物理教研組高三總復(fù)習(xí)教案4

高三年級(jí)物理總復(fù)習(xí)教案（共14課時(shí)）HYPERLINK曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)條件：曲線運(yùn)動(dòng)條件：F合與初速v0不在一條直線上特例方向：沿切線方向平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)條件：只受重力，初速水平研究方法：運(yùn)動(dòng)的合成和分解規(guī)律：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)條件：F合與初速v0垂直特點(diǎn)：v、a大小不變，方向時(shí)刻變化描述：v、ω、T、a、n、f單元切塊：按照考綱的要求，本章內(nèi)容可以分成三部分，即：運(yùn)動(dòng)的合成和分解、平拋運(yùn)動(dòng)；圓周運(yùn)動(dòng)；其中重點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法及運(yùn)動(dòng)規(guī)律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、向心加速度的概念并記住相應(yīng)的關(guān)系式。難點(diǎn)是牛頓定律處理圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)的合成與分解平拋物體的運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)：1．明確形成曲線運(yùn)動(dòng)的條件（落實(shí)到平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)）；2．理解和運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)，能夠運(yùn)用平行四邊形定則處理運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題。3．掌握平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法及運(yùn)動(dòng)規(guī)律4．通過(guò)例題的分析，探究解決有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)際問(wèn)題的基本思路和方法，并注意到相關(guān)物理知識(shí)的綜合運(yùn)用，以提高學(xué)生的綜合能力．教學(xué)重點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)的合成與分解教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過(guò)程：一、曲線運(yùn)動(dòng)1．曲線運(yùn)動(dòng)的條件：質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直線上。當(dāng)物體受到的合力為恒力（大小恒定、方向不變）時(shí)，物體作勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，如平拋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體受到的合力大小恒定而方向總跟速度的方向垂直，則物體將做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)．（這里的合力可以是萬(wàn)有引力——衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、庫(kù)侖力——電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力——帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)、彈力——繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉(zhuǎn)、重力與彈力的合力——錐擺、靜摩擦力——水平轉(zhuǎn)盤上的物體等．）如果物體受到約束，只能沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，而速率不斷變化——如小球被繩或桿約束著在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，是變速率圓周運(yùn)動(dòng)．合力的方向并不總跟速度方向垂直．2．曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定改變，所以是變速運(yùn)動(dòng)。需要重點(diǎn)掌握的兩種情況：一是加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)，叫勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，如平拋運(yùn)動(dòng)，另一是加速度大小不變、方向時(shí)刻改變的曲線運(yùn)動(dòng)，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)。二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1．從已知的分運(yùn)動(dòng)來(lái)求合運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它們都是矢量，所以遵循平行四邊形定則。重點(diǎn)是判斷合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)，這里分兩種情況介紹。一種是研究對(duì)象被另一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體所牽連，這個(gè)牽連指的是相互作用的牽連，如船在水上航行，水也在流動(dòng)著。船對(duì)地的運(yùn)動(dòng)為船對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)與水對(duì)地的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。一般地，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)。第二種情況是物體間沒(méi)有相互作用力的牽連，只是由于參照物的變換帶來(lái)了運(yùn)動(dòng)的合成問(wèn)題。如兩輛車的運(yùn)動(dòng)，甲車以v甲＝8m／s的速度向東運(yùn)動(dòng)，乙車以v乙＝8m／s的速度向北運(yùn)動(dòng)。求甲車相對(duì)于乙車的運(yùn)動(dòng)速度v甲對(duì)乙。2．求一個(gè)已知運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的分解，解題時(shí)應(yīng)按實(shí)際“效果”分解，或正交分解。3．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特征：①等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間和對(duì)應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等②獨(dú)立性：一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng)，各個(gè)分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響。