动摩擦力相等）并画在图乙中。
例题三、F 的作用沿质量为m 2的长木板向右滑行，长μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则 （ ）A ．长木板受到地面的摩擦力大小一定为μ2（m 1+m 2）gB ．长木板受到地面的摩擦力大小一定为μ1m 1gC ．若改变F 的大小，当F>μ2（m 1+m 2）g 时，长木板将开始运动D ．无论怎样改变F 的大小，长木板都不可能运动例题四、北京陈经纶中学2011届高三物理期末练习 2011.17．如图所示，木板B 放在粗糙水平面上，木块A 放在B 的上面，A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力F 向左拉动B ，图10 图甲 F 1θ 图乙使其以速度v 做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为T ，下面说法正确的是A ．绳上拉力T 与水平恒力F 大小相等B ．木块A 受到的是静摩擦力，大小等于TC ．木板B 受到一个静摩擦力，一个滑动摩擦力，合力大小等于FD ．若木板B 以2v 匀速运动，则拉力仍为F例题五、如图所示，质量为M 、上表面光滑的平板水平安放在A 、B 两固定支座上。
2015年高考真题(北京卷)物理试题详尽解析(Word版)
绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试（北京卷）第一部分（选择题 共120分）本部分共20小题，每小题6分，共120分。
在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
13．下列说法正确的是A ．物体放出热量，其内能一定减小B ．物体对外做功，其内能一定减小C ．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D ．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 【答案】C14．下列核反应方程中，属于α衰变的是 A ．1441717281N He O H +→+ B ．238234492902U Th He →+ C ．23411120H H He n +→+D ．234234090911Th Pa e -→+【答案】B15．周期为2.0s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动。
则该波 A ．沿x 轴正方向传播，波速v =20m/s B ．沿x 轴正方向传播，波速v =10m/s C ．沿x 轴负方向传播，波速v =20m/s D ．沿x 轴负方向传播，波速v =10m/s 【答案】B16．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，己知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么A ．地球公转周期大于火星的公转周期B ．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C ．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D ．地球公转的角速度大于火星公转的角速度 【答案】D17．实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。
则 A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C ．轨迹l 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 【答案】D18．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。
备战2024年高考物理一轮重难点复习-突破四、-板块模型
突破四、板块模型动力学中水平面上的板块模型水平面上的板块模型是指滑块和滑板都在水平面上运动的情形，滑块和滑板之间存在摩擦力，发生相对运动，常伴有临界问题和多过程问题，对学生的综合能力要求较高。
【例题】如图所示，在光滑的水平面上有一长L =4m 、质量为M =4kg 的木板，在长木板右端有一质量为m =1kg 的小物块，长木板与小物块间动摩擦因数为μ=0.2，长木板与小物块均静止。
现用F=18N 的水平恒力作用在木板上（g 取10m/s 2）。
（1）求木板加速度a 1和小物块加速度a 2的大小；（2）0~3s 的过程中，板块间产生的热量为多少？【答案】（1）4m/s 2，2m/s 2；（2）8J【详解】（1）根据牛顿第二定律2mg ma μ＝，1F mg Ma μ-＝解得a 1=4m/s 2，a 2=2m/s 2（2）物块脱离木板所需时间为t ，根据22121122L a t a t =-解得t =2s即3s 物体已经脱离木板，所以Q =μmgL =8J【总结归纳】(1)两个分析：仔细审题，清楚题目的物理过程，对每一个物体进行受力分析和运动过程分析。
(2)求加速度：准确求出各个物体在各个运动过程的加速度，注意两个运动过程的连接处的加速度可能突变。
(3)明确关系：找出物体之间的位移和路程关系或速度关系往往是解题的突破口，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。
当过程比较多时可以借助vt 图像，从图像中找到时间与空间的关系，是解决问题的有效手段。
【分类训练】类型1水平面上受外力作用的板块模型1．如图所示，在光滑水平地面上静置一质量2kg M =、长度0.5m L =的薄木板A ，木板右端放有一质量4kg m =的小滑块B （可视为质点）。
某时刻在木板右端施加一水平向右的恒力14N F =，作用2s =t 后撤去。
已知滑块与木板间的动摩擦因数0.2μ=，滑块离开木板前、后的速度不变，取重力加速度大小210m /s g =，求：（1）滑块离开木板时的速度大小v ；（2）撤去恒力F 时滑块到木板左端的距离d。
步步高2015高三物理(新课标)一轮讲义：4.4万有引力与航天
第4课时 万有引力与航天考纲解读1.掌握万有引力定律的内容、公式及应用.2.理解环绕速度的含义并会求解.3.了解第二和第三宇宙速度．1．[对开普勒三定律的理解]火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( )A ．太阳位于木星运行轨道的中心B ．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C ．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D ．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 答案 C解析 火星和木星在各自的椭圆轨道上绕太阳运动，速度的大小不可能始终相等，因此B 错；太阳在这些椭圆的一个焦点上，因此A 错； 在相同时间内，某个确定的行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，因此D 错，本题答案为C.2．[对万有引力定律的理解]关于万有引力公式F ＝G m 1m 2r2，以下说法中正确的是( )A ．公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B ．当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大C ．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D ．公式中引力常量G 的值是牛顿规定的 答案 C解析 万有引力公式F ＝G m 1m 2r ，虽然是牛顿由天体的运动规律得出的，但牛顿又将它推广到了宇宙中的任何物体，适用于计算任何两个质点间的引力．当两个物体间的距离趋近于0时，两个物体就不能视为质点了，万有引力公式不再适用．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律．公式中引力常量G 的值是卡文迪许在实验室里用实验测定的，而不是人为规定的．故正确答案为C.3．[第一宇宙速度的计算]美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒—22b ”，其直径约为地球的2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于( ) A ．3.3×103 m/s B ．7.9×103 m/s C ．1.2×104 m/s D ．1.9×104 m/s 答案 D解析 由该行星的密度和地球相当可得M 1R 31＝M 2R 32，地球第一宇宙速度v 1＝GM 1R 1，该行星的第一宇宙速度v 2＝GM 2R 2，联立解得v 2＝2.4v 1＝1.9×104 m/s ，选项D 正确． 4．[对人造卫星及卫星轨道的考查]a 、b 、c 、d 是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a 、c 的轨道相交于P ，b 、d 在同一个圆轨道上，b 、c 轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图1所示．下列说法中正确的是( )图1A ．a 、c 的加速度大小相等，且大于b 的加速度B ．