课堂新坐标62
【课堂新坐标】(安徽专用)2014届高考物理一轮复习 第四章 第4讲 万有引力与航天跟踪检测
第4讲 万有引力与航天(对应学生用书第62页)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.公式F =G m 1m 2r2,其中G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2,叫引力常量.3.适用条件公式适用于质点间的相互作用.当两物体间的距离远大于物体本身的大小时,物体可视为质点;均匀的球体可视为质点,r 是两球心间的距离;一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用,其中r 为球心到质点间的距离.【针对训练】1.(2013届佛山检测)在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍.关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是( )A .太阳引力远小于月球引力B .太阳引力与月球引力相差不大C .月球对不同区域海水的吸引力大小相等D .月球对不同区域海水的吸引力大小有差异【解析】 设太阳质量为M ,月球质量为m ,海水质量为m ′,太阳到地球距离为r 1,月球到地球距离为r 2,由题意Mm=2.7×107,r 1r 2=400,由万有引力公式,太阳对海水的引力F 1=GMm ′r 21,月球对海水的引力F 2=Gmm ′r 22,则F 1F 2=Mr 22mr 21=2.7×1074002=2 70016,故A 、B 选项错误;月球到地球上不同区域的海水距离不同,所以引力大小有差异,C 选项错误,D 选项正确.(1)基本方法:把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.(2)基本公式:G Mmr 2=mg r=ma =⎩⎪⎨⎪⎧m v 2rmr ω2mr 2πT 2mv ω其中g r 为距天体中心r 处的重力加速度. 2.第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度):指人造卫星的近地环绕速度,它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所具有的最大速度,是人造地球卫星的最小发射速度,其大小为v 1=7.9km/s.【针对训练】2.(2012·浙江高考)如图4-4-1所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是( )图4-4-1A .太阳对各小行星的引力相同B .各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C .小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D .小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值【解析】 根据F =G Mm r2,小行星带中各小行星的轨道半径r 、质量m 均不确定,因此无法比较太阳对各小行星引力的大小,选项A 错误;根据G Mm r 2=m (2πT )2r 得,T =2πr 3GM,因小行星绕太阳运动的轨道半径大于地球绕太阳运动的轨道半径,故小行星的运动周期大于地球的公转周期,即大于一年,选项B 错误;根据G Mmr2=ma 得a =GMr2,所以内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值,选项C 正确;根据G Mm r 2=mv 2r,得v =GMr,所以小行星带内各小行星做圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值,选项D 错误.1.轨道平面一定:轨道平面与赤道平面共面.2.周期一定:与地球自转周期相同,即T =24 h. 3.角速度一定:与地球自转的角速度相同.4.高度一定:由G Mm R +h 2=m 4π2T 2(R +h )得同步卫星离地面的高度h = 3GMT 24π2-R .5.速率一定:v = GMR +h.【针对训练】3.我国数据中继卫星“天链一号02星”在西昌卫星发射中心,于2011年7月11日23时41分发射升空,之后经过变轨控制后,成功定点在赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号02星”,下列说法正确的是( )A .运行速度大于7.9 km/sB .离地面高度一定,相对地面静止C .绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小D .向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【解析】 7.9 km/s 是第一宇宙速度,是所有地球卫星的最大运转速度,故A 错误;因“天链一号02星”是同步卫星,其轨道半径大于地球半径,而小于月球的轨道半径,B均正确,C 错误;因该星与赤道上物体的角速度相同,但到地心距离不同(r >R ),由a 向=r ω2得a 星>a 物,故D 错误.1.经典时空观(1)在经典力学中,物体的质量是不随运动状态而改变的.(2)在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的.2.相对论时空观(1)在狭义相对论中,物体的质量是随物体运动速度的增大而增大的,用公式表示为m =m 01-v 2c2.(2)在狭义相对论中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的.(对应学生用书第63页)把天体的运动看成匀速圆周运动,所需向心力由万有引力提供. G Mm r 2=m v 2r =m ω2r =m (2πT)2r =m (2πf )2r2.中心天体的质量M 、密度ρ的估算 (1)利用卫星的轨道半径r 和周期T测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r 和周期T ,由G Mm r2=m (2πT)2r ,可得天体质量为:M =4π2r3GT2.该中心天体密度为:ρ=M V =M 43πR3=3πr3GT 2R 3(R 为中心天体的半径).当卫星沿中心天体表面运行时,r =R ,则ρ=3πGT2.(2)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 43πR3=3g4πGR.(2011·安徽高考)(1)开普勒行星运动第三定律指出,行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a 的三次方与它的公转周期T 的二次方成正比,即a 3T2=k ,k 是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k 的表达式.已知引力常量为G ,太阳的质量为M 太;(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立.经测定月地距离为3.84×108 m ,月球绕地球运动的周期为2.36×106s ,试计算地球的质量M 地.(G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2,结果保留一位有效数字)【审题视点】 (1)已知引力常量G ,太阳质量M ,导出太阳系中常量k .(2)a 3T2=k 也适用地月系统,但不同天体系统k 值不同. 【解析】 (1)因行星绕太阳做圆周运动,于是轨道的半长轴a 即为轨道半径r .根据万有引力定律和牛顿第二定律有G m 行M 太r2=m 行(2πT)2r ①于是有r3T 2=G4π2M 太②即k =G4π2M 太.③(2)在地月系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R ,周期为T ,由②式可得R 3T 2=G4π2M地④解得M 地=6×1024 kg(5×1024kg 也算对).⑤ 【答案】 (1)k =G4π2M 太 (2)6×1024kg求中心天体质量的途径依据万有引力等于向心力,可得以下四种求中心天体质量的途径(1)M =gr 2G ,若已知卫星在某一高度的加速度g 和环绕的半径r ;(2)M =rv 2G ,若已知卫星绕天体做匀速圆周运动的线速度v 和半径r ;(3)M =4π2r 3GT 2,若已知卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和半径r ;(4)M =v 3T2πG,若已知卫星运行的线速度v 和周期T .【即学即用】1.(2013届山东威海一中检测)如图4-4-2所示,是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行,进入绕土星飞行的轨道.若“卡西尼”号探测器在半径为R 的土星上空离土星表面高h 的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n 周飞行时间为t ,已知万有引力常量为G ,则下列关于土星质量M 和平均密度ρ的表达式正确的是( )图4-4-2 A .M =4π2R +h 3Gt 2,ρ=3πR +h 3Gt 2R3B .M =4π2R +h 2Gt 2,ρ=3πR +h 2Gt 2R 3C .M =4π2t 2R +h 3Gn 2,ρ=3πt 2R +h 3Gn 2R 3D .M =4π2n 2R +h 3Gt 2,ρ=3πn 2R +h 3Gt 2R 3【解析】 设“卡西尼”号的质量为m ,“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供,G Mm R +h 2 =m (R +h )(2πT )2,其中T =tn,解得M =4π2n 2R +h 3Gt 2.又土星体积V =43πR 3,所以ρ=M V =3πn 2R +h 3Gt 2R 3. 【答案】 D1.(1)赤道轨道:卫星的轨道在赤道平面内.同步卫星就是其中的一种.(2)极地轨道:卫星的轨道过南北两极,即在垂直于赤道的平面内.如极地气象卫星. (3)其他轨道:除以上两种轨道外的卫星轨道. 