4．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由初速度狀態(tài)（v0）和受力情況（F合）決定的，這是處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn).思路是：（1）存在中間牽連參照物問(wèn)題：如人在自動(dòng)扶梯上行走，可將人對(duì)地運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為人對(duì)梯和梯對(duì)地的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)處理。（2）勻變速曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題：可根據(jù)初速度（v0）和受力情況建立直角坐標(biāo)系，將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)軸上的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。如平拋運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)、帶電粒子在重力場(chǎng)和電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)等都可以利用這種方法處理。5．運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定（加速度得零時(shí)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)；加速度恒定時(shí)物體做勻變速運(yùn)動(dòng)；加速度變化時(shí)物體做變加速運(yùn)動(dòng)）。物體運(yùn)動(dòng)的軌跡（直線還是曲線）則由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定（速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng)；速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)）。兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)？v1v1va1ov2常見的類型有：⑴a=0：勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。⑵a恒定：性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)，分為：①v、a同向，勻加速直線運(yùn)動(dòng)；②v、a反向，勻減速直線運(yùn)動(dòng)；③v、a成角度，勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的方向接近，但不可能達(dá)到。）⑶a變化：性質(zhì)為變加速運(yùn)動(dòng)。如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，加速度大小、方向都隨時(shí)間變化。v2vv2v1如右圖所示，若用v1表示水速，v2表示船速，則：①過(guò)河時(shí)間僅由v2的垂直于岸的分量v⊥決定，即，與v1無(wú)關(guān)，所以當(dāng)v2⊥岸時(shí)，過(guò)河所用時(shí)間最短，最短時(shí)間為也與v1無(wú)關(guān)。v1v2v②過(guò)河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定，當(dāng)v1＜v2時(shí)，最短路程為d；當(dāng)v1＞vv1v2v7．連帶運(yùn)動(dòng)問(wèn)題指物拉繩（桿）或繩（桿）拉物問(wèn)題。由于高中研究的繩都是不可伸長(zhǎng)的，桿都是不可伸長(zhǎng)和壓縮的，即繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變，所以解題原則是：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿）和平行于繩（桿）兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩（桿）方向的分速度大小相同求解?！纠?】如圖所示，汽車甲以速度v1拉汽車乙前進(jìn)，乙的速度為v2，甲、乙都在水平面上運(yùn)動(dòng)，求v1∶v2vavbαα【例2】?jī)筛饣臈U互相垂直地固定在一起。上面分別穿有一個(gè)小球。小球a、b間用一細(xì)直棒相連如圖。當(dāng)細(xì)直棒與豎直桿夾角為α?xí)r，求兩小球?qū)嶋H速度之比vavbααvv1甲乙αv1v2三、平拋運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體初速度水平且僅受重力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)，被稱為平拋運(yùn)動(dòng)。其軌跡為拋物線，性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。廣義地說(shuō)，當(dāng)物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時(shí)，做類平拋運(yùn)動(dòng)。1、平拋運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律①速度：，合速度方向：tanθ=②位移x=voty=合位移大?。簊=方向：tanα=ABCDE③時(shí)間由y=得t=（由下落的高度ABCDE④豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律在豎直方向上都成立。2．應(yīng)用舉例（1）方格問(wèn)題【例3】平拋小球的閃光照片如圖。已知方格邊長(zhǎng)a和閃光照相的頻閃間隔T，求：v0、g、vc（2）臨界問(wèn)題典型例題是在排球運(yùn)動(dòng)中，為了使從某一位置和某一高度水平扣出的球既不觸網(wǎng)、又不出界，扣球速度的取值范圍應(yīng)是多少？【例4】已知網(wǎng)高H，半場(chǎng)長(zhǎng)L，扣球點(diǎn)高h(yuǎn)，扣球點(diǎn)離網(wǎng)水平距離s、求：水平扣球速度v的取值范圍。OAOAhHsLv【例5】如圖所示，長(zhǎng)斜面OA的傾角為θ，放在水平地面上，現(xiàn)從頂點(diǎn)O以速度v0平拋一小球，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求小球在飛行過(guò)程中離斜面的最大距離s是多少？點(diǎn)評(píng)：運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵守平行四邊形定則，有時(shí)另辟蹊徑可以收到意想不到的效果。