b 、c 的角速度大小相等，且小于a 的角速度C ．a 、c 的线速度大小相等，且小于d 的线速度D ．a 、c 存在在P 点相撞的危险 答案 A解析 由G Mm r 2＝m v 2r ＝mrω2＝mr 4π2T2＝ma ，可知B 、C 、D 错误，A 正确．一、万有引力定律及其应用1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比、与它们之间距离r 的二次方成反比． 2．表达式：F ＝Gm 1m 2r 2，G 为引力常量：G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2.3．适用条件(1)公式适用于质点间的相互作用．当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点．(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离． 二、环绕速度1．第一宇宙速度又叫环绕速度．推导过程为：由mg ＝m v 21R ＝GMmR 2得：v 1＝GMR＝gR ＝7.9 km/s. 2．第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度． 3．第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度．特别提醒 1.两种周期——自转周期和公转周期的不同2．两种速度——环绕速度与发射速度的不同，最大环绕速度等于最小发射速度 3．两个半径——天体半径R 和卫星轨道半径r 的不同 三、第二宇宙速度和第三宇宙速度1．第二宇宙速度(脱离速度)：v 2＝11.2 km/s ，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度． 2．第三宇宙速度(逃逸速度)：v 3＝16.7 km/s ，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.考点一 天体质量和密度的计算 1．解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2r T2 (2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即G Mm R 2＝mg (g 表示天体表面的重力加速度)． 2．天体质量和密度的计算(1)利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R . 由于G Mm R 2＝mg ，故天体质量M ＝gR 2G ，天体密度ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3g4πGR.(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r .①由万有引力等于向心力，即G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，得出中心天体质量M ＝4π2r 3GT 2；②若已知天体半径R ，则天体的平均密度 ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3πr 3GT 2R 3；③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝3πGT 2.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度．例1 1798年，英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G ，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人．若已知万有引力常量G ，地球表面处的重力加速度g ，地球半径R ，地球上一个昼夜的时间T 1(地球自转周期)，一年的时间T 2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离L 1，地球中心到太阳中心的距离L 2.你能计算出( ) A ．地球的质量m 地＝gR 2GB ．太阳的质量m 太＝4π2L 32GT 22 C ．月球的质量m 月＝4π2L 31GT 21D ．可求月球、地球及太阳的密度解析 对地球表面的一个物体m 0来说，应有m 0g ＝Gm 地m 0R 2，所以地球质量m 地＝gR 2G ，选项A 正确．对地球绕太阳运动来说，有Gm 太m 地L 22＝m 地4π2T 22L 2，则m 太＝4π2L 32GT 22，B 项正确．对月球绕地球运动来说，能求地球质量，不知道月球的相关参量及月球的卫星运动参量，无法求出它的质量和密度，C 、D 项错误． 答案 AB突破训练1 (2012·福建·16)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v .假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N .已知引力常量为G ，则这颗行星的质量为( ) A.m v 2GN B.m v 4GN C.N v 2Gm D.N v 4Gm 答案 B解析 设卫星的质量为m ′由万有引力提供向心力，得G Mm ′R 2＝m ′v 2R ①m ′v 2R＝m ′g ②由已知条件：m 的重力为N 得N ＝mg ③ 由③得g ＝Nm ，代入②得：R ＝m v 2N代入①得M ＝m v 4GN ，故B 项正确．考点二 卫星运行参量的比较与运算 1．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律2．极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖． (2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s. (3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心．深化拓展 (1)卫星的a 、v 、ω、T 是相互联系的，如果一个量发生变化，其他量也随之发生变化；这些量与卫星的质量无关，它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定． (2)卫星的能量与轨道半径的关系：同一颗卫星，轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大．例2 “嫦娥四号”，专家称“四号星”，计划在2017年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，月球的平均密度为ρ，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r ，绕月周期为T .根据以上信息下列说法正确的是( ) A ．月球的第一宇宙速度为grB ．“嫦娥四号”绕月运行的速度为 gr 2RC ．万有引力常量可表示为3πr 3ρT 2R3D ．“嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球解析 根据第一宇宙速度的定义有：mg ＝m v 2R ，v ＝gR ，A 错误；根据G Mmr 2＝m v 2r 和G MmR2＝mg 可以得到“嫦娥四号”绕月运行的速度为v ＝ R 2g r ，B 错误；根据G Mm r2＝m 4π2T 2r 和M ＝ρ43πR 3可以知道万有引力常量可表示为3πr 3ρT 2R 3，C 正确；“嫦娥四号”必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D 错误． 答案 C突破训练2 2013年6月13日，神州十号与天宫一号成功实现自动交会对接．对接前神州十号与天宫一号都在各自的轨道上做匀速圆周运动．已知引力常量为G ，下列说法正确的是( )A ．由神州十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量B ．由神州十号运行的周期可以求出它离地面的高度C ．若神州十号的轨道半径比天宫一号大，则神州十号的周期比天宫一号小D ．漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡状态 答案 A例3 如图2所示，同步卫星与地心的距离为r ，运行速率为v 1，向心加速度为a 1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球半径为R ，则下列比值正确的是( )图2A.a 1a 2＝r RB.a 1a 2＝(Rr )2C.v 1v 2＝r R D.v 1v 2＝ Rr解析 本题中涉及三个物体，其已知量排列如下： 地球同步卫星：轨道半径r ，运行速率v 1，向心加速度a 1； 地球赤道上的物体：轨道半径R ，随地球自转的向心加速度a 2； 近地卫星：轨道半径R ，运行速率v 2.对于卫星，其共同特点是万有引力提供向心力，有G Mmr 2＝m v 2r ，故v 1v 2＝Rr. 对于同步卫星和地球赤道上的物体，其共同点是角速度相等，有a ＝ω2r ，故a 1a 2＝rR .答案 AD同步卫星的六个“一定”突破训练3 已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G .