7.5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性（含答案）-2022-2023學(xué)年高一物理同步精講義（人教2019必修第二冊(cè) ）

7.5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性（含答案）-2022-2023學(xué)年高一物理同步精品講義（人教2019必修第二冊(cè)）第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行第5課相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.了解相對(duì)論時(shí)空觀，知道時(shí)間延緩效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng).2.認(rèn)識(shí)牛頓力學(xué)的成就、適用范圍及局限性.3.了解科學(xué)理論的相對(duì)性，體會(huì)科學(xué)理論是不斷發(fā)展和完善的．1、物理觀念：相對(duì)論時(shí)空觀。2、科學(xué)思維：時(shí)間延緩效應(yīng)，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)。3、科學(xué)探究：愛(ài)因斯坦的假設(shè)。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：牛頓力學(xué)的成就與局限性。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01相對(duì)論時(shí)空觀1．19世紀(jì)，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場(chǎng)理論預(yù)言了的存在，并證明電磁波的傳播速度等于．2．1887年的邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)以及其他一些實(shí)驗(yàn)表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是的．3．愛(ài)因斯坦假設(shè)：在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是的；真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是的．4．時(shí)間延緩效應(yīng)：完成同一動(dòng)作，在慣性參考系上的時(shí)間間隔Δτ和在地面上的人的時(shí)間間隔Δt之間的關(guān)系是Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2))).由于1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up12(2)<1，所以總有Δt>Δτ，此種情況稱(chēng)為時(shí)間延緩效應(yīng)．5．長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：如果與桿相對(duì)靜止的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l0，沿著桿的方向，以v相對(duì)桿運(yùn)動(dòng)的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2)).由于1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up12(2)<1，所以總有l(wèi)<l0，此種情況稱(chēng)為長(zhǎng)度收縮效應(yīng)．6．相對(duì)論時(shí)空觀：運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度(空間距離)和物理過(guò)程的快慢(時(shí)間進(jìn)程)都跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)．【即學(xué)即練1】A、B兩火箭沿同一方向高速飛過(guò)地面上的某處，vA＞vB，在地面上的人觀察到的結(jié)果正確的是()A．火箭A上的時(shí)鐘走得最快B．地面上的時(shí)鐘走得最快C．火箭B上的時(shí)鐘走得最快D．火箭B上的時(shí)鐘走得最慢知識(shí)點(diǎn)02牛頓力學(xué)的成就與局限性1．電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時(shí)還具有波動(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明，而量子力學(xué)能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．2．經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界．【即學(xué)即練2】一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球，下列說(shuō)法正確的是()A．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mB．地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mC．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于cD．地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c能力拓展能力拓展考法01相對(duì)論時(shí)空觀1．低速與高速(1)低速：通常所見(jiàn)物體的運(yùn)動(dòng)，如行駛的汽車(chē)、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體皆為低速運(yùn)動(dòng)的物體．(2)高速：有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱(chēng)為高速．2．相對(duì)論的兩個(gè)效應(yīng)(1)時(shí)間延緩效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，即Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－(\f(v,c))2)).(2)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度會(huì)收縮，即l＝l0eq\r(1－(\f(v,c))2).【典例1】?jī)蓚€(gè)慣性系S和S′，沿x(x′)軸方向做勻速相對(duì)運(yùn)動(dòng)．設(shè)S′在系中某點(diǎn)先后發(fā)生兩個(gè)事件，用靜止于該系的鐘測(cè)出兩事件的時(shí)間間隔為τ0,而用固定在S系的鐘測(cè)出這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為τ.又在S′系x′軸上放置一靜止于該系長(zhǎng)度為l0的細(xì)桿，從S系測(cè)得此桿的長(zhǎng)度為l，則判斷τ與τ0，l與l0的大小關(guān)系．考法02牛頓力學(xué)的成就與局限性1．牛頓力學(xué)的局限性及適用范圍(1)牛頓力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，相對(duì)論闡述了物體在以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律．(2)牛頓力學(xué)適用于宏觀世界，量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．2．相對(duì)論和量子力學(xué)沒(méi)有否定牛頓力學(xué)(1)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與牛頓力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別；(2)當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即普朗克常量可以忽略不計(jì)時(shí)，量子力學(xué)和牛頓力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別．