v0v0vtvxvyhsααs/v1v1v0θθgaθv0vtv0vyAOBDC證明：設(shè)時(shí)間t內(nèi)物體的水平位移為s，豎直位移為h，則末速度的水平分量vx=v0=θv0vtv0vyAOBDC【例6】從傾角為θ=30°的斜面頂端以初動(dòng)能E=6J向下坡方向平拋出一個(gè)小球，則小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)能E/為______J。四、曲線運(yùn)動(dòng)的一般研究方法研究曲線運(yùn)動(dòng)的一般方法就是正交分解法。將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相垂直方向上的直線運(yùn)動(dòng)。一般以初速度或合外力的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸進(jìn)行分解。oy/mx/mMv0v1321246810121416oy/mx/mMv0v1321246810121416N⑴小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E1。⑵在圖上標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N。⑶小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E2。五、綜合例析【例8】如圖所示，為一平拋物體運(yùn)動(dòng)的閃光照片示意圖，照片與實(shí)際大小相比縮小10倍.對(duì)照片中小球位置進(jìn)行測(cè)量得：1與4閃光點(diǎn)豎直距離為1.5cm，4與7閃光點(diǎn)豎直距離為2.5cm，各閃光點(diǎn)之間水平距離均為0.5cm.則(1)小球拋出時(shí)的速度大小為多少?(2)驗(yàn)證小球拋出點(diǎn)是否在閃光點(diǎn)1處，若不在，則拋出點(diǎn)距閃光點(diǎn)1的實(shí)際水平距離和豎直距離分別為多少?(空氣阻力不計(jì)，g＝10m/s【例9】柯受良駕駛汽車飛越黃河，汽車從最高點(diǎn)開始到著地為止這一過(guò)程的運(yùn)動(dòng)可以看作平拋運(yùn)動(dòng)。記者從側(cè)面用照相機(jī)通過(guò)多次曝光，拍攝到汽車在經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)以后的三副運(yùn)動(dòng)照片如圖2所示，相鄰兩次曝光時(shí)間間隔相等，均為Δt，已知汽車的長(zhǎng)度為l，則A．從左邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度的大小B．從左邊一幅照片可推算出汽車曾經(jīng)到達(dá)的最大高度C．從中間一幅照片可推算出汽車的水平分速度的大小和汽車曾經(jīng)到達(dá)的最大高度D．從右邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度的大小點(diǎn)評(píng)：這是一道很典型的頻閃照片的題，給我們很多分析頻閃照片的啟示：要能看出動(dòng)態(tài)、要關(guān)注照片比例、要先確定運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以便在其指引下分析，多幅照片要進(jìn)行細(xì)致的比較。六、針對(duì)練習(xí)1．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，每秒的速度增量總是A．大小相等，方向相同B．大小不等，方向不同C．大小相等，方向不同D．大小不等，方向相同2．從傾角為θ的足夠長(zhǎng)的斜面上的A點(diǎn)，先后將同一小球以不同的初速度水平向右拋出．第一次初速度為v1，球落到斜面上的瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為α1，第二次初速度為v2，球落到斜面上的瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為α2，若v1＞v2，則A．α1＞α2B．α1=α2C．α1＜α3．小球從空中以某一初速度水平拋出，落地前1s時(shí)刻，速度方向與水平方向夾30°角，落地時(shí)速度方向與水平方向夾60°角，g＝10m/s2，求小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間及拋出的初速度。4．如圖所示，飛機(jī)離地面高度為H＝500m，水平飛行速度為v1＝100m/s，追擊一輛速度為v2＝20m/s同向行駛的汽車，欲使炸彈擊中汽車，飛機(jī)應(yīng)在距離汽車的水平距離多遠(yuǎn)處投彈？(g=10m5．飛機(jī)以恒定的速度v沿水平方向飛行，高度為2000m。在飛行過(guò)程中釋放一枚炸彈，經(jīng)過(guò)30s后飛行員聽見炸彈落地的爆炸聲。假設(shè)此爆炸向空間各個(gè)方向的傳播速度都為330m/s，炸彈受到的空氣阻力可以忽略，求該飛機(jī)的飛行速度v6．如圖所示，點(diǎn)光源S距墻MN的水平距離為L(zhǎng)，現(xiàn)從O處以水平速度v0平拋一小球P，P在墻上形成的影是P'，在球做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其影P'的運(yùn)動(dòng)速度是多大？7．在離地面高為h，離豎直光滑墻的水平距離為s1處，有一小球以v0的速度向墻水平拋出，如圖所示。小球與墻碰撞后落地，不計(jì)碰撞過(guò)程中的能量損失，也不考慮碰撞的時(shí)間，則落地點(diǎn)到墻的距離s2為多少？8．如圖所示，光滑斜面長(zhǎng)為a，寬為b，傾角為θ。一物塊沿斜面上方頂點(diǎn)P水平射入，而從右下方頂點(diǎn)Q離開斜面，求物塊入射的初速度為多少？參考答案：1．A2．B3．解析：設(shè)小球的初速度為v0，落地前1s時(shí)刻其豎直分速度為v1，由圖1知：v1＝v0tan300,落地時(shí)其豎直分速度為v2，同理v2＝v0tan600，v2-v1=g△t，，，所以t=1.5s。點(diǎn)評(píng)：在解這類基本題型時(shí)，需要注意的是：速度、加速度、位移都是矢量，運(yùn)算時(shí)遵守平行四邊形定則。4．解析：炸彈作平拋運(yùn)動(dòng)，其下落的時(shí)間取決于豎直高度，由得：s，設(shè)距汽車水平距離為s處飛機(jī)投彈，則有：m。點(diǎn)評(píng)：物體作平拋運(yùn)動(dòng)飛行的時(shí)間只與拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)的高度差有關(guān)，與物體的質(zhì)量及初速度無(wú)關(guān)。先確定運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間有助于問(wèn)題的解決。5．解析：設(shè)釋放炸彈后，炸彈經(jīng)t1時(shí)間落地爆炸，則由平拋運(yùn)動(dòng)公式得：，設(shè)從炸彈爆炸到飛行員聽見爆炸聲所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t2，則由題給條件得t=t1+t2，由圖直角三角形的幾何關(guān)系可得，解得v=262m/s。點(diǎn)評(píng)：根據(jù)題中描述的物理情景，畫出相應(yīng)的示意圖，充分利用幾何關(guān)系是處理平拋運(yùn)動(dòng)相關(guān)問(wèn)題通常采用的方法。xLyh6．