有关同步卫星，下列表述正确的是( ) A ．卫星距地面的高度为 3GMT 24π2B ．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C ．卫星运行时受到的向心力大小为G MmR2D ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 答案 BD解析 天体运动的基本原理为万有引力提供向心力，地球的引力使卫星绕地球做匀速圆周运动，即F 万＝F 向＝m v 2r ＝4π2mr T 2.当卫星在地表运行时，F 万＝GMmR 2＝mg (R 为地球半径)，设同步卫星离地面高度为h ，则F 万＝GMm(R ＋h )2＝F 向＝ma 向<mg ，所以C 错误，D 正确．由GMm(R ＋h )2＝m v 2R ＋h得，v ＝GMR ＋h< GM R ，B 正确．由GMm (R ＋h )2＝4π2m (R ＋h )T 2，得R ＋h ＝ 3GMT 24π2，即h ＝ 3GMT 24π2－R ，A 错误．考点三 卫星变轨问题分析当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：(1)当卫星的速度突然增大时，G Mm r 2<m v 2r ，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v ＝ GMr可知其运行速度比原轨道时减小． (2)当卫星的速度突然减小时，G Mm r 2>m v 2r ，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v ＝ GMr可知其运行速度比原轨道时增大． 卫星的发射和回收就是利用这一原理．例4 “嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球．如图3所示是绕地飞行的三条轨道，1轨道是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道．A 点是2轨道的近地点，B 点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s ，则下列说法中正确的是( )图3A ．卫星在2轨道经过A 点时的速率一定大于7.7 km/sB ．卫星在2轨道经过B 点时的速率一定小于7.7 km/sC ．卫星在3轨道所具有的机械能小于在2轨道所具有的机械能D ．卫星在3轨道所具有的最大速率小于在2轨道所具有的最大速率解析 卫星在1轨道做匀速圆周运动，由万有引力定律和牛顿第二定律得G Mm r 2＝m v 21r ，卫星在2轨道A 点做离心运动，则有G Mm r 2<m v 22Ar ，故v 1<v 2A ，选项A 正确；卫星在2轨道B 点做近心运动，则有G Mm r 2B >m v 22Br B ，若卫星在经过B 点的圆轨道上运动，则G Mm r 2B＝m v 2Br B，由于r <r B ，所以v 1>v B ，故v 2B <v B <v 1＝7.7 km/s ，选项B 正确；3轨道的高度大于2轨道的高度，故卫星在3轨道所具有的机械能大于在2轨道所具有的机械能，选项C 错误；卫星在各个轨道上运动时，只有万有引力做功，机械能守恒，在A 点时重力势能最小，动能最大，速率最大，故卫星在3轨道所具有的最大速率大于在2 轨道所具有的最大速率，选项D 错误． 答案 AB突破训练4 2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件．如图4所示，一块陨石从外太空飞向地球，到A 点刚好进入大气层，之后由于受地球引力和大气层空气阻力的作用，轨道半径渐渐变小，则下列说法中正确的是( )图4A ．陨石正减速飞向A 处B ．陨石绕地球运转时角速度渐渐变小C ．陨石绕地球运转时速度渐渐变大D ．进入大气层后，陨石的机械能渐渐变大 答案 C解析 由于万有引力做功，陨石正加速飞向A 处，选项A 错误．陨石绕地球运转时，因轨道半径渐渐变小，则角速度渐渐变大，速度渐渐变大，选项B 错误，C 正确．进入大气层后，由于受到空气阻力的作用，陨石的机械能渐渐变小，选项D 错误． 考点四 重力加速度和宇宙速度的求解1．第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，既是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运行的最大环绕速度．2．第一宇宙速度的求法：(1)GMm R 2＝m v 21R，所以v 1＝GMR. (2)mg ＝m v 21R，所以v 1＝gR .3．第二、第三宇宙速度也都是指发射速度．例5 “伽利略”木星探测器，从1989年10月进入太空起，历经6年，行程37亿千米，终于到达木星周围．此后在t 秒内绕木星运行N 圈后，对木星及其卫星进行考察，最后坠入木星大气层烧毁．设这N 圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为v ，探测器上的照相机正对木星拍摄整个木星时的视角为θ(如图5所示)，设木星为一球体．求：图5(1)木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径； (2)木星的第一宇宙速度．解析 (1)设木星探测器在题述圆形轨道运行时，轨道半径为r ，由v ＝2πr T可得：r ＝v T2π由题意，T ＝tN联立解得r ＝v t2πN(2)探测器在圆形轨道上运行时，万有引力提供向心力， G mMr 2＝m v 2r. 设木星的第一宇宙速度为v 0，有，G m ′M R 2＝m ′v 20R联立解得：v 0＝rRv 由题意可知R ＝r sin θ2，解得：v 0＝v sin θ2.答案 (1)v t2πN(2)vsin θ2突破训练5 随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想．假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v 0竖直向上抛出一个小球，经时间t 后回到出发点．已知月球的半径为R ，万有引力常量为G ，则下列说法正确的是( ) A ．月球表面的重力加速度为v 0tB ．月球的质量为2v 0R 2GtC ．宇航员在月球表面获得v 0Rt的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D ．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 Rt v 0答案 B解析 根据竖直上抛运动可得t ＝2v 0g ，g ＝2v 0t ，A 项错误；由GMm R 2＝mg ＝m v 2R ＝m (2πT )2R可得：M ＝2v 0R 2Gt，v ＝2v 0Rt，T ＝2π Rt2v 0，故B 项正确，C 、D 项错误．20．双星系统模型问题的分析与计算绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图6所示，双星系统模型有以下特点：图6(1)各自需要的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即 Gm 1m 2L 2＝m 1ω21r 1，Gm 1m 2L 2＝m 2ω22r 2 (2)两颗星的周期及角速度都相同，即 T 1＝T 2，ω1＝ω2(3)两颗星的半径与它们之间的距离关系为：r 1＋r 2＝L (4)两颗星到圆心的距离r 1、r 2与星体质量成反比，即m 1m 2＝r 2r 1(5)双星的运动周期T ＝2πL 3G (m 1＋m 2)(6)双星的总质量公式m 1＋m 2＝4π2L 3T 2G例6 冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，它们的质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知卡戎绕O 点运动的( )A ．角速度大小约为冥王星的7倍B ．向心力大小约为冥王星的1/7C ．轨道半径约为冥王星的7倍D ．周期与冥王星周期相同 答案 CD解析 对于双星系统，任意时刻均在同一条直线上，故转动的周期、角速度都相同．彼此给对方的万有引力提供向心力，故向心力大小相同，由m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，得r 2r 1＝m 1m 2＝7，故C 、D 项正确.高考题组1．(2013·山东·20)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为( ) A.n 3k 2T B.n 3kT C. n 2kT D.n kT 答案 B解析 双星靠彼此的万有引力提供向心力，则有 G m 1m 2L 2＝m 1r 14π2T 2 G m 1m 2L 2＝m 2r 24π2T 2 并且r 1＋r 2＝L 解得T ＝2πL 3G (m 1＋m 2)当双星总质量变为原来的k 倍，两星之间距离变为原来的n 倍时T ′＝2πn 3L 3Gk (m 1＋m 2)＝n 3k·T 故选项B 正确．2．(2013·新课标Ⅰ·20)2012年6月18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km 的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是( )A ．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B ．