(3)相對(duì)論和量子力學(xué)并沒(méi)有否定牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是二者在一定條件下的特殊情形．【典例2】關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是()A．相對(duì)論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論B．經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中所有的問(wèn)題C．經(jīng)典力學(xué)適用于微觀領(lǐng)域質(zhì)子、電子的運(yùn)動(dòng)D．經(jīng)典力學(xué)適用于發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的運(yùn)動(dòng)分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．關(guān)于牛頓力學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．相對(duì)論和牛頓力學(xué)是相互對(duì)立、互不相容的兩種理論B．在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)論適用于物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；在物體低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C．牛頓力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，也適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的2．愛(ài)因斯坦在物理學(xué)中的重要貢獻(xiàn)有（）A．發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律 B．建立狹義相對(duì)論C．首次測(cè)定元電荷的電荷量 D．最早發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象3．絕對(duì)真理是不存在的，物理規(guī)律總是在一定的范圍內(nèi)成立。如牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是（）A．宏觀物體的運(yùn)動(dòng) B．微觀粒子的運(yùn)動(dòng)C．宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng) D．微觀粒子的低速運(yùn)動(dòng)4．在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，許多物理學(xué)家做出了巨大貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了牛頓第一定律B．法拉第提出了電場(chǎng)的概念C．相對(duì)論時(shí)空觀不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證D．伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)5．美國(guó)科學(xué)家2016年2月11日宣布，他們探測(cè)到引力波的存在，引力波是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證愛(ài)因斯坦相對(duì)論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對(duì)論在一定范圍內(nèi)彌補(bǔ)了牛頓力學(xué)的局限性。關(guān)于牛頓力學(xué)，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律但沒(méi)有測(cè)出引力常量B．牛頓力學(xué)取得了巨大成就，適用于一切領(lǐng)域C．兩物體間的萬(wàn)有引力總是質(zhì)量更大的物體受到的萬(wàn)有引力大D．由于相對(duì)論、量子論的提出，牛頓力學(xué)已經(jīng)失去了它的應(yīng)用價(jià)值6．物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類(lèi)文明的進(jìn)步，下列表述正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B．伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量的數(shù)值C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度和加速度均不變D．經(jīng)典力學(xué)在所有情況下均能使用題組B能力提升練7．離開(kāi)地面6km高空存在某μ子源，產(chǎn)生的μ子以0.99c（c為真空中光速）飛向地面。已知μ子的靜止壽命為3.0×10-6s。地面能收到該源的μ子，則（）A．高速μ子的壽命大于3.0×10-6sB．高速μ子的壽命等于3.0×10-6sC．μ子參考系下觀察到離地距離大于6kmD．μ子參考系下觀察到離地距離等于6km8．某星際飛船正在遙遠(yuǎn)的外太空飛行，假如它的速度可以達(dá)到0.7c，在地球上觀測(cè)到其經(jīng)過(guò)8.76×104h的時(shí)間到達(dá)某星球，則在飛船上的人看來(lái)，其到達(dá)此星球需要的時(shí)間是（）A．8.76×104h B．6.26×104hC．12.27×104h D．16.52×104h9．（多選）關(guān)于牛頓力學(xué)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)B．牛頓力學(xué)的理論體系是經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家長(zhǎng)期的探索，歷經(jīng)曲折才建立起來(lái)的C．牛頓力學(xué)具有豐富的理論成果，也建立了驗(yàn)證科學(xué)的方法體系D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大（v→c）時(shí)，牛頓力學(xué)理論所得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合10．（多選）如圖甲所示，質(zhì)子束被加速到接近光速；如圖乙所示，中子星是質(zhì)量、密度非常大的星體。下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓力學(xué)適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．牛頓力學(xué)不適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C．牛頓力學(xué)適用于中子星的引力規(guī)律D．牛頓力學(xué)不適用于中子星的引力規(guī)律11．（多選）設(shè)某人在速度為0.5c的飛船上打開(kāi)一個(gè)光源，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．飛船正前方地面上的觀察者觀察這一光速為1.5cB．飛船正后方地面上的觀察者觀察這一光速為0.5cC．在垂直飛船前進(jìn)方向地面上的觀察者觀察這一光速是cD．在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c12．（多選）一枚火箭靜止于地面時(shí)長(zhǎng)為30m，兩個(gè)完全相同的時(shí)鐘分別放在火箭內(nèi)和地面上?；鸺运俣葀飛行，光速為c，下列判斷正確的是（）A．若v=0.5c，則火箭上的觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度仍為30mB．若v=0.5c，則地面上的觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度仍為30mC．若v=0.5c，則火箭上的觀察者認(rèn)為地面上的時(shí)鐘走得快D．若v=0.5c，則地面上的觀察者認(rèn)為火箭上的時(shí)鐘走得慢第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行第5課相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.