棒棒堂教育——高中物理第四章(学生版)
高中物理第四章牛顿运动定律复习教案新人教版必修1
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浙江省杭州市塘栖中学高中物理 第四章 牛顿运动定律复习教案 新人教版必修1本章知识网络【疑难解析】一.对牛顿第必然律的理解可以从以下几个方面来理解牛顿第必然律1.把握定律的内容:牛顿第必然律描述的是物体不受外力或所受合外力为零时的运动情况 2.进一步认识力:我们已经从力的产生这一角度认识到力是物体对物体的感化,这里则进一步从力的感化效果这一角度认识到力是使物体的运动状态发生变化的原因而不是维持物体运动的原因3.牛顿第必然律不像其它定律那样是由实验直接总结出来的,它是牛顿以伽利略的抱负实验为基础,总结前人的研究成果,加之丰富的想象而提出来的。
4.牛顿第必然律是独立的一条规律,不能简单看成是牛顿第二定律的特例。
5.牛顿第必然律的意义在于指出一切物体都有惯性,指出力不是维持物体运动的原因,而且改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。
二.关于惯性的理解惯性是一个常用的重要物理概念,它指的是物体的一种性质--保持静止或匀速直线运动状态的这一性质。
这是一切物体都具有的属性。
不管物体的大小和形状如何,不管物体是否受到力的感化,不管物体是处于何种运动状态(或静止、或匀速直线运动、或变速运动),物体都同样具有惯性。
质量才是惯性大小的独一量度。
理解惯性还要注意区分惯性和惯性现象。
例如,百米赛跑的运动员跑到终点线处,不能立即停下来而要继续往前跑一段才能停下来,这是惯性现象。
是物体(运动员)由于具有惯性而浮现出来的一种现象,而不能说这就是惯性,惯性现象可以很多,但惯性却仅仅是指物体的一种性质。
惯性的大小由物体的质量来量度。
质量不变时,物体的惯性大小不变,因此,认为“只有运动的物体才有惯性”、“物体的运动速度越大则其惯性越大”的看法都是不对的。
三.运动和力的关系通过对牛顿运动定律的学习,我们可以知道力是改变物体运动状态的原因,即:力 加速度 速度变化(运动状态改变),从而可以更加深刻地理解加速度与速度无关的说法,即物体受到的合外力决意了物体的加速度的大小,而加速度的大小决意了单位时间内速度的变化量,而牛顿第三定律反映物体之间作用的规律外力是改变物体运动状态的原因 牛顿第一定律 惯性的概念 牛顿第二定律适用条件:宏观、低速、惯性参考系物体运动的加速度与合外力的方向一致 表达式:a =mF 意义:反映力和物体运动加速度的关系 牛顿运动 定 律与物体当时的速度无关。
高一物理 第四章 牛顿运动定律 整章精品教案
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高一物理第四章牛顿运动定律整章精品教案本章设计本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上,进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系,在物理学上把本章内容称为动力学.牛顿运动定律是动力学的基础,也是整个经典物理理论的基础.正确地理解惯性的概念,理解物体间相互作用的规律,熟练地运用牛顿第二定律解决问题,是本章学习的重点,也为进一步学习今后的知识,提高分析解决问题的能力奠定基础,牛顿运动定律的应用是本章的难点,也是高考的热点.本章还涉及了许多重要的研究方法,如:在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法,牛顿第二定律中的控制变量法,运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法,以及单位的规定方法、单位制的创建等.对这些方法要让学生认真体会、理解,以提高认知的境界为了更扎实地理解牛顿第二定律,本章第二节安排了实验:探究加速度与力、质量的关系,并提供了参考案例,实验操作方便,规律性强,结论容易获得,控制变量法在此得到了实践.第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器——计算机的组合,现代气息浓厚,实验效果很好.物理知识来源于生活,最终应用于生活,本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用.新课标要求1.通过实验,探究加速度与质量、物体受力之间的关系.2.理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题.3.通过实验认识超重和失重.4.认识单位制在物理学中的重要意义,知道国际单位制中的力学单位.计划共7课时:1 牛顿第一定律整体设计牛顿第一定律揭示了运动和力的关系,是牛顿物理学的基石,力学的第一原理,它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误,改变了人类的自然观和世界观,本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念,是物理学理论的支柱和基石.在教学中,不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况,它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法,在物理研究中具有十分重要的地位和作用.本课程的教学设计,主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例,达到突破重难点的目的.教学重点1.理解力和运动的关系.2.理解牛顿第一定律,知识惯性与质量的关系.教学难点惯性与质量的关系.课时安排1课时三维目标知识与技能1.理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持.2.理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的.3.理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度.过程与方法培养分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系.情感态度与价值观1.培养科学研究问题的态度.2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言,并学以致用.课前准备教具准备:多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等.知识准备:力的概念及力的作用效果.教学过程导入新课常识导入1.我国公安交通部门规定,从1993年7月1日起,在各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,为什么?2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重,而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量,这是为什么呢?你能解释一下吗?情景导入用多媒体播放牛耕地的画面:牛耕地时,牛拉着犁前进;牛停止拉犁,犁也停止运动.边播放边介绍,牛拉犁,犁前进;牛停犁也停.由此看来,必须有力作用在物体上,物体才运动;没有力作用在物体上,物体就不运动——两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论,这个结论正确吗?学生讨论,教师借机导入新课.推进新课一、理想实验的魅力自主探究让学生利用桌子上的器材,自主设计实验,分别研究:1.力推物动,力撤物停.2.力撤物不停.供选用器材:小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等.学生操作时,教师巡回指导学生完成以下操作:1.桌子上铺毛巾,小车放在毛巾上,推它就动,不推就停;2.将毛巾换成玻璃板,或直接用桌面,把小车在桌面或玻璃板上推一下,它运动一段时间才停下来.学生操作结束后,教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象,由此可以得到结论.结论:物体的运动不需要力来维持.为了证明这个结论的正确性,再让学生举出一些其他的实例来说明.如:蹬一段时间自行车后停止蹬车,自行车还会滑行一段距离;在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动;空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔;射出枪蹚的子弹等等.既然物体的运动不需要力来维持,刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢?矛盾出现在哪里呢?下面用小球来做个对比实验.实验探究图4-1-1A.使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合,让小球从斜槽上自由滚下,标出小球在毛巾上滚动的距离;B.使斜槽下端直接与桌面吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在桌面上滚动的距离;C.使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在玻璃上滚动的距离.通过观察对比实验,让学生分析实验,总结实验:接触面越光滑,小球滚动的距离越远.结论:运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用.为了引出伽利略的理想实验,教师可继续设疑:若接触面光滑无摩擦小球会怎样?学生讨论、交流,大胆猜想.(充分发挥学生的想象空间,发散思维)在学生讨论交流的基础上,结合实验进一步总结.结论:物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是因为摩擦力.若无摩擦力,运动物体会一直运动下去.最早发现这一问题的科学家是伽利略,他是怎样研究这个问题的呢?(课件展示)用多媒体播放伽利略的理想实验(边播放边介绍)要动态出以下效果:图4-1-2A.对称斜面,无摩擦小球滚到等高.B.减小另一侧斜面倾角,小球从同一位置自由释放要滚到等高,滚动距离越远.C.把另一侧斜面放平,小球要到等高,就会一直滚下去.根据这一现象伽利略得出了:运动的物体若不受力,物体将匀速运动下去.为了验证这个理论的正确性,下面通过气垫导轨实验来验证一下:(介绍气垫导轨、光电门工作原理)演示1:利用气垫导轨消除摩擦,让滑块在导轨上滑动,利用光电门测出滑块在不同位置的速度.学生记录数据并比较,感受伽利略理论的正确性.让学生阅读课本找出:1.伽利略的观点.2.笛卡儿的补充和完善.3.牛顿第一定律.对比三个人的观点,他们都是叙述力和运动关系的,谁的更全面?学生回答问题:1.伽利略:物体不受力时,运动的物体一直做匀速直线运动.2.笛卡儿:物体不受力时,物体将永远保持静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动.3.牛顿:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.综上所述,牛顿第一定律更全面、更完善.二、牛顿物理学的基石——惯性定律为了进一步加深对牛顿第一定律的理解,培养学生理解问题的能力,教师可继续设疑:既然牛顿第一定律更完善,那么它从几个方面阐述了力和运动的关系?让学生讨论交流并回答:两个方面:不受力时,物体保持匀速直线运动状态或静止状态;受力时,力迫使它改变运动状态.在学生回答基础上,进一步总结:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因.设疑:牛顿第一定律能否用实验来验证?结论:不能,因为不受力作用的物体是不存在的.受力但合力为零可看作不受力.在学生回答的基础上,作出肯定,并指出:牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态,但它却正确揭示了自然规律.三、惯性与质量演示2:在小车上竖放一长条木块,让小车在光滑玻璃板上运动,前面固定一个物体,当车被物块挡住时,车上的木块向前倾倒,为什么?图4-1-3引导学生分析:木块随车一起运动,当车被挡住时,车停止运动,木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动,而上半部分由于要保持原来的运动状态,故向前倾倒.物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性.举例说明:①木块立在静止的车上,忽然拉动小车,木块后倾.②人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起,仍落回原地.总结:惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.从牛顿第一定律我们得知,一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质,所以牛顿第一定律又叫惯性定律.当力迫使它改变这种状态时,它就会有抵抗运动状态改变的“本领”.这个“本领”与什么因素有关?请大家通过实例分析.讨论交流:载重货车启动时,由静止到高速得需要较长一段时间;百米冲刺到终点后,体重大的运动员较难停下来.通过这样的实例分析,使学生总结出:运动状态变化的难易程度与质量有关.结论:惯性大小与质量有关,质量大的物体惯性大;质量小的物体惯性小.课堂训练1.下列关于惯性的说法中,正确的是()A.人走路时没有惯性,被绊倒时有惯性B.百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性,停下时就没有惯性了C.物体没有受外力作用时有惯性,受外力作用后惯性被克服了D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关解析:惯性是物体的固有属性,与其内在因素即质量有关,与受力与否及运动状态无关.一切物体都有惯性,质量是物体惯性大小的量度,静止物体的惯性是保持静止,匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变.当物体在外力作用下运动状态发生变化时,只要其质量不变,其惯性大小不发生变化.答案:D2.如图4-1-4所示,当你在平直路面上骑自行车时,是否觉得用力不停地蹬,车才会匀速前进,一旦不用力蹬,车子就会减速,甚至停下呢?这与牛顿第一定律矛盾吗?试解释之.图4-1-4解答:对比用力蹬和不用力蹬两种情况,发现不蹬车时,车减速,运动状态改变,这是因为有阻力作用;而蹬车时,虽用力蹬车,但合外力为零,因此可以匀速前进,仍然符合牛顿第一定律.3.有一仪器中电路如图4-1-5所示,其中M是质量较大的一个金属块,两端与弹簧相连接,将仪器固定在一辆汽车上,当汽车启动时,哪只灯亮?当汽车急刹车时,哪只灯亮?为什么?