2.卫星的稳定运行与变轨运行分析 (1)卫星在圆轨道上的稳定运行 G Mm r 2=m v 2r =mr ω2=mr (2πT)2,由此可推出⎩⎪⎨⎪⎧v =GM rω=GMr 3T =2π r 3GM(2)变轨运行分析①当v 增大时,所需向心力m v 2r增大,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,但卫星一旦进入新的轨道运行,由v = GMr知其运行速度要减小,但重力势能、机械能均增加.②当卫星的速度减小时,向心力mv 2r减小,即万有引力大于卫星所需的向心力,因此卫星将做向心运动,同样会脱离原来的圆轨道,轨道半径变小,进入新轨道运行时由v =GMr知运行速度将增大,但重力势能、机械能均减少.(卫星的发射和回收就是利用了这一原理)图4-4-3(2013届湖南衡阳八中模拟)2012年6月18日早上5点43分“神舟九号”飞船完成了最后一次变轨,在与“天宫一号”对接之前“神舟九号”共完成了4次变轨,“神舟九号”某次变轨的示意图如图4-4-3所示,在A 点从椭圆轨道Ⅱ进入圆形轨道Ⅰ,B 为轨道Ⅱ上的一点.关于飞船的运动,下列说法中正确的有( )A .在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度B .在轨道Ⅱ上经过A 的动能大于在轨道Ⅰ上经过A 的动能C .在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期D .在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度【审题视点】 (1)轨道Ⅱ为椭圆轨道,需要利用开普勒定律解决速度、周期问题. (2)明确变轨前后速度的变化.【解析】 轨道Ⅱ为椭圆轨道,根据开普勒第二定律,飞船与地球的连线在相等的时间内扫过的面积相等,可知近地点的速度大于远地点的速度,故A 正确.根据开普勒第三定律,飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ满足:a 3T 2Ⅱ=R 3T 2Ⅰ,又R >a ,可知T Ⅰ>T Ⅱ,故C 错误.飞船在A 点变轨时,从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ需加速,又E k =12mv 2,故B 错误.无论在轨道Ⅰ上还是在轨道Ⅱ上,A 点到地球的距离不变,飞船受到的万有引力一样,由牛顿第二定律可知向心加速度相同,故D 错误.【答案】 A 【即学即用】2.(2012·四川高考)今年4月30日,西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星,其轨道半径为2.8×107 m .它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107m)相比( )A .向心力较小B .动能较大C .发射速度都是第一宇宙速度D .角速度较小【解析】 由题意知,中圆轨道卫星的轨道半径r 1小于同步卫星轨道半径r 2,卫星运行时的向心力由万有引力提供,根据F 向=G Mm r2知,两卫星的向心力F 1>F 2,选项A 错误;根据G Mm r 2=mv 2r=m ω2r ,得环绕速度v 1>v 2,角速度ω1>ω2,两卫星质量相等,则动能E k1>E k2,故选项B 正确,选项D 错误;根据能量守恒,卫星发射得越高,发射速度越大,第一宇宙速度是发射卫星的最小速度,因此两卫星的发射速度都大于第一宇宙速度,且v 01<v 02,选项C 错误.物体的周期都等于地球自转的周期,而不等于近地卫星的周期;近地卫星与地球赤道上的物体的运动半径都等于地球半径,而不等于同步卫星运动半径;三者的线速度各不相同.求解此类题的关键有三点:1.在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的向心加速度的比例关系时应依据二者角速度相同的特点,运用公式a =ω2r 而不能运用公式a =GM r2.2.在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的线速度比例关系时,仍要依据二者角速度相同的特点,运用公式v =ωr 而不能运用公式v =GM /r .3.在求解“同步卫星”运行速度与第一宇宙速度的比例关系时,因都是由万有引力提供的向心力,故要运用公式v =GM /r ,而不能运用公式v =ωr 或v =gr .(2013届安庆模拟)未发射的卫星放在地球赤道上随地球自转时的线速度为v 1、加速度为a 1;发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v 2、加速度为a 2;实施变轨后,使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动,运动的线速度为v 3、加速度为a 3.则v 1、v 2、v 3和a 1、a 2、a 3的大小关系是( )A .v 2>v 3>v 1 a 2>a 3>a 1B .v 3>v 2>v 1 a 2>a 3>a 1C .v 2>v 3=v 1 a 2=a 1>a 3D .v 2>v 3>v 1 a 3>a 2>a 1【解析】 卫星放在地球赤道上随地球自转时的角速度与同步卫星的角速度相等,v 3>v 1;在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v 2大于同步卫星运动的线速度v 3,所以v 2>v 3>v 1.由万有引力定律和牛顿运动定律可知,a 2>a 3>a 1,所以选项A 正确.【答案】 A 【即学即用】3.(2013届天津民族中学检测)北京时间2012年10月25日23时33分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第十六颗“北斗”导航卫星成功发射升空并送入太空预定转移轨道,这是一颗地球静止轨道卫星.“北斗”导航卫星定位系统由静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成,中轨道卫星轨道半径约为27 900 公里,静止轨道卫星的半径约为42 400 公里.(已知 2794243)≈0.53)下列说法正确的是( )A .静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度B .静止轨道卫星的角速度比中轨道卫星角速度大C .中轨道卫星的周期约为12.7 hD .地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星向心加速度大【解析】 根据万有引力提供向心力得人造卫星线速度公式v =GMr ,可判断静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度,A 错;由GMm r2=mr ω2得ω=GM r 3,则可知静止轨道卫星的角速度比中轨道卫星角速度小,B 错;由GMm r 2=m 4π2T 2r 得T =2πr 3GM,静止轨道卫星的周期为T =24 h ,故中轨道卫星的周期T ′与静止轨道卫星的周期T 之比T ′T =r ′3r 3,解得T ′=12.7 h ,C 对;根据向心加速度公式a =4π2T2r ,可知地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星向心加速度小,D 错. 【答案】 C(对应学生用书第65页)1.宇宙中往往会有相距较近,质量相差不多的两颗星球,它们离其他星球都较远,因此其他星球对他们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下,它们将围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动,这种结构叫做双星系统.2.双星系统的特点(1)两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动,故两星的角速度、周期相等;(2)两星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力,所以它们的向心力大小相等; (3)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离,即r 1+r 2=L .图4-4-4天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX -3双星系统,它由可见星A 和不可见的暗星B 构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A 、B 围绕两者连线上的O 点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图4-4-4所示.引力常量为G ,由观测能够得到可见星A 的速率v 和运行周期T .(1)可见星A 所受暗星B 的引力F A 可等效为位于O 点处质量为m ′的星体(视为质点)对它的引力,设A 和B 的质量分别为m 1、m 2,试求m ′(用m 1、m 2表示);(2)求暗星B 的质量m 2与可见星A 的速率v 、运行周期T 和质量m 1之间的关系式. 【规范解答】 (1)设A 、B 的圆轨道半径分别为r 1、r 2,角速度均为ω由双星所受向心力大小相同,可得m 1ω2r 1=m 2ω2r 2 设A 、B 之间的距离为L ,又L =r 1+r 2由上述各式得L =m 1+m 2m 2r 1①由万有引力定律得,双星间的引力F =Gm 1m 2L 2将①式代入上式得F =Gm 1m 32m 1+m 22r21②由题意,将此引力视为O 点处质量为m ′的星体对可见星A 的引力,则有F =G m 1m ′r 21③ 比较②③可得m ′=m 32m 1+m 22.④(2)对可见星A ,有G m 1m ′r 21=m 1v 2r 1⑤可见星A 的轨道半径r 1=vT2π⑥由④⑤⑥式解得m 32m 1+m 22=v 3T2πG. 【答案】 (1)m ′=m 32m 1+m 22 (2)m 32m 1+m 22=v 3T2πG【即学即用】 4.