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C ．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D ．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 答案 BC解析 地球所有卫星的运行速度都小于第一宇宙速度，故A 错误．轨道处的稀薄大气会对天宫一号产生阻力，不加干预其轨道会缓慢降低，同时由于降低轨道，天宫一号的重力势能一部分转化为动能，故天宫一号的动能可能会增加，B 、C 正确；航天员受到地球引力作用，此时引力充当向心力，产生向心加速度，航天员处于失重状态，D 错误． 3．(2013·新课标Ⅱ·20)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( ) A ．卫星的动能逐渐减小B ．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C ．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D ．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 答案 BD解析 在卫星轨道半径逐渐变小的过程中，地球引力做正功，引力势能减小；气体阻力做负功，机械能逐渐转化为内能，机械能减小，选项B 正确，C 错误．卫星的运动近似看作是匀速圆周运动，根据G Mmr 2＝m v 2r得v ＝GMr，所以卫星的速度逐渐增大，动能增大，选项A 错误．减小的引力势能一部分用来克服气体阻力做功，一部分用来增加动能，故D 正确． 模拟题组4．我校某同学在学习中记录了一些与地球月球有关的数据资料如表中所示，利用这些数据计算地球表面与月球表面之间的距离s ，则下列运算公式中不正确的是( )A.v 2g ′－R －r B.v T2π－R －rC. 3g 0R 2T 24π2－R －r D.ct2 答案 A5．为了探测X 星球，某探测飞船先在以该星球中心为圆心，高度为h 的圆轨道上运动，随后飞船多次变轨，最后围绕该星球做近表面圆周飞行，周期为T .引力常量G 已知．则( )A ．变轨过程中必须向运动的反方向喷气B ．变轨后与变轨前相比，飞船的机械能增大C ．可以确定该星球的质量D ．可以确定该星球的平均密度 答案 D6．据报道，嫦娥三号将于近期发射．嫦娥三号接近月球表面的过程可简化为三个阶段：距离月球表面15 km 时打开反推发动机减速，下降到距月球表面H ＝100 m 高度时悬停，寻找合适落月点；找到落月点后继续下降，距月球表面h ＝4 m 时速度再次减为0；此后，关闭所有发动机，使它做自由落体运动落到月球表面．已知嫦娥三号质量为140 kg ，月球表面重力加速度g ′约为1.6 m/s 2，月球半径为R ，引力常量G .求： (1)月球的质量；(用题给字母表示)(2)嫦娥三号悬停在离月球表面100 m 处时发动机对嫦娥三号的作用力； (3)嫦娥三号从悬停在100 m 处到落至月球表面，发动机对嫦娥三号做的功． 答案 (1)g ′R 2G (2)224 N (3)－21 504 J解析 (1)在月球表面G MmR 2＝mg ′解得：M ＝g ′R 2G(2)因受力平衡，有F ＝mg ′解得：F ＝224 N(3)从悬停在高100 m 处到达高4 m 处过程由动能定理 mg ′(H －h )＋W 1＝0从高4 m 处释放后嫦娥三号机械能守恒，发动机不做功．W 2＝0 解得：W ＝W 1＋W 2＝－21 504 J(限时：30分钟)►题组1 万有引力定律及应用1．(2012·新课标全国·21)假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d .已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )A ．1－d RB ．1＋d RC ．(R －d R )2D ．(R R －d )2答案 A解析 设地球的密度为ρ，地球的质量为M ，根据万有引力定律可知，地球表面的重力加速度g ＝GM R 2.地球质量可表示为M ＝43πR 3ρ.因质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，所以矿井下以(R －d )为半径的地球的质量为M ′＝43π(R －d )3ρ，解得M ′＝(R －d R )3M ，则矿井底部的重力加速度g ′＝GM ′(R －d )2，则矿井底部的重力加速度和地面处的重力加速度大小之比为g ′g ＝1－dR，选项A 正确．2．(2013·浙江·18)如图1所示，三颗质量均为m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上，设地球质量为M 、半径为R .下列说法正确的是( )图1A ．地球对一颗卫星的引力大小为GMm(r －R )2B ．一颗卫星对地球的引力大小为GMmr 2C ．两颗卫星之间的引力大小为Gm 23r2D ．三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMmr 2答案 BC解析 地球对一颗卫星的引力等于一颗卫星对地球的引力，由万有引力定律得其大小为GMmr 2，故A 错误，B 正确；任意两颗卫星之间的距离L ＝3r ，则两颗卫星之间的引力大小为Gm 23r 2，C 正确；三颗卫星对地球的引力大小相等且三个引力互成120°，其合力为0，故D 选项错误．3．2013年1月27日，我国在境内再次成功地进行了陆基中段反导拦截技术试验，中段是指弹道导弹在大气层外空间依靠惯性飞行的一段．如图2所示，一枚蓝军弹道导弹从地面上A 点发射升空，目标是攻击红军基地B 点，导弹升空后，红军反导预警系统立刻发现目标，从C 点发射拦截导弹，并在弹道导弹飞行中段的最高点D 将其击毁．下列说法中正确的是( )图2A ．图中E 到D 过程，弹道导弹机械能不断增大B ．图中E 到D 过程，弹道导弹的加速度不断减小C ．弹道导弹在大气层外运动轨迹是以地心为焦点的椭圆D ．弹道导弹飞行至D 点时速度大于7.9 km/s 答案 BC解析 弹道导弹从E 到D 靠惯性飞行，只受地球的引力作用，机械能守恒，选项A 错误；弹道导弹从E 到D ，与地心的距离R 增大，万有引力F ＝G M 地mR 2减小，弹道导弹的加速度a ＝Fm减小，选项B 正确；由开普勒第一定律知，选项C 正确；D 点在远地点，弹道导弹的速度最小，由v ＝ GMr可知，D 点到地心的距离r 大于地球的半径R 0，所以弹道导弹的速度v ＝ GMr小于第一宇宙速度v 宇＝ GMR 0＝7.9 km/s ，选项D 错误．►题组2 天体质量和密度的计算4．有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v 贴近行星表面匀速飞行，测出运动的周期为T ，已知引力常量为G ，则可得( ) A ．该行星的半径为v T2πB ．该行星的平均密度为3πGT 2C ．无法求出该行星的质量D ．该行星表面的重力加速度为4π2v 2T 2答案 AB解析 由T ＝2πR v 可得：R ＝v T 2π，A 正确；由GMmR 2＝m v 2R 可得：M ＝v 3T 2πG ，C 错误；由M＝43πR 3ρ得：ρ＝3πGT 2，B 正确；由GMmR 2＝mg 得：g ＝2πv T，D 错误． 5．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t 小球落回原处，已知该星球的半径与地球半径之比R 星∶R 地＝1∶4，地球表面重力加速度为g ，设该星球表面重力加速度为g ′，地球的质量为M 地，该星球的质量为M 星．空气阻力不计．则( ) A ．g ′∶g ＝5∶1 B ．g ′∶g ＝1∶5 C ．M 星∶M 地＝1∶20 D ．M 星∶M 地＝1∶80 答案 BD解析 小球以相同的初速度在星球和地球表面做竖直上抛运动，星球上：v 0＝g ′·5t 2得，g ′＝2v 05t ，同理地球上的重力加速度g ＝2v 0t ；则有g ′∶g ＝1∶5，所以A 错误，B 正确．由星球表面的物重近似等于万有引力可得，在星球上取一质量为m 0的物体，则有m 0g ′＝G M 星m 0R 2星，得M 星＝g ′R 2星G ，同理得：M 地＝g ·R 2地G ，所以M 星∶M 地＝1∶80，故C 错误，D 正确．►题组3 卫星运行参量的分析与计算。
2015高考物理一轮复习课件打包4.4
人教版物理
第四章
曲线运动
万有引力与航天
3.极地卫星和近地卫星 (1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星 可以实现全球覆盖. (2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星, 其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径,其运行线速度约 为7.9 km/s. (3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心. [深化拓展] (1)卫星的a、v、ω、T是相互联系的,如果一个量发 生变化,其它量也随之发生变化;这些量与卫星的质量无关,它们由 轨道半径和中心天体的质量共同决定.(2)卫星的能量与轨道半径 的关系:同一颗卫星,轨道半径越大,动能越小,势能越大,机械能越 大.