图4-1-5解答:当汽车启动时,汽车的速度变大了,而金属块由于惯性,将保持原来的静止状态,而相对于汽车向后运动,从而使绿灯所在的电路被接通,所以启动时绿灯亮;反之,刹车时,汽车的速度变小了,而金属块由于惯性,将保持原来的速度运动,而相对于汽车向前运动,从而使红灯所在的电路被接通,所以刹车时红灯亮.当汽车匀速行驶时,弹簧将使金属块复位,两灯均不亮.课堂小结通过本节的学习,我们知道了:1.历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究.2.伽利略得到力和运动关系的研究方法.3.牛顿第一定律的内容.4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法.布置作业1.教材第71页“问题与练习”1、2、3题.2.阅读科学漫步,思考讨论惯性参考系.板书设计活动与探究课题:比较惯性大小与质量的关系方法:在相同的路面上,穿相同运动鞋的甲、乙两人进行拔河比赛.原理:双方与地面间的动摩擦因数相同,则双方与地面间的最大静摩擦力取决于各方的质量,而最大静摩擦力大的一方易获胜.结论:质量大的物体惯性大.习题详解1.解答:(1)不能击中目标.因为投下的炸弹由于惯性水平方向保持匀速直线运动.(2)跳起后,水平方向由于惯性始终与地球的速度相同.2.解答:刹车停止时,人下部随车停止,而上部身体由于惯性保持匀速直线运动,致使向前倾倒而易发生事故.3.解答:该同学的错误在于认为力是维持物体运动的原因.实际上向上抛出的物体是由于惯性继续向上运动的,不需要向上的作用力.4.解答:地球是一个惯性系,小车相对于地面向右以加速度a 做匀加速运动,如图4-1-6所示,小车内的光滑平台上有一小球相对于地面静止.若选小车为参考系,则小球相对于小车这一非惯性系,是做向左的匀加速直线运动,不是静止,也不是匀速直线运动,即惯性定律在非惯性系中不成立.图4-1-6设计点评本节课先通过多媒体播放画面引出束缚人类思想近两千年的亚里士多德的观点,通过让学生亲自实验操作,并举例分析认识到他的观点是错误的,引出伽利略的观点,并通过实验来验证它的正确性.在此基础上引出牛顿的观点,即牛顿第一定律的内容及惯性的概念.对惯性的理解对学生来说是一个难点,本节课是通过实验来增强学生的感性认识,并通过实例分析让学生理解质量是物体惯性大小的量度,实现从感性认识到理性认识的过渡.备课资料一、实验分析与学生分析牛顿第二定律是动力学的核心规律,是本章重点和中心内容,而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫.该实验的器材选取、方案设定,因第二章使用过,学生自然会想到用该器材测加速度.但测力有一定困难,还需平衡摩擦,为此可借助气垫导轨避免这一点.另外,测加速度可在气垫导轨上安放两个光电计时门,通过微机辅助系统记录小车通过两个计时门的时间间隔,测出两计时门间距离,可由x=21at 2求加速度a ,数据完全可由微机处理,甚至a-F 、a-1/m 图象由微机处理作出,收到事半功倍的效果.该实验是探索规律的实验,学生对加速度与力和质量的定量关系是未知的,但通过实例,对加速度与力和质量的定性关系是可以理解的.怎样定量研究需在教师指导下,学生动手、动脑进行设计研究,教师只是一个引导者、评判者,只要学生的设计方案合理,亲身体验探究过程,至于能否得出正确结果并不重要.二、气垫导轨实验装置简介气垫导轨实验装置(图4-2-6)主要是由导轨、滑块、气源、光电门、光电数字计时器组成的.导轨由一定长度全封闭的金属制成,其横截面是直角三角形.导轨内部中空,气体由导轨顶端的进气孔进入导轨,从导轨面上的小孔喷出,喷出的气流在导轨和滑块之间形成气垫,使滑块在运动过程中的摩擦力达到可以忽略的程度.图4-2-6滑块(图4-2-7)是一个金属块,底部是两个平整且互成直角的平面,上面可接配套砝码或用于挡光的挡光片的装置.气源是一个用于将气体压入导轨的装置.光电门是一个接在导轨上方用于采集测量数据的工具.通电后一束光从光电门的一边经过“门”的中间到达另一边,光线被挡住或未被挡住所采集的数据是不一样的.光电门由电源供电采集的数据以电信号的方式输入到光电计时器中.光电数字计时器是一个可以将采集信息的时间显示出来的仪器,仪器处于“计”时状态时,有两种测量方式:一种是测量挡光片挡光的时间(从挡光开始到挡光结束),通过这种方式可以算出物体经过光电门的速度;另一种是测量物体经过两个光电门的时间间隔,在仪器上会有相应的装置供选择计时的方式,数字显示的时间可以通过选择“自动清零”按钮或“手动清零”按钮开关使数字重新为零,以便显示下一次的计时结果.改进后的光电计时器不但有计时功能,还可以将物体通过光电门时的速度直接显示出来,这样可以借助仪器简化实验数据的处理过程.使用仪器J0201系列数字计时器,J21261型小型气源探究加速度与物体质量、合外力关系的一组数据及误差.图4-2-7三、测定加速度的仪器1.加速度仪:利用压电晶体的压电效应的加速度仪.可以测量运动物体线加速度和振动参数的仪器.它由加速度传感器和放大器组成.用压电晶体制成的加速度传感器,其输出端产生的电码与它所承受的加速度成正比.敏感元件由两片压电晶体圆片(锗钛酸铅)组成.圆片上安有一质量块.质量块由一个弹簧预先加载,整个组件安装在厚基座的金属壳体内.当传感器随运动物体做加速运动时,质量块向压电晶体圆片施加一个与质量块加速度精确地成比例的力.由于压电效应,在两个压电晶体圆片的两端产生一个电势差(电压).这个电势差也与质量块的加速度成正比.2.加速度计——测量运载体线加速度的仪表基本模型:加速度计由检测质量(也称敏感质量)、支承、电位器、弹簧、阻尼和壳体组成.检测质量受支承约束只能沿一条轴线移动.这个轴常称为输入轴或敏感轴.当仪表壳体随着运载体沿敏感轴方向做加速运动时,根据牛顿定律,具有一定惯性检测质量力图保持其原来的运动状态不变.它与壳体之间将产生相对运动,使弹簧变形,于是检测质量在弹力作用下随之加速运动.当弹簧弹力与检测质量加速运动时产生的惯性力相平衡时,检测质量与壳体之间便不再有相对运动,这时弹簧形变反映被测加速度的大小.电位器作为位移传感元件,加速度信号转换为电信号,以供输出.加速度计本质上是一个自由度的振荡系统,须采用阻尼器来改善系统的动态品质.2 实验:探究加速度与力、质量的关系整体设计牛顿第二定律是动力学的核心规律,是本章重点和中心内容,而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫.本节是探索规律的实验,重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究,体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法,在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法,达到掌握方法、提高能力的目的.教学重点1.怎样测量物体的加速度.2.怎样提供和测量物体所受的力.教学难点指导学生选器材,设计方案,进行实验,作出图象,得出结论.课时安排1课时三维目标知识与技能1.理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关.2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系.3.培养学生动手操作能力.过程与方法1.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时,用控制变量法实现.2.指导学生根据原理去设计实验,处理实验数据,得出结论.3.帮助学生会分析数据表格,利用图象寻求物理规律.情感态度与价值观1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.2.使学生养成实事求是的科学态度,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦.3.培养学生的合作意识,相互学习、交流、共同提高的学习态度.课前准备带有滑轮的长木板2个、小车2个、打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、细线、气垫导轨、数字计时器、光电门两个.教学过程导入新课情景导入多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面.图4-2-1通过以上画面我们可以看出,摩托车启动很快,而载重汽车启动很慢,这是为什么呢?复习导入复习提问:物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变?标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么?回答:物体运动状态的改变是指速度的改变,加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量.通过上一节学习,我们知道:物体的质量越大,物体的运动状态越难改变;物体的质量越小,物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下:加速度的大小与哪些物理量有关?学生猜想:加速度的大小与物体的受力、质量有关.推进新课既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关,到底存在怎样的关系,请同学们讨论一下,通过什么实例可定性地说明它们之间的关系.学生讨论后回答:1.质量大的物体加速度小.如:并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下,小汽车停下来用的时间少.2.受力大的物体加速度大.如:赛车和普通小汽车质量相近,但赛车安装了强大的发动机,牵引力大,提速很快.点评:通过类似的实例使学生获得感性认识,为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系.加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关,那么我们应用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢?学生思考后回答:可以先研究加速度与物体受力的关系,再研究加速度与物体的质量的关系.教师总结:当研究三个物理量之间的关系时,先要保持某个量不变,研究另外两个量之间的关系,再保持另一个量不变时,研究其余两个量之间的关系,然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法,是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关系.一、加速度与力的关系让学生阅读课本,明确以下两个方面内容:1.实验的基本思路:保持物体的质量不变,测量不同力下的加速度,分析加速度与力的关系.。
第四章 牛顿第二定律教学案-教学设计-精品教案
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§3 牛顿第二定律学习目标:1.理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的确切含义。
2.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。
3.能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。
学习重点:牛顿第二定律学习难点:牛顿第二定律主要内容:一、牛顿第二定律1、内容:物体的加速度的大小与它受到的合外力成,与它的质量成,加速度的方向与它受到的合外力。
2、表达式:3、力的单位的定义:若规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫.则公式中的k=.4、常用的数学表达式F合=5、牛顿第二定律的理解:(1)反映了力和运动的关系,即力是产生的原因。
(2)矢量关系:物体加速度的方向总与合外力的方向。
(3)瞬时对应关系:加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生(虽有因果关系但却不分先后)、同时变化、同时消失。
(4) 独立对应关系:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理),而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生的加速度叠加(按矢量运算法则)的结果。
二、应用牛顿第二定律解题的一般步骤:1、确定研究对象(在有多个物体存在的复杂问题中,确定研究对象尤其显得重要)。
2、分析研究对象的受力情况,画出受力示意图。
3、选定正方向或建立直角坐标系。
通常选加速度的方向为正方向,或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向。
这样与正方向相同的力(或速度)取正值;与正方向相反的力(或速度)取负值。
4、根据牛顿第二定律列方程求解。
【例1】从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。
可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( )A.牛顿第二定律不适用于静止物体。
B.桌子的加速度很小,速度的增量极小,眼睛不易觉察到。
C.推力小于静摩擦力,加速度是负的。
D.桌子所受的合力为零。
【例2】当作用在物体上的合外力不等于零时,则( )A.物体的速度一定越来越大B.物体的速度一定越来越小C.物体的速度可能保持不变D.物体的速度一定会改变【例3】静止在光滑水平面上的木块,某时刻受到一个水平力F作用,F的方向不变、大小从某一数值逐渐变小,木块将作( )A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动【例4】如图所示,装有架子的小车,用细线拖着小球在水平地面上运动,已知运动中,细线偏离竖直方向30°,则小车在做什么运动?【例5】质量为2kg的物体放在水平地面上,与水平地面的动摩擦因数为0.2,现对物体作用一向右与水平方向成37°,大小为10N的斜向上的拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体运动的加速度为多少?【例6】一物体放在倾角为θ的斜面上,求:(1)若斜面光滑,物体沿斜面下滑的加速度多大?(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为μ,物体沿斜面下滑的加速度多大?。
高中物理 第四章 第七课时 用牛顿第二定律解决问题(二)课件 新人教版必修1
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答案:D
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探究二 对超重和失重的理解
1.视重 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧 测力计或台秤的示数称为“视重”,大小等于弹簧测力计 所受的拉力或台秤所受压力.当物体处于超重或失重时, 物体的重力并未变化,只是视重变了.