(2012·重庆高考)冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,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,冥王星绕O 点运动的( )A .轨道半径约为卡戎的17B .角速度大小约为卡戎的17C .线速度大小约为卡戎的7倍D .向心力大小约为卡戎的7倍【解析】 本题是双星问题,设冥王星的质量、轨道半径、线速度分别为m 1、r 1、v 1,卡戎的质量、轨道半径、线速度分别为m 2、r 2、v 2,由双星问题的规律可得,两星间的万有引力分别给两星提供做圆周运动的向心力,且两星的角速度相等,故B 、D 均错;由Gm 1m 2L2=m 1ω2r 1=m 2ω2r 2(L 为两星间的距离),因此r 1r 2=m 2m 1=17,v 1v 2=ωr 1ωr 2=m 2m 1=17,故A 对,C 错.【答案】 A(对应学生用书第65页)●中心天体质量的估算1.(2012·福建高考)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.mv 2GNB.mv 4GNC.Nv 2GmD.Nv 4Gm【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 2R①m ′v 2R=m ′g ②由已知条件:m 的重力为N 得 N =mg ③由③得g =N m ,代入②得:R =mv 2N代入①得M =mv4GN,故A 、C 、D 三项均错误,B 项正确.【答案】 B ●卫星运行比较2.(2012·北京高考)关于环绕地球运动的卫星,下列说法正确的是( ) A .分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期 B .沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率 C .在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 D .沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合【解析】 根据开普勒第三定律,a 3T2=恒量,当圆轨道的半径R 与椭圆轨道的半长轴a相等时,两卫星的周期相等,故选项A 错误;卫星沿椭圆轨道运行且从近地点向远地点运行时,万有引力做负功,根据动能定理,知动能减小,速率减小;从远地点向近地点移动时动能增加,速率增大,且两者具有对称性,故选项B 正确;所有同步卫星的运行周期相等,根据G Mm r 2=m (2πT)2r 知,同步卫星轨道的半径r 一定,故选项C 错误;根据卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,可知卫星运行的轨道平面过某一地点,轨道平面必过地心,但轨道不一定重合,故北京上空的两颗卫星的轨道可以不重合,选项D 错误.【答案】 B●行星“相遇”问题3.(2011·重庆高考)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过N 年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图4-4-5所示,该行星与地球的公转半径之比为( )图4-4-5A.⎝⎛⎭⎪⎫N +1N 23 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫N N -123C.⎝ ⎛⎭⎪⎫N +1N 32D.⎝ ⎛⎭⎪⎫N N -132 【解析】 根据ω=θt 可知,ω地=2N πt,ω星=2N -1πt ,再由GMm r2=m ω2r 可得,r 星r 地=⎝ ⎛⎭⎪⎫ω地ω星23=⎝ ⎛⎭⎪⎫N N -123,答案为B 选项. 【答案】 B●重力加速度的比较4.(2012·新课标全国高考)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 【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球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 ,则矿井底部处的重力加速度g ′=GM ′R -d 2, 则矿井底部处的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为g ′g =1-dR,选项A 正确;选项B 、C 、D 错误.【答案】 A●同步卫星通信问题 5.图4-4-6(2013届合肥一中检测)如图4-4-6所示,设A 、B 为地球赤道圆的一条直径的两端,利用同步卫星将一电磁波信号由A 点传到B 点,已知地球半径为R ,地球表面处的重力加速度为g ,地球自转周期为T ,不考虑大气对电磁波的折射.设电磁波在空气中的传播速度为c .求:(1)至少要用几颗同步卫星?(2)这几颗卫星间的最近距离是多少?(3)用这几颗卫星把电磁波信号由A 点传到B 点需要经历多长时间?【解析】(1)至少要用两颗同步卫星,这两颗卫星分别位于如图所示的P 1和P 2两点. (2)这两颗卫星间的最近距离是d =2R .(3)设同步卫星的轨道半径为r =OP 1,由万有引力定律和牛顿第二定律:G Mm r 2=mr 4π2T2,对地面上的物体有:m 0g =G Mm 0R2解得r =3gR 2T 24π2用这两颗卫星把电磁波信号由A 点传到B 点需要经历的时间为t =2R +2P 1Bc,又P 1B =r 2-R 2,解得:t =2R c+23g 2R 4T 416π4-R 2c.【答案】 (1)至少两颗 (2)2R(3)2R c +23g 2R 4T 416π4-R 2c课后作业(十三) (对应学生用书第241页)(时间45分钟,满分100分)一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分.只有一个选项正确.)1.近年来,人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆,正在进行着激动人心的科学探究,为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础.如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动,并测得该运动的周期为T ,则火星的平均密度ρ的表达式为(k 为某个常数)( )A .ρ=kTB .ρ=k TC .ρ=kT 2D .ρ=k T2【解析】 火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动时,GMm R 2=m 4π2T 2R ,又M =43πR 3·ρ,可得:ρ=3πGT 2=k T2,故只有D 正确.【答案】 D 2.(2012·安徽高考)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350 km ,“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周,则( )A .“天宫一号”比“神舟八号”速度大B .“天宫一号”比“神舟八号”周期长C .“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D .“天宫一号”比“神舟八号”加速度大【解析】 由题知“天宫一号”运行的轨道半径r 1大于“神舟八号”运行的轨道半径r 2,天体运行时万有引力提供向心力.根据GMm r 2=m v 2r ,得v =GMr .因为r 1>r 2,故“天宫一号”的运行速度较小,选项A 错误;根据G Mm r 2=m (2πT )2r 得T =2πr 3GM ,故“天宫一号”的运行周期较长,选项B 正确;根据G Mm r 2=m ω2r ,得ω=GM r 3,故“天宫一号”的角速度较小,选项C 错误;根据G Mm r 2=ma ,得a =GMr2,故“天宫一号”的加速度较小,选项D 错误.【答案】 B3.(2013届北京朝阳期末)2011年12月美国宇航局发布声明宣布,通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星.该行星被命名为开普勒-22b(Kepler -22b),距离地球约600光年之遥,体积是地球的2.4倍.这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星,它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈.若行星开普勒-22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量,万有引力常量G 已知.根据以上数据可以估算的物理量有( )A .行星的质量B .行星的密度C .恒星的质量D .恒星的密度 【解析】 由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供,由G Mm r 2=mr 4π2T 2求得地球质量M =4π2r3GT2,所以选项C 正确.【答案】 C4.(2012·山东高考)2011年11月3日,“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接.任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神舟九号”交会对接.变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R 1、R 2,线速度大小分别为v 1、v 2.则v 1v 2等于( )A. R 31R 32B.R 2R 1C.R 22R 21 D.R 2R 1【解析】 “天宫一号”运行时所需的向心力由万有引力提供,根据G Mm R 2=mv 2R得线速度v =GM R ,所以v 1v 2=R 2R 1,故选项B 正确,选项A 、C 、D 错误.【答案】 B 5.图4-4-7(2012·广东高考改编)如图4-4-7所示,飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动,不考虑质量变化,相对于在轨道1上,飞船在轨道2上的( )A .动能大B .向心加速度大C .运行周期长D .