了解相對(duì)論時(shí)空觀，知道時(shí)間延緩效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng).2.認(rèn)識(shí)牛頓力學(xué)的成就、適用范圍及局限性.3.了解科學(xué)理論的相對(duì)性，體會(huì)科學(xué)理論是不斷發(fā)展和完善的．1、物理觀念：相對(duì)論時(shí)空觀。2、科學(xué)思維：時(shí)間延緩效應(yīng)，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)。3、科學(xué)探究：愛(ài)因斯坦的假設(shè)。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：牛頓力學(xué)的成就與局限性。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01相對(duì)論時(shí)空觀1．19世紀(jì)，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在，并證明電磁波的傳播速度等于光速c．2．1887年的邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)以及其他一些實(shí)驗(yàn)表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是一樣的．3．愛(ài)因斯坦假設(shè)：在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的．4．時(shí)間延緩效應(yīng)：完成同一動(dòng)作，在慣性參考系上的時(shí)間間隔Δτ和在地面上的人的時(shí)間間隔Δt之間的關(guān)系是Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2))).由于1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up12(2)<1，所以總有Δt>Δτ，此種情況稱(chēng)為時(shí)間延緩效應(yīng)．5．長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：如果與桿相對(duì)靜止的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l0，沿著桿的方向，以v相對(duì)桿運(yùn)動(dòng)的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2)).由于1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up12(2)<1，所以總有l(wèi)<l0，此種情況稱(chēng)為長(zhǎng)度收縮效應(yīng)．6．相對(duì)論時(shí)空觀：運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度(空間距離)和物理過(guò)程的快慢(時(shí)間進(jìn)程)都跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)．【即學(xué)即練1】A、B兩火箭沿同一方向高速飛過(guò)地面上的某處，vA＞vB，在地面上的人觀察到的結(jié)果正確的是()A．火箭A上的時(shí)鐘走得最快B．地面上的時(shí)鐘走得最快C．火箭B上的時(shí)鐘走得最快D．火箭B上的時(shí)鐘走得最慢【答案】B【解析】由Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v2,c2)))知，地面上的人觀察到的結(jié)果為：A、B兩火箭上的時(shí)鐘都變慢了．又vA＞vB，則火箭A上的時(shí)鐘走得最慢，地面上的時(shí)鐘走得最快，因此B正確，A、C、D錯(cuò)誤．知識(shí)點(diǎn)02牛頓力學(xué)的成就與局限性1．電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時(shí)還具有波動(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在很多情況下不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō)明，而量子力學(xué)能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．2．經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界．【即學(xué)即練2】一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球，下列說(shuō)法正確的是()A．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mB．地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mC．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于cD．地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c【答案】B【解析】由l＝l0eq\r(1－(\f(v,c))2)知，A錯(cuò)誤，B正確；由相對(duì)論時(shí)空觀的基本假設(shè)知光信號(hào)的速度都等于c，C、D錯(cuò)誤．能力拓展能力拓展考法01相對(duì)論時(shí)空觀1．低速與高速(1)低速：通常所見(jiàn)物體的運(yùn)動(dòng)，如行駛的汽車(chē)、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體皆為低速運(yùn)動(dòng)的物體．(2)高速：有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱(chēng)為高速．2．相對(duì)論的兩個(gè)效應(yīng)(1)時(shí)間延緩效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，即Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－(\f(v,c))2)).(2)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度會(huì)收縮，即l＝l0eq\r(1－(\f(v,c))2).【典例1】?jī)蓚€(gè)慣性系S和S′，沿x(x′)軸方向做勻速相對(duì)運(yùn)動(dòng)．設(shè)S′在系中某點(diǎn)先后發(fā)生兩個(gè)事件，用靜止于該系的鐘測(cè)出兩事件的時(shí)間間隔為τ0,而用固定在S系的鐘測(cè)出這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為τ.又在S′系x′軸上放置一靜止于該系長(zhǎng)度為l0的細(xì)桿，從S系測(cè)得此桿的長(zhǎng)度為l，則判斷τ與τ0，l與l0的大小關(guān)系．【答案】τ<τ0l<l0【解析】牛頓力學(xué)認(rèn)為，無(wú)論靜止還是運(yùn)動(dòng)，一只鐘“滴答”一次的時(shí)間間隔、一把尺的長(zhǎng)度(即空間間隔)以及一個(gè)物體的質(zhì)量，總是不變的；而在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中，與靜止時(shí)相比，運(yùn)動(dòng)的鐘變慢、運(yùn)動(dòng)的尺縮短、運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量變大．因此說(shuō)，時(shí)間和空間這兩個(gè)基本的物理量，在牛頓力學(xué)中都是“絕對(duì)的”，但是在相對(duì)論中則都是“相對(duì)的”．考法02牛頓力學(xué)的成就與局限性1．牛頓力學(xué)的局限性及適用范圍(1)牛頓力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，相對(duì)論闡述了物體在以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律．(2)牛頓力學(xué)適用于宏觀世界，量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．2．