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2.超重、失重的分析
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解析:解法一 力的合成法 C 点受三个力作用处于平衡 状态,如图所示,可得出 F1 与 F2 的合力 F 合方向竖直向上, 大小等于 F,由三角函数关系可得出 F 合=F1·sin 30°=F= mPg,
F2=F1·cos 30°.
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当 F1 达到最大值 200 N 时,mPg=100 N,F2≈173 N, 在此条件下 BC 段绳子即将断裂,AC 段绳的拉力 F2 还未达 到最大值.故 C 点悬挂重物的重力最多为 100 N,这时 BC 段绳子即将拉断.
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3.共点力平衡问题的解题方法 处理共点力的平衡问题时正确的受力分析是关键.当物 体受三个力(不平行)而平衡时,这三个力一定是共点力,常 用以下两种方法处理问题: (1)三角形法. ①根据平衡条件,任两个力的合力与第三个力等大反向, 把三个力放于同一个三角形中,三条边对应三个力,再利用 几何知识求解. ②三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,这种方法用 来讨论动态平衡问题较为方便.
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如图所示,在一细绳 C 点系住一重物 P,细绳两端 A、B 分别固定在墙上,使 AC 保持水平,BC 与水平方向成 30°角,已知细绳最多只能承受 200 N 的拉力,那么 C 点悬 挂重物的重力最多为多少?这时细绳的哪一段即将拉断?
高中物理 第四章 力与运动 第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律随堂基础巩固(含解析)粤教版必修1
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2017-2018学年高中物理第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律随堂基础巩固(含解析)粤教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中物理第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律随堂基础巩固(含解析)粤教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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伽利略的理想实验与牛顿第一定律[随堂基础巩固]1.关于惯性,下列说法中正确的是( )A.速度大的物体不容易停下来,所以速度大的物体惯性大B.汽车上坡困难而下坡容易,说明汽车上坡时的惯性比下坡时的大C.两个质量相同的物体,不论速度是否相同,受力是否相等,其惯性一定相同D.同一个物体在月球上受到的吸引力小,所以物体在月球上比在地球上惯性小解析:惯性是物体固有的性质,其大小只与质量有关,C选项正确。
答案:C2.下列关于惯性的说法中正确的是()A.在地面上滚动的小球越滚越慢,是由于小球受到的阻力克服了小球的惯性B.只有运动的物体才有惯性C.只有不受外力的物体才有惯性D.一切物体在任何情况下都有惯性解析:在地面上滚动的小球越滚越慢,是由于小球受到摩擦阻力作用,A错;一切物体在任何情况下都有惯性,B、C错,D对。
答案:D3.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )A.力是维持物体运动状态的原因B.力是改变物体运动状态的原因C.物体的质量较小,但运动的速度较大时,惯性也可以很大D.物体自由下落时比竖直上抛时的惯性小解析:牛顿第一定律揭示了力的作用——力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,A错,B对;物体的惯性大小只与它的质量有关,与它的运动状态无关,C、D错。
.4单摆高二物理同步精品讲义(人教版选择性必修第一册)(学生版)
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2.4 单摆课程标准课标解读1.通过生活实例,理解单摆模型,并分析单摆的回复力。
2.通过对单摆模型的分析,掌握单摆做简谐运动的条件。
3.通过实验探究,掌握单摆的周期与摆长的定量关系。
4.理解并掌握单摆的周期公式,并能够利用周期公式分析和计算相关问题。
1.理解单摆模型及其振动特点.2.理解单摆做简谐运动的条件,知道单摆振动时回复力的来源.3.掌握单摆的周期公式.知识点01 单摆及单摆的回复力1.单摆模型如果细线的长度不可改变,细线的质量与小球相比可以忽略,球的直径与线的长度相比也可以忽略,这样的装置就叫作单摆.单摆是实际摆的理想化模型.在单摆模型里,悬线无弹性、不可伸缩、没有质量,小球是质点,单摆是一个理想化的模型. 2.单摆的回复力(1)回复力的提供:摆球的重力沿切线方向的分力,即F =mg sin_θ.(2)回复力的特点:在偏角很小时,单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总指向平衡位知识精讲目标导航置.(3)运动规律:单摆在偏角很小时做简谐运动,其振动图像遵循正弦函数规律.【即学即练1】(多选)如图所示为均匀小球在做单摆运动,平衡位置为O点,A、B为最大位移处,M、N 点关于O点对称.下列说法正确的是( )A.小球受重力、绳子拉力和回复力B.小球所受合外力就是单摆的回复力C.小球在O点时合外力不为0,回复力为0D.小球在M点的位移与小球在N点的位移大小相等知识点02 单摆的周期1.影响单摆周期的因素(1)单摆的周期与摆球质量、振幅无关.(2)单摆的周期与摆长有关,摆长越长,周期越大.2.周期公式(1)公式:T=2πl g .(2)单摆的等时性:单摆的周期与振幅无关的性质.【即学即练2】已知在单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两单摆摆长之差为1.6 m,则两单摆摆长L a与L b分别为( )A.L a=2.5 m,L b=0.9 mB.L a=0.9 m,L b=2.5 mC.L a=2.4 m,L b=4.0 mD.L a=4.0 m,L b=2.4 m考法01探究摆钟的物理原理把摆钟等效成一个小球,当小球运动到图中的任意位置P 时,小球受到的回复力是小球所受重力G 沿着圆弧切线方向的分力G 1,F =G 1=mg sin θ.若摆角θ很小,则有sin θ≈θ=OPl,并且位移x ≈OP ,考虑了位移和回复力的方向后,有F =-mg x l(“-”表示回复力F 与位移x 的方向相反),m 是小球的质量,l 是摆长,g 是重力加速度,它们都有确定的数值,mg l可以用一个常数k 来表示,则上式又可以写成F =-kx ,也就是说,在摆角很小时,小球所受到的回复力跟位移大小成正比而方向相反,所以小球做简谐运动.【典例1】某单摆由1 m 长的摆线连接一个直径2 cm 的铁球组成,关于单摆周期,下列说法中正确的是()A . 用大球替代小球,单摆的周期不变B . 摆角从5°改为3°,单摆的周期会变小C . 用等大的铜球替代铁球,单摆的周期不变D . 将单摆从赤道移到北极,单摆的周期会变大考法02探究单摆振动的周期1.单摆的周期公式T =2πl g. 2.摆长l(1)实际的单摆的摆球不可能是质点,所以摆长应是从悬点到摆球球心的长度:即l =l ′+d2,l ′为摆线长,d 为摆球直径.(2)等效摆长:如图所示,甲、乙在垂直纸面方向摆起来的效果是相同的,所以甲摆的摆长为l sin_α,这就是能力拓展等效摆长,所以其周期为T=2πl sin αg.【典例1】如图所示,两段光滑圆弧轨道半径分别为R1和R2,圆心分别为O1和O2,所对应的圆心角均小于5°,在最低点O平滑连接.M点和N点分别位于O点左右两侧,MO的距离小于NO的距离.现分别将位于M 点和N点的两个小球A和B(均可视为质点)同时由静止释放.关于两小球第一次相遇点的位置,下列判断正确的是( )A.恰好在O 点B.一定在O点的左侧C.一定在O点的右侧D.条件不足,无法确定题组A 基础过关练一、单选题1.在淄博走时准确的摆钟,被考察队员带到珠穆朗玛峰的顶端,则这个摆钟()A.变慢了,重新校准应减小摆长B .变慢了,重新校准应增大摆长C.变快了,重新校准应减小摆长D .变快了,重新校准应增大摆长2.单摆的振动图像如图所示,单摆的摆长为().分层提分3.为使单摆的频率增大,可采取的方法是()A.减小摆球的质量B.缩短单摆的摆长C.减小单摆的振幅D.增大单摆的摆长4.如图所示,上端固定的细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器,注射器向下喷出一细束墨水。
高中物理 第四章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律 新人教版必修1
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二、牛顿物理学的基石——惯性定律 牛顿第一定律:一切物体总保持__匀__速__直___线__运__动____状态或 __静__止_____状态,除非作用在它上面的力_迫__使__它__改__变 _____这种状 态.牛顿第一定律又叫_惯__性__定__律__.
做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时刻重力突然消失, 物体将如何运动? 提示:重力消失后,物体将不受力,由牛顿第一定律知,物体 将以重力消失时的速度做匀速直线运动.
2.物体运动状态改变的三种情况 (1)速度的方向不变,大小改变. (2)速度的大小不变,方向改变. (3)速度的大小和方向同时发生改变.
对伽利略理想实验的认识 (1)理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设计 了一个如图所示的理想实验,他的设想步骤如下:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然能达到原来 的高度; ②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚 上另一个斜面;
[思路点拨] 解答本题需把握以下两点: (1)力不是维持物体运动的原因. (2)力是改变物体运动状态的原因. [解析] 牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即 总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,A、B 正确;牛顿 第一定律还揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的 原因,而不是维持物体运动状态的原因,在水平地面上滑动的 木块最终停下来,是由于摩擦阻力的作用而改变了木块的运动 状态.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作 用而改变了运动状态,C 错误,D 正确. [答案] ABD
三、惯性与质量 1.惯性:物体保持原来_匀__速__直__线__运__动__态或_静__止__状态的性质. 2.惯性的量度:_质__量______是物体惯性大小的唯一量度.