角速度大【解析】 飞船绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即F 引=F 向,所以GMm r 2=ma 向=mv 2r =4π2mr T 2=mr ω2,即a 向=GM r 2,E k =12mv 2=GMm 2r ,T =4π2r 3GM ,ω=GM r 3(或用公式T =2πω求解).因为r 1<r 2所以E k1>E k2,a 向1>a 向2,T 1<T 2,ω1>ω2,选项C 正确,D 错误.【答案】 C6.(2013届辽宁省实验中学检测)在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里,一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上,如图4-4-8所示.下列说法正确的是( )图4-4-8A .宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s 与11.2 km/s 之间B .若宇航员相对于太空舱无初速释放小球,小球将落到“地面”上C .宇航员将不受地球的引力作用D .宇航员对“地面”的压力等于零【解析】 7.9 km/s 是发射卫星的最小速度,是卫星环绕地球运行的最大速度,可见,所有环绕地球运转的卫星、飞船等,其运行速度均小于7.9 km/s ,故A 错误;若宇航员相对于太空舱无初速释放小球,由于惯性,小球仍具有原来的速度,所以地球对小球的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心力,即G Mm ′r 2=m ′v 2r,其中m ′为小球的质量,故小球不会落到“地面”上,而是沿原来的轨道继续做匀速圆周运动,故B 错误;宇航员受地球的引力作用,此引力提供宇航员随空间站绕地球做圆周运动的向心力,否则宇航员将脱离圆周轨道,故C 错;因宇航员受的引力全部提供了向心力,宇航员不能对“地面”产生压力,处于完全失重状态,D 正确.【答案】 D 7.图4-4-9(2013届西安一中检测)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年,2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年.我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行,完成了预定任务,于2009年3月1日16时13分成功撞月.如图4-4-9所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图,卫星在控制点①开始进入撞月轨道.假设卫星绕月球做圆。
【课堂新坐标】(教师用书)2018-2019学年高中物理 课后知能检测8 新人教版必修2
【课堂新坐标】(教师用书)2018-2019学年高中物理 课后知能检测8 新人教版必修21.下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是( ) A .行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B .行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与行星的质量无关 C .太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D .行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,与行星距太阳的距离的二次方成反比【解析】 行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是作用力与反作用力,是同一性质的力,大小相等,方向相反,A 对,C 错;行星与太阳间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成正比,与行星距太阳的距离的二次方成反比,B 错,D 对.【答案】 AD2.关于万有引力定律及公式F =G m 1m 2r 2下列说法正确的是( )A .公式F =Gm 1m 2r2只适用于计算天体与天体之间的万有引力 B .当两物体的距离很近时,两物体间已不存在万有引力,故不能用公式F =G m 1m 2r 2来计算C .地球表面的物体受到地球的万有引力可用公式F =G m 1m 2r2计算D .教室内,同学与课桌之间也有万有引力只是不能直接运用公式F =G m 1m 2r2计算而已【解析】 由公式F =G m 1m 2r 2的适用范围可知,A 错误,C 正确;自然界中任何物体间都存在万有引力,是无条件的,故B 选项错误,D 选项正确.【答案】 CD3.太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力大小( ) A .与行星距太阳间的距离成正比 B .与行星距太阳间的距离成反比 C .与行星运动的速率的平方成正比 D .与行星距太阳的距离的平方成反比【解析】 行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力大小与行星的质量成正比,与行星距太阳的距离的平方成反比.【答案】 D4.(2018·岳阳高一期中)某均匀实心球半径为R ,质量为M ,在离球表面h 高处有一质量为m 的质点,则其万有引力大小为( )A .G MmR 2C .G Mm h2D .GMm R 2+h2 【解析】 由题意知质点到球心的距离为R +h ,由万有引力公式得F =.【答案】 B5.地球的半径为R ,地球表面处物体所受的重力为mg ,近似等于物体所受的万有引力.关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中,正确的是( )A .离地面高度R 处为mg2B .离地面高度R 处为mg3C .离地面高度R 处为mg4D .以上说法都不对【解析】 当物体离地面高度为R 时,重力加速度变为g 4,重力变成mg4,选项C 正确.【答案】 C6. 随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能.假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的( )A .0.5倍B .2倍C .4倍D .8倍【解析】 由G Mm R 2=mg 得M =gR 2G ,而M =ρ·43πR 3,由两式可得R =3g 4πρG ,所以M =9g316π2ρ2G 3,易知该星球质量大约是地球质量的8倍.D 对.【答案】 D7.据报道,科学家曾在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重力为600 N 的人在这个行星表面的重力将变为960 N .由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )A .0.5B .2C .3.2D .4【解析】 设地球质量为M 1、半径为R 1,行星质量为M 2、半径为R 2.人的质量为m ,在地球和行星上的重力分别为G 1、G 2,则G 1=G M 1m R 21,G 2=G M 2m R 22.两式比较可得R 2R 1=2.B 对.【答案】 B8.在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳的质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍.关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是( )A .太阳引力远大于月球引力B .太阳引力与月球引力相差不大C .月球对不同区域海水的吸引力大小相等D .月球对不同区域海水的吸引力大小有差异【解析】 取质量为m 的海水研究.太阳对海水的引力F 1=G M 1m r 21,月球对海水的引力F 2=G M 2m r 22,F 1F 2≈170.由于地球上不同区域到月球的距离不等,所以月球对不同区域海水的吸引力大小有差异.故A 、D 正确.【答案】 AD9.卡文迪许利用如图6-2-4所示的扭秤实验装置测量了引力常量G.为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是( )图6-2-4A .减小石英丝的直径B .增大T 形架横梁的长度C .利用平面镜对光线的反射D .增大刻度尺与平面镜之间的距离【解析】 利用平面镜对光线的反射,可以将微小偏转放大,而且刻度尺离平面镜越远,放大尺寸越大,故只有选项C 、D 正确.【答案】 CD10.(2018·厦门高一检测)如图6-2-5所示,P 、Q 为质量均为m 的两个质点,分别置于地球表面上的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P 、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A .P 、Q 受地球引力大小相等B .P 、Q 做圆周运动的向心力大小相等C .P 、Q 做圆周运动的角速度大小相等D .P 受地球引力大于Q 所受地球引力图6-2-5【解析】 计算均匀球体与质点间的万有引力时,r 为球心到质点的距离,因为P 、Q 到地球球心的距离相同,根据F =G Mm r 2,P 、Q 受地球引力大小相等.P 、Q 随地球自转,角速度相同,但轨道半径不同,根据F n =mr ω2,P 、Q 做圆周运动的向心力大小不同.综上所述,选项A 、C 正确.【答案】 AC11.(2018·金华高一期末)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.(取地球表面重力加速度g =10 m/s 2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′;(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地. 【解析】 (1)依据竖直上抛运动规律可知,地面上竖直上抛物体落回原地经历的时间为: t =2v 0g在某星球表面上竖直上抛的物体落回原地所用时间为:5t =2v 0g′所以g′=15g =2 m/s 2.(2)星球表面物体所受重力等于其所受星体的万有引力,则有mg =G MmR 2所以M =gR2G可解得:M 星∶M 地=1∶80. 【答案】 (1)2 m/s 2(2)1∶8012.英国某媒体推测:在2020年之前人类有望登上火星,而登上火星的第一人很可能是中国人.假如你有幸成为人类登陆火星的第一人,乘坐我国自行研制的代表世界领先水平的神舟x 号宇宙飞船,通过长途旅行终于亲眼目睹了美丽的火星.为了熟悉火星的环境,你的飞船绕火星做匀速圆周运动,离火星表面的高度为H ,飞行了n 圈,测得所用的时间为t.已知火星半径为R ,试求火星表面重力加速度g.【解析】 设火星和飞船的质量分别为M 、m ,火星表面的物体质量为m 0, 飞船绕火星做匀速圆周运动的周期 T =t n①火星对飞船的万有引力提供飞船做匀速圆周运动的向心力,即②【答案】。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理3.3研究功与功率课后知能检测沪科版必修2