解析：設(shè)小球經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)的水平位移為x，豎直位移為y，對(duì)應(yīng)的影的長(zhǎng)度為h，由圖知：，而x=v0t，y=gt2；所以，由此看出影子的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度為。xLyhvsvs1v0hs2s2′sv0v0v?7．解析：如圖所示，小球撞墻的速度v斜向下，其水平分量為v0，由于碰撞無(wú)能量損失，故碰撞后小球的速度大小不變，v?與v關(guān)于墻面對(duì)稱，故v?的水平分量仍為v0，s2故等于小球沒(méi)有撞墻時(shí)的水平位移s2?，所以s2＝s－s1，s為平拋運(yùn)動(dòng)的整個(gè)位移，由s=v0t，有；。點(diǎn)評(píng)：由于碰撞無(wú)能量損失，故反彈速度與原速度關(guān)于墻面對(duì)稱，可用平拋運(yùn)動(dòng)全程求解是本題的一個(gè)亮點(diǎn)。8．解析：物體在光滑斜面上只受重力和斜面對(duì)物體的支持力，因此物體所受到的合力大小為F＝，方向沿斜面向下；根據(jù)牛頓第二定律，則物體沿斜面方向的加速度應(yīng)為a加＝，又由于物體的初速度與a加垂直，所以物體的運(yùn)動(dòng)可分解為兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，即水平方向是速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿斜面向下的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。因此在水平方向上有a=v0t，沿斜面向下的方向上有b＝a加t2；故。點(diǎn)評(píng)：初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運(yùn)動(dòng)，我們稱之為類平拋運(yùn)動(dòng)。在解決類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，方法完全等同于平拋運(yùn)動(dòng)的解法，即將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互垂直、且相互獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)，然后按運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法去解，本題的創(chuàng)新之處在于解題思維方法的創(chuàng)新，即平拋運(yùn)動(dòng)的解題方法推廣到類平拋運(yùn)動(dòng)中去。教學(xué)隨感掌握平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過(guò)例題的分析，探究解決有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)際，問(wèn)題的基本思路和方法，并注意到相關(guān)物理知識(shí)的綜合運(yùn)用，以提高學(xué)生的綜合能力圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)：1．掌握描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及相關(guān)計(jì)算公式；2．學(xué)會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題3．掌握分析、解決圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法和基本技能教學(xué)重點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用牛頓第二定律解決圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過(guò)程：一、描述圓周運(yùn)動(dòng)物理量：1、線速度（1）大小：v=(s是t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng))（2）方向：沿圓周的切線方向，時(shí)刻變化（3）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)的快慢2、角速度：（1）大?。?(是t時(shí)間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角)（2）方向：沿圓周的切線方向，時(shí)刻變化（3）物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢3、周期T、頻率f：作圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間,叫周期；單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，叫頻率。即周期的倒數(shù)。4、、、、的關(guān)系v==r=2rf點(diǎn)評(píng)：、、，若一個(gè)量確定，其余兩個(gè)量也就確定了，而v還和r有關(guān)。5、向心加速度a：（1）大?。篴=2f2r（2）方向：總指向圓心，時(shí)刻變化ababcd【例1】如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比、加速度之比。點(diǎn)評(píng)：凡是直接用皮帶傳動(dòng)（包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)）的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等；凡是同一個(gè)輪軸上（各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn)角速度相等（軸上的點(diǎn)除外）。大齒輪小齒輪車輪小發(fā)電機(jī)摩擦小輪鏈條【例2】如圖所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。自行車車輪的半徑R1=35cm，小齒輪的半徑R2=4.0cm，大齒輪的半徑R3=10.0cm。求大齒輪的轉(zhuǎn)速n大齒輪小齒輪車輪小發(fā)電機(jī)摩擦小輪鏈條二、牛頓運(yùn)動(dòng)定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用（圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題）1．向心力（1）大?。海?）方向：總指向圓心，時(shí)刻變化點(diǎn)評(píng)：“向心力”是一種效果力。任何一個(gè)力，或者幾個(gè)力的合力，或者某一個(gè)力的某個(gè)分力，只要其效果是使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的，都可以作為向心力?！跋蛐牧Α辈灰欢ㄊ俏矬w所受合外力。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力就是物體所受的合外力，總是指向圓心。做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力只是物體所受合外力在沿著半徑方向上的一個(gè)分力，合外力的另一個(gè)分力沿著圓周的切線，使速度大小改變。2．