相對(duì)論和量子力學(xué)沒(méi)有否定牛頓力學(xué)(1)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與牛頓力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別；(2)當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即普朗克常量可以忽略不計(jì)時(shí)，量子力學(xué)和牛頓力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別．(3)相對(duì)論和量子力學(xué)并沒(méi)有否定牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是二者在一定條件下的特殊情形．【典例2】關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是()A．相對(duì)論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論B．經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中所有的問(wèn)題C．經(jīng)典力學(xué)適用于微觀領(lǐng)域質(zhì)子、電子的運(yùn)動(dòng)D．經(jīng)典力學(xué)適用于發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】相對(duì)論與量子力學(xué)并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué)，而是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有各自成立范圍，A錯(cuò)誤；經(jīng)典力學(xué)只能解決宏觀低速物體的問(wèn)題，對(duì)于微觀或高速的物體不再適用，B、C錯(cuò)誤；經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速物體，適用于發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的運(yùn)動(dòng)，D正確．分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．關(guān)于牛頓力學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．相對(duì)論和牛頓力學(xué)是相互對(duì)立、互不相容的兩種理論B．在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)論適用于物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；在物體低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C．牛頓力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，也適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的【答案】B【解析】A．經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速條件下的近似，即只要速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)變換狹義相對(duì)論的公式就全部變化為牛頓經(jīng)典力學(xué)的公式，故A錯(cuò)誤；B．在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律服從狹義相對(duì)論理論，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律服從牛頓運(yùn)動(dòng)定律，故B正確；CD．牛頓經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速物體，而微觀、高速運(yùn)動(dòng)的物體服從狹義相對(duì)論，故CD錯(cuò)誤。故選B。2．愛(ài)因斯坦在物理學(xué)中的重要貢獻(xiàn)有（）A．發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律 B．建立狹義相對(duì)論C．首次測(cè)定元電荷的電荷量 D．最早發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象【答案】B【解析】A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，故A錯(cuò)誤；

B．愛(ài)因斯坦建立了狹義相對(duì)論，故B正確；C．密立根首次測(cè)定元電荷的電荷量，故C錯(cuò)誤；

D．法拉第最早發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選B。3．絕對(duì)真理是不存在的，物理規(guī)律總是在一定的范圍內(nèi)成立。如牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是（）A．宏觀物體的運(yùn)動(dòng) B．微觀粒子的運(yùn)動(dòng)C．宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng) D．微觀粒子的低速運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，不適用微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)。故選C。4．在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，許多物理學(xué)家做出了巨大貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了牛頓第一定律B．法拉第提出了電場(chǎng)的概念C．相對(duì)論時(shí)空觀不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證D．伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】A．牛頓第一定律是通過(guò)合理推理得到的，現(xiàn)實(shí)中不可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因?yàn)椴淮嬖谕耆皇芰Φ奈矬w，故A錯(cuò)誤；B．法拉第提出了電場(chǎng)的概念，故B正確；C．相對(duì)論時(shí)空觀可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，且已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其正確性，故C錯(cuò)誤；D．伽利略是經(jīng)過(guò)合理外推根據(jù)邏輯推理說(shuō)明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。5．美國(guó)科學(xué)家2016年2月11日宣布，他們探測(cè)到引力波的存在，引力波是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證愛(ài)因斯坦相對(duì)論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對(duì)論在一定范圍內(nèi)彌補(bǔ)了牛頓力學(xué)的局限性。關(guān)于牛頓力學(xué)，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律但沒(méi)有測(cè)出引力常量B．牛頓力學(xué)取得了巨大成就，適用于一切領(lǐng)域C．兩物體間的萬(wàn)有引力總是質(zhì)量更大的物體受到的萬(wàn)有引力大D．由于相對(duì)論、量子論的提出，牛頓力學(xué)已經(jīng)失去了它的應(yīng)用價(jià)值【答案】A【解析】A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卡文迪什測(cè)得了引力常量，A正確；B．牛頓力學(xué)適用于宏觀、低速的物體，B錯(cuò)誤；C．兩物體間的萬(wàn)有引力是相互作用力，總是大小相等，C錯(cuò)誤；D．牛頓運(yùn)動(dòng)定律和相對(duì)論、量子理論適用范圍不同，各有其用途，D錯(cuò)誤。故選A。6．