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 3.3 研究功与功率课后知能检测 沪科版必修21.关于动能定理,下列说法中正确的是( ) A .某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和 B .只要合外力对物体做功,物体的动能就一定改变 C .在物体动能不改变的过程中,动能定理不适用 D .动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程【解析】 公式W =ΔE k 中W 为合外力做的功,也可以是各力做功的代数和,A 错,B 对;动能不变,只能说明合外力的总功W =0,动能定理仍适用,C 错;动能定理既适用于恒力做功,也可适用于变力做功,D 项错误.【答案】 B2.(多选)(2013·西安一中检测)在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是( )A .甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的12B .甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的12C .甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的12D .质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动【解析】 由动能的表达式E k =12mv 2可知,选项A 、B 均错误,而选项C 正确;因动能是标量,故选项D 正确.【答案】 CD3.质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力F 的作用从静止起通过位移s 时的动能为E 1,当物体受水平力2F 的作用,从静止开始通过相同位移s 时,它的动能为E 2.则( )A .E 2=E 1B .E 2=2E 1C .E 2>2E 1D .E 1<E 2<2E 1【解析】 物体在粗糙的水平面上通过位移s 的过程中,所受到的摩擦力不变,由动能定理可得水平力为F 时,(F -f )s =E 1 水平力为2F 时,(2F -f )s =E 2 则E 2=2(F -f )s +fs =2E 1+fs >2E 1. 【答案】 C4.如图3-3-6所示,用同样材料制成的一个轨道,AB 段为14圆弧,半径为R ,水平放置的BC 段长度为2R .一小物块质量为m ,与轨道间动摩擦因数为μ,当它从轨道顶端A 由静止下滑时,恰好运动到C 点静止.那么物体在AB 段克服摩擦力做的功为( )图3-3-6A .2μmgRB .mgR (1-2μ)C .μmgR /2D .mgR /2【解析】 设在AB 段物体克服摩擦力做的功为W ,则物体由A 到C 的过程利用动能定理可得mgR -W -μmgR =0,整理可得W =mgR (1-2μ),故本题选B.【答案】 B5.(2013·银川一中检测)如图3-3-7所示,OD 是水平面,AB 是斜面,初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零.如果斜面改为AC ,让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点时速度刚好也为零,则第二次物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,斜面与平面为圆弧连接)( )图3-3-7A .大于v 0B .等于v 0C .小于v 0D .取决于斜面的倾角【解析】 设OD =s ,OA =h ,斜面倾角为α,物体从D 点出发,沿DBA (或DCA )滑动到顶点A ,过B 点(或C 点)时物体与斜面碰撞没有机械能损失,由动能定理得-mg sinα×h sin α-μmg cos αh sin α-μmg (s -h cot α)=0-12mv 2即μmgs +mgh =12mv 20得v 0=2gμs +h .由上式可知,物体的初速度跟斜面倾角无关,选B. 【答案】 B6. (2013·安康高一检测)如图3-3-8所示,质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍.它与转轴OO ′相距R ,物块随转台由静止开始转动,当转速增加到一定值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到开始滑动前的这一过程中,转台对物块做的功为( )图3-3-8A.12kmgR B .0 C .2πkmgRD .2kmgR【解析】 物块在开始滑动时的最大静摩擦力是圆周运动的向心力,故kmg =m v 2R ,所以v 2=kRg .则由动能定理得W =12mv 2-0=12kmgR .故选A.【答案】 A7.(多选)质量为m 的物体,在水平面上只受摩擦力作用并以初速度v 0做匀减速直线运动,经距离d 以后,速度减为v 02,则( )A .此平面动摩擦因数为3v 28gdB .物体再前进d4便停止C .摩擦力做功为34mv 2D .若使物体前进总距离为2d 时,其初速度至少为32·v 0 【解析】 设动摩擦因数为μ,根据动能定理W =ΔE k ,有W f =-μmgd =12m (v 02)2-12mv 2=-38mv 20,解得μ=3v 208gd ,选项A 正确;设物体总共能滑行l ,则有:-μmgl =0-12mv 20得l=43d ,即再前进d 3便停止,选项B 错;摩擦力做的功等于物体动能的变化,即W f =-38mv 20,C 错;若要使物体滑行2d ,则物体初速度为v ,根据动能定理有:-μmg (2d )=0-12mv 2,得v=32v 0,选项D 正确. 【答案】 AD8.(多选)(2013·广州高一检测)如图3-3-9是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶,经过时间t 前进距离s ,速度达到最大值v m ,设这一过程中电动机的功率恒为P ,小车所受阻力恒为F ,那么( )图3-3-9A .这段时间内小车先加速运动,然后匀速运动B .这段时间内阻力所做的功为PtC .这段时间内合力做的功为12mv 2mD .这段时间内电动机所做的功为Fs +12mv 2m【解析】 从题意得到,可将太阳能驱动小车运动视为“汽车以功率不变启动”,所以这段时间内小车做加速运动,A 项错误;电动机做功用Pt 计算,阻力做功为W =Fs ,B 项错误;根据动能定理判断,这段时间内合力做功为12mv 2m ,C 项正确;这段时间内电动机所做的功为Pt =Fs +12mv 2m ,D 项正确.【答案】 CD9.汽车从静止开始做匀加速直线运动,当汽车速度达到v m 时关闭发动机,汽车继续滑行一段时间后停止运动,其运动的速度图像如图3-3-10所示.若汽车加速行驶时牵引力做功为W 1,汽车整个运动中克服阻力做功为W 2,则W 1和W 2的比值为多少?牵引力和阻力的大小之比为多少?图3-3-10【解析】 对汽车运动的全过程列动能定理方程,得W 1-W 2=0-0,所以W 1=W 2,W 1W 2=1.设汽车的牵引力为F ,阻力为F f ,由动能定理可得Fs 1-F f s =0-0,所以F F f =s s 1.由图像可知,汽车在全过程中的位移s 与加速阶段的位移s 1之比为s s 1=51,所以牵引力和阻力之比为5∶1.【答案】 1∶1,5∶110.(2013·江门高一检测)如图3-3-11所示,一弹簧与物块相连,物块的质量为m ,它与水平面间的动摩擦因数为μ.起初,用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x ,然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v .试用动能定理求此过程中弹力所做的功.图3-3-11【解析】 设W 弹为弹力对物块做的功,物块克服摩擦力做的功为W f =μmgx 由动能定理得:W 弹-μmgx =12mv 2-0故W 弹=μmgx +12mv 2.【答案】 μmgx +12mv 211.(2013·佛山高一检测)质量为2 kg 的铁球从离地2 m 高处自由下落,陷入沙坑中10 cm 深处,如图3-3-12所示,求沙子对铁球的平均阻力.图3-3-12【解析】 设平均阻力为f ,对铁球全程由动能定理得mg (H +h )-fh =0代入数据得f =420 N. 【答案】 420 N12.如图3-3-13所示,某人通过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m 的重物,开始时人在滑轮的正下方,绳下端A 点离滑轮的距离为h .人由静止拉着绳向右移动,当绳下端到B 点位置时,人的速度为v ,绳与水平面夹角为θ.问在这个过程中,人对重物做了多少功?图3-3-13【解析】 人移动时对绳的拉力不是恒力,重物不是做匀速运动也不是做匀变速运动,故无法用W =Fx cos θ求对重物做的功,需从动能定理的角度来分析求解.当绳下端由A 点移到B 点时,重物上升的高度为Δh =h sin θ-h =h-sin θsin θ重力做功的数值为W G =-mgh-sin θsin θ当绳在B 点实际水平速度为v 时,v 可以分解为沿绳斜向下的分速度v 1和绕定滑轮逆时针转动的分速度v 2,其中沿绳斜向下的分速度v 1和重物上升速度的大小是一致的,从图中可看出v 1=v cos θ以重物为研究对象,根据动能定理得W 人+W G =12mv 21-0 W 人=mgh-sin θsin θ+mv 2cos 2θ2.【答案】 mgh-sin θsin θ+mv 2cos 2θ2.。
