【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:解密开普勒三大定律
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:15分钟突破摩擦力
1. 摩擦力是否存在的判断方法:(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下。
此法关键是先判明物体的运动状态是平衡状态还是有加速度,平衡的物体(静止或匀速直线运动)用平衡条件去求解;有加速度的利用牛顿第二定律(F=ma,后面将学到)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
(2)根据力的相互性:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2. 对于有关摩擦力的题目,关键是判断出是静摩擦力还是滑动摩擦力:3. 摩擦力大小的计算注意以下三点:(1)只有滑动摩擦力才能用公式f=μN,其中的N表示正压力,不一定等于重力G。
(2)静摩擦力大小不能用f=μN计算,只有当静摩擦力达到最大值时,一般可认为等于滑动摩擦力,即f m=μN。
(3)静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是:0<f≤f m。
例题1 (山东省实验中学月考)如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态。
已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。
下列说法正确的是( )A . 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB . 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m +M )gC . 当F >μ2(m +M )g 时,木板便会开始运动D . 无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动解析:木块在力F 的作用下向右滑动,木块与木板之间为滑动摩擦力,F f 1=μ1mg 。
木板处于静止状态,其与地面间为静摩擦力,根据物体的平衡条件可知F f 2=F f 1=μ1mg ,并保持不变。
答案:AD例题2 (山东淄博)如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( )A . 12 B .32 C . 22D . 52解析:由题意可以判断出,当倾角α=30°时,物块受到的摩擦力是静摩擦力,大小为Ff 1=mgsin 30°,当α=45°时,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为2f F =μF N =μmgcos 45°,由1f F =2f F 得μ=22。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:15分钟突破功与功率
一、功1. 做功的两个要素(1)作用在物体上的力。
(2)物体在力的方向上发生的位移。
2. 公式W=Fl cos α(1)α是力与位移方向之间的夹角,l为物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
3. 判断正、负功的方法二、功率1. 物理意义描述力对物体做功的快慢。
2. 公式(1)P=Wt(P为时间t内的平均功率)(2)P =Fv cos α(α为F 与v 的夹角)3. 额定功率机械正常工作时的功率。
4. 实际功率机械实际工作时的功率,要求不能大于额定功率。
5. 平均功率的计算方法(1)利用P =W t。
(2)利用P =F v cos α,其中v 为物体运动的平均速度。
6. 瞬时功率的计算方法(1)利用公式P =Fv cos α,其中v 为t 时刻的瞬时速度。
(2)P =F F v ,其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度。
(3)P =F v v ,其中F v 为物体受的外力F 在速度v 方向上的分力。
例题1 (海南高考)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t =0时起,第1秒内受到2 N 的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1 N 的外力作用。
下列判断正确的是( )A. 0~2 s 内,外力的平均功率是94 W B. 第2秒内,外力所做的功是54J C. 第2秒末,外力的瞬时功率最大 D. 第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45 解析:由题意知质点所受的水平外力即为合力,则知质点在这2秒内的加速度分别为a 1=2 m/s 2、a 2=1 m/s 2,则质点在第1 s 末与第2 s 末的速度分别为v 1=2 m/s 、v 2=3 m/s ,每一秒内,质点动能的增加量分别为ΔE k1=2112mv =2 J 、ΔE k2=2212mv -2112mv =2.5 J ,D 正确;再由动能定理可知第2 s 内与0~2 s 内,外力所做功分别为W 2=ΔE k2=2.5 J 、W =2212mv -0=4.5 J ,则在0~2 s 内,外力的平均功率P =W t=2.25 W ,A 正确,B 错误;由P =Fv 知质点在第1 s 末与第2 s 末的瞬时功率分别为P 1=4 W 、P 2=3 W ,故C 错误。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:运动的合成与分解
两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线。
常见的类型有:(1)a=0:匀速直线运动或静止。
(2)a恒定:性质为匀变速运动,分为:①v、a同向,匀加速直线运动;②v、a反向,匀减速直线运动;③v、a成角度,匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间,和速度v的方向相切,方向逐渐向a的方向接近,但不可能达到。