處理方法：一般地說(shuō)，當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不指向圓心時(shí)，可以將它沿半徑方向和切線方向正交分解，其沿半徑方向的分力為向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大??；其沿切線方向的分力為切向力，只改變速度的大小，不改變速度的方向。分別與它們相應(yīng)的向心加速度描述速度方向變化的快慢，切向加速度描述速度大小變化的快慢。做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的向心力和向心加速度的關(guān)系同樣遵從牛頓第二定律：Fn=man在列方程時(shí)，根據(jù)物體的受力分析，在方程左邊寫出外界給物體提供的合外力，右邊寫出物體需要的向心力（可選用等各種形式）。如果沿半徑方向的合外力大于做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，物體將做向心運(yùn)動(dòng)，半徑將減?。蝗绻匕霃椒较虻暮贤饬π∮谧鰣A周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，物體將做離心運(yùn)動(dòng)，半徑將增大。如衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，在遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)的情況。3．處理圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般步驟：（1）確定研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析；（2）建立坐標(biāo)系，通常選取質(zhì)點(diǎn)所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，其中一條軸與半徑重合；（3）用牛頓第二定律和平衡條件建立方程求解。4．幾個(gè)特例（1）圓錐擺圓錐擺是運(yùn)動(dòng)軌跡在水平面內(nèi)的一種典型的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是由物體所受的重力與彈力的合力充當(dāng)向心力，NGNGFθ【例3】小球在半徑為R的光滑半球內(nèi)做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試分析圖中的θ（小球與半球球心連線跟豎直方向的夾角）與線速度v、周期T的關(guān)系。（小球的半徑遠(yuǎn)小于R。）繩繩FGGF點(diǎn)評(píng)：本題的分析方法和結(jié)論同樣適用于圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。共同點(diǎn)是由重力和彈力的合力提供向心力，向心力方向水平。（2）豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)處的受力特點(diǎn)及分類這類問(wèn)題的特點(diǎn)是：由于機(jī)械能守恒，物體做圓周運(yùn)動(dòng)的速率時(shí)刻在改變，物體在最高點(diǎn)處的速率最小，在最低點(diǎn)處的速率最大。物體在最低點(diǎn)處向心力向上，而重力向下，所以彈力必然向上且大于重力；而在最高點(diǎn)處，向心力向下，重力也向下，所以彈力的方向就不能確定了，要分三種情況進(jìn)行討論。①?gòu)椓χ豢赡芟蛳拢缋K拉球。這種情況下有即，否則不能通過(guò)最高點(diǎn)。②彈力只可能向上，如車過(guò)橋。在這種情況下有：，否則車將離開橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)。③彈力既可能向上又可能向下，如管內(nèi)轉(zhuǎn)（或桿連球、環(huán)穿珠）。這種情況下，速度大小v可以取任意值。但可以進(jìn)一步討論：①當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向下的；當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向上的；當(dāng)時(shí)物體受到的彈力恰好為零。②當(dāng)彈力大小F<mg時(shí)，向心力有兩解：mg±F；當(dāng)彈力大小F>mg時(shí)，向心力只有一解：F+mg；當(dāng)彈力F=mg時(shí)，向心力等于零?！纠?】如圖所示，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，球的質(zhì)量為m，桿連球在豎直平面內(nèi)繞軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，已知在最高點(diǎn)處，桿對(duì)球的彈力大小為F=mg，求這時(shí)小球的瞬時(shí)速度大小。點(diǎn)評(píng)：本題是桿連球繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械能守恒，還能求出小球在最低點(diǎn)的即時(shí)速度。需要注意的是：若題目中說(shuō)明小球在桿的帶動(dòng)下在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的機(jī)械能不再守恒，這兩類題務(wù)必分清。【例5】如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置光滑的絕緣軌道，處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以帶負(fù)電荷的小球從高h(yuǎn)的A處?kù)o止開始下滑，沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)后進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球所受到電場(chǎng)力是其重力的3／4，圓滑半徑為R，斜面傾角為θ，sBC=2R。若使小球在圓環(huán)內(nèi)能作完整的圓周運(yùn)動(dòng)，h至少為多少？三、綜合應(yīng)用例析【例6】如圖所示，用細(xì)繩一端系著的質(zhì)量為M=0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤上，細(xì)繩另一端通過(guò)轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m=0.3kg的小球B，A的重心到O點(diǎn)的距離為0.2m．若A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為f=2N，為使小球B保持靜止，求轉(zhuǎn)盤繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度ω的取值范圍．（取g=10m/s2）【例7】一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R（比細(xì)管的半徑大得多）．在圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）．A球的質(zhì)量為m1，B球的質(zhì)量為m2．它們沿環(huán)形圓管順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都為v0．