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学习改变命运,知 识创造未来
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静息电位 动作电位
•内负外正 •内正外负
•K+外流 •Na 内流
+
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•突触后膜
•突触前膜 •突触间隙
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•③
•特异性受体
•单向传递
•兴奋或抑制
•轴突—胞体型 •轴突—树突型
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【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理3.4分析物体的受力课后知能检测沪科版必修1
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 3.4 分析物体的受力课后知能检测沪科版必修11.跳高运动是奥运会重要项目之一,跳高过程中,分起跳、越杆和下落等几个过程,下列叙述正确的是( )A.在起跳过程中,运动员只受向上的升力B.下落过程中,运动员受地球引力和重力C.越杆过程中,运动员不受任何力D.在跳越的全过程中,运动员始终受到重力作用【解析】起跳过程中,运动员受向上的弹力和重力,A错.在跳越的全过程中,运动员总受到重力作用,但重力是由于地球引力产生的,即重力是引力的表现,因此B、C错,D 正确.【答案】 D图3-4-92.如图3-4-9所示,轻弹簧上端固定,下端挂一重球,重球下放着一光滑斜面,球与光滑斜面接触且处于静止状态,当弹簧处于竖直方向时,则重球受到的力有( ) A.重力和弹簧拉力B.重力、弹簧拉力和斜面支持力C.重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力D.重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力【解析】因斜面光滑,故无摩擦力,若斜面对重球有一支持力,则弹簧不可能处于竖直方向,因此,斜面对球无支持力,根据二力平衡,重球必受弹簧的弹力作用,由此知A 正确.【答案】 A图3-4-103.(2012·西北工大附中高一检测)如图3-4-10所示,物体沿粗糙斜面减速上滑,对物体的受力分析中正确的是( )A.物体受到重力、弹力、摩擦力的作用B.物体受到重力、弹力、摩擦力及向上的冲力的作用C.物体受到重力、对斜面的压力、摩擦力的作用D.物体受到重力、弹力、摩擦力和使物体下滑的力的作用【解析】物体上滑,是因为物体的本性——惯性,不存在上滑的力,B错;物体受重力、斜面的弹力和摩擦力,A对,D错;对斜面的压力是物体施加给斜面的作用力,而不是物体受力,所以C错.【答案】 A图3-4-114.如图3-4-11所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态.关于物块M所受摩擦力,下列说法正确的是( )A.方向一定沿斜面向上B.方向一定沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小一定等于F【解析】力F的作用下,其运动趋势可能向上、向下也可能无相对运动趋势,由此可知C正确.【答案】 C图3-4-125.如图3-4-12所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( ) A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上B.小车静止时,F=mg,方向垂直杆向上C.小车向右以速度v匀速运动时,F=mg,方向沿杆向上D.小车向左以速度v匀速运动时,F=mg,方向沿杆向上【解析】由于物体与杆接触,必受到重力和杆对物体的作用力,小车静止或匀速运动时,重力与杆对物体的作用力是一对平衡力,由此可知,A正确.【答案】 A6.如图3-4-13所示,走钢丝是一项传统的杂技项目,常常给观众带来惊险、刺激.走钢丝的过程中,演员往往手拿一根很长的木棍,关于木棍的作用,下列说法正确的是( )图3-4-13A.为了增大演员与钢丝间的压力B.为了增大演员与钢丝间的摩擦力C.为了调节演员自身重心的位置D.为了增加观众的观赏性【解析】杂持演员手拿一长木棍,主要是调节自身重心的位置,以便时刻保持平衡,好完全走过钢丝.【答案】 C图3-4-147.(2012·银川实验中学高一检测)如图3-4-14所示,竖起放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,弹簧处于竖直方向,则斜面体P此刻受到的外力个数有可能为( )A.2个B.3个C.4个D.5个【解析】以斜面体P为研究对象,很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作用,二力共线.若F1=mg,二力使P处于平衡(如图甲所示)若F1>mg,挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的弹力N作用,欲使物体P处于平衡状态,MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力f(如图乙所示),故答案为A、C.【答案】AC图3-4-158.(2012·西安高大附中检测)如图3-4-15所示,三个木块A、B、C在水平推力F 作用下静止在竖直的墙面上.已知A的左侧面是光滑的,下列说法错误的是( ) A.A对B的摩擦力竖直向下B.B对C的摩擦力竖直向下C.C对墙的摩擦力竖直向上D.墙对C的摩擦力竖直向上【解析】对A、B、C整体受力分析,知墙对C的摩擦力方向向上平衡整体重力.对A 受力分析,B对A的摩擦力方向向上平衡A的重力;对B分析知C对B的摩擦力方向向上.【答案】 C图3-4-169.如图3-4-16所示,一个质量为m的小球,用细线悬挂在竖直墙壁上,墙壁光滑,试画出小球受力示意图.【解析】小球受三个力作用:重力mg、绳的拉力F1、竖直墙壁的支持力N.【答案】受力示意图如下图所示图3-4-1710.(2012·四川绵阳高一检测)质量m=5 kg的物体A放在倾角为30°的斜面上静止,如图3-4-17所示,它受到哪几个力作用?各力的施力物体是谁?并画出各力的示意图.【解析】物体A受到的3个力的作用,重力G,施力物体是地球;支持力F,施力物体是斜面;摩擦力f,施力物体是斜面.力的示意图如图所示.【答案】见解析11.分析并说明在下列两种情况下汽车的受力情况,画出受力示意图.(1)如图3-4-18(一)所示,汽车在牵引力作用下匀速驶上斜坡;(2)如图3-4-18(二)所示,汽车停在斜坡上.(一) (二)图3-4-18【解析】(1)汽车匀速上坡时,受到四个力作用:重力、支持力、牵引力、摩擦力.受力示意图如下图所示.(2)若汽车静止于斜坡上,汽车受三个力作用:重力、支持力、摩擦力.受力示意图如下图所示.【答案】(1)重力、支持力、牵引力、摩擦力(图见解析)(2)重力、支持力、摩擦力(图见解析)图3-4-1912.如图3-4-19所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上向右滑行,长木板在水平地面上处于静止状态,若ab与地面间的动摩擦因数为μ1,P与ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为多少?【解析】木块P在质量为M的长木板ab上滑行产生滑动摩擦力P与木板间压力N2=mg.由公式f=μN得f p=μ2N2=μ2mg,方向水平向左.由牛顿第三定律可知,木板受到P对它的水平向右的大小为μ2mg的摩擦力,因受到该摩擦力作用,木板具有向右的运动趋势,由此可知,地面对木板有向左的大小为μ2mg的摩擦力.【答案】μ2mg。
《课堂新坐标》高考化学(新课标)大一轮复习配套课件第1章-第2节 物质的量 气体摩尔体积(共62张PPT)
(6)0.5 mol H2 所占体积为 11.2 L(
)
(7)标准状况下, 28 g CO 与 N2 的混合气体的体积约为 22.4 L( )
(8)气体的摩尔体积为 22.4 L/mol 时的状况一定为标准 状况( )
(9)在同温同压下, 体积相同的任何气体或混合气的物质 的量相同( )
【答案】 (7)√ (8)×
3.判断下列物质的体积与 22.4 L 的大小 (填 “>”“<”或 “=” )。 (1)常压下, 25 ℃时的 1 mol NH3________22.4 L。 (2)17 g 液氨 ________22.4 L。 (3)标准状况下 44 g CO2________22.4 L。 (4)0 ℃、 202 kPa 时 2 g H2________22.4 L。
(4)物质的摩尔质量以 g/mol 为单位在数值上等于该物质
32g/mol 。 相对分子(或原子)质量 ,如 O2 的摩尔质量为____________ ____________________
气体摩尔体积
粒子大小 , 1. 固、 液体体积的决定因素有粒子数目、 ____________ 粒子间距 忽略不计。 ___________ 粒子间距 2.气体体积的决定因素有粒子数目、______________ , 粒子大小 ___________________ 忽略不计。气体粒子间距决定因素有 温度、压强 _________________ 。
物质的量的单位——摩尔 1.物质的量
(1)基本概念
一定数目离子集合体 0.012 6.02×1023
6.02×1023mol-1
(2)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系: N NA n=_________ 。
七年级数学下册《62坐标方法的简单应用》课件新人教版共18页PPT
探究发现 合作交流
说说点或图形的平移引起点的坐标的变 化规律?