)按照分运动特征进行分类有:(1)两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动;(2)一个匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动①两运动共线时为匀变速直线运动;②两运动不共线时为匀变速曲线运动;(3)两个匀变速直线运动的合运动①两个初速为零的匀加速直线运动的合运动仍是匀加速直线运动;②合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动;③合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动;一个分运动是匀速直线运动,另一个分运动是匀变速直线运动,其合运动是一个匀变速的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。
假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每一秒上升的距离是10cm,使玻璃管水平方向初速度为零向右平移,第一秒通过的水平位移是2.5cm。
之后每一秒的水平位移是第一秒的2n+1(n=1、2、3、4……)倍。
图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。
甲乙301020(1)请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹;(2)求t=2s时蜡块的速度v。
解析:(1)通过题干可以分析出,蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,速度方向竖直向上;在水平方向上做匀变速直线运动。
根据题目中的条件描出每一个点的位置,连成曲线。
如下图:。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:受力分析专题解密
1. 受力分析的步骤:
例题1 如图所示,竖直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此刻受到的力的个数有可能为()
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处于平衡状态(如图甲所示);若F1>mg,挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的N作用,N产生水平向左的分量,欲使斜面体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)。
答案:AC
例题2 如图所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,m A=1kg,m B=2kg,m C=3kg,物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1(B与C之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦),轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,若要用力将C物体拉动,则作用在C物体上水平向左的拉力最小为(取g=10m/s2)()
A. 6N
B. 8N
C. 10N
D. 12N
解析:首先由于A和C用轻绳相连,则时刻有相同的速度;而B分别受到A和C的摩擦力,由于C能提供的摩擦力要比A能提供的摩擦力大,所以物体B一定随C一起运动;由此,我们发现B和C之间是相对静止的,可以看做一个整体,BC整体受到向左的拉力,绳子向右的拉力和A给的摩擦力,根据受力平衡,有F=f A对BC+f地面对BC+T绳子拉力=1N+6N+1N =8N。
答案:B。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:描述圆周运动的物理量及相互关系
例题1如图所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0 cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边沿接触。
当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而为发电机提供动力。
自行车车轮的半径R1=35 cm,小齿轮的半径R2=4.0 cm,大齿轮的半径R3=10.0 cm。
求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比。
(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)解析:大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同,两轮边沿各点的线速度大小相等,由v=2πnr可知转速n和半径r成反比;小齿轮和车轮同轴转动,两轮上各点的转速相同。
大齿轮与小齿轮转速之间的关系为:n1∶n小=R2∶R3。
车轮与小齿轮之间的转速关系为:n车=n小。
车轮与摩擦小轮之间的关系为:n车∶n2=r0∶R1。
由以上各式可解出大齿轮和摩擦小轮之间的转速之比为:n1∶n2=2∶175。
答案:2∶175例题2 如图所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直圆筒中心的距离为r,物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同,物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动?解析:由于A在圆盘上随盘做匀速圆周运动,所以它所受的合外力必然指向圆心,而其中重力、支持力平衡,绳的拉力指向圆心,所以A所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆心,或背离圆心。
当A将要沿盘向外滑时,A所受的最大静摩擦力指向圆心,A的向心力为绳的拉力与最ωr ①大静摩擦力的合力,即F+F m′=m21由于B静止,故F=mg ②由于最大静摩擦力是压力的μ倍,即F m′=μF N=μmg③由①②③式解得ω1当A将要沿盘向圆心滑时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为ωr ④F-F m′=m22由②③④式解得ω2A随盘一起转动,其角速度ω应满足ωω。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:轻松解决多过程问题