物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類(lèi)文明的進(jìn)步，下列表述正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B．伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量的數(shù)值C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度和加速度均不變D．經(jīng)典力學(xué)在所有情況下均能使用【答案】A【解析】A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。故A正確；B．卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量的數(shù)值。故B錯(cuò)誤；C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度和加速度大小不變，方向改變。故C錯(cuò)誤；D．經(jīng)典力學(xué)在宏觀、低速情況下能使用。故D錯(cuò)誤。故選A。題組B能力提升練7．離開(kāi)地面6km高空存在某μ子源，產(chǎn)生的μ子以0.99c（c為真空中光速）飛向地面。已知μ子的靜止壽命為3.0×10-6s。地面能收到該源的μ子，則（）A．高速μ子的壽命大于3.0×10-6sB．高速μ子的壽命等于3.0×10-6sC．μ子參考系下觀察到離地距離大于6kmD．μ子參考系下觀察到離地距離等于6km【答案】A【解析】AB．根據(jù)鐘慢效應(yīng)由此可知，高速μ子的壽命大于3.0×10-6s，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)尺縮效應(yīng)由此可知，μ子參考系下觀察到離地距離應(yīng)小于6km，故CD錯(cuò)誤。故選A。8．某星際飛船正在遙遠(yuǎn)的外太空飛行，假如它的速度可以達(dá)到0.7c，在地球上觀測(cè)到其經(jīng)過(guò)8.76×104h的時(shí)間到達(dá)某星球，則在飛船上的人看來(lái)，其到達(dá)此星球需要的時(shí)間是（）A．8.76×104h B．6.26×104hC．12.27×104h D．16.52×104h【答案】B【解析】到達(dá)此星球需要的時(shí)間是≈6.26×104h故選B。9．（多選）關(guān)于牛頓力學(xué)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)B．牛頓力學(xué)的理論體系是經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家長(zhǎng)期的探索，歷經(jīng)曲折才建立起來(lái)的C．牛頓力學(xué)具有豐富的理論成果，也建立了驗(yàn)證科學(xué)的方法體系D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大（v→c）時(shí)，牛頓力學(xué)理論所得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合【答案】ABC【解析】A．牛頓力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)，A正確；B．牛頓力學(xué)的理論體系是經(jīng)過(guò)幾代科學(xué)家長(zhǎng)期的探索，歷經(jīng)曲折才建立起來(lái)的，B正確；C．牛頓力學(xué)具有豐富的理論成果，也建立了驗(yàn)證科學(xué)的方法體系，C正確；D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大（v→c）時(shí)，牛頓力學(xué)理論所得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間出現(xiàn)了較大的偏差，D錯(cuò)誤。故選ABC。10．（多選）如圖甲所示，質(zhì)子束被加速到接近光速；如圖乙所示，中子星是質(zhì)量、密度非常大的星體。下列說(shuō)法正確的是（）A．牛頓力學(xué)適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．牛頓力學(xué)不適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C．牛頓力學(xué)適用于中子星的引力規(guī)律D．牛頓力學(xué)不適用于中子星的引力規(guī)律【答案】BD【解析】牛頓力學(xué)適用于宏觀、低速物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也不適用于中子星的引力規(guī)律。故選BD。11．（多選）設(shè)某人在速度為0.5c的飛船上打開(kāi)一個(gè)光源，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．飛船正前方地面上的觀察者觀察這一光速為1.5cB．飛船正后方地面上的觀察者觀察這一光速為0.5cC．在垂直飛船前進(jìn)方向地面上的觀察者觀察這一光速是cD．在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c【答案】CD【解析】根據(jù)狹義相對(duì)論的“光速不變?cè)怼笨芍婵罩械墓馑僭诓煌膽T性系中都是相同的，CD正確。故選CD。12．（多選）一枚火箭靜止于地面時(shí)長(zhǎng)為30m，兩個(gè)完全相同的時(shí)鐘分別放在火箭內(nèi)和地面上。火箭以速度v飛行，光速為c，下列判斷正確的是（）A．若v=0.5c，則火箭上的觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度仍為30mB．若v=0.5c，則地面上的觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度仍為30mC．若v=0.5c，則火箭上的觀察者認(rèn)為地面上的時(shí)鐘走得快D．若v=0.5c，則地面上的觀察者認(rèn)為火箭上的時(shí)鐘走得慢【答案】AD【解析】A．一枚靜止時(shí)長(zhǎng)為30m的火箭以0.5c的速度飛行，根據(jù)相對(duì)論時(shí)空觀可知，火箭上的觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為30m，選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)知地面上的觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=26m選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)時(shí)間延緩效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢，而且運(yùn)動(dòng)速度越大，鐘走得越慢，同時(shí)運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，火箭相對(duì)于地面上的人是運(yùn)動(dòng)的，地面上的人相對(duì)于火箭也是運(yùn)動(dòng)的，所以若v=0.5c，則火箭上的觀察者認(rèn)為地面上的時(shí)鐘走得慢，同時(shí)地面上的觀察者認(rèn)為火箭上的時(shí)鐘走得慢，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。第八章機(jī)械能守恒定律第1課功和功率第二課時(shí)功率目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.理解功率的概念.2.掌握平均功率與瞬時(shí)功率的區(qū)別，能用功率的定義式P＝eq\f(W,t)及功率與速度的關(guān)系式P＝Fv進(jìn)行有關(guān)分析和計(jì)算．1、物理觀念：瞬時(shí)功率、平均功率。2、科學(xué)思維：機(jī)車(chē)牽引力和功率及速度的關(guān)系。3、科學(xué)探究：機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能利用功率的概念分析比較生產(chǎn)、生活中做功快慢問(wèn)題。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01功率1．意義：功率是表示做功的的物理量．2．定義：功W與完成這些功所用之比．3．定義式：P＝eq\f(W,t).單位：，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，符號(hào)是.4．