在平面直角坐标系中,将点(x,y) 向右(或左)平移a个单位长度,可以 得到对应点的坐标是(x+a ,y) 或 (x-a ,y) ;将点(x,y)向上(或下) 平移b个单位长度,可以得到对应点的 坐标是(x,y+b)或(x,y-b).
巩固应用 拓展延伸
问题4 如图,如何沿坐标轴方向平移A(-2,1)得到A1?
点A先向右平移5 个单位长度,再向 下平移3个单位长 度;或将点A先向 下平移3个单位长 度,再向右平移5 个单位长度.
问题5 如图4,正方形ABCD四个顶点的坐标分别是 A(-2,4),B(-2,3),C(-1,3),D(-1, 4),将正方形ABCD向下平移7个单位长度,再向右 平移8个单位长度,两次平移后四个顶点相应变为点 E,F,G,H. (1)点E,F,G,H的坐标分别是什么?
点E,F,G,H的坐标分别是:(6,-3), (6,-4),(7,-4),(7,-3).若直接平移 正方形ABCD,使点A移到点E,它就和我们前面 得到的正方形位置相同.
巩固应用 拓展延伸
练习 如图5,将平行四边形ABCD向左平移2 个单位长度,向上平移3个单位长度,可以得到 平行四边形A'B'C'D',画出平移后的图形,并指 出其各个顶点的坐标.
布置作业
教科书 习题7.2 第2、3、8、10题
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
课堂新坐标高中地理选修六鲁教版课件第2单元单元归纳提升
【解析】 第(1)题,根据我国人均耕地不断减少的趋势,加上人口数量不 断增长,耕地占用多,后备土地资源少的现状,必须加强耕地保护,抑制耕地 减少趋势。第(2)题,“民以食为天”,为确保满足 13 亿人对粮食的需求,必须 保护现有耕地资源。因此确保 18 亿亩耕地红线的主要目的是稳定粮食生产,而 不是为了出口粮食、调整农业生产结构、控制乱占耕地。
【答案】 (1)南多北少,东多西少 (2)属于干旱、半干旱地区 (3)水污染 严重 (4)过渡 人口多,工农业发达,用水量大
第十一页,共29页。
1.“十八大”后,党中央要求各地国土部门加大严控新增建设用地力度, 坚守 18 亿亩耕地红线,确保到 2020 年耕地不突破 18 亿亩的底线,结合我国人 均耕地变化图,回答(1)~(2)题。
材料 石羊河流域示意图。
第二十页,共29页。
(1)该河流中下游地区的气候类型是________________,目前面临的最主要 的生态环境问题是________。
(2)为了防止该流域生态环境恶化,在农业生产中,应该采取哪些措施?
第二十一页,共29页。
【解析】 (1)本地位于河西走廊地区,属于温带大陆性气候,气候干旱, 水源缺乏,面临的主要生态环境问题是土地荒漠化。(2)防止荒漠化进一步加剧 的措施,可以从禁止过度放牧、过度开垦、滥采滥挖,控制种植业规模,推广 节水农业,推广喷灌滴灌技术,退耕还牧,生态移民,促使其恢复自然植被等 方面考虑。
第八页,共29页。
读“我国水资源分布图”,回答下列问题。
我国水资源分布图
第九页,共29页。
(1)我国水资源的空间分布规律是________。 (2)形成缺水带和少水带最主要的自然原因是 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)多水带地区也时常受到水资源紧张的困扰,最主要的原因是 ____________________________________________________________。 (4) 我 国 经 济 受 水 资 源 限 制 明 显 的 地 区 分 布 在 ________ 带 , 原 因 是 ____________________________________________________________。
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法三:原不等式的解集就是 1<(x-2)2≤9 的解集, 即xx--2222>≤19,, 解得x-<11≤或xx≤>35. , 所以-1≤x<1 或 3<x≤5. 所以原不等式的解集是{x|-1≤x<1 或 3<x≤5}. (2)由不等式|2x+5|>7+x, 可得 2x+5>7+x 或 2x+5<-(7+x), 整理得 x>2 或 x<-4. 所以原不等式的解集是{x|x<-4 或 x>2}.
1.第(2)问求解的关键是转化为求 f(x)+f(x+5)的最小值,法一是运用分类 讨论思想,利用函数的单调性;法二是利用绝对值不等式的性质(应注意等号成 立的条件).
2.将绝对值不等式与函数以及不等式恒成立交汇、渗透,这是命题的新动 向,解题时应强化函数、数形结合与转化化归思想方法的灵活应用.
[再练一题] 3.若关于 x 的不等式|x+2|+|x-1|≤a 的解集为∅,求实数 a 的取值范围.
1.形如 a<|f(x)|<b(b>a>0)型不等式的简单解法是利用等价命题法,即 a<|f(x)|<b(0<a<b)⇔a<|f(x)|<b 或-b<f(x)<-a.
2.|f(x)|>g(x)和|f(x)|<g(x)型不等式的解法是将 f(x)看做一个整体,g(x)看做一 个常数,即可化为 f(x)>g(x)或 f(x)<-g(x)和-g(x)<f(x)<g(x)求解.
【提示】 a≥f(x)恒成立⇔a≥[f(x)]max. a≤f(x)恒成立⇔a≤[f(x)]min. a>f(x)解集为∅⇔a≤f(x)恒成立 a<f(x)解集为∅⇔a≥f(x)恒成立.
探究 3 对于 a≥f(x)有解求 a 的范围时,如何转化求解?a≤f(x)有解呢?
【提示】 a≥f(x)有解⇔a≥[f(x)]min. a≤f(x)有解⇔a≤[f(x)]max.
[小组合作型]
|ax+b|≤c与|ax+b|≥c型不等式的解法
解下列不等式: (1)1<|x-2|≤3; (2)|2x+5|>7+x.
【精彩点拨】 (1)可利用公式转化为|ax+b|>c(c>0)或|ax+b|<c(c>0)型不等 式后逐一求解,也可利用绝对值的定义分两种情况去掉绝对值符号,还可用平 方法转化为不含绝对值的不等式.