第四章
曲线运动
万有引力与航天
要点二 卫星运行参量的比较与运算 对应学生用书 第 76 页 1．卫星的动力学规律
v2 Mm 4π2 2 由万有引力提供向心力，G 2 ＝ma 向＝m r ＝mω r＝m 2 r. r T 2．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律 GM 1 mv →v＝ → v ∝ r r r 1 Mm mω2r→ω＝ GM 3 →ω∝ r r3 G ＝ 2 r 越高越慢 2 2 3 规 4π 4π r 3 r＝R地＋hm 2 r→T＝ → T ∝ r 律 GM T 1 ma→a＝GM → a ∝ 2 2 r r GMm mg＝ 2 近地时→GM＝gR2 地 R地
人教版物理
第四章
曲线运动
万有引力与航天
ห้องสมุดไป่ตู้
m1m2 解析：万有引力公式 F＝G 2 ，虽然是牛顿由天体的运动规律 r 得出的，但牛顿又将它推广到了宇宙中的任何物体，适用于计算 任何两个质点间的引力．当两个物体间的距离趋近于 0 时，两个 物体就不能视为质点了，万有引力公式不再适用．两物体间的万 有引力也符合牛顿第三定律． 公式中引力常量 G 的值是卡文迪许 在实验室里用实验测定的，而不是人为规定的．故正确答案为 C.
(新课标)2015届高考物理一轮复习 第四章 第4 万有引力与航天精品PPT教学课件
为 7.9 km/s.
(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心．
深化拓展
(1)卫星的 a、v、ω、T 是相互联系的，如果一个量发生变化，其他量也随之发生变化； 这些量与卫星的质量无关，它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定．
(2)卫星的能量与轨道半径的关系：同一颗卫星，轨道半径越大，动能越小，势能越大，
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课堂探究 考点一 天体质量和密度的计算
1．解决天体(卫星)运动问题的基本思路 (1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 GMr2m＝man＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r
(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即 GMRm2 ＝mg(g 表 示天体表面的重力加速度)．
时，弹簧测力计的示数为 N.已知引
力常量为 G，则这颗行星的质量为
(B )
mv2 A. GN
Nv2 C.Gm
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mv4 B. GN
Nv4 D.Gm
考点定位
天体质量的计算
解析指导
表面附近→轨道半径=星球 半径
卫星绕行星运动：
GM行 Rm2 卫
m卫
v2 R
在行星表面的物体：
G
M行m R2
N
R G M 行m N
M
行
mv4 GN
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课堂探究 考点二 卫星运行参量的比较与运算 1．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律
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课堂探究
2．极地卫星和近地卫星
(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫 星可以实现全球覆盖．
(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星， 其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约
高考物理一轮复习导学案传送带板块模型
功能关系的综合应用——传送带模型、“滑块—木板”模型【传送带模型】1.传送带克服摩擦力做的功：W＝f x传（x传为传送带对地的位移）2.系统产生的内能：Q＝f x相对（x相对为总的相对路程）．3.求解电动机由于传送物体而多消耗的电能一般有两种思路①运用能量守恒以倾斜传送带为例，多消耗的电能为E电，则：E电＝ΔE k＋ΔE p＋Q.②运用功能关系传送带多消耗的电能等于传送带克服阻力做的功E电=fx传(特别注意：如果物体在倾斜传送带上的运动分匀变速和匀速两个运动过程，这两个过程中传送带都要克服摩擦力做功，匀变速运动过程中两者间的摩擦力是滑动摩擦力，匀速运动过程中两者间的摩擦力是静摩擦力) 4.传送带问题分析流出图：（一）水平传送带例1 如图所示，长为5m的水平传送带以2m/s的速度顺时针匀速转动，将质量为1kg的小物块无初速度放在传送带左侧。
已知传送带与小物块之间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/s2，求小滑块在传送带上运动过程中：（1）传送带对小物块做的功；（2）传送带与小物块摩擦产生的热量；（3）因放上小物块，电动机多消耗的电能。
变式：若小滑块以3m/s的速度从右端滑上传送带，求：（1）传送带与小物块摩擦产生的热量；（2）传送带克服摩擦力做功。
（二）倾斜传送带例2 如图所示，传送带与水平面间的夹角为30°，其中A、B两点间的距离为3.5m，传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度顺时针匀速转动。
现将一质量4kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带的B点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=√3，g为取10m/s2，则在传送带将小物块从B点传送到A点的过程中：2（1）摩擦力对小物块做的功；（2）摩擦产生的热量；（3）因放小物块而使得电动机多消耗的电能。
例3如图所示，传送带与水平地面的夹角为θ=37°，A、B两端间距L=16m，传送带以速度v=10m/s 沿顺时针方向运动。
高三物理一轮复习知识点专题6动力学三大基本模型
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！高三物理一轮复习知识点专题6 动力学三大基本模型—【讲】第一部分：考点梳理考点一、传送带模型考点二、板块模型考点三、弹簧模型考点一、传送带模型传送带模型传送带问题为高中动力学问题中的难点，主要表现在两方面：其一，传送带问题往往存在多种可能结论的判定，即需要分析确定到底哪一种可能情况会发生；其二，决定因素多，包括滑块与传送带间的动摩擦因数大小、斜面倾角，传送带速度、传送方向、滑块初速度的大小及方向等。
这就需要考生对传送带问题能做出准确的动力学过程分析。
传送带模型1——水平传求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。
物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。
（典例应用1）如图所示，传送带保持以1 m/s的速度顺时针转动。
现将一质量m＝0.5 kg的物体从离传送带很近的a点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，a、b间的距离L＝2.5 m，则物体从a 点运动到b点所经历的时间为多少？(g取10 m/s2)【答案】：g v v l μ2+或gl μ2 【解析】物块在传送带上可能经历两种运动形式，如果传送带足够长物块先匀加速到与传送带共速，然后再匀速的走完剩余的全程，如果传送带不是足够长，则物块在传送带上一直匀加速； 方式一：物块先匀加速再匀速； 对物块受力分析：g a ma mg μμ==...设物块从开始加速到与传送带共速需要的时间为t1，从共速到走完剩余全程需要的时间为t2；阶段一速度关系式：10at v +=...）（11g vt μ=; 阶段一位移关系式：)2(2)(212122221g v g v g at x μμμ=⨯== 阶段二速度关系式：)3(22vx t = 阶段二位移关系式：)4(2212g v l x l x μ-=-= 求得：)5(22gvv l t μ-=所以从AB 传送到B 的总时间为：)6(221gv v l t t t μ+=+= 方式二、物块在传送带上一直匀加速到另一端； 对物块受力分析：g a ma mg μμ==...