功率是(選填“標(biāo)”或“矢”)量．【即學(xué)即練1】(多選)關(guān)于功率，以下說(shuō)法正確的是()A．單位時(shí)間內(nèi)物體做功越少，其功率越小B．物體做功越多，它的功率就越大C．物體做功越快，它的功率就越大D．額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率知識(shí)點(diǎn)02功率與速度的關(guān)系1．一個(gè)沿著物體位移方向的力對(duì)物體做功的功率，等于與物體的乘積．2．關(guān)系式：P＝(1)若v是物體在恒力F作用下的平均速度，則P＝Fv對(duì)應(yīng)這段時(shí)間內(nèi)的功率．(2)若v是瞬時(shí)速度，則P表示該時(shí)刻的功率．3．應(yīng)用：由功率與速度的關(guān)系知，汽車(chē)、火車(chē)等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成(選填“正”或“反”)比，要增大牽引力，就要(選填“增大”或“減小”)速度．【即學(xué)即練2】關(guān)于功率的下列說(shuō)法正確的是()A．據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大B．據(jù)P＝Fv可知，汽車(chē)牽引力一定與速度成反比C．據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，只要知道時(shí)間t內(nèi)機(jī)器所做的功，就可以求得這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率D．據(jù)P＝Fv可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，交通工具的牽引力與速度成反比能力拓展能力拓展考法01對(duì)功率的理解1．功率表示的是物體做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然．2．應(yīng)用公式P＝eq\f(W,t)解題時(shí)，必須明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過(guò)程)內(nèi)做功的功率．【典例1】某同學(xué)利用動(dòng)感單車(chē)鍛煉．動(dòng)感單車(chē)的阻力主要來(lái)源于車(chē)輪上的阻尼裝置，該同學(xué)蹬車(chē)時(shí)每分鐘克服阻力做功約為45kJ，他蹬車(chē)時(shí)做功的平均功率約為()A．0.75W B．45WC．750W D．45kW考法02功率的計(jì)算1．公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的比較P＝eq\f(W,t)P＝Fv適用條件(1)功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，一般用來(lái)求平均功率(2)當(dāng)時(shí)間t→0時(shí)，可由定義式確定瞬時(shí)功率(1)功率的計(jì)算式，僅適用于F與v同向的情況，若不同向，P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Flcosα,t)＝Fvcosα(2)v為平均速度時(shí)功率為平均功率，v為瞬時(shí)速度時(shí)功率為瞬時(shí)功率聯(lián)系公式P＝Fv是P＝eq\f(W,t)的推論2.平均功率的計(jì)算(1)利用eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)；(2)利用eq\x\to(P)＝Feq\x\to(v)cosα，其中F為恒力，eq\x\to(v)為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度．3．瞬時(shí)功率的計(jì)算利用公式P＝Fvcosα，其中v為瞬時(shí)速度；若vF為物體的速度在力F方向上的分速度，則P＝FvF；若Fv為物體所受外力在速度v方向上的分力，則P＝Fvv.4．平均功率與瞬時(shí)功率的區(qū)別與聯(lián)系平均功率表示物體在某段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢，瞬時(shí)功率表示力在某時(shí)刻做功的快慢．所以平均功率大，物體的瞬時(shí)功率不一定大．【典例2】如圖所示，從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時(shí)功率為()A．300W B．400WC．500W D．700W分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．一個(gè)重量為G的物體，在水平拉力F的作用下，一次在光滑水平面上移動(dòng)x，做功W1，功率P1；另一次在粗糙水平面上移動(dòng)相同的距離x，做功W2，功率P2。在這兩種情況下拉力做功及功率的關(guān)系正確的是（）A．W1＝W2，P1＞P2 B．W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 C．W1＝W2，P1＝P2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P22．如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)光滑斜面的高度相同、傾角不同，現(xiàn)讓完全相同的物塊沿斜面由靜止從頂端運(yùn)動(dòng)到底端。關(guān)于物塊沿不同斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做功W和重力做功的平均功率P，下列說(shuō)法正確的是（）A． B．C． D．3．某力做的功隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，該力做功的功率為（）A．10W B．20W C．30W D．40W4．質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處由靜止自由下落，經(jīng)時(shí)間t落地，關(guān)于重力的功率正確的是（）A．重力的功率即描述重力做功的多少B．落地時(shí)重力的功率C．全過(guò)程重力的平均功率等于D．落地時(shí)重力的功率等于5．如圖為一中學(xué)生做引體向上的示意圖，引體向上分為兩個(gè)過(guò)程：身體從最低點(diǎn)升到最高點(diǎn)的“上引”過(guò)程，身體從最高點(diǎn)回到最低點(diǎn)的“下放”過(guò)程。某同學(xué)在30s內(nèi)連續(xù)完成10個(gè)完整的引體向上。下列說(shuō)法正確的是（）A．“上引”過(guò)程單杠對(duì)人做正功B．“下放”過(guò)程單杠對(duì)人做負(fù)功C．在30s內(nèi)重力做的總功約為3000JD．在30s內(nèi)克服重力做功的平均功率約為100W6．類(lèi)比是一種常用的研究方法，教科書(shū)利用微元思想由v—t圖像推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。借鑒此方法，判斷下列關(guān)于圖線和橫軸圍成的面積（圖中陰影部分）的說(shuō)法，其中不正確的是（

）A．若縱坐標(biāo)表示力F，橫坐標(biāo)表示位移x，則圖像面積表示力做的功WB．若縱坐標(biāo)表示機(jī)器的功率P，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，則圖像面積表示機(jī)器做的功WC．若縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，則圖像面積表示速度變化量D．若縱坐標(biāo)表示力F，橫坐標(biāo)表示速度v，則圖像面積表示此力的功率P題組B能力提升練7．（多選）質(zhì)量的小球以的初速度沿水平方向拋出，小球距離地面的高度，。下列說(shuō)法中正確的是（）A．小球落地時(shí)速度大小為B．小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為10WC．小球落地時(shí)速度與水平方向的夾角為D．小球落地時(shí)位移與水平方向的夾角為8．（多選）兩個(gè)質(zhì)量相等的物體A、B并排靜放在水平地面上，現(xiàn)用同向水平拉力F1、F2分別作用于物體A和B上，分別作用一段時(shí)間后撤去，兩物體各自滑行一段距離后停止運(yùn)動(dòng)。兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象分別如圖中圖線a、b所示。