教材整理 2 |x-a|+|x-b|≥c 与|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
阅读教材 P8~P9“思考交流”以上部分,完成下列问题. 1.利用绝对值不等式的几何意义求解. 2.利用零点分段法求解. 3.构造函数,利用函数的图象求解.
填空: (1)|x-4|+|x-2|>1 的解集为________. (2)若 f(x)=|x-a|+|x+b|的最小值为 3,当 a<f(x)恒成立时,a 的取值范围是 ________. (3)|x-3|>|x+1|的解集为________.
【解】 法一:令 y1=|x+2|+|x-1|,y2=a. 2x+1,x≥1,
∴y1=3,-2≤x<1, -2x-1,x<-2.
阅读教材 P8~P9“思考交流”以上部分,完成下列问题.
1.绝对值的不等式|x|<a 与|x|>a 的解集
不等式
a>0
a=0
a<0
|x|<a
{x|-a<x<a}
∅
∅
|x|>a {x|x>a,或 x<-a} {x∈R,且 x≠0} R
2.|ax+b|≤c 与|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法 (1)|ax+b|≤c⇔ -c≤ax+b≤c ; (2)|ax+b|≥c⇔ ax+b≥c或ax+b≤-c .
|x-a|±|x-b|≥c(≤c) 型不等式的解法
解不等式|x+1|+|x-1|≥3.
【精彩点拨】 本题考查|x-a|+|x-b|≥c 型含两个绝对值的不等式的解法, 解答此题可利用绝对值的几何意义去掉绝对值符号求解,也可用零点分区间讨 论法求解,或者用图象法,利用图形分析求解.
【自主解答】 法一:如图所示,设数轴上与-1,1 对应的点分别为 A,B, 那么 A,B 两点的距离和为 2,因此区间[-1,1]上的数都不是不等式的解.设在 A 点左侧有一点 A1,到 A,B 两点的距离和为 3,A1 对应数轴上的 x.
法三:将原不等式转化为|x+1|+|x-1|-3≥0. -2x-3,x≤-1,
构造函数 y=|x+1|+|x-1|-3,即 y=-1,-1<x<1, 2x-3,x≥1.
作出函数的图象,如图所示: 函数的零点是-32,32. 从图象可知,当 x≤-32或 x≥32时,y≥0, 即|x+1|+|x-1|-3≥0. 解得原不等式的解集为-∞,-32∪32,+∞.
已知函数 f(x)=|x-a|. (1)若不等式 f(x)≤3 的解集为{x|-1≤x≤5},求实数 a 的值; (2)在(1)的条件下,若 f(x)+f(x+5)≥m 对一切实数 x 恒成立,求实数 m 的 取值范围.
【精彩点拨】 (1)解 f(x)≤3,由集合相等,求 a. (2)求 y=f(x)+f(x+5)的最小值,确定 m 的范围.
判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)|x|<a 的解集是(-a,a).( ) (2)不等式|x-2|≥3 的解集是(-∞,-1]∪[5,+∞).( ) (3)若|x-a|<2 的解集是(-1,3)时,a 的值为 2.( )
【解析】 (1)× 当 a≤0 时,|x|<a 的解集为∅. (2)√ 由|x-2|≥3,得 x-2≥3 或 x-2≤-3,即 x≥5 或 x≤-1. (3)× 若|x-a|<2 的解集为(-1,3)时,-1 和 3 是|x-a|=2 的根, 即||- 3-1- a|=a|= 2,2, 解得aa= =11或 或- 5,3, 故 a=1. 【答案】 (1)× (2)√ (3)×
【提示】 因为|x-a|+|x-b|≥|(x-a)-(x-b)|=|a-b|. ∴当|a-b|>c 时,不等式|x-a|+|x-b|>c 的解集为 R. 事实上,对于一切 x∈R,有|x-a|+|x-b|≥|(x-a)-(x-b)|=|a-b|>c.
探究 2 对于 a≥f(x)在 R 上恒成立求 a 的取值范围时,如何转化求解?对 于 a≤f(x)呢?对于 a>f(x)的解集为∅,求 a 的取值范围时如何转化求解,对于 a<f(x) 呢?
于是 g(x)=- 5,2x--31≤,xx≤<2-,3, 2x+1,x>2.
利用 g(x)的单调性,易知 g(x)的最小值为 5. 因此 g(x)=f(x)+f(x+5)≥m 对 x∈R 恒成立, 知实数 m 的取值范围是(-∞,5].
法二 当 a=2 时,f(x)=|x-2|. 设 g(x)=f(x)+f(x+5)=|x-2|+|x+3|. 由|x-2|+|x+3|≥|(x-2)-(x+3)|=5(当且仅当-3≤x≤2 时等号成立),得 g(x)的最小值为 5. 因此,若 g(x)=f(x)+f(x+5)≥m 恒成立, 应有实数 m 的取值范围是(-∞,5].
【自主解答】 (1)由 f(x)≤3,得|x-a|≤3, 解得 a-3≤x≤a+3. 又已知不等式 f(x)≤3 的解集为{x|-1≤x≤5}, 所以aa- +33= =- 5,1, 解得 a=2.
(2)法一 由(1)知 a=2,此时 f(x)=|x-2|, 设 g(x)=f(x)+f(x+5)=|x-2|+|x+3|,
3.形如|f(x)|<f(x),|f(x)|>f(x)型不等式的简单解法是利用绝对值的定义,即 |f(x)|>f(x)⇔f(x)<0,|f(x)|<f(x)⇔x∈∅.
[再练一题] 1.解不等式|x2-x+2|>x2-3x-4.
【导学号:94910007】
【解】 ∵x2-x+2=x-122+74>0, ∴|x2-x+2|=x2-x+2. 原不等式等价于 x2-x+2>x2-3x-4, 解得 x>-3. ∴原不等式的解集为{x|x>-3}.
这三种解法是解含有两个绝对值和差不等式常用的方法,解法一中关键是 找到特殊点,解法二中的分类讨论要遵循“不重不漏”的原则,解法三则要准 确画出函数图象,并准确找出零点.
[再练一题] 2.解不等式|2x-1|<|x|+1.
【解】 ①当 x<0 时,原不等式可化为-2x+1<-x+1,解得 x>0,与 x <0 矛盾,此时无解;
法二:当 x≤-1 时,原不等式可以化为-(x+1)-(x-1)≥3, 解得 x≤-32. 当-1<x<1 时,原不等式可以化为 x+1-(x-1)≥3, 即 2≥3,不成立,无解. 当 x≥1 时,原不式可以化为 x+1+x-1≥3,所以 x≥32. 综上所述,原不等式的解集为xx≤-32或x≥32 .
②当 0≤x<12时,原不等式可化为-2x+1<x+1,解得 x>0, 又∵0≤x<12,从而有 0<x<12; ③当 x≥12时,原不等式化为 2x-1<x+1,∴x<2. 因此12≤x<2. 综合①②③知,原不等式的解集是{x|0<x<2}.
[探究共研型] 含参数的不等式 探究 1 函数 f(x)=|x-a|+|x-b|的最小值是什么?当|a-b|>c 时,不等式|x -a|+|x-b|>c 的解集是什么?
∴-1-x+1-x=3,得 x=-32. 同理设 B 点右侧有一点 B1 到 A,B 两点距离和为 3,B1 对应数轴上的 x,
∴x-1+x-(-1)=3. ∴x=32. 从数轴上可看到,点 A1,B1 之间的点到 A,B 的距离之和都小于 3;点 A1 的左边或点 B1 的右边的任何点到 A,B 的距离之和都大于 3. 所以原不等式的解集是-∞,-32∪32,+∞.