对物体进行运动分析，如果传送带不是足够长，物块在传送带上一直匀加速；221at l =得g lt μ2=，所以物块从A 传送到B 的时间为glt μ2=或g v v l t μ2+=方法总结：如图所示是物块在传送带上的两种运行模式，分析可知，在传送带的长度一定时，把物块从A 运送到B 端的两种方式中，t0<t1结论是：如果能够保证物体在传送带上一路匀加速，那么物体到达右端所需的时间更短.（典例应用2）如图所示，一平直的传送带以速度v ＝2m/s 匀速运动，传送带把A 处的工件运送到B 处，A 、B 相距L ＝10m ，从A 处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t ＝6s ，能传送到B 处，求： （1）工件在传送带上加速运动过程中的加速度大小及加速运动的时间；（2）欲用最短的时间把工件从A 处传送到B 处，求传送带的运行速度至少多大？【答案】：（1）1m/s2 （2）52【解析】：对工件受力分析：g a ma mg μμ==....对工件进行运动分析：假设工件从静止释放到与传送带共速共需要经历的时间为t 速度关系：)1...(at v =代入得2=at t=2s位移关系：)2)...(6(212t v at l -+=，代入相关参数得：a=1m/s 2如果工件在传送带上一路匀加速刚好到达B 端时的速度为V ，且刚好与传送带共速，此时传送带的速度即为其临界的最小速度。
板块模型(解析版)--2024年高考物理一轮复习热点重点难点
板块模型特训目标特训内容目标1无外力板块模型(1T -4T )目标2无外力板块图像问题(5T -8T )目标3有外力板块模型(9T -12T )目标4有外力板块图像问题(13T -16T )【特训典例】一、无外力板块模型1如图所示，将小滑块A 放在长为L 的长木板B 上，A 与B 间的动摩擦因数为μ，长木板B 放在光滑的水平面上，A 与B 的质量之比为1:4，A 距B 的右端为13L 。
现给长木板B 一个水平向右初速度v 0=102m/s ，小滑块A 恰好从长木板B 上滑下；若给A 一个水平向右初速度v ，要使A 能从B 上滑下，则v 至少为()A.5m /sB.10m /sC.15m /sD.20m/s【答案】B【详解】第一种情形下有v 202fm A+fm B =23L 第二种情形下有v 22f m A+f m B =13L 解得v =10m/s 故选B 。
2如图(a )所示，质量为2m 的长木板，静止地放在光滑的水平面上，另一质量为m 的小铅块(可视为质点)以水平速度v 0滑上木板左端，恰能滑至木板右端且与木板保持相对静止，铅块运动中所受的摩擦力始终不变。
若将木板分成长度与质量均相等(即m 1=m 2=m )的两段1、2后紧挨着放在同一水平面上，让小铅块以相同的初速度v 0由木板1的左端开始运动，如图(b )所示，则下列说法正确的是()A.小铅块将从木板2的右端滑离木板B.小铅块滑到木板2的右端与之保持相对静止C.(a )、(b )两种过程中摩擦产生的热量相等D.(a )过程产生的摩擦热量大于(b )过程摩擦产生的热量【答案】D【详解】AB ．第一次，小铅块运动过程中，小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，第二次，小铅块先使整个木板加速，运动到2部分上后1部分停止加速，只有2部分加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次小铅块与2木板将更早达到速度相等，所以小铅块还没有运动到2的右端，故AB错误；CD．由于在(b)中小铅块还没有运动到2的右端，所以在木板2上相对运动的位移没有在木板上1大，所以在(b)中小铅块相对木板的位移小于在(a)中小铅块相对木板的位移，根据摩擦力乘以相对位移等于产生的热量，所以(b)产生的热量小于在木板(a)上滑行产生热量，故C错误，D正确。
2015届高考物理第一轮基础知识梳理教案1
第三课时 串联电路 并联电路 电表的改装习题课1．三个阻值和额定功率都相同的电阻，串联使用时，它们发热的最大功率为9W ，现将其2个电阻并联，再与另一个串联时，它们通电发热的最大功率为( )A ． 9WB ． 6WC ． 4.5WD ． 3W2．如图,滑线变阻器阻值为3k Ω,电压U=10V ,要想使一个阻值3 k Ω的用电器获得4V 的电压,则变阻器的滑动头应( )A ．放在位置AB ．放在位置B(BC=AC/3)C ．放在中点D ．放在位置C 3．如图,滑线变阻器R 和定值电阻RX,滑线变阻器的滑动触头C 置于AB 的正中,则有( A ．定值电阻RX 的阻值越大,UX 越接近于U/2 B ．定值电阻RX 的阻值越小,UX 越接近于U/2C ．若将滑动触头C 向B 滑动,UX 可能为U/2D ．若将滑动触头C 向A 滑动,UX 可能为U/24.在如图所示的电路中,电容器C 的上极板带正电.为了使该极板仍带正电且电量增大,下列办法中可采用的是( )A ．增大R1，其它电阻不变B ．增大R2，其它电阻不变C ．增大R3，其它电阻不变D ．增大R4，其它电阻不变 UR 1 R 2 R 3 R 4C5、由同种材料制成的保险丝,直径分别为d1=0.5mm 和d2=1mm,熔断电流分别为2A 和6A,将以上两根保险丝各取等长的一段并联后接入电路中,电路允许通过的最大电流是( )A 6.0AB 7.5AC 8AD 10A6．在如图所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列比值正确的是（A ）U 1/I 不变，ΔU 1/ΔI 不变．（B ）U 2/I 变大，ΔU 2/ΔI 变大．（C ）U 2/I 变大，ΔU 2/ΔI 不变．（D ）U 3/I 变大，ΔU 3/ΔI 不变．7．有a 、b 、c 、d 四只电阻，其中三只电阻的阻值一样，只有一个电当开关闭合时测出有电流从P 流向Q，A 值偏大的电阻一定是a 和d 中的一个B 阻值偏大的电阻一定是c 和d 中的一个C 下一步可将a 和d 互换位置，根据PQ 间电流的流向来判断D 下一步可将a 和c 互换位置，根据PQ 间电流的流向来判断8、电阻R 与两个完全相同的晶体二极管D 1和D 2连接成如图所示的电路，a、b端的电势差U ab=10V时，流经a点的电流为0.01A；当U ab=－0.2V时，流经a点的电流仍为0.01A，则电阻R的阻值为（）（A）1020Ω（B）1000Ω（C）980Ω（D）20Ω15.一个T型电路如图所示，电路中的电110R=Ω, 23120,40R R=Ω=Ω.另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。
2015届高考物理第一轮基础知识复习教案46
第1讲 电流 电阻 电功率及焦耳定律电流定义式、决定式、微观式电阻定义式电阻定律电阻率电功和电功率电功、电功率、焦耳定律电 流1．定义：电荷的定向移动形成电流． 2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式：⎩⎪⎨⎪⎧定义式：I ＝qt决定式：I ＝U R微观式：I ＝neS v电阻和电阻率1．电阻(1)定义式：R ＝UI .(2)电阻定律：R＝ρlS.2．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性．(2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大．②半导体的电阻率随温度升高而减小．③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．电功和电功率1．电功(1)公式：W＝IUt.(2)适用条件：适用于任何电路．(3)实质：电能转化为其他形式的能的过程．2．电功率(1)公式：P＝IU.(2)适用条件：适用于任何电路．3．电热Q＝I2Rt(焦耳定律)．4．电热功率P＝I2R.1．(多选)(2013·大连模拟)用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，以下属于用比值法定义的物理量是()A ．加速度a ＝ΔvΔtB ．电阻R ＝ρL SC ．电场强度E ＝Fq D ．电容C＝εr S 4πkd【解析】 电阻R ＝ρL S 是电阻的决定式，电容C ＝ε1S4πkd 是电容的决定式，不属于用比值法定义的物理量，选项A 、C 符合要求．【答案】 AC2.如图7－1－1所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．v q B.qv C ．q v S D.q v S图7－1－1【解析】 由于橡胶棒均匀带电，故时间t 内定向移动的电荷量为q v t ；根据电流定义式I ＝qt ，可以确定A 正确．