已知拉力F1、F2分別撒去后，物體做減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖線彼此平行（相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出）。由圖中信息可以得出（）A．兩個(gè)物體A、B與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同B．F1等于1.6F2C．F1作用時(shí)物體A的位移與F2作用時(shí)物體B的位移相等D．F1的最大瞬時(shí)功率等于F2的最大瞬時(shí)功率的2倍9．（多選）從空中以10m/s的初速度沿著水平方向拋出一個(gè)重為10N的物體，已知t=3s時(shí)物體未落地，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，以下說(shuō)法正確的是（）A．拋出后（未落地）任意相同時(shí)間內(nèi)物體速度改變量相同B．t=3s時(shí)，物體的速度大小為40m/sC．t=3s時(shí)，重力的功率為300WD．拋出后3s內(nèi)，重力的平均功率為450W10．（多選）如圖所示，質(zhì)量為的小球，以的初速度，朝著一個(gè)傾角為的斜面平拋出去，它落到斜面上時(shí)的速度方向剛好和斜面垂直，則（）A．該小球落到斜面上的瞬間重力對(duì)小球做功的瞬時(shí)功率為500WB．該小球落到斜面上的瞬間重力對(duì)小球做功的瞬時(shí)功率為400WC．整個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力對(duì)小球做功的平均功率為200WD．整個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力對(duì)小球做功的平均功率為400W題組C培優(yōu)拔尖練11．（多選）如圖所示，物塊A放在光滑的水平面上，物塊B套在光滑的豎直桿上，A、B通過(guò)滑輪用不可伸長(zhǎng)的輕繩連接，物塊B的質(zhì)量為m，重力加速度為g?，F(xiàn)在用力F拉物塊A使物塊B以速度v勻速向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)輕繩與豎直桿夾角為時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．繩子的拉力 B．物塊A的速度C．物塊A的速度為 D．拉力F的功率12．（多選）如圖所示，質(zhì)量為的小球，以的初速度，朝著一個(gè)傾角為的斜面平拋出去，它落到斜面上時(shí)的速度方向剛好和斜面垂直，則（）A．該小球落到斜面上的瞬間重力對(duì)小球做功的瞬時(shí)功率為400WB．該小球落到斜面上的瞬間重力對(duì)小球做功的瞬時(shí)功率為200WC．整個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力對(duì)小球做功的平均功率為400WD．整個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力對(duì)小球做功的平均功率為200W第八章機(jī)械能守恒定律第1課功和功率第二課時(shí)功率目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.理解功率的概念.2.掌握平均功率與瞬時(shí)功率的區(qū)別，能用功率的定義式P＝eq\f(W,t)及功率與速度的關(guān)系式P＝Fv進(jìn)行有關(guān)分析和計(jì)算．1、物理觀念：瞬時(shí)功率、平均功率。2、科學(xué)思維：機(jī)車(chē)牽引力和功率及速度的關(guān)系。3、科學(xué)探究：機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能利用功率的概念分析比較生產(chǎn)、生活中做功快慢問(wèn)題。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01功率1．意義：功率是表示做功的快慢的物理量．2．定義：功W與完成這些功所用時(shí)間t之比．3．定義式：P＝eq\f(W,t).單位：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，符號(hào)是W.4．功率是標(biāo)(選填“標(biāo)”或“矢”)量．【即學(xué)即練1】(多選)關(guān)于功率，以下說(shuō)法正確的是()A．單位時(shí)間內(nèi)物體做功越少，其功率越小B．物體做功越多，它的功率就越大C．物體做功越快，它的功率就越大D．額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率【答案】ACD【解析】根據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，單位時(shí)間內(nèi)物體做功越少，其功率越小，故A正確；物體做功越快，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)物體做功越多，則它的功率就越大，故C正確，B錯(cuò)誤；額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率，故D正確．知識(shí)點(diǎn)02功率與速度的關(guān)系1．一個(gè)沿著物體位移方向的力對(duì)物體做功的功率，等于這個(gè)力與物體速度的乘積．2．關(guān)系式：P＝Fv.(1)若v是物體在恒力F作用下的平均速度，則P＝Fv對(duì)應(yīng)這段時(shí)間內(nèi)的平均功率．(2)若v是瞬時(shí)速度，則P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率．3．應(yīng)用：由功率與速度的關(guān)系知，汽車(chē)、火車(chē)等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成反(選填“正”或“反”)比，要增大牽引力，就要減小(選填“增大”或“減小”)速度．【即學(xué)即練2】關(guān)于功率的下列說(shuō)法正確的是()A．據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大B．據(jù)P＝Fv可知，汽車(chē)牽引力一定與速度成反比C．據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，只要知道時(shí)間t內(nèi)機(jī)器所做的功，就可以求得這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率D．據(jù)P＝Fv可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，交通工具的牽引力與速度成反比【答案】D【解析】據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，機(jī)器做功越多，其功率就越大，A錯(cuò)誤；據(jù)P＝Fv可知，在功率不變時(shí)，汽車(chē)牽引力與速度成反比，B錯(cuò)誤，D正確；P＝eq\f(W,t)計(jì)算的是時(shí)間t內(nèi)的平均功率，并不反應(yīng)這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率，C錯(cuò)誤．能力拓展能力拓展考法01對(duì)功率的理解1．功率表示的是物體做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然．2．應(yīng)用公式P＝eq\f(W,t)解題時(shí)，必須明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過(guò)程)內(nèi)做功的功率．【典例1】某同學(xué)利用動(dòng)感單車(chē)鍛煉．動(dòng)感單車(chē)的阻力主要來(lái)源于車(chē)輪上的阻尼裝置，該同學(xué)蹬車(chē)時(shí)每分鐘克服阻力做功約為45kJ，他蹬車(chē)時(shí)做功的平均功率約為()A．0.75W B．45WC．750W D．45kW【答案】C【解析】該同學(xué)蹬車(chē)時(shí)每分鐘克服阻力做功約為45kJ，他蹬車(chē)時(shí)做功的平均功率約為P＝eq\f(W,t)＝750W，故選C.考法02功率的計(jì)算1．