为考查学生的能力,高考试卷都设置有一系列物理过程分析的试题,即“多过程”问题考生能否准确地分清物理过程是解决这类问题的关键,对它的解决能很好地反映出学生分析、解决物理问题的能力,这一类问题往往比较复杂,在高考中常在计算题中出现,且常把牛顿运动定律与其他力学规律、电场、磁场等知识综合起来考查,难度较大。
解决思路:1. “合”步了解全过程,构建大致运动图景;2. “分”将全过程进行分解,分析每个过程的规律;3. “合”——找到子过程的联系,寻找解题方法。
分析要点:1. 题目中有多少个物理过程?2. 每个过程物体做什么运动?3. 每种运动满足什么物理规律?4. 运动过程中的一些关键位置(时刻)是哪些?下面让我们结合具体的实例,来分析详细理解多过程问题的分析方法。
例题1 (江西省重点中学联考)中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶。
选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。
其简化模型如下图所示,AC是长度为L1=5 m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。
已知BC长度为L2=1 m,瓶子质量为m=0.5 kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4。
某选手作用在瓶子上的水平推力F=20 N,瓶子沿AC 做直线运动,g取10m/s2,假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?解析:第一步:抓信息关键点第二步:找解题突破口推力作用在瓶子上的距离越长,则推力的作用时间越长,停在有效区域内时,离C 点越近,离B 点越远,因此解答本题的关键是求出瓶子正好停在B 点或C 点时,推力的作用时间或距离。
第三步:条理作答解析:(1)要想获得游戏成功,瓶子滑到C 点速度正好为0,力作用时间最长,设最长作用时间为t 1,有力作用时瓶子的加速度为a 1,t 1时刻瓶子的速度为v ,力停止作用后加速度为a 2,由牛顿第二定律得:F -μmg =ma 1 μmg =ma 2加速运动过程中的位移s 1=v 22a 1减速运动过程中的位移s 2=v 22a 2位移关系满足s 1+s 2=L 1 又v =a 1t 1由以上各式解得t 1=16s(2)要想游戏获得成功,瓶子滑到B 点速度正好为零,力作用距离最小,设最小距离为d ,则v ′22a 1+v ′22a 2=L 1-L 2v ′2=2a 1d联立解得d =0.4 m答案:(1)16s (2)0.4 m例题2 (江苏高考)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2㎏,动力系统提供的恒定升力F =28 N 。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:深度剖析速度、速度变化量、加速度
注意:要正确理解速度与加速度,速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系,加速度方向与速度变化量方向一致,加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化,速度均增大,相反时不论加速度大小怎么变化,速度均减小。
对加速度大小和方向的进一步理解明确了这些区别,在高中我们会遇到什么样的速度、速度的变化、加速度方面的题目呢?让我们来看几个例题。
例题1 关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是 ( ) A. 物体运动时速度的变化量越大,它的加速度一定越大 B. 速度很大的物体,其加速度可以为零C. 某时刻物体速度为零,其加速度不可能很大D. 加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大解析:由a =ΔvΔt可知,在Δv 越大,但不知道Δt 的大小时,无法确定加速度的大小,故A 错;高速匀速飞行的战斗机,速度很大,但速度变化量为零,加速度为零,所以B 对;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但加速度很大,所以C 错;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小,故D 错。
答案:B点拨:解答这类题目一定要正确理解速度与加速度,速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系;直线运动中加速度方向与速度变化量方向一致,与速度方向可能相同,也可能相反。
例题2 一物体以初速度0v 、加速度a 做匀加速直线运动,若物体从t 时刻起,加速度a 逐渐减小至零,则物体从t 时刻开始 ( )A. 速度开始减小,直到加速度等于零为止B. 速度继续增大,直到加速度等于零为止C. 速度一直增大D. 位移继续增大,直到加速度等于零为止解析:因为物体做匀加速直线运动,所以a 、v 同向,虽然a 减小,但由于a 与v 同向,所以v 变大,当a =0时加速过程结束,以后做匀速直线运动,所以B 选项正确,C 选项错误;从t 时刻开始,无论是做加速运动,还是匀速运动,物体的位移一直变大,所以D 错。
答案:B点拨:加速运动中加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化,速度均增大;减速运动中加速度方向与速度方向相反时不论加速度大小怎么变化,速度均减小。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:自由落体运动专题破解
自由落体运动的规律及物理量之间的关系自由落体运动是初速度为零的匀加速运动;把所求问题转化为初速度为零的匀加速运动;并利用自由落体运动的规律是解题的思路;分清物体的运动过程,理清各物理量之间的关系,画出合理的示意图是解题的关键。
例题1 (济南实验中学)取一根长2 m 左右的细线,5个铁垫圈和一个金属盘。
在线下端系上第一个垫圈,隔12 cm 再系一个,以后垫圈之间的距离分别为36 cm 、60 cm 、84 cm ,如下图所示,站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。