【答案】 A3. (多选)(2014·武汉一中检测)在如图7－1－2所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V,6 W”字样，电动机线圈的电阻R M＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是() A．电动机的输入电压是5 VB．流过电动机的电流是2 AC．电动机的效率是80%D．整个电路消耗的电功率是10 W图7－1－2【解析】灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V，电流为2 A，电动机的输入电压是8 V－3 V＝5 V，流过电动机的电流是I＝2 A，选项A、B正确；电动机内阻消耗功率I2R M＝4 W；电动机输入功率为UI＝5×2 W＝10 W，输出功率为6 W，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W＋6 W＝16 W，选项C、D错误．【答案】AB4．(2013·北京高考)一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v.求导线中的电流Ⅰ.【解析】设Δt时间内通过导体横截面的电量为Δq，由电流定义，有I ＝Δq Δt ＝neS v ΔtΔt ＝neS v 【答案】neSv(多选)(2011·全国高考)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V ，云地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC ．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J 【解析】 由电流的定义式I ＝Qt 知I ＝660×10－6A ＝1×105A ，A 正确；整个过程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2 W ＝3×1010W(t 代0.2或0.3)，B 错误；由E ＝U d ＝1.0×1091×103V/m ＝1×106 V/m ，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109J ，D 错．【答案】 AC应用I ＝qt 求解电流的技巧计算电流时，要分清形成电流的自由电荷的种类：(1)对于金属导体，是自由电子的定向移动形成的，电荷量q 是通过导体横截面的自由电子的电量．(2)对于电解液，是正、负离子同时向相反的方向定向移动，电荷量q为正、负离子电荷量的绝对值之和．【迁移应用】1．某电解池，如果在1秒钟内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()A．0 A B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A 【解析】通过横截面的正离子的电荷量q1＝1.6×10－19×2×5.0×1018C．通过横截面的负离子的电荷量q2＝－1.6×10－19×1.0×1019 C，则q＝|q1|＋|q2|＝3.2 C，根据I＝qt得I＝3.2 A，故D正确．【答案】 D1.(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小．(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关．2．电阻的决定式和定义式的比较浓度均匀的电解液 (2013·湖南省怀化市联考)如图7－1－3所示，a 、b 、c 为不同材料做成的电阻，b 与a 的长度相等，横截面积是a 的两倍；c 与a 的横截面积相等，长度是a 的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是U 1∶U 2∶U 3＝1∶1∶2.关于三种材料的电阻率ρa 、ρb 、ρc ，下列说法中正确的是( )图7－1－3A ．ρa 是ρb 的2倍B ．ρa 是ρc的2倍C ．ρb 是ρc 的2倍D ．ρc 是ρa 的2倍【解析】 设a 的长度为L ，截面积为S ，因为R ＝U I ，而R ＝ρLS ，所以R a R b ＝U 1U 2，即ρa L S ρb L 2S ＝1，故ρb ＝2ρa ；同理R a R c ＝U 1U 3＝12，所以ρa L Sρc 2L S ＝12，故ρa ＝ρc ，选项C 正确．【答案】 C 【迁移应用】2．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I －U 图象如图7－1－4所示，则下述判断正确的是()甲 乙 丙图7－1－4A ．只有乙图象是正确的B ．甲、丙图象是曲线，肯定误差太大C ．甲、丙为线性元件，乙为非线性元件D ．甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差 【解析】 金属的电阻率随温度的升高而增大，丙图可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，如甲图；某些线性元件电阻率不随温度变化，如乙图；因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定有较大误差．【答案】 D1.(1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R .(2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P ＝UI 为电功率，P ′＝I 2R 为热功率，有P ＞P ′.(多选)(2014·沈阳模拟)如图7－1－5所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W图7－1－5【解析】 由E ＝30 V 、电动机两端电压10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ，则I ＝209＋1A ＝2 A ，A 错；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V ×2 A ＝20 W ，B 正确；P 热＝I 2R M ＝4×1 W ＝4 W ，C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，D 正确．【答案】 BCD【迁移应用】3．(多选)对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝UID ．P ＝W t【解析】 公式P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路，而P ＝UI 、P ＝W t 对计算任何用电器的电功率都适用，A 、B 错误，C 、D 正确．【答案】 CD。
北京市高考物理一轮复习 第4讲 板块模型经典精讲1
1 第4讲 板块模型题一：如图所示，物体A 叠放在物体B 上，B 置于光滑水平面上。
A ，B 质量分别为6.0 kg 和2.0 kg ，A 、B 之间的动摩擦因数为0.2。
在物体A 上施加水平方向的拉力F ，开始时F =10 N ，此后逐渐增大，在增大到45N 的过程中，以下判断正确的是（ ）A ．两物体间始终没有相对运动B ．两物体间从受力开始就有相对运动C ．当拉力F ＜12 N 时，两物体均保持静止状态D ．两物体开始没有相对运动，当F ＞18 N 时，开始相对滑动题二：如图所示，光滑水平面上有一块木板，质量M = 1.0 kg ，长度L = 1.0 m ．在木板的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量m = 1.0 kg ．小滑块与木板之间的动摩擦因数μ = 0.30．开始时它们都处于静止状态．某时刻起对小滑块施加一个F = 8.0 N 水平向右的恒力，此后小滑块将相对木板滑动. 假设只改变M 、m 、μ、F 中一个物理量的大小，使得小滑块速度总是木板速度的2倍，请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值（只要提出一种方案即可）。
题三：如图所示，质量为M 的木板长为L ，木板的两个端点分别为A 、B ，中点为O ，木板置于光滑的水平面上并以v 0的水平初速度向右运动。
若把质量为m 的小木块（可视为质点）置于木板的B 端，小木块的初速度为零，最终小木块随木板一起运动。
小木块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。