2 . (1) 物 体 只 有 处 于 静 止 状 态 或 匀 速 直 线 运 动 状 态 时 才 有 惯 性.( ) (2)速度越大的物体,惯性越大.( ) (3)质量越大的物体,惯性越大.( ) 提示:(1)× ( 4.惯性与速度的关系:一切物体都有惯性,并且惯性的大小由 物体本身决定,与物体是否有速度及速度的大小无关. 5.惯性与惯性定律的关系 (1)惯性是物体具有的一种固有属性.惯性定律是物体不受外力 作用时所遵守的一条规律,属性不同于规律. (2)惯性使物体保持原来速度不变,但速度能否保持不变取决于 其受力情况.惯性定律揭示了物体的惯性,正因为物体有惯性, 故物体的运动不需要力来维持.
高中物理第四章第1节牛顿第一定律练习含解析新人教版必修
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高中物理第四章第1节牛顿第一定律练习含解析新人教版必修牛顿第一定律[随堂检测]1.(2019·厦门高一检测)在物理学史上,正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是( )A.亚里士多德、伽利略B.伽利略、牛顿C.伽利略、笛卡儿D.亚里士多德、笛卡儿解析:选B.由物理学史可知,伽利略通过“理想斜面”实验推翻了“力是维持物体运动的原因”,而牛顿在大量实验的基础上,通过逻辑推理,归纳总结出了牛顿第一定律,即惯性定律.故选项B对,A、C、D错.2.(多选)(2019·惠州高一检测)关于牛顿第一定律,以下说法中正确的有( )A.牛顿第一定律是依靠实验事实,直接归纳总结得出的B.牛顿第一定律是以可靠实验为基础,通过抽象出理想化实验而得出的结论C.根据牛顿第一定律可知,力是维持物体运动的原因D.根据牛顿第一定律可知,力是改变物体速度的原因解析:选BD.牛顿第一定律不是实验定律,但它是以可靠实验为基础,通过抽象出理想化实验而得出的结论,A错,B对;牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,指出力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,C错,D对.3.(2019·天津市河西区高一模拟)如图所示月球车示意图,月球车能完成月球探测、考察、采集样品等任务,当它在月球表面行驶时( )A.仍有惯性B.不受阻力C.不受支持力D.不遵循牛顿运动定律解析:选A.惯性是物体本身具有一种性质,与物体是否运动、是否受力等外界因素无关,物体在任何状态下、任何时候都有惯性,故A正确;当它在月球表面行驶时受支持力和阻力,故B、C错误;当它在月球表面行驶时遵循牛顿运动定律,故D错误.4.(2019·长春高一测试)对一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是( )A .采用大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明通过科学手段能使小质量的物体获得大的惯性B .射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了C .货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D .摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的解析:选C.采用了大功率的发动机后,一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这是由于功率增大了,与惯性无关,A 错误;射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透,是由于速度减小了,子弹的惯性没有变化,B 错误;货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,此时列车质量改变了,它的惯性也会改变,C 正确;摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,防止侧滑,而人和车的惯性并没有改变,D 错误.5.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m 1和m 2的两个小球(m 1>m 2)随车一起匀速运动.当车突然停止时,如不考虑其他阻力,设车无限长,则两个小球( )A .一定相碰B .一定不相碰C .不一定相碰D .难以确定解析:选B.因为小车表面光滑,因此,不论小车如何运动,两小球在水平方向均不受力,根据牛顿第一定律可知它们将保持匀速运动状态,又因为两球速度相等,故两球一定不会相碰.[课时作业]一、单项选择题1.(2019·吉林高一期末)关于惯性,下列说法中正确的是( )A .同一汽车,速度越快,越难刹车,说明物体速度越大,惯性越大B .物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性C .乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故D .已知月球上的重力加速度是地球上的16,故一个物体从地球移到月球惯性减小为16解析:选C.惯性大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,故A 错误;惯性是物体固有的属性,一切物体都有惯性,与运动状态无关,故B 错误;质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变,乒乓球的惯性小,所以可以快速抽杀,故C 正确;一个物体的惯性的大小只与这个物体的质量有关,物体到了月球上,质量没有改变,所以惯性不会改变.2.火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为( )A .人跳起后,车厢内空气给他一个向前的力,带着他随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必是偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终有相同的速度解析:选D.人从跳起到落地的过程中,水平方向不受外力作用,保持着原来所具有的速度做匀速直线运动,所以仍落回车上原处.3.如果物体运动状态发生了变化,说明该物体的( )A.速度方向一定发生了变化B.速度大小一定发生了变化C.加速度一定发生了变化D.受到的合力一定不为0解析:选D.物体运动状态发生变化一定是它的速度发生了变化,可能是速度大小发生了变化,也可能是速度方向发生了变化,还可能是二者都发生了变化,既然物体运动速度发生了变化,即运动状态发生了变化,由牛顿第一定律知,物体所受合力一定不为0,物体具有加速度,但加速度不一定发生变化.故选项D正确.4.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小解析:选A.根据题意,铺垫材料粗糙程度降低时,小球上升的最高位置升高,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,因此可以上升到与O点等高的位置,而B、C、D三个选项从题目不能直接得出,所以选项A正确.5.(2019·上饶高一检测)如图,桌面上有一光滑的木块,木块上有一小球,快速向右推动木块,小球的位置可能在桌面上的哪点( )A.A点B.B点C.O点D.无法确定解析:选C.小球具有惯性,要保持原来的状态,在水平方向上不受摩擦力的作用,在重力的作用下,落在O点,故选C.6.以下说法中正确的是( )A.掷出的铅球速度不大,所以其惯性小,可以用手去接B.用力打出的乒乓球速度很大,因此其惯性很大,不能用手去接C.相同的两辆车,速度大的比速度小的难以停下,是因为速度大的惯性大D.相同的两辆车,速度大的比速度小的难以停下,是因为速度大的运动状态变化大解析:选D.因为惯性的大小仅由质量决定,与物体速度大小无关,选项A、B错误;相同的两辆车惯性相同,速度大的比速度小的难以停下,是因为速度大的运动状态变化大,选项C错误,D正确.7.一天下着倾盆大雨,某人乘坐列车时发现,车厢的双层玻璃窗内积水了.列车进站过程中(箭头表示列车进站的方向),他发现水面的形状如选项图中的( )解析:选C.列车进站时刹车,速度减小,而水由于惯性仍要保持原来较大的速度,所以水向前涌,水面形状和选项C中一致.8.如图所示,滑板运动员沿水平地面向前滑行,在横杆前相对于滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从横杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则运动员( )A.起跳时脚对滑板的作用力斜向后B.在空中水平方向先加速后减速C.越过杆后落在滑板的后方D.越过杆后仍落在滑板上起跳的位置解析:选D.运动员相对于滑板竖直向上起跳,所以脚对滑板的作用力竖直向下,A错;人在空中时,水平方向不受力的作用,水平方向速度不变,B错;由于人和滑板的水平速度始终相同,所以人落在滑板上起跳的位置,C错,D对.9.如图所示,一个劈形物体A放在斜面上,A的各个表面光滑且上表面水平,在A的上表面上放置一个小球B,由静止释放A,则小球B在碰到斜面之前的运动轨迹是( )A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.抛物线D.双曲线解析:选 B.小球原来静止时受重力和支持力作用,其合力为零.当劈形物体由静止释放,A 应沿斜面下滑,故B也将运动,运动状态就要发生改变,但由于惯性,小球原来速度为零,没有水平或其他方向上的速度,而A的上表面又光滑,除竖直方向可以有合力外,其他方向上没有合力,加之力是使物体运动状态改变的原因,小球只能在竖直方向上有运动,在碰到斜面之前,运动轨迹应为一条直线,即竖直向下的直线.10.(2019·山西太原高一期末)如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动时,锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动,当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动,若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车可能的运动方向和运动状态是( )A.向右行驶、突然刹车B.向左行驶、突然刹车C.向左行驶、匀速直线运动D.向右行驶、匀速直线运动解析:选A.对摆锤进行受力分析,如图所示,所以物体在水平方向所受合力不为0且方向向左,故物体的加速度方向向左;所以若汽车运动方向向左,即向左做匀加速运动;若汽车运动方向向右,即向右做匀减速运动,故A正确.二、多项选择题11.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法符合历史事实的是( )A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析:选BCD.亚里士多德认为运动需要力来维持,伽利略认为力是改变物体运动状态的原因,A错误;伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B正确;笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,C正确;牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,D正确.12.下列关于惯性的分析,正确的是( )A.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性B.高速公路上要限速,是因为车速越大惯性越大C.机床安装在笨重的底座上,是为了增大惯性,提高稳定性D.坦克车制造很重,是为了增大惯性,提高行驶的平稳度解析:选AC.战斗机甩掉副油箱,减小了质量,惯性减小,提高了飞行的灵活性,A对;惯性大小与速度无关,B错;机床与底座连成一体,质量大,惯性大,更稳定,C对;坦克车装甲厚重,是为了提高抗炮击能力,D错.13.(2019·济南外国语学校高一月考)如图所示,重球系于绳DC下端,重球下再系一根同样的绳BA,下列说法正确的是( )A.在绳的A端缓慢增加拉力,结果CD绳先断B.在绳的A端缓慢增加拉力,结果AB绳先断C.在绳的A端突然猛一拉,结果AB绳先断D.在绳的A端突然猛一拉,结果CD绳先断解析:选AC.在绳的A端缓慢增加拉力,重球受力如图所示,使得重球在足够的时间发生了微小的位移,以致CD绳的拉力F T2逐渐增大,这个过程进行缓慢,可以认为重球始终处于平衡状态,即F T2=F T1+mg,随着F T1增大,F T2也增大,且F T2总是大于F T1,所以CD绳先被拉断,A项正确,B项错误;若在A端猛拉,因为重球质量很大,力的作用时间极短,由于惯性,重球向下的位移极小(可以看成运动状态未来得及改变),以致CD绳的拉力几乎未增加,故AB绳先断,C项正确,D项错误.14.(2019·徐州高一检测)在列车的车厢内,有一个自来水龙头C.第一段时间内,水滴落在水龙头的正下方B点,第二段时间内,水滴落在B点的右方A点,如图所示.那么列车可能的运动是( )A.先静止,后向右做加速运动B.先做匀速运动,后做加速运动C.先做匀速运动,后做减速运动D.上述三种情况都有可能解析:选BC.水滴下落时,水平方向保持原来的速度,若车匀速运动,车的水平位移与水滴的水平位移相同,则落在B点;若车向左加速运动,则水滴仍保持下落时的水平速度,而车的水平位移增大,故水滴可落在A处;同理,车向右减速运动,水滴也会落在A处.故选BC.三、非选择题15.如图所示,一木块和小车一起做匀速直线运动,当小车遇到一障碍物的瞬间,则:(设小车不反弹)(1)如果小车上表面粗糙,木块将如何运动?(2)如果小车上表面光滑,木块将如何运动?解析:当小车遇到障碍物时,小车将停止.(1)如果小车上表面粗糙,则木块上部由于惯性将继续向右运动;木块下部受到一个向左的摩擦力,运动状态发生改变,很快停止,故此时木块将向右倾倒.(2)如果小车上表面光滑,则木块下部不受摩擦力,此时整个木块都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态.答案:(1)向右倾倒(2)向右匀速直线运动16.在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?解析:首先确定本题应该用惯性知识来分析,但此题涉及的不仅仅是气泡,还有水,由于惯性的大小与质量有关,而同体积的水的质量远大于气泡质量,因此水的惯性远大于气泡的惯性,当小车突然停止时,水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势,当水相对于瓶子向前运动时,水将挤压气泡,使气泡相对于瓶子向后运动.答案:气泡相对于瓶子向后运动。
高中物理第四章第1节功教案3粤教版必修2
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第1节功本节教材分析三维目标1、知识与技能(1)、理解功的概念,知道力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素。
(2)、理解功的公式W=Fscosθ,会使用这个公式讨论及进行计算。
(3)、正确理解正功和负功的概念,知道力在什么情况下做正功,在什么情况下做负功。
(4)、知道什么是几个力对物体所做的总功,知道几个恒力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功。