松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈( )A. 落到盘上的声音时间间隔越来越大B. 落到盘上的声音时间间隔相等C. 依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶2D. 依次落到盘上的时间关系为1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-3)解析:各垫圈之间的距离之比为1∶3∶5∶7,各垫圈到金属盘的距离之比为1∶4∶9∶16,各垫圈做自由落体运动,根据x =12gt 2得t =2xg ,各垫圈落到盘上的时间之比为1∶2∶3∶4,则各垫圈落地时间间隔相等,B 选项正确,A 、D 选项错误;根据2gx =v 2得v =2gx ,各垫圈依次落到盘上的速率之比为1∶2∶3∶4,C 选项错误。
答案:B例题2 (济南质检)小芳是一个善于思考的乡村女孩,她在学过自由落体运动规律后,对自家房上下落的雨滴产生了兴趣,她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗子的上、下沿,小芳同学在自己的作业本上画出了如图所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图,其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子,请问:。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:解密竖直上抛运动
1. 运动特点加速度为g ,上升阶段做匀减速直线运动,下落阶段做匀加速直线运动。
2. 运动规律(取向上为正方向)(1)速度公式:v =v 0+gt ; (2)位移公式:h =v 0t +12gt 2; (3)速度-位移关系式:gh v v 2202=-; (4)上升的最大高度:gv H 220-=; (5)上升到最大高度用时:gv t -=0。
3. 竖直上抛运动的研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为g 的匀变速运动,处理时可采用两种方法:(1)分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。
(2)全程法:将全过程视为初速度为v 0,加速度a =-g 的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性。
习惯上取v 0的方向为正方向,则①当v >0时,物体正在上升;当v <0时,物体正在下降;②当h >0时,物体在抛出点上方;当h <0时,物体在抛出点下方。
例题1 某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭从地面发射后,始终在垂直于地面的方向上运动。
火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4 s 到达离地面40 m 高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,取g =10 m/s 2,求:(1)燃料恰好用完时火箭的速度;(2)火箭上升离地面的最大高度;(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。
解:设燃料用完时火箭的速度为v 1,所用时间为t 1。
火箭的运动分为两个过程,第一个过程为做匀加速上升运动,第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点。
(1)对第一个过程有1112v h t =,代入数据解得v 1=20 m/s 。
(2)对第二个过程有2122v h g=,代入数据,解得h 2=20 m 所以火箭上升离地面的最大高度h =h 1+h 2=40 m +20 m =60 m 。
(3)方法一:分段分析法从燃料用完到运动至最高点的过程中,由v 1=gt 2,得s s g v t 2102012===从最高点落回地面的过程中由231h gt =,而h =60 m ,代入得t 3=故总时间t 总=t 1+t 2+t 3=(6+ s 。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:解密牛顿第三定律
对牛顿第三定律的理解((2)应用牛顿第三定律应注意的问题:①定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。
②牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,否则就违背了“相互关系”。
例题1如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为()A. (M+m)gB. (M+m)g-maC. (M+m)g+maD. (M-m)g解析:对竿上的人分析:受重力mg,摩擦力F f,有mg-F f=ma,竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力——摩擦力,且大小相等,方向相反,对竿分析:受重力Mg,摩擦力F f,F 和“底人”对竿的方向向下,支持力F N,有Mg+F f=F N,又因为竿对“底人”的压力N支持力F N是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律,得到F N′=(M+m)g-ma。
答案:B例题2为了丰富课余生活,学校进行了一场拔河比赛.关于拔河比赛,下列说法错误的是()A. 选体重大的运动员,能增大对地面的压力B. 运动员身体后倾、两腿弯曲,可以降低重心C. 比赛时受到地面摩擦力较大的一组获胜D. 比赛时拉力较大的一组定能获胜解析:因为物体间力的作用是相互的。
对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力。
可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素,哪边能获胜就取决于哪边的摩擦力大。
所以选项C正确、D错误。
A中,队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。