設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，B球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零，那么m1、m2、R與v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是______．【例8】如圖所示，位于豎直平面上的1/4圓弧光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，上端A距地面高度為H，質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)由靜止釋放，最后落在水平地面上C點(diǎn)處，不計(jì)空氣阻力，求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到軌道上的B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力多大?(2)小球落地點(diǎn)C與B點(diǎn)水平距離s是多少?【例9】如圖所示，滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止出發(fā)到B點(diǎn)時(shí)撤去外力，又沿豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，且恰好通過(guò)軌道最高點(diǎn)C，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點(diǎn)A，試求滑塊在AB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度.四、針對(duì)練習(xí)：1．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)球.把小球拉到與懸點(diǎn)O處于同一水平面的A點(diǎn)，并給小球豎直向下的初速度，使小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。要使小球能夠在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在A處小球豎直向下的最小初速度應(yīng)為A. B.C.D.2．由上海飛往美國(guó)洛杉磯的飛機(jī)與洛杉磯返航飛往上海的飛機(jī)，若往返飛行時(shí)間相同，且飛經(jīng)太平洋上空等高勻速飛行，飛行中兩種情況相比較，飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力A.相等 B.前者一定稍大于后者C.前者一定稍小于后者 D.均可能為零3．用一根細(xì)線一端系一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑錐頂上，如圖（1）所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω，線的張力為T，則T隨ω2變化的圖象是圖（2）中的4．在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)飛輪上，固定著一個(gè)質(zhì)量為m的重物，重物到軸的距離為R，如圖所示，為了使電動(dòng)機(jī)不從地面上跳起，電動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度不能超過(guò)A． B．C． D．5．如圖所示，具有圓錐形狀的回轉(zhuǎn)器（陀螺），半徑為R，繞它的軸在光滑的桌面上以角速度ω快速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)以速度v向左運(yùn)動(dòng)，若回轉(zhuǎn)器的軸一直保持豎直，為使回轉(zhuǎn)器從左側(cè)桌子邊緣滑出時(shí)不會(huì)與桌子邊緣發(fā)生碰撞，v至少應(yīng)等于 A．ωR B．ωH C．R D．R6．如圖，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作用力可能是A．a(chǎn)處為拉力，b處為拉力B．a(chǎn)處為拉力，b處為推力C．a(chǎn)處為推力，b處為拉力D．a(chǎn)處為推力，b處為推力7．如圖所示在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶負(fù)電q，質(zhì)量為m且重力大于所受電場(chǎng)力的小球，從光滑的斜面軌道的點(diǎn)A由靜止下滑，若小球恰能通過(guò)半徑為R的豎直圓形軌道的最高點(diǎn)B而作圓周運(yùn)動(dòng)，問(wèn)點(diǎn)A的高度h至少應(yīng)為多少？參考答案：1．C2．C3．C4．B5．D6．AB7．5R/2教學(xué)隨感學(xué)會(huì)應(yīng)用牛頓第二定律解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，掌握分析、解決圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法和基本技能，圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)常和電磁場(chǎng)綜合出現(xiàn)，應(yīng)加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用萬(wàn)有引力定律天體運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律天體運(yùn)動(dòng)地球衛(wèi)星教學(xué)目標(biāo)：1．掌握萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容并能夠應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決天體、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題2．掌握宇宙速度的概念3．掌握用萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法和基本技能教學(xué)重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：宇宙速度、人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過(guò)程：一、萬(wàn)有引力定律：（1687年）適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或均勻球體；r為兩質(zhì)點(diǎn)或球心間的距離；G為萬(wàn)有引力恒量（1798年由英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)出）二、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用1．解題的相關(guān)知識(shí)：（1）在高考試題中，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題的知識(shí)常集中于兩點(diǎn)：一是天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于天體之間的萬(wàn)有引力，即＝；二是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力近似等于物體的重力，即G＝mg從而得出GM＝Rg。