(5)、理解重力、摩擦力、支持力做功的特点。
2、过程与方法(1)、通过观察日常生活中的各种“做功”情况,通过比较和分析,理解外力做功的两个不可缺少的因素。
(2)、通过交流与讨论,展现学生思维过程,掌握比较、分析、归纳等逻辑思维方法。
3、情感、态度与价值观(1)、经历观察、分析和比较等学习活动,培养学生尊重客观事实,实事求是的科学态度;培养科学探究精神、形成科学探究的习惯;感受到身边处处有物理。
(2)、通过讨论与交流,培养学生团结协作的学习态度。
(3)、通过实验探究、归纳总结,得出做功的公式,做正功和做负功的条件,通过例题讨论重力、摩擦力、支持力做功的特点,激发学生学习物理的兴趣,提高学习的自信心。
教学重点(1)、做功的两个不可缺少的因素。
(2)、功的概念及公式的建立与理解。
(3)、正功与负功的理解。
(4)、重力做功的特点。
摩擦力和支持力做功的特点。
教学难点(1)、功的公式W=Fscosθ的建立及理解应用。
(2)、做正功和负功的条件理解及判断。
(3)、对重力做功与路径无关,只由物体重量及初、末位置的高度差决定的理解。
教学建议依据教学大纲的要求和教材内容的特点,本节课是概念课,分析、推理成份居多,而演示实验或学生实验则没有,在本节教学中,建议教师利用多媒体电脑提出问题,引导学生分析问题,学生通过自己的分析、推理,总结得出结论。
这样能把学生从被动学习转化为主动学习,充分体现“学生主体、教学主导”的教学模式。
新课导入设计导入一怎样才算做了功?演示1(内容:堆物、搬花、举重等)师生共同讨论。
高中物理第四章
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(这是边文,请据需要手工删加)(这是边文,请据需要手工删加)1划时代的发现2探究感应电流的产生条件●课标要求1.收集资料,了解电磁感应的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神.2.通过实验,理解感应电流的产生条件.举例说明电磁感应在生活和生产中的应用.●课标解读1.关注电磁感应现象的发现过程,了解相关的物理学史.2.知道电磁感应、感应电流的定义.3.经历感应电流产生条件的探究活动,理解产生感应电流的条件.●教学地位本节知识在高考中尽管很少直接命题,但它是电学中的基本知识,是以后学习的基础.●新课导入建议一个并非偶然的实验,揭示了一个重大的发现,因为机遇总是垂青那些有准备的人.奥斯特实验使人们对电、磁有了新的认识,同时也在世界范围内掀起了一场研究“电和磁”关系的革命,你了解磁生电的探索发现过程吗?它是由哪位科学家来发现的呢?“磁”怎样才能生“电”?通过这节课的学习,我们就能明白这些问题了.●教学流程设计1.基本知识(1)“电生磁”的发现1820年,丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应.(2)“磁生电”的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象,这种现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流.(3)法拉第的概括变化的磁场变化的电流运动的磁铁在磁场中运动的导体运动的恒定电流2.思考判断(1)奥斯特发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互联系的序幕.(√)(2)电流的磁效应否定了一切磁现象都是来自于电荷的运动这一结论.(×)(3)“磁生电”是一种在变化、运动过程中才出现的效应.(√)3.探究交流英国物理学家法拉第发现了磁生电,那么磁生电的实质是什么?【提示】磁生电的过程是其他形式的能转化为电能的过程.1.基本知识(1)磁通量①概念:穿过某个面的磁通量等于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积.②公式:Φ=BS.(2)产生感应电流的条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流.2.思考判断(1)导体回路的面积越大,则穿过导体回路的磁通量越大.(×)(2)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生.(×)(3)即便闭合导体回路中有导体做切割磁感线运动,回路中也不一定有感应电流.(√)3.探究交流法拉第发现电磁感应的过程为什么会经历很长一段时间?【提示】法拉第在开始的实验中使用的都是恒定电流产生的磁场,而“磁生电”是一种在变化、运动过程中才能出现的效应.【问题导思】1.磁通量有方向吗?磁通量的正负的含义是什么?2.磁通量的计算有几种典型的情况?3.磁通量的改变有几种情况?1.对磁通量的理解(1)磁通量是标量,但是有正负.磁通量的正负不代表大小,只表示磁感线是怎样穿过平面的.即若以向里穿过某面的磁通量为正,则向外穿过这个面的磁通量为负.(2)若穿过某一面的磁感线既有穿出,又有穿进,则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数.2.匀强磁场中磁通量的计算利用公式:Φ=BS(其中B为匀强磁场的磁感应强度,S为线圈的有效面积).注意以下三种特殊情况:(1)如果磁感线与平面不垂直,如图4-1-1(甲)所示,有效面积应理解为原平面在垂直磁场方向上的投影面积,如果平面与垂直磁场方向的夹角为θ,则有效面积为Scos θ,穿过该平面的磁通量为Φ=BScos θ.(甲)(乙)图4-1-1(2)S指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积,如图(乙)所示,闭合回路abcd和闭合回路ABCD虽然面积不同,但穿过它们的磁通量却相同:Φ=BS2.(3)某面积内有不同方向的磁场时,分别计算不同方向的磁场的磁通量,然后规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,求其代数和.3.磁通量的变化(1)S n(S n为线圈平面在垂直于磁感线方向上的投影面积)不变,磁感应强度发生变化,即ΔΦ=ΔB·S n.(2)磁感应强度不变,S n发生变化,ΔΦ=ΔS n·B,其中S n发生变化的情况又分为两种形式:①处在磁场中的闭合回路面积发生变化,引起磁通量发生变化;②闭合回路面积不变,但与磁场的夹角发生变化,从而引起投影面积发生变化.(3)磁感应强度和投影面积均发生变化.这种情况较少见,此时应采用公式ΔΦ=Φ2-Φ1进行分析.磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量的大小不受线圈匝数的影响.同理,磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1也不受线圈匝数的影响.所以,直接用公式求Φ、ΔΦ时,不用去考虑线圈的匝数n.如图4-1-2所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,当线框转过90°到如图所示的虚线位置时,试求:图4-1-2(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2;(2)磁通量的变化量ΔΦ.【审题指导】(1)磁通量的公式Φ=BS的适应条件是:磁场是匀强磁场,B与S垂直.(2)求磁通量的变化要注意磁通量穿过的方向.【解析】(1)解法一:如题图所示,在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=Ssin θ,所以Φ1=BSsin θ.在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=Scos θ.由于磁感线从反面穿入,所以Φ2=-BScos θ.解法二:如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,能否得到同样的结论?(请同学们自行推导,答案是肯定的)(2)开始时B与线框平面成θ角,穿过线框的磁通量Φ1=BSsin θ;当线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转到θ时,穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90°时,磁通量从另一面穿过,变为“负”值,Φ2=-BScos θ.所以,此过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BS(cos θ+sin θ).【答案】(1)Φ1=BSsin θΦ2=-BScos θ(2)-BS(cos θ+sin θ)1.解答该类题目时,要注意磁感线是从平面的哪一面穿入的.2.当规定从某一面穿入的磁通量为正值时,则从另一面穿入的就为负值,然后按照求代数和的方法求出磁通量的变化(磁通量是有正、负的标量).3.准确地把初、末状态的磁通量表示出来是解题的关键.图4-1-31.(2014·武汉市重点中学检测)如图4-1-3所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则()A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.不能判断【解析】将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ磁通量的变化量大小为ΔΦ1=|Φ′-Φ|,将金属框绕cd边翻转到Ⅱ时磁通量变化量大小为ΔΦ2=|-Φ′-Φ|,所以ΔΦ1<ΔΦ2,选项C正确.【答案】 C【问题导思】1.判断回路中是否有感应电流的依据是什么?2.引起磁通量变化的原因有哪些?感应电流产生的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,所以判断感应电流有无时必须明确以下两点:1.明确电路是否为闭合电路.2.判断穿过回路的磁通量是否发生变化.穿过闭合电路的磁通量变化情况的列表如下:3.ΔΦ与Φ意义不同,大小也没有必然的联系.感应电流的产生与Φ无关,只取决于Φ的变化,即与ΔΦ有关.磁感线的条数可用来形象地表示一个回路的磁通量大小,所以判断穿过闭合电路的磁通量是否变化时,可充分利用穿过闭合电路的磁感线的条数是否变化来判断某过程中磁通量是否变化.如选项图所示,A中线圈有一小缺口,B、D中匀强磁场区域足够大,C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方.其中能产生感应电流的是()【审题指导】解答此题应注意两点:(1)电路是否闭合.(2)穿过电路的磁通量是否变化.【解析】图A中线圈没闭合,无感应电流;图B 中闭合电路中的磁通量增大,有感应电流;图C中的导线在圆环的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线都相互抵消,磁通量恒为零,也无电流;图D中回路磁通量恒定,无感应电流.故本题只有选项B正确.【答案】 B判断电路中是否产生感应电流,关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化.对于C图中就必须要弄清楚通电直导线的磁感线分布情况,而对于立体图,往往还需要将立体图转换为平面图,如转化为俯视图、侧视图等.2.如图4-1-4所示,在竖直向下的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场垂直.当导体环在磁场中完成下述运动时,可能产生感应电流的是()图4-1-4A.导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平向左或向右加速平动C.导体环以垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动【解析】只要导体环保持水平,无论它如何运动,穿过环的磁通量都不变,都不会产生感应电流,只有导体环绕通过直径的轴在磁场中转动时,穿过环的磁通量改变,才会产生感应电流,D项正确.【答案】 D如图4-1-5所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒ab和cd,它们以相同的速度匀速运动,则()图4-1-5A.断开开关S,ab中有感应电流B.闭合开关S,ab中有感应电流C.无论断开还是闭合开关S,ab中都有感应电流D.无论断开还是闭合开关S,ab中都没有感应电流【规范解答】两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动,若断开开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化,则回路中无感应电流,故选项A、C错误;若闭合开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化,则回路中有感应电流,故B正确,D错误.【答案】 B不管是哪种方式引起了导体回路中磁通量发生了变化,都会产生感应电流,如在本题中,穿过ab和cd组成的回路磁通量不变化,但穿过abfe和cdfe两个回路的磁通量发生了变化.电磁感应现象发现过程电生磁法拉第的概括磁生电感应磁通量、磁通量的变化产生条件K电流【备课资源】(教师用书独具)架起磁与电的桥梁是谁架起了磁与电的桥梁,使我们的生活步入了电气化时代,是伟大的物理学家法拉第.你了解法拉第吗?迈克尔·法拉第是19世纪伟大的英国物理学家,他对物理学最卓越的贡献就是通过实验发现了电磁感应现象.当时法拉第受德国古典哲学中的辩证思想的影响,认为电、磁、光、热之间是相互联系的.1820年奥斯特发现了电流对磁针的作用,法拉第敏锐地认识到了它的重要性.法拉第认为:既然磁铁能使附近的铁块感应带磁,静电荷能使附近的物体中感应出符号相反的电荷,那么当把一导体放入电流所产生的磁场中时,有可能在这导体内产生感应电流.他做了一个圆筒,把两个线圈重叠地绕在一起,使它们相互挨得很近,并且用绝缘体(例如纸)将它们彼此隔离.然后将第一个线圈与伽伐尼电池相连接,其中伽伐尼电池由10对平板组成,每块平板的面积为258平方厘米,并且平板是双层的.第二个线圈与一灵敏电流计相连接.当第一个线圈通电后,检查第二个线圈有没有电流流过.实验的结果令法拉第很失望,因为他发现,导体中的电流并不能使第二个线圈中产生任何可观察到的电流.后来,法拉第又用两根各长61.8米的铜线紧挨着绕在一个很大的木头圆筒上,两根铜线用非电介质绝缘(用细绳包缠住).法拉第将第一个线圈与充足了电的电池相连接,电池由100块面积为25.8平方厘米的双层铜板组成,另一个线圈连接到电流计上.实验结果令法拉第大为惊奇,他写道:“当接通电路时,观察到电流计有突然的但很弱的摆动,将连接电池的电路断开时也有类似的微弱效应,当电流稳定后,效应就消失了.”这一现象说明了磁和电的关系是动态的而非静态的,一个线圈中感应电流不是由稳定电流感生的,而是由变化电流感生的.法拉第发现了磁能生电,那么磁场在什么情况下能产生电流呢?磁场产生感应电流的方向如何判断呢?磁生电时产生的感应电流大小又如何计算呢?伟大的物理学家法拉第给出了准确的答案.1.下列科学家中,发现了电磁感应现象的是() A.奥斯特B.牛顿C.法拉第D.楞次【答案】 C2.(2014·新课标全国卷Ⅰ)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【解析】产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合;②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B 电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B不能观察到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故选项C也不能观察到电流表的变化;选项D满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,所以选D.