所以正确;B中,身体向后驱,同时弯腿,是借助对方的拉力来增大对地面的压力,其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力。
答案:D利用牛顿第三定律转化研究对象求解一个未知力如果求取某个力直接研究它的受力物体难以求出,我们可以转化研究对象,通过研究相互作用的另一个物体求出它的反作用力,再利用牛顿第三定律得到所求的力。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:解密平抛运动
受力特点:只受重力运动特点:水平方向为匀速直线运动;公式为0x v t =,0x v v = 竖直方向为自由落体运动;公式为212y gt =,y v gt = 质点从O 处以水平初速度v 0平抛,经时间t 后到达P 点v tx①速度:水平分速度0v v x = 竖直分速度gt v y = 在P 点的速度22022)(gt v v v v y x t +=+=方向:0tan v gtv v y ==θ(θ为v t 与v x 之间的夹角) ②位移:水平位移:t v x 0= 竖直位移:221gt y = 合位移:222022)21()(gt t v y x s +=+=方向:002221tan v gtt v gt x y ===α(α为s 与x 之间的夹角) 常用推论:1. 物体运动到某一位置(x 0、y 0)时的速度的反向延长线与x 轴交点的坐标值为:(12x 0、0);2. 物体运动到某一位置时,速度偏转角θ的正切值与此刻位移和x 轴之间夹角α正切值的比值为:tan tan θα=2; 3. 竖直方向上在连续相等时间内通过的位移之比为:1:3:5:……:(2n -1); 4. 竖直方向上在相邻且相等的时间T 内通过的位移之差为:h ∆=2gt 。
例题1 如图所示,在竖直放置的半圆形容器的中心O 点分别以水平初速度v 1、v 2抛出两个小球(可视为质点),最终它们分别落在圆弧上的A 点和B 点,已知OA 与OB 互相垂直,且OA 与竖直方向成α角,则两小球初速度之比v 1v 2为( )A. tan αB. cos αC. tan αtan αD. cos αcos α解析:两小球被抛出后都做平抛运动,设容器半径为R ,两小球运动时间分别为t A 、t B ,对A 球:R sin α=v A t A ,R cos α=12at 2A ;对B 球:R cos α=v B t B ,R sin α=12at 2B ,解四式可得:v 1v 2=tan αtan α,C 项正确。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:15分钟让你学会平均速度
有关速度的物理量之间的关系解决有关平均速度问题的技巧是抓住:“哪一段时间(或哪一段位移)内的平均速度”,位移和该段位移所对应的时间的确定是解题的突破口,只要抓住了这两个方面,题目就可迎刃而解。
对于比较复杂的题目,还要画出示意图来帮助我们理清题意,找到思路。
下面我们来看例题。
例题 1 一架飞机水平匀速的在某位同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的平均速度约为声速的多少倍?解析:如图所示,设飞机在人头顶正上方时到地面的高度为h ,发动机声传到地面所用时间为t ,声速是v 0,有h =v 0t ,在这个时间t 内,设飞机又飞出x ,飞机速度是v ,有x =vt ,两式相比得v ∶v 0=x ∶h =cos60°=0.58,即飞机的速度约为声速的0.58倍。
答案:飞机的平均速度约为声速的0.58倍例题2 甲、乙两个物体均做单向直线运动,路程相同。
甲前一半时间内以速度1v 匀速直线运动,后一半时间内以速度2v 匀速直线运动;乙前一半位移以速度1v 匀速直线运动,后一半位移以速度2v 匀速直线运动。
1v ≠2v 。
则问:(1)甲、乙整个过程的平均速度分别是多少? (2)走完全程,甲、乙哪个所需时间短?解析:解题时要学会把握已知量,有的条件是以文字形式告诉你的,要你把它转变成可用于计算的量。
如题中讲前一半时间或前一半位移,这全是文字表达的形式,我们要把它变成计算可用的量。
前一半时间我们可以用2t (或t ),后一半时间也是2t (或t ),总时间就是t (或2t );位移也是如此,则有下图222121v v t t v t v t s v 甲+=+==;21212121212)(2v v v v v v s v v s v s v s s s v 乙+=+=++= 又因为乙甲乙甲v v v v v v v v v v v v v v >⇒>+-=+-+=-0)(2)()(24)(212212121221所以甲的时间比乙的时间少。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:解密两类动力学问题
基础扫描1. 内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2. 表达式:F=ma。
3. 适用范围(1)只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理微观粒子的高速运动问题。
核心突破1. 牛顿第二定律的“五个性质”(1)矢量性:公式F=ma是矢量式,任一时刻,F与a同向。
(2)瞬时性:a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,则F为该时刻物体所受到的力。
(3)因果性:F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力。
(4)同一性:①加速度a相对同一惯性系(一般指地面)。
②F=ma中,F、m、a对应同一物体或同一系统。
③F=ma中,各量统一使用国际单位。
(5)独立性:①作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律。
②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和。
③分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律,即:F x=ma x,F y=ma y。
2. 两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况;(2)已知运动情况求物体的受力情况。
3. 解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图所示:例题1 如图所示,在高出水平地面h =1.8 m 的光滑平台上放置一质量M =2 kg 、由两种不同材料连接成一体的薄板A ,其右段长度l 1=0.2 m 且表面光滑,左段表面粗糙。