求： （1）小木块与木板相对静止时，木板运动的速度； （2）小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内，才能使木块最终相对于木板静止时位于OA 之间。
题四：质量M =8 kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F ，F =8 N ，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s 时，在小车前端轻轻放上一个大小不计，质量为m =2 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长，求从小物块放上小车开始，经过t =1.5 s ，小物块通过的位移大小为多少？第4讲 板块模型题一：A 题二：令F =9 N 题三：（1）0+M v M m（2）20()+Mv gL M m ≥ μ ≥202()+Mv gL M m 题四：2.1 m.。
2024年高考物理一轮复习专题4
专题4.2 静力学正交分解与临界现象（精讲精练）第一部分基础学问快速过一、什么是正交分解①正交分解的定义：将一个力分解为Fx和Fy两个相互垂直的分力的方法，叫作力的正交分解。
②从力的矢量性来看，是力F的分矢量；从力的计算来看，力的方向可以用正负号来表示，重量为正值表示分矢量的方向跟规定的正方向相同，重量为负值表示分矢量的方向跟规定的正方向相反．这样，就可以把力的矢量运算转变成代数运算．所以，力的正交分解法是处理力的合成分解问题的最重要的方法，是一种解析法．特殊是多力作用于同一物体时。
它是力的合成的逆运算。
二、正交分解解题的基本步骤：第一步，选定探讨对象.并以质点的形式对进行表示。
其次步，对选定的探讨对象进行受力分析。
第三步，建立直角坐标系.一般来讲在水平面内可以随意建立坐标系，但是在斜面上最好沿物体下滑的方向建立x轴，然后建立y轴。
第四步，分析加速度方向。
必要时也可将加速度进行正交分解，以便于做题。
第五步，表达合外力。
第六步，列出x方向，与y方向上的牛顿其次定律方程。
第七步，若需其他方程，也要列出须要的方程，然后求解。
第八步，检验是否符合实际状况。
三、应用正交分解的方法处理问题时的留意要点：1.力是矢量F′在X轴Y轴上的分矢量F′x和F′y是矢量，重量为正值表示分矢量的方向跟坐标轴的方向相同，重量为负值表示分矢量的方向跟坐标轴的方向相反。
2．确定矢量正交重量的坐标轴，不肯定是取竖直方向和水平方向。
例如，分析物体在斜面上的受力状况，一般选取x轴与斜面平行，y轴与斜面垂直。
坐标轴的选取是以使问题的分析简化为原则。
通常选取坐标轴的方法是：选取一条坐标轴与物体运动的加速度的方向相同（包括处理物体在斜面上运动的问题），以求使物体沿另一条坐标轴的加速度为零，这样就可得到外力在该坐标轴上的重量之和为零，从而给解题带来便利。
题型一、利用正交分解法处理静力学平衡问题1.（2024全国2）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面对上匀速运动，轻绳与斜面平行。
(完整word版)板块模型和动能定理2015高考真题赏析
板块模型和动能定理2015高考真题赏析双鸭山一中高三物理组 孙妍【关键词】板块模型 多过程 能量守恒 动能定理【摘要】经典的板块模型,分析多物体多过程。
通过改变放在木板上的铁块的数量,改变铁块对木板的摩擦力，从而改变木板的运动情况.这也是动力学的典型问题，解此类问题的关键是受力分析，弄清铁块和木板的运动过程,对每一个物理过程列出方程。
此类问题较好的考查了考生的分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力。
【考查点】匀变速直线运动位移与时间的关系 牛顿运动定律的综合应用 牛顿第二定律【典例】（2015•新课标全国2,25）下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为θ=37°（sin37°=53）的山坡C ，上面有一质量为m 的石板B,其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A 和B 均处于静止状态，如图所示。
假设某次暴雨中,A 浸透雨水后总质量也为m （可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A 、B 间的动摩擦因数μ1减小为83，B 、C 间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A 、B 开始运动，此时刻为计时起点；在第2s 末,B 的上表面突然变为光滑,μ2保持不变。
已知A 开始运动时，A 离B 下边缘的距离l=27m ，C 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
取重力加速度大小g=10m/s 2。
求:（1）在0～2s 时间内A 和B 加速度的大小（2）A 在B 上总的运动时间。
【命题立意】通过设置经典的板块模型，由于石块与木板间，木板与山体间的动摩擦因素不同,从而改变石块和木板的受力情况和运动状态。
通过对板块接触面的动摩擦因素的调整，转化为一道质量高、效度好、设问巧、情景妙的精彩动力学运动学综合题。
考查考生的分析多物体多过程的能力和应用数学处理物理问题的能力，木板有两个运动过程,物块有三个运动过程，木板做初速度为零的匀加速过程，物块相对地面静止；当石块运动了后，木板继续做匀加速但加速度比第一个过程小，物块做初速度为零的匀加速;当木板运动时，物块与木板分离.从题目设问来看，循循善诱、分层设问,逐步引领考生利用最基本平抛运动模型规律、牛顿运动定律和运动学公式。
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第4讲 板块模型
题一：如图所示，物体A 叠放在物体B 上，B 置于光滑水平面上。
A ，B 质量分别为6.0 kg 和2.0 kg ，A 、B 之间的动摩擦因数为0.2。
在物体A 上施加水平方向的拉力F ，开始时F =10 N ，此后逐渐增大，在增大到45N 的过程中，以下判断正确的是（ ）
A ．两物体间始终没有相对运动
B ．两物体间从受力开始就有相对运动
C ．当拉力F ＜12 N 时，两物体均保持静止状态
D ．两物体开始没有相对运动，当F ＞18 N 时，开始相对滑动
题二：如图所示，光滑水平面上有一块木板，质量M = 1.0 kg ，长度L = 1.0 m ．在木板的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量m = 1.0 kg ．小滑块与木板之间的动摩擦因数μ = 0.30．开始时它们都处于静止状态．某时刻起对小滑块施加一个F = 8.0 N 水平向右的恒力，此后小滑块将相对木板滑动. 假设只改变M 、m 、μ、F 中一个物理量的大小，使得小滑块速度总是木板速度的2
倍，请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值（只要提
出一种方案即可）。
题三：如图所示，质量为M 的木板长为L ，木板的两个端点分别为A 、B ，中点为O ，木板置于光滑的水平面上并以v 0的水平初速度向右运动。
若把质量为m 的小木块（可视为质点）置于木板的B 端，小木块的初速度为零，最终小木块随木板一起运动。
小木块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。
求： （1）小木块与木板相对静止时，木板运动的速度； （2）小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内，才
能使木块最终相对于木板静止时位于OA 之间。
题四：质量M =8 kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端
加一水平恒力F ，F =8 N ，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s 时，在小车前端轻轻放上一个大小不计，质量为m =2 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长，求从小物块放上小车开始，经过t =1.5 s ，小物块通过的位移大小为多少？
第4讲 板块模型
题一：A 题二：令F =9 N 题三：（1）0+M v M m （2）20()+Mv gL M m ≥ μ ≥202()
+Mv gL M m 题四：2.1 m.。