【答案】 D图4-1-63.如图4-1-6所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量()A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但保持不变【解析】利用安培定则判断直线电流产生的磁场,做出俯视图如图所示.考虑到磁场具有对称性,可以知道,穿过线圈的磁感线条数与穿出线圈的磁感线条数是相等的.故选C.【答案】 C4.(2014·江苏新沂高二检测)如图4-1-7所示,在水平匀强磁场中竖直放置一矩形线圈,线圈平面与磁场垂直,线圈绕其底边转过90°至水平位置的过程中,穿过线圈的磁通量的变化情况是()图4-1-7A.变大B.变小C.先变大后变小D.先变小后变大【解析】开始线圈平面与磁场垂直,磁通量为Φ=BS,在线圈转动的过程中,线圈垂直于磁场的面积S 逐渐减小,线圈绕底边转过90°时,线圈平面与磁场平行磁通量为零,所以磁通量变小,B正确,A、C、D都错.【答案】 B5.如图4-1-8所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d,将一边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域:图4-1-8(1)若d>l ,则在线框通过磁场区域的过程中不产生感应电流的时间应等于________;(2)若d<l ,则在线框通过磁场区域的过程中,线框中不产生感应电流的时间为________.【解析】 当线框全部进入磁场时无感应电流产生.但在dc 边进入过程中和ab 边离开过程中有感应电流产生.则t 1=d -l v ,t 2=l -d v. 【答案】 (1)d -l v (2)l -d v1.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.磁场对电流产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场【解析】电磁感应现象是指磁生电的现象,选项B 对.【答案】 B2.(多选)1823年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生.在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里.他想,反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得及.就这样,科拉顿开始了实验.然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置,科拉顿失败了.以下关于科拉顿实验的说法中正确的是()A.实验中根本没有感应电流产生B.实验中有感应电流产生C.科拉顿的实验装置是完全正确的D.科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生,但当跑到另一间房观察时,电磁感应过程已经结束,不会看到电流计指针的偏转【解析】感应电流是在磁通量变化的过程中产生的,这种变化一旦停止,感应电流也就不存在了.【答案】BCD3.德国《世界报》曾报道个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹.若一枚原始脉冲波功率10 kMW,频率5 kMHz的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸,它将使方圆400~500 m2范围内电场强度达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软件均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是()A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光【解析】根据电磁感应可知,变化的磁场产生电场,增大周围电场强度,可以破坏其电子设备.故选A.【答案】 A4.(多选)如图4-1-9所示,一个矩形铁芯上绕制两个线圈A和B.在下列关于B线圈中是否有感应电流的判断中,正确的是()图4-1-9A.S闭合后,B线圈中一直有感应电流B. S闭合一段时间后,B中感应电流消失,但移动变阻器滑片时,B中又有感应电流出现C. 在S断开和闭合的瞬间,B中都有感应电流D. 因为A、B两线圈是两个不同的回路,所以B 中始终没有感应电流【解析】线圈中有电流时,产生的磁场通过铁芯能穿过B线圈,当A线圈中的电流变化时产生的磁场发生变化,则穿过B线圈的磁通量发生变化,B线圈中产生感应电流.【答案】BC图4-1-105.一磁感应强度为B的匀强磁场,方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd如图4-1-10所示放置,平面abcd与竖直方向成θ角,将abcd绕ad轴转180°角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()A.0B.2BSC.2BScos θD.2BSsin θ【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BScos θ.后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2=-BScos θ,则磁通量的变化量为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScos θ.【答案】 C6.(多选)如图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,哪些组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合)()【解析】对图A而言,因为通电直导线位于环形导线所在平面内,且与直径重合,因此穿过圆环的磁通量为零,所以当切断导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中必为零,闭合回路中不会有感应电流产生;对图B而言,因为磁通量的大小为两个部分磁感线条数之差,当切断直导线中的电流时,磁通量的变化量不为零,即此过程中磁通量有变化,故闭合回路中会有感应电流产生;同理分析可得图C中也有感应电流产生;对图D 而言,因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行,故磁通量为零.当切断直导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中皆为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生.当切断直导线中的电流时,能产生感应电流的有B、C两种情况.【答案】BC图4-1-117.如图4-1-11所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况下导线cd中无电流的是()A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,不滑动触头【解析】如果导线cd中无电流产生,则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化,也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化.显然,开关S闭合或断开的瞬间、开关S是闭合的但滑动触头向左滑的过程、开关S是闭合的但滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化,都能在导线cd中产生感应电流.【答案】 D8.法拉第通过精心设计的一系列实验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”真正联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中,所做的推论后来被实验否定的是()A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流。
高中物理第四章第1节功教案2粤教版必修2
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第1节功教学过程设计1.功的概念先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题:什么叫做功?谁对谁做功?然后做如下总结并板书:(1)如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功。
然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离,并将示意图画到黑板上,如图1所示,与同学一起讨论如下问题:在上述过程中,拉力F对滑块是否做了功?滑块所受的重力mg对滑块是否做了功?桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功?强调指出,分析一个力是否对物体做功,关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。
至此可作出如下总结并板书:(2)在物理学中,力和物体在力的方向上发生的位移,是做功的两个不可缺少的因素。
2.功的公式就图1提出:力F使滑块发生位移s这个过程中,F对滑块做了多少功如何计算?由同学回答出如下计算公式:W=Fs。
就此再进一步提问:如果细绳斜向上拉滑块,如图2所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?与同学一起分析并得出这一位移为s cos α。
至此按功的前一公式即可得到如下计算公式:W=Fscosα再根据公式W=Fs做启发式提问:按此公式考虑,只要F与s在同一直线上,乘起来就可以求得力对物体所做的功。
在图2中,我们是将位移分解到F的方向上,如果我们将力F分解到物体位移s的方向上,看看能得到什么结果?至此在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为Fcosα,再与s相乘,结果仍然是W=Fscosα。
就此指出,计算一个力对物体所做的功的大小,与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角α有关,且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。
至此作出如下板书:W=Fscosα力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
接下来给出F=100N、s=5m、α=37°,与同学一起计算功W,得出W=400N·m。
高中物理第四章能量守恒与可持续发展4.2研究机械能守恒定律素材1沪科版必修2(new)
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4。
2 研究机械能守恒定律课前预习情景导入如图4—2-1所示,在滚摆轴两端的小孔里系上细绳,将细绳的另两端拴在支架横杆上,调节细绳长度,使摆轴水平,两悬线上端的距离要略小于轴端两孔之间的距离.图4-2-1转动滚摆的轴,使悬线依次(成单层紧密排列)绕在轴上,滚摆随之上升,当滚摆上升到最高点后,让滚摆由静止开始下落,可看到滚摆旋转下降的过程中,滚摆的转速越来越大,当悬线完全放开时,转动的动能最大,此后由于惯性,滚摆继续旋转,又将悬线逐渐绕在轴上而上升,转速越来越小,一直上升到接近原来释放时的高度,然后再旋转下降,重复以上的过程。
这表明了重力势能和动能的相互转化.为什么滚摆每一次上升的最大高度都比上一次略有降低?滚摆的最终状态如何?简答:由于空气有阻力,滚摆克服阻力做功,机械能逐渐减小,所以滚摆每一次上升的最大高度都比上一次略有降低,直至最终停止,处于静止状态.知识预览如放不下可适当加行距1.机械能守恒定律:在只有重力做功的情形下,物体的动能和势能相互转化,但机械能总量保持不变.表达式:E=E k+E p=恒量或E k1+E p1=E k2+E p2.2.实验探究:(1)实验器材:电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹的铁架台、导线,还需要打点计时器、刻度尺。
(2)重物下落过程中,会不可避免地受到空气阻力、纸带与打点计时器间的阻力的影响,这些都使重物的机械能减少.为减小这些阻力对实验的影响,可以使打点计时器竖直固定,同时选用质量和密度尽量大的重锤.(3)求各点的瞬时速度的表达式为:v n =Td d n n 211-+-。
(4)重物下落时,一般应选取开始位置的势能为零,这样重物的机械能将一直保持为零。
如果测得重力势能与动能的和等于零,即说明机械能守恒.尊敬的读者:本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来,本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对,但是难免会有不尽如人意之处,如有疏漏之处请指正,希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
高中物理第四章第1节功教案1粤教版必修2

第1节功教学过程:心。
新课教学三、合力对物体做功的计算方法:(1)、合力恒定时,可用W合=F合scosα计算,其中的α为合力F合与位移正方向的夹角。
(同学们回想一下求合力的方法)(2)、合力对物体所做的总功,等于各个力分别对物体所做的功的代数和。
即:W合=W F1+W F2+W F3+······拓展思路,拓展知识,并为后继学习打基础。
讨论交流四、重力对物体做功的特点:结论:重力做功与物体经过的路径无关,只与物体的重量mg和初、未位置的高度差h有关。
演示5(内容:重力做功的各种情况)巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。
体会分析方法和成功乐趣,树立学习信心。
引导讨论巩固练习与归纳总结例2、小球(A、B、C、D、E、F)运动情况如图所示,分别求出它们重力所做的功?各球重力所做功的大小均为:W G=mgh。
可见重力做功与路径无关,与运动状态无关,只与初、未位置的高度差有关。
重力对物体做的功:W G=mgh(h为物体初、未位置的高度差)(1)、当物体在水平面上运动时,物体初、未位置的高度差为零,重力做功为零。
又称物体重力不做功。
(这和用W G=mgscos900=0算出的结果相同。
)(2)、当物体在重力作用下向下运动时,重力做正功。
(3)、当物体在重力作用下向上运动时,重力做负功。
(4)、当物体在重力作用下运动回到原来位置时,重力做功为零(不做功)。
巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。
培养学生分析问题、归纳问题的能力。
问题讨论五、摩擦力对物体做的功:W f=fscos1800=-fs巩固概念并利用其在解决实际问题过mghmghWG==00cos)90cos(0θ-=mgsWGmghmgs==θsin演示6(内容:摩擦力做功)程中获取新知识。