在A 最右端放有可视为质点的物块B ,其质量m =1kg 。
B 与A 左段间动摩擦因数μ=0.4,开始时二者均静止,先对A 施加F =20 N 水平向右的恒力,待B 脱离A (A 尚未露出平台)后,将A 取走,已知此时B 的速度为2 m/s 。
(取g =10 m/s 2)求:(1)B 从开始运动到刚脱离A 时,运动的时间t B 和位移x B ; (2)A 左段的长度l 2。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:轻松解决“板块”问题
“板块”问题就是通常遇到的叠放问题,由于其往往可看成由物块和木板构成的一对相互作用模型,故将其形象地称为“板块”问题。
其应用的知识面较为广泛,与运动学、受力分析、动力学、功与能等有着密切联系,且往往牵涉着临界极值问题,是动力学问题中的一大难点。
板块问题能够较好地考查学生对知识的掌握程度及对问题的综合分析能力,是增强试卷区分度的有力题目。
因此,不论在平时的大小模考中,还是在高考试卷中板块问题都占据着非常重要的地位。
1. 板块问题本质特征①两物体叠放并接触;②两物体间通过摩擦力发生作用。
例题1 如图所示,一速率为v 0=10m/s 的物块冲上一置于光滑水平面上且足够长的木板上。
物块质量为m =4kg ,木板质量M =6kg ,物块与木板间的动摩擦因数6.0=μ,试问:物块将停在木板上何处?点拨:物块冲上木板后相对木板向右运动,会在木板摩擦力作用下匀减速运动,木板会在摩擦力作用下匀加速运动,两者共速后,一起匀速运动。
求物块停在木板上何处,实际是在求物块与木板的相对位移大小。
解析:方法一(基本公式法)由牛顿第二定律可知,对物块有1ma mg =μ 对木板有 2Ma mg =μ解得 21m/s 6=a ,22m/s 4=a设两者共速时所用时间为t ,则t a t a v 210=-解得 s 1=t这段时间物块与木板的位移大小分别为m 221222==t a x 两者的位移之差m 521=-=∆x x x故物块能停在距木板左端5m 处方法二(图象法)作出物块与木板的运动图象如图所示。
由牛顿第二定律可求得物块与木板的加速度 21m/s 6==g a μ22m/s 4==g Mm a μ 两者在t 时刻速度相等,则t a t a v 210=-解得 s 1=t分析可知,图中阴影面积为板、块的相对位移,由几何关系知m 5210==∆t v x 故物块能停在距木板左端5m 处。
答案:物块能停在距木板左端5m 处。
例题2 如图所示,在倾角为θ的足够长的斜面上,有一质量为1m 的长木板。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:轻松解决有关天体的计算
年 级 高二 学 科 物理 版 本通用版 课程标题 轻松解决有关天体的计算编稿老师 吴宾一校付秋花二校黄楠审核曹文慧一、“称量”地球的质量如果不考虑地球自转的影响,地球上的物体所受重力等于地球对它的万有引力。
由万有引力定律mg =GMm R 2,得M =gR 2G ,其中g 为地球表面的重力加速度,R 为地球半径,G 为万有引力常量。
从而得到地球质量M =5.96×1024 kg 。
通过上面的过程我们可以计算地球的质量,通过其他的方法,或者说已知另外的一些条件,能否测出地球质量?二、天体质量计算的几种方法万有引力定律从动力学角度解决了天体运动问题。
天体运动遵循与地面上物体相同的动力学规律。
行星(或卫星)的运动可视为匀速圆周运动,由恒星对其行星(或行星对其卫星)的万有引力提供向心力。
应用万有引力定律,不仅可以计算太阳的质量,还可以计算其他天体的质量。
下面以地球质量的计算为例,介绍几种计算天体质量的方法:(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T ,半径为r ,根据万有引力等于向心力,即GM 地·m 月r 2=m 月r ⎝⎛⎭⎫2πT 2,可求得地球质量M 地=4π2r 3GT 2; (2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r 和月球运动的线速度v ,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得G M 地·m 月r 2=m 月v 2r ,解得地球的质量为M 地=rv 2/G 。
(3)若已知月球运行的线速度v 和运行周期T ,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得G M 地·m 月r 2=m 月·v ·2πTG M 地·m 月r 2=m 月v 2r以上两式消去r ,解得M 地=GT v π23(4)若已知地球的半径R 和地球表面的重力加速度g ,根据物体的重力近似等于地球对物体的引力,得mg =G M 地·mR 2解得地球质量为M 地=R 2gG由以上论述可知,在万有引力定律这一章中,求天体质量的方法主要有两种:一种方法是根据天体表面的重力加速度来求天体质量,即g =G M R 2,则M =gR2G ,另一种方法是根据天体的圆周运动,即根据天体做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,列出方程:G Mm r 2=m 4π2T 2r =m v 2r =mω2r 来求得质量M =4π2r 3GT 2=v 2r G =ω2r 3G用第二种方法只能求出圆心处天体质量(即中心天体)。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:破解水平面圆周运动
用长为 L 的不可伸长的轻绳连接质量分别为 mA、mB 的 A、B 两小球,两小球在绳子拉力的 作用下,绕绳子上的某点 O 以不同的线速度做匀速圆周运动,圆心 O 与桌面中心重合,已 知 mA=0.5 kg, L=1.2 m, LAO=0.8 m, a=2.1 m, h=1.25 m, A 球的速度大小 vA=0.4 m/s, 重力加速度 g 取 10 m/s2,求:
A. 小球做匀速圆周运动时,受到重力、绳子的拉力和向心力作用 B. 小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于
g (l 为摆长) l