（2）圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式：＝，v=r。討論：=1\*GB3①由可得：r越大，v越小。=2\*GB3②由可得：r越大，ω越小。=3\*GB3③由可得：r越大，T越大。=4\*GB3④由可得：r越大，a向越小。點(diǎn)評(píng)：需要說(shuō)明的是，萬(wàn)有引力定律中兩個(gè)物體的距離，對(duì)于相距很遠(yuǎn)因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體就是指兩質(zhì)點(diǎn)的距離；對(duì)于未特別說(shuō)明的天體，都可認(rèn)為是均勻球體，則指的是兩個(gè)球心的距離。人造衛(wèi)星及天體的運(yùn)動(dòng)都近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2．常見題型萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用主要涉及幾個(gè)方面：（1）測(cè)天體的質(zhì)量及密度：（萬(wàn)有引力全部提供向心力）由得又得【例1】中子星是恒星演化過(guò)程的一種可能結(jié)果，它的密度很大?，F(xiàn)有一中子星，觀測(cè)到它的自轉(zhuǎn)周期為T=s。問(wèn)該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計(jì)算時(shí)星體可視為均勻球體。(引力常數(shù)G=6.6710m/kg.s)點(diǎn)評(píng)：在應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題時(shí)，經(jīng)常需要像本題一樣先假設(shè)某處存在一個(gè)物體再分析求解是應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題慣用的一種方法。（2）行星表面重力加速度、軌道重力加速度問(wèn)題：（重力近似等于萬(wàn)有引力）表面重力加速度：軌道重力加速度：【例2】一衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星表面的重力加速度為g0，行星的質(zhì)量M與衛(wèi)星的質(zhì)量m之比M/m=81，行星的半徑R0與衛(wèi)星的半徑R之比R0/R＝3.6，行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑R0之比r/R0＝60。設(shè)衛(wèi)星表面的重力加速度為g，則在衛(wèi)星表面有……經(jīng)過(guò)計(jì)算得出：衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的重力加速度的1/3600。上述結(jié)果是否正確？若正確，列式證明；若有錯(cuò)誤，求出正確結(jié)果。（3）人造衛(wèi)星、宇宙速度：人造衛(wèi)星分類（略）：其中重點(diǎn)了解同步衛(wèi)星宇宙速度：（弄清第一宇宙速度與發(fā)衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別）【例3】我國(guó)自行研制的“風(fēng)云一號(hào)”、“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是不同的。“一號(hào)”是極地圓形軌道衛(wèi)星。其軌道平面與赤道平面垂直，周期是12h；“二號(hào)”是地球同步衛(wèi)星。兩顆衛(wèi)星相比號(hào)離地面較高；號(hào)觀察范圍較大；號(hào)運(yùn)行速度較大。若某天上午8點(diǎn)“風(fēng)云一號(hào)”正好通過(guò)某城市的上空，那么下一次它通過(guò)該城市上空的時(shí)刻將是?！纠?】可發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，使其圓軌道滿足下列條件（）A、與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面的同心圓B、與地球表面上某一經(jīng)度線是共面的同心圓C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的【例5】偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上的圓軌道上運(yùn)行，它的運(yùn)行軌道距地面高度為h，要使衛(wèi)星在一天的時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件的情況下全都拍攝下來(lái)，衛(wèi)星在通過(guò)赤道上空時(shí)，衛(wèi)星上的攝像機(jī)至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少？設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T?！纠?】在地球（看作質(zhì)量均勻分布的球體）上空有許多同步衛(wèi)星，下面說(shuō)法中正確的是（）A．它們的質(zhì)量可能不同 B．它們的速度可能不同C．它們的向心加速度可能不同 D．它們離地心的距離可能不同點(diǎn)評(píng)：需要特別提出的是：地球同步衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)必須引起高度重視，因?yàn)樵诟呖荚囶}中多次出現(xiàn)。所謂地球同步衛(wèi)星，是相對(duì)地面靜止的且和地球有相同周期、角速度的衛(wèi)星。其運(yùn)行軌道與赤道平面重合?！纠?】地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則：A．a(chǎn)是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，C是地球表面處的重力加速度；B．a(chǎn)是地球半徑。b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是同步衛(wèi)星的加速度；C．a(chǎn)是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，C是同步衛(wèi)星的加速度D．a(chǎn)是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是地球表面處的重力加速度?！纠?】我國(guó)自制新型“長(zhǎng)征”運(yùn)載火箭，將模擬載人航天試驗(yàn)飛船“神舟三號(hào)”送入預(yù)定軌道，飛船繞地球遨游太空t＝7天后又順利返回地面。飛船在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行了預(yù)定的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得圓滿成功。①設(shè)飛船軌道離地高度為h，地球半徑為R，地面重力加速度為g.則“神舟三號(hào)”飛船繞地球正常運(yùn)轉(zhuǎn)多少圈?(用給定字母表示)。②若h＝600km，R＝6400km，則圈數(shù)為多少?（4）雙星問(wèn)題：【例9】?jī)蓚€(gè)星球組成雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得兩星中心距離為R，其運(yùn)動(dòng)周期為T，求兩星的總質(zhì)量。