引导讨论及巩固练习例3、把物体放在做匀速运动的皮带上,求物体所受摩擦力做的功滑动摩擦力做的功:W f=fscos00=fs(正功)可见:滑动摩擦力既可做负功,也可做正功。
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2015年2月第1讲曲线运动运动的合成与分解1.曲线运动2.运动的合成与分解判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)速度发生变化的运动,一定是曲线运动.( )(2)曲线运动的物体加速度一定是变化的.( )(3)两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等.( )(4)只要两个分运动是直线运动,合运动一定是直线运动.( )基础自测1.(单选)一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内().A.速度一定不断改变,加速度也一定不断改变B.速度一定不断改变,加速度可以不变C.速度可以不变,加速度一定不断地改变D.速度可以不变,加速度也可以不变2.(单选)关于运动的合成,下列说法中正确的是().A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B.两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等C.只要两个分运动是直线运动,合运动就一定是直线运动D.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动3.(多选)关于曲线运动的性质,以下说法正确的是().A.曲线运动一定是变速运动B.曲线运动一定是变加速运动C.变速运动不一定是曲线运动D.运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动一定是直线运动图4-1-1 图4-1-24.(单选)如图4-1-1所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,下列说法正确的是().A.沿AB的方向B.沿BC的方向C.沿BD的方向D.沿BE的方向5.(多选)如图4-1-2所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动,运动过程中保持铅笔的高度不变,悬挂橡皮的那段细线保持竖直,则在铅笔未碰到橡皮前,橡皮的运动情况是().A.橡皮在水平方向上做匀速运动B.橡皮在竖直方向上做加速运动C.橡皮的运动轨迹是一条直线D.橡皮在图示虚线位置时的速度大小为v cos2θ+1热点一合运动的性质与轨迹判断图4-1-3 图4-1-4【典例1】各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机,如图4-1-3所示,该起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平运动.现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又启动天车上的起吊电动机,使货物沿竖直方向做匀减速运动.此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的().【跟踪短训】1.某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图4-1-4所示.已知在B点时的速度方向与加速度方向相互垂直,则下列说法中正确的是().A.D点的速率比C点的速率大B.D点的加速度比C点的加速度大C.从B到D加速度与速度始终垂直D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小图4-1-5 图4-1-62.一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动.一个水平力作用在物体上,物体的运动轨迹如图中实线所示,图4-1-5中B为轨迹上一点,虚线是过A、B两点并与运动轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域.则关于该施力物体位置的判断,下列说法中正确的是().A.如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域B.如果这个力是引力,则施力物体一定在②区域C.如果这个力是斥力,则施力物体一定在②区域D.如果这个力是斥力,则施力物体可能在①或③区域热点二运动的合成与分解及应用【典例2】质量为m=2 kg的物体在光滑的水平面上运动,在水平面上建立xOy坐标系,t=0时物体位于坐标系的原点O.物体在x轴和y轴方向的分速度v x、v y随时间t变化的图线如图4-1-6甲、乙所示.则().A.t=0时,物体速度的大小为3 m/s B.t=8 s时,物体速度的大小为4 m/sC.t=8 s时,物体速度的方向与x轴正向夹角为37°D.t=8 s时,物体的位置坐标为(24 m,16 m) 【跟踪短训】3.在无风的情况下,跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞,下落过程中受到空气阻力,已知物体速度越大受到的空气阻力越大,下列描述下落速度的水平分量大小v x、竖直分量大小v y与时间t的图象,可能正确的是().图4-1-7 图4-1-84.如图4-1-7所示,从广州飞往上海的波音737航班上午10点到达上海浦东机场,若飞机在降落过程中的水平分速度为60 m/s,竖直分速度为6 m/s,已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动,则飞机落地之前().A.飞机的运动轨迹为曲线B.经20 s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C.在第20 s内,飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D.飞机在第20 s内,水平方向的平均速度为21 m/s物理建模 4.小船渡河模型【典例】一小船渡河,河宽d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s.若船在静水中的速度为v2=5 m/s,求:(1)欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(2)欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?即学即练河宽60 m,水流速度v1=6 m/s,小船在静水中的速度v2=3 m/s,则:(1)它渡河的最短时间是多少?(2)最短航程是多少?1.如图所示,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行.当绳与河岸的夹角为α时,船的速度大小为().A.v sin αB.vsin αC.v cos αD.vcos α(第1题)(第2题)2.如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直,且OA=OB.若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为().A.t甲<t乙B.t甲=t乙C.t甲>t乙D.无法确定3.某研究性学习小组进行如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,在R从坐标原点以速度v0=3 cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动.同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为________cm/s.R在上升过程中运动轨迹的示意图是________.(R视为质点)第2讲平抛运动1.平抛运动的特点和性质2.斜抛运动(说明:斜抛运动只作定性要求)判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动.( )(2)平抛运动的速度方向时刻变化,加速度方向也可能时刻变化.( )(3)做平抛运动的物体、在任意相等的时间内速度的变化相同.( )(4)做平抛运动的物体初速度越大,在空中运动时间越长.( )(5)从同一高度水平抛出的物体,不计空气阻力,初速度越大,落地速度越大.( )基础自测1.(单选)做斜抛运动的物体,到达最高点时().A.速度为零,加速度方向向下B.速度为零,加速度为零C.具有水平方向的速度和竖直向下的加速度D.具有水平方向的速度和加速度2.(多选)对平抛运动,下列说法正确的是().A.平抛运动是加速度大小、方向不变的曲线运动B.做平抛运动的物体,在任何相等的时间内位移的增量都是相等的C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D.落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关3.(单选)关于平抛运动,下列说法不正确的是().A.平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B.平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C.平抛运动的速度大小是时刻变化的D.平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小4.(单选)一个物体以初速v0水平抛出,落地时速度为v,则运动时间为().A.v-v0g B.v+v0g C.v2-v20g D.v2+v20g图4-2-2 图4-2-75.(多选)如图4-2-2,滑板运动员以速度v0从离地高度为h的平台末端水平飞出,落在水平地面上.忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点,下列表述正确的是().A.v0越大,运动员在空中运动时间越长B.v0越大,运动员落地瞬间速度越大C.运动员落地瞬间速度与高度h有关D.运动员落地位置与v0大小无关热点一平抛运动基本规律的应用【典例1】某物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为θ,其正切值tan θ随时间t变化的图象如图4-2-6所示,(g取10 m/s2)则().A.第1 s物体下落的高度为5 m B.第1 s物体下落的高度为10 mC.物体的初速度为5 m/s D.物体的初速度是10 m/s【跟踪短训】1.从高度为h处以水平速度v0抛出一个物体,要使该物体的落地速度与水平地面的夹角较大,则h 与v0的取值应为下列四组中的哪一组().A.h=30 m,v0=10 m/s B.h=30 m,v0=30 m/sC.h=50 m,v0=30 m/s D.h=50 m,v0=10 m/s2.初速度为v0的平抛物体,某时刻物体的水平分位移与竖直分位移大小相等,下列说法错误的是().A.该时刻物体的水平分速度与竖直分速度相等B.该时刻物体的速率等于5v0C.物体运动的时间为2v0g D.该时刻物体位移大小等于22v20g热点二多体的平抛问题【典例2】如图4-2-7所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的.不计空气阻力,则().A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大【跟踪短训】图4-2-8 图4-2-9 3.甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置,甲比乙高h,如图4-2-8所示,将甲、乙两球分别以v1、v2的初速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是().A.同时抛出:且v1<v2 B.甲比乙后抛出,且v1>v2C.甲比乙早抛出,且v1>v2 D.甲比乙早抛出,且v1<v24.如图4-2-9所示,在距水平地面H和4H高度处,同时将质量相同的a、b两小球以相同的初速度v0水平抛出,则以下判断正确的是().A.a、b两小球同时落地B.两小球落地速度方向相同C.a、b两小球水平位移之比为1∶2 D.a、b两小球水平位移之比为1∶4物理建模 5.“平抛+斜面”模型【典例】如图4-2-10所示,轰炸机沿水平方向匀速飞行,到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹,并垂直击中山坡上的目标A.已知A点高度为h,山坡倾角为θ,由此可算出().A.轰炸机的飞行高度B.轰炸机的飞行速度C.炸弹的飞行时间D.炸弹投出时的动能图4-2-10 图4-2-11 (第1题)(第2题)即学即练如图4-2-11所示,在足够长的斜面上的A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t1;若将此球改用2v0抛出,落到斜面上所用时间为t2,则t1与t2之比为().A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶41.如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值).将A向B水平抛出的同时,B自由下落.A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则().A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰C.A、B不可能运动到最高处相碰D.A、B一定能相碰2.如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上.已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视作平抛运动,下列表述正确的是().A.球的速度v等于Lg2H B.球从击出至落地所用时间为2HgC.球从击球点至落地点的位移等于L D.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关3.如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,ab为沿水平方向的直径.若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点.已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径.(第3题)(第4题)4.如图所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经3.0 s落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50 kg.不计空气阻力.(取sin 37°=0.60,cos 37°=0.80;g取10 m/s2)求(1)A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度大小;(3)运动员落到A点时的动能.A 对点训练——练熟基础知识题组一对抛体运动规律的理解及应用1.(多选)物体在平抛运动过程中,在相等的时间内,下列哪个量是相等的().A.速度的增量B.加速度C.位移D.平均速率2.