C. 另有一个圆锥摆,摆长更大一点,两者悬点相同,如图乙所示,如果改变两小球的 角速度,使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,则 B 球的角速度大于 A 球的角速度 D. 如果两个小球的质量相等,则在图乙中两条细线受到的拉力相等 解析:如下图所示
解析:绳对 m1 和 m2 的拉力是它们做圆周运动的向心力,根据题意 R1+R2=L,R2=L-R1 对 m1:F=m1ω2R1 对 m2:F=m2ω2R2=m2ω2(L-R1) 所以 m1ω2R1=m2ω2(L-R1)
m2 L m1 m2 m1L R2=L-R1= m1 m2
即得:R1= F=m1ω2· 答案:
m m 2L m2 L = 1 2 m1 m2 m1 m2
m m 2L m2 L m1L ; ;F= 1 2 m1 m2 m1 m2 m1 m2
向心运动和离心运动: 做匀速圆周运动的物体, 在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情 况下,就做逐渐远离圆心的运动。 向心运动和离心运动产生的原因(如图所示,向心力用 Fn 表示) 。
g , 故 B 项正确。 设点 S 到点 O 的距离为 h, 则 mgtan l
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:轻松解决传送带问题
模型特点传送带包括水平传送带与倾斜传送带,分析处理传送带问题时,一定要做好“受力分析、状态分析、过程分析”,具体流程如下:求解传送带问题应注意以下几点(1)在确定研究对象并进行受力分析后,首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点,给运动分段,而突变点一定发生在物体速度与传送带速度相同的时刻。
物体在传送带上运动时的极值点也都发生在物体速度与传送带速度相同的时刻。
v 物与v 传相同的时刻是运动分段的关键点,也是解题的突破口。
(2)在倾斜传送带上需根据mg sin θ与F f 的大小和方向,来确定物体的运动情况。
(3)考虑传送带长度,判断物体与传送带共速之前是否滑出,物体与传送带共速以后是否一定与传送带保持相对静止。
例题1 如图所示,传送带水平部分x ab =2 m ,斜面部分x bc =4 m ,bc 与水平方向夹角α=37°,一个小物体A 与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示方向以速率v =2 m/s 运动,若把物体A 轻放到a 处,它将被传送带送到c 点,且物体A 不脱离传送带,求物体A 从a 点被传送到c 点所用的时间。
(g =10 m/s 2,sin 37°=0.6)解析:物体A 轻放在a 处后在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动直到与传送带速度相等,在这一过程中有a 1=μmg m=2.5 m/s 2 发生位移x 1=v 22a 1=42×2.5m =0.8 m经历时间t 1=v a 1=0.8 s 此后物体随传送带匀速运动到b 点时间为t 2=x ab -x 1v =0.6 s 当物体A 到达bc 斜面时,因mg sin 37°=0.6 mg >μmg cos 37°=0.2 mg ,所以物体A 将再沿传送带做匀加速直线运动其加速度大小为a 2=g sin 37°-μg cos 37°=4 m/s 2物体A 在传送带bc 上所用时间满足x bc =vt 3+12a 2t 23代入数值得t 3=1 s即物体A 从a 点被传送到c 点所用的时间为t =t 1+t 2+t 3=2.4 s 。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:直击物体的动态平衡
例题1 (山东省实验中学模拟)在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板,截面为1 4
圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示,现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向极其缓慢地移动,直到甲与挡板接触为止。
设挡板对乙的压力为F1,斜面对甲的支持力为F2,在此过程中()
A . F 1缓慢增大,F 2缓慢增大
B . F 1缓慢增大,F 2缓慢减小
C . F 1缓慢减小,F 2缓慢增大
D . F 1缓慢减小,F 2不变
解析:将甲、乙两物体看作一个整体,受力分析如图(1)所示,由平衡条件易得:2()F m m gcos 乙甲=+,与F 的大小无关,所以F 2不发生变化;
再隔离乙物体,受力分析如图(2)所示。
适合用图解法(矢量三角形法): 随着物体甲逐渐靠近挡板,F 甲对乙与竖直方向的夹角变小,F 1逐渐减小,故D 正确。
答案:D
例题2 如图所示,把小船用绳索拉向岸边,设船在水中运动时所受水的阻力不变,那么小船在匀速靠岸过程中,下面说法哪些是正确的( )
A . 绳子的拉力F 不断增大
B . 绳子的拉力F 不变
C . 船所受的浮力不断减小
D . 船所受的浮力不断增大
解析:小船共受四个力作用:重力G 、浮力F 浮、水的阻力F 阻、绳子拉力F 。
引入绳与水平方向的夹角θ为参量(如图所示)。
故用解析法(平衡方程式法):。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:解密动能和动能定理
例题1 如图所示,电梯质量为M ,在它的水平地板上放置一质量为m 的物体。
电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动,当上升高度为H 时,电梯的速度达到v ,则在这个过程中,以下说法中正确的是( )A. 电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv22B. 电梯地板对物体的支持力所做的功小于mv 22C. 钢索的拉力所做的功等于mv 22+MgHD. 钢索的拉力所做的功大于mv 22+MgH解析:以物体为研究对象,由动能定理W N -mgH =12mv 2,即W N =mgH +12mv 2,选项A 、B 错误。
以系统为研究对象,由动能定理得:W T -(m +M )gH =12(M +m )v 2,即W T =12(M +m )v 2+(M +m )gH >mv22+MgH ,选项D 正确,选项C 错误。