公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的比較P＝eq\f(W,t)P＝Fv適用條件(1)功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，一般用來(lái)求平均功率(2)當(dāng)時(shí)間t→0時(shí)，可由定義式確定瞬時(shí)功率(1)功率的計(jì)算式，僅適用于F與v同向的情況，若不同向，P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Flcosα,t)＝Fvcosα(2)v為平均速度時(shí)功率為平均功率，v為瞬時(shí)速度時(shí)功率為瞬時(shí)功率聯(lián)系公式P＝Fv是P＝eq\f(W,t)的推論2.平均功率的計(jì)算(1)利用eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)；(2)利用eq\x\to(P)＝Feq\x\to(v)cosα，其中F為恒力，eq\x\to(v)為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度．3．瞬時(shí)功率的計(jì)算利用公式P＝Fvcosα，其中v為瞬時(shí)速度；若vF為物體的速度在力F方向上的分速度，則P＝FvF；若Fv為物體所受外力在速度v方向上的分力，則P＝Fvv.4．平均功率與瞬時(shí)功率的區(qū)別與聯(lián)系平均功率表示物體在某段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢，瞬時(shí)功率表示力在某時(shí)刻做功的快慢．所以平均功率大，物體的瞬時(shí)功率不一定大．【典例2】如圖所示，從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時(shí)功率為()A．300W B．400WC．500W D．700W【答案】A【解析】物體落地前瞬間vy＝gt＝30m/s，所以PG＝Gvy＝300W，故A正確．分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．一個(gè)重量為G的物體，在水平拉力F的作用下，一次在光滑水平面上移動(dòng)x，做功W1，功率P1；另一次在粗糙水平面上移動(dòng)相同的距離x，做功W2，功率P2。在這兩種情況下拉力做功及功率的關(guān)系正確的是（）A．W1＝W2，P1＞P2 B．W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 C．W1＝W2，P1＝P2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2【答案】A【解析】力F是恒定不變的，兩次通過(guò)的距離x相等，由公式可知W1＝W2又根據(jù)牛頓第二定律可知在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度小于光滑水平面上；根據(jù)可知在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于在粗糙水平面上的時(shí)間；由功率的定義式可得P1＞P2故選A。2．如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)光滑斜面的高度相同、傾角不同，現(xiàn)讓完全相同的物塊沿斜面由靜止從頂端運(yùn)動(dòng)到底端。關(guān)于物塊沿不同斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做功W和重力做功的平均功率P，下列說(shuō)法正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】ABC．三個(gè)物體下降的高度相同，根據(jù)知，重力做功相同，故AB錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)牛頓第二定律得，物體下滑的加速度解得根據(jù)解得又因?yàn)樗愿鶕?jù)所以有故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。3．某力做的功隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，該力做功的功率為（）A．10W B．20W C．30W D．40W【答案】B【解析】由功率的計(jì)算公式可得由圖可知，W與t的數(shù)值關(guān)系式為即P=20W故選B。4．質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處由靜止自由下落，經(jīng)時(shí)間t落地，關(guān)于重力的功率正確的是（）A．重力的功率即描述重力做功的多少B．落地時(shí)重力的功率C．全過(guò)程重力的平均功率等于D．落地時(shí)重力的功率等于【答案】C【解析】A．重力的功率即描述重力做功的快慢，A錯(cuò)誤；B．小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有落地時(shí)小球的速度落地時(shí)重力的功率B錯(cuò)誤；C．全過(guò)程重力做功為全過(guò)程重力的平均功率等于C正確；D．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解得落地時(shí)重力的功率等于D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖為一中學(xué)生做引體向上的示意圖，引體向上分為兩個(gè)過(guò)程：身體從最低點(diǎn)升到最高點(diǎn)的“上引”過(guò)程，身體從最高點(diǎn)回到最低點(diǎn)的“下放”過(guò)程。某同學(xué)在30s內(nèi)連續(xù)完成10個(gè)完整的引體向上。下列說(shuō)法正確的是（）A．“上引”過(guò)程單杠對(duì)人做正功B．“下放”過(guò)程單杠對(duì)人做負(fù)功C．在30s內(nèi)重力做的總功約為3000JD．在30s內(nèi)克服重力做功的平均功率約為100W【答案】D【解析】AB．“上引”和“下放”過(guò)程中，單杠對(duì)人有力的作用，當(dāng)沒(méi)有位移，故不做功，故AB錯(cuò)誤；C．“上引”過(guò)程中重力方向與位移方向相反，重力做負(fù)功，“下放”過(guò)程中，重力方向與位移方向相同，重力做正功，且其絕對(duì)值相等，一個(gè)完整的引體向上重力所做的總功為零，故C錯(cuò)誤；D．一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量約為60kg，一次上引重心變化的高度約為0.5m，則一次引體向上克服重力所做的功的大小為由題意可知，在30s內(nèi)克服重力做功的平均功率為故D正確。故選D。6．類(lèi)比是一種常用的研究方法，教科書(shū)利用微元思想由v—t圖像推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。借鑒此方法，判斷下列關(guān)于圖線和橫軸圍成的面積（圖中陰影部分）的說(shuō)法，其中不正確的是（

）A．若縱坐標(biāo)表示力F，橫坐標(biāo)表示位移x，則圖像面積表示力做的功WB．若縱坐標(biāo)表示機(jī)器的功率P，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，則圖像面積表示機(jī)器做的功WC．若縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，則圖像面積表示速度變化量D．若縱坐標(biāo)表示力F，橫坐標(biāo)表示速度v，則圖像面積表示此力的功率P【答案】D【解析】A．若縱坐標(biāo)表示力F，橫坐標(biāo)表示位移x，則根據(jù)式子W=Fx，結(jié)合微元法可知，F(xiàn)—x圖像面積表示力做的功W，A正確，不符合題意；B．若縱坐標(biāo)表示機(jī)器的功率P，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，則根據(jù)式子W=Pt，結(jié)合微元法可知，P—t圖像面積表示力做的功W，B正確，不符合題意；C．若縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，則根據(jù)式子v=at，結(jié)合微元法可知，a—t圖像面積表示速度變化量，C正確，不符合題意；D．若縱坐標(biāo)表示力F，橫坐標(biāo)表示速度v，則根據(jù)式子P=Fv，可知瞬時(shí)功率是坐標(biāo)點(diǎn)到橫縱坐標(biāo)圍成的矩形面積，不是圖像面積，D錯(cuò)誤，不符合題意。故選D。題組B能力提升練7．（多選）質(zhì)量的小球以的初速度沿水平方向