(单选)一架飞机以200 m/s的速度在高空中某一水平面上做匀速直线运动,前、后相隔1 s从飞机上落下A、B两个物体,不计空气阻力,落下时A、B两个物体相对飞机的速度均为零,在A、B以后的运动过程中,它们所处的位置关系是().A.A在B的前方,沿水平方向两者相距200 m B.A在B的后方,沿水平方向两者相距200 m C.A在B的正下方,两者间的距离始终保持不变D.A在B的正下方,两者间的距离逐渐增大图4-2-12 图4-2-13 3.(多选)如图4-2-12所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是().A.小球水平抛出时的初速度大小为gttan θB.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长D.若小球初速度增大,则θ减小4.(2013·江苏卷,7)(多选)如图4-2-13所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同.空气阻力不计,则().A.B的加速度比A的大B.B的飞行时间比A的长C.B在最高点的速度比A在最高点的大D.B在落地时的速度比A在落地时的大5.在一足够长的倾角为θ=37°的光滑斜面顶端,由静止释放小球A,经过时间t后,仍在斜面顶端水平抛出另一小球B,为使抛出的小球B能够刚好击中小球A,小球B应以多大速度抛出?(已知重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)题组二多体的平抛问题图4-2-14 图4-2-15 6.(多选)在一次体育活动中,两个同学一前一后在同一水平直线上,分别抛出两个小球A和B,两个小球的运动轨迹如图4-2-14所示,不计空气阻力.要使两个小球在空中发生碰撞,必须().A.先抛出A球,后抛出B球B.同时抛出两球C.A球抛出速度大于B球抛出速度D.使两球质量相等7.(单选)在同一点O水平抛出的三个物体,做平抛运动的轨迹如图4-2-15所示,则三个物体做平抛运动的初速度v A、v B、v C的关系和三个物体做平抛运动的时间t A、t B、t C的关系分别是().A.v A>v B>v C,t A>t B>t C B.v A=v B=v C,t A=t B=t CC.v A<v B<v C,t A>t B>t C D.v A>v B>v C,t A<t B<t C图4-2-16 图4-2-178.(单选)如图4-2-16所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,O为圆心,AB为沿水平方向的直径.若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球,小球将击中坑壁上的最低点D点;而在C点以初速度v2沿BA方向平抛的小球也能击中D点.已知∠COD=60°,则两小球初速度大小之比v1∶v2.(小球视为质点)().A.1∶2B.1∶3C.3∶2D.6∶3题组三“平抛+斜面”问题9.(单选)如图4-2-17所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面的位移最小,则飞行时间t为(重力加速度为g)().A.t=v0tan θB.t=2v0tan θg C.t=v0cot θg D.t=2v0cot θg图4-2-18 图4-2-1910.(单选)如图4-2-18所示是倾角为45°的斜坡,在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球A,小球恰好能垂直落在斜坡上,运动时间为t1,小球B从同一点Q处自由下落,下落至P点的时间为t2,不计空气阻力,则t1∶t2为().A.1∶2B.1∶2C.1∶3D.1∶ 311.(单选)如图4-2-19所示,为湖边一倾角为30°的大坝横截面示意图,水面与大坝的交点为O.一人站在A点以速度v0沿水平方向扔一小石子,已知AO=40 m,不计空气阻力,g取10 m/s2.下列说法正确的是().A.若v0>18 m/s,则石块可以落入水中B.若v0<20 m/s,则石块不能落入水中C.若石子能落入水中,则v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越大D.若石子不能落入水中,则v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大B 深化训练——提高能力技巧12.(单选)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m3/min,水离开喷口时的速度大小为16 3 m/s,方向与水平面夹角为60 °,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10 m/s2)().A.28.8 m 1.12×10-2 m3B.28.8 m0.672 m3C.38.4 m 1.29×10-2 m3D.38.4 m0.776 m313.《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的游戏,游戏中的故事也相当有趣,如图4-2-20甲所示,为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒.某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图乙所示,若h1=0.8 m,l1=2 m,h2=2.4 m,l2=1 m,小鸟弹出能否直接打中肥猪的堡垒?请用计算结果进行说明.(取重力加速度g=10 m/s2)图4-2-20 图4-2-21 14.如图4-2-21所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°表面光滑的斜面体,物体A以v1=6 m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出.如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中.(A、B均可看做质点,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;(2)物体B抛出时的初速度v2.第3讲圆周运动的规律及其应用1.匀速圆周运动判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)匀速圆周运动是速度不变的曲线运动.()(2)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比.()(3)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比.()(4)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度,比较物体绕圆心转动的快慢看周期、角速度.()判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)随圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用.()(2)做圆周运动的物体所受合外力突然消失,物体将沿圆周切线方向做匀速直线运动.()(3)摩托车转弯时,如果超过一定速度,摩托车将发生滑动,这是因为摩托车受到沿半径方向向外的离心力作用.()基础自测1.(多选)下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是().A.线速度不变B.角速度不变C.加速度为零D.周期不变2.(多选)质点做匀速圆周运动,则().A.在任何相等的时间里,质点的位移都相同B.在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等C.在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等D.在任何相等的时间里,质点运动的平均速度都相同3.(单选)下列关于离心现象的说法正确的是().A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失后,物体将做曲线运动4.(单选)汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长,某国产轿车的车轮半径约为30 cm,当该型号轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前的速率计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车车轮的转速约为().A.1 000 r/s B.1 000 r/min C.1 000 r/h D.2 000 r/s 5.(单选)甲、乙两质点均做匀速圆周运动,甲的质量与运动半径分别是乙的一半,当甲转动80转时,乙正好转过60转,则甲与乙所受的向心力大小之比为().A.1∶4B.4∶1 C.4∶9D.9∶4热点一描述圆周运动的各物理量间的关系【典例1】如图4-3-2所示为皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径是4r,小轮的半径是2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则().A.a点和b点的线速度大小相等B.a点和b点的角速度大小相等C.a点和c点的线速度大小相等D.a点和d点的向心加速度大小相等【跟踪短训】图4-3-51.如图4-3-5所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为R B∶R C=3∶2,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来.a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c 三点在运动过程中的().A.线速度大小之比为3∶2∶2 B.角速度之比为3∶3∶2C.转速之比为2∶3∶2 D.向心加速度大小之比为9∶6∶4热点二匀速圆周运动中的动力学问题图4-3-6【典例2】如图4-3-6所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合.转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°,重力加速度大小为g.(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0;(2)若ω=(1±k)ω0,且0<k≪1,求小物块受到的摩擦力大小和方向.【跟踪短训】2.铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关.还与火车在弯道上的行驶速度v有关.下列说法正确的是().A.速率v一定时,r越小,要求h越大B.速率v一定时,r越大,要求h越大C.半径r一定时,v越小,要求h越大D.半径r一定时,v越大,要求h越大物理建模 6.竖直平面内圆周运动的“轻绳、轻杆”模型图4-3-7 图4-3-8【典例】如图4-3-7所示,2012年8月7日伦敦奥运会体操男子单杠决赛,荷兰选手宗德兰德荣获冠军.若他的质量为60 kg,做“双臂大回环”,用双手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.此过程中,运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为(忽略空气阻力,g=10 m/s2)().A.600 N B.2 400 N C.3 000 N D.3 600 N即学即练如图4-3-8所示,两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间距也为L,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时速率为v,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点时速率为2v,则此时每段线中张力大小为().A.3mg B.23mgC.3mg D.4mg1.如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有().A .N 小于滑块重力B .N 大于滑块重力C .N 越大表明h 越大D .N 越大表明h 越小2.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图甲所示,曲线上的A 点的曲率圆定义为:通过A 点和曲线上紧邻A 点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A 点的曲率圆,其半径ρ叫做A 点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v 0抛出,如图乙所示.则在其轨迹最高点P 处的曲率半径是( ).A.v 20g B .v 20sin 2αg C.v 20cos 2αg D .v 20cos 2αg sin α3.如图所示,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R =0.5 m ,离水平地面的高度H =0.8 m ,物块平抛落地过程水平位移的大小s =0.4 m .设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g =10 m/s 2.求:(1)物块做平抛运动的初速度大小v 0;(2)物块与转台间的动摩擦因数μ.A 对点训练——练熟基础知识题组一 匀速圆周运动的运动学问题1.(多选)在“天宫一号”的太空授课中,航天员王亚平做了一个有趣实验.在T 形支架上,用细绳拴着一颗明黄色的小钢球.设小球质量为m ,细绳长度为L .王亚平用手指沿切线方向轻推小球,小球在拉力作用下做匀速圆周运动.测得小球运动的周期为T ,由此可知( ).A .小球运动的角速度ω=T /(2π)B .小球运动的线速度v =2πL /TC .小球运动的加速度a =2π2L /T 2D .细绳中的拉力为F =4m π2L /T 22.(单选)2013年6月20日上午10时,中国载人航天史上的首堂太空授课开讲.航天员做了一个有趣实验:T 形支架上,用细绳拴着一颗明黄色的小钢球.航天员王亚平用手指沿切线方向轻推小球,可以看到小球在拉力作用下在某一平面内做圆周运动.从电视画面上可估算出细绳长度大约为32 cm ,小球2 s 转动一圈.由此可知王亚平使小球沿垂直细绳方向获得的速度为( ).A .0.1 m/sB .0.5 m/sC .1 m/sD .2 m/s题组二 匀速圆周运动的动力学问题3.(单选)如图4-3-9所示,是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置.该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺,带孔的小球穿在光滑细杆与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在转动轴上,小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动.当转盘不转动时,指针指在O 处,当转盘转动的角速度为ω1时,指针指在A 处,当转盘转动的角速度为ω2时,指针指在B 处,设弹簧均没有超过。