答案:D例题2 两个质量不等的小铅球A 和B ,分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶端由静止滑向底部,如图所示,下列说法正确的是( )A . 下滑过程中重力所做的功相等B . 它们到达底部时动能相等C . 它们到达底部时速率相等D . 它们到达底部时速度相等解析:根据动能定理得,铅球到达底部的动能等于重力做的功,由于质量不等,但高度相等,所以选项A 、B 错误;到达底部的速率都为gh v 2 ,但速度的方向不同,所以选项C 正确,D 错误。
答案:C动能定理是利用状态量来描述过程量。
应用动能定理来解题时,只需考虑始末运动状态,无需关注运动过程中的细节变化,这样显得更为简捷。
以下几种情况,均可以考虑使用动能定理解决:(1)物体的初、末状态已知 初、末状态物体静止(△E k =0) 初、末状态动能已知(△E k ≠0) 初、末速度已知(2)变力做功的动力学问题(3)涉及位移、动能、功的动力学问题使用动能定理解决问题时一定要牢记等式的左边是力对物体所做的总功,而不是某一个力所做的功,等式右边是动能的变化是末动能与初动能的差。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理:动能定理巧解复杂运动
物理
版
本
通用版
课程标题 编稿老师
动能定理巧解复杂运动 鹿利成 一校 付秋花 二校 黄楠 审核 刘媛媛
对于有多个物理过程且不需要研究整个过程中间状态的复杂运动问题,含有 F、s、m、 v、W、Ek 等物理量,在不涉及加速度、时间的问题时可优先考虑动能定理。其解题的思路 和步骤如下:
例题 1
(答题时间:30 分钟)
1.(重庆模拟)如图所示,质量为 M、长度为 l 的小车静止在光滑的水平面上。 质量为 m 的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力 F 作用在小物块上,使小物 块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为 f,小物块滑到小车的最右 端时,小车运动的距离为 x.在这个过程中,以下结论正确的是( )
(1)弹簧压缩到最短时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零) 。 (2)若物块 M 能够被弹回到斜面上,则它能够上升的最大高度是多少? (3)物块 M 在斜面上下滑过程中的总路程。 解析:(1)物块 M 从斜面顶端 A 运动到弹簧压缩到最短, h 由动能定理得 mgh-μmgcos θ -Ep=0 sin θ h 则弹性势能 Ep=mgh-μmgcos θ =10 J sin θ (2)设物块 M 第一次被弹回,上升的最大高度为 H,由动能定理得 h mg(h-H)-μmgcos θ =0 sin θ h 则 H=h-μcos θ =0.5 m sin θ (3) 物块 M 下滑时, 由受力分析可知 mg cos <mg sin 所以物块 M 最终停止在水 平面上,对于运动的全过程,由动能定理有 mgh-μmgcos θ· s=0 h 物块 M 在斜面上下滑过程中的总路程 s= =2.67 m. μcos θ 答案: (1)10 J (2)0.5 m (3)2.67 m
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(1)开普勒第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
(2)开普勒第二定律:太阳与任何一个行星的连线(矢径)在相等的时间内扫过的面积相等。
图中有AB CD
EK S S S ==。
根据这一规律,我们也能得到行星在近日点的速率要大于在
远日点的速率。
(3)开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值
都相等。
即k T
a =23
,其中K 值只与中心天体的质量有关。
对于处于不同轨道的行星,有333
312
222123
=a a a k T T T ===…
由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近,因此,在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理,这样,开普勒三定律就可以说成:
1. 大多数行星绕太阳运动的轨迹十分接近圆,太阳处在圆心。
2. 对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度的大小)不变,即行星做匀速圆周运动。
3. 所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,即3
2r k T
=。
例题1 某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a ,近日点离太阳的距离为b ,过远日点时行星的速率为v a ,则过近日点时的速率为( )
A.
a v a b
B. a v b a
C. a v b a
D. a v a
b
解析:画出椭圆轨道的示意图,A ,B 分别为远日点和近日点,由开普勒第二定律,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等,取足够短的时间t 0,则面积相等可近似表示为:
002121t v b t v a b a ⋅=⋅,所以a b v b
a
v =。
答案:C
例题2(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3
2a T
=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3.84×108m ,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 =6.67×10-11Nm 2/kg 2,结果保留一位有效数字)
解析:(1)因行星绕太阳做匀速圆周运动,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2
2
2(
)m M G
m r r T
π=行太
行 ① 于是有322
4r G M T π=太 ② 即24G
k M π=太。
(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R ,周期为T ,由②式可得
3224R G M T π
=地 解得24
610kg M ≈⨯地。