（5）有關(guān)航天問(wèn)題的分析：【例10】無(wú)人飛船“神州二號(hào)”曾在離地高度為H＝3.4105m的圓軌道上運(yùn)行了47小時(shí)。求在這段時(shí)間內(nèi)它繞行地球多少圈？（地球半徑R=6.37106m，重力加速度g＝9.8m/s2）【例11】2003年10月16日北京時(shí)間6時(shí)34分，中國(guó)首位航天員楊利偉乘坐“神舟”五號(hào)飛船在內(nèi)蒙古中部地區(qū)成功著陸，中國(guó)首次載人航天飛行任務(wù)獲得圓滿成功。中國(guó)由此成為世界上繼俄、美之后第三個(gè)有能力將航天員送上太空的國(guó)家。據(jù)報(bào)道，中國(guó)首位航天員楊利偉乘坐的“神舟”五號(hào)載人飛船，于北京時(shí)間十月十五日九時(shí)，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征二號(hào)F”型運(yùn)載火箭發(fā)射升空。此后，飛船按照預(yù)定軌道環(huán)繞地球十四圈，在太空飛行約二十一小時(shí)，若其運(yùn)動(dòng)可近似認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船距地面高度約為340千米，已知萬(wàn)有引力常量為G=6.67×10－11?！っ?/千克2，地球半徑約為6400千米，且地球可視為均勻球體，則試根據(jù)以上條件估算地球的密度。（結(jié)果保留1位有效數(shù)學(xué)）（6）天體問(wèn)題為背景的信息給予題近兩年，以天體問(wèn)題為背景的信息給予題在全國(guó)各類高考試卷中頻頻出現(xiàn)，不僅考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，而且考查考生從材料、信息中獲取有用信息以及綜合能力。這類題目一般由兩部分組成：信息給予部分和問(wèn)題部分。信息給予部分是向?qū)W生提供解題信息，包括文字?jǐn)⑹?、?shù)據(jù)等，內(nèi)容是物理學(xué)研究的概念、定律、規(guī)律等，問(wèn)題部分是圍繞信息給予部分來(lái)展開，考查學(xué)生能否從信息給予部分獲得有用信息，以及能否遷移到回答的問(wèn)題中來(lái)。從題目中提煉有效信息是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵所在?！纠?2】地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為。萬(wàn)有引力恒量為G，如果規(guī)定物體在離地球無(wú)窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為0，則質(zhì)量為m的物體離地心距離為r時(shí)，具有的萬(wàn)有引力勢(shì)能可表示為。國(guó)際空間站是迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大氣層上空繞地球飛行的一個(gè)巨大人造天體，可供宇航員在其上居住和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。設(shè)空間站離地面高度為h，如果雜該空間站上直接發(fā)射一顆質(zhì)量為m的小衛(wèi)星，使其能到達(dá)地球同步衛(wèi)星軌道并能在軌道上正常運(yùn)行，由該衛(wèi)星在離開空間站時(shí)必須具有多大的動(dòng)能？【例13】1997年8月26日在日本舉行的國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)上，德國(guó)MaxPlanck學(xué)會(huì)的一個(gè)研究組宣布了他們的研究成果：銀河系的中心可能存在大黑洞，他們的根據(jù)是用口徑為3.5m的天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)獵戶座中位于銀河系中心附近的星體進(jìn)行近六年的觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，距離銀河系中約60億千米的星體正以2000km/s的速度圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)。根據(jù)上面數(shù)據(jù)，試在經(jīng)典力學(xué)的范圍內(nèi)（見提示2）通過(guò)計(jì)算確認(rèn)，如果銀河系中心確實(shí)存在黑洞的話，其最大半徑是多少？（引力常數(shù)是G＝6.67×10－20km3·kg－1s－2）三、針對(duì)訓(xùn)練1．利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球質(zhì)量：（）A．已知地球半徑和地面重力加速度B．已知衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期C．已知月球繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和月球質(zhì)量D．已知同步衛(wèi)星離地面高度和地球自轉(zhuǎn)周期2．“探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆天體各有一顆靠近表面飛行的衛(wèi)星，并測(cè)得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷錯(cuò)誤的是A．天體A、B表面的重力加速度與它們的半徑成正比B．兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等C．天體A、B的質(zhì)量可能相等D．天體A、B的密度一定相等3．已知某天體的第一宇宙速度為8km/s，則高度為該天體半徑的宇宙飛船的運(yùn)行速度為A．2km/sB．4km/sC．4km/sD．8km/s4．探測(cè)器探測(cè)到土星外層上有一個(gè)環(huán).為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測(cè)量環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關(guān)系來(lái)確定A．若v∝R，則該環(huán)是土星的一部分B．若v2∝R，則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群C．若v∝1/R，則該環(huán)是土星的一部分D．若v2∝1/R，則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群5．2002年12月30日凌晨，我國(guó)的“神舟”四號(hào)飛船在酒泉載人航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，按預(yù)定計(jì)劃在太空飛行了6天零18個(gè)小時(shí)，環(huán)繞地球108圈后，在內(nèi)蒙古中部地區(qū)準(zhǔn)確著陸，圓滿完成了空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)，為最終實(shí)現(xiàn)載人飛行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).若地球的質(zhì)量、半徑和引力常量G均已知，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出“神舟”四號(hào)飛船的A.離地高度B