新兴中学高三物理学科教学案
课题：第1课时磁场的描述磁场对电流的作用
一、学习目标
1、会用安培定则判断电流周围的磁场方向
2、会计算电流在磁场中受到的安培力
3、会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题
二、学习重点与难点
1、用安培定则判断电流周围的磁场方向
2、计算电流在磁场中受到的安培力
3、用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题
三、课前学习
基础再现·深度思考（先想后结自主梳理基础知识）一、磁场、磁感应强度
[基础导引]
判断下列说法的正误
(1)磁场和电场一样，是客观存在的物质．()
(2)在地球北半球，地磁场的方向是向北且斜向下的．()
(3)磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的，而电流与电流之间的相互作用是通过电场发生的．()
(4)磁场中某点的B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关．()
(5)无论在何处，小磁针的指向就是磁场的方向．()
(6)磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度B越大．() [知识梳理]
1．磁场的特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有__________的作用．
2．磁场的方向：小磁针静止时________所指的方向．
3．磁感应强度
(1)物理意义：描述磁场的________________．
(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：小磁针静止时________的指向．
(4)单位：________，简称______，符号：______.
4．磁通量
(1)概念：在匀强磁场中，与磁场方向________的面积S和磁感应强度B的乘积．
(2)公式：Φ＝________.
(3)单位：1 Wb＝________.
思考：Φ取决于哪些因素？B取决于什么？
二、磁感线、通电导体周围的磁场的分布图1
[知识梳理]
1．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上点的________方向跟这点的磁感应强度方向一致．
2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图1所示)
4.磁感线的特点
(1)磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．
(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的________，在磁感线较密的地方磁场________；在磁感线较疏的地方磁场较______．
(3)磁感线是________曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．
(4)同一磁场的磁感线不________、不________、不相切．
(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．
思考：磁感线与电场线有什么相同点与不同点．
三、安培力的大小和方向
[基础导引]
下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()
[知识梳理]
1．安培力的大小
当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝______，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：
(1)当磁场与电流________时，安培力最大，F max＝BIL.
(2)当磁场与电流________时，安培力等于零．
2．安培力的方向
(1)安培力：____________在磁场中受到的力．
(2)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指________，并且都与手掌在同一个平面内．让
磁感线从掌心进入，并使四指指向________的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
(3)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相______，异向电流互相________．
思考：在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小就一定为零吗？
四、课堂学习
课堂探究·突破考点（先做后听共同探究规律方法）
考点一安培定则的应用和磁场的叠加
考点解读
1．高考对磁场基本知识的考查，往往同时考查多个方面，包括对磁感应强度的概念、安培定则的应用、磁场的叠加和磁感线的理解．难度以中低档题为主．解题的关键是复习中对基本概念与知识的正确理解与记忆．
2．安培定则的应用
.
3.磁场的叠加
磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．
特别提醒两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场的磁感应强度叠加而成的．
典例剖析
例1(2011·大纲全国卷·15)如图2，两根相互平行的长直导线分别通
有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面
所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，
b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是() 图2
A．a点B．b点C．c点D．d点
思维突破
1．牢记判断电流的磁场的方法——安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．2．在进行磁感应强度的叠加时，应注意是哪个电流产生的磁场，磁场方向如何．
考点二安培力作用下导体运动情况的判定
考点解读
1．通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动．
2．明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键．
典例剖析
例2如图3所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，
磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图 中方向的电流后，线圈的运动情况是
( )
图3
A ．线圈向左运动
B ．线圈向右运动
C ．从上往下看顺时针转动
D ．从上往下看逆时针转动
环形电流条形磁铁
通电螺线管
同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作五、课后练习
跟踪训练1 (2011·新课标全国卷·14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是
( )
跟踪训练2 如图4所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是
( )
图4
A ．F N1 B ．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小 C ．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大 D ．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小 跟踪训练3 倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根 静止的金属杆ab .现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图7 所示，磁感应强度B 逐渐增加的过程中，ab 杆受到的静摩擦力( ) A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 图7 C ．先增大后减小 D ．先减小后增大 六、教学反思 新兴中学高三物理学科教学案 课题：第2课时 磁场对运动电荷的作用 一、学习目标 1、会计算带电粒子在磁场中运动时受的洛伦兹力，并能判断其方向 2、掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，确定其圆心、半径、运动轨迹、运动时间等问题． 二、学习重点与难点 1、计算带电粒子在磁场中运动时受的洛伦兹力并判断其方向 2、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 三、课前学习 基础再现·深度思考 （先想后结 自主梳理基础知识） 一、洛伦兹力的大小和方向 [基础导引] 在图1所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B ，带电粒子的速率均为v ，带电荷量均 为q .试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．图1 [知识梳理] 1．洛伦兹力的定义：磁场对____________的作用力． 图2 2．洛伦兹力的大小 F ＝____________，θ为v 与B 的夹角．如图2所示．(1)当v ∥B 时，θ＝0°或180°，洛伦兹力F ＝______. (2)当v ⊥B 时，θ＝90°，洛伦兹力F ＝________. (3)静止电荷不受洛伦兹力作用． 3．洛伦兹力的方向 (1)左手定则 ???? ? 磁感线垂直穿过 四指指向 的方向拇指指向 的方向 (2)方向特点：F 垂直___决定的平面，即F 始终与速度方向垂直，故洛伦兹力________． 思考 1．怎样用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力的方向？ 2．洛伦兹力与安培力有怎样的联系？ 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 图3 [基础导引] 试画出图3中几种情况下带电粒子的运动轨迹． [知识梳理] 1．若v ∥B ，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做____________运动． 2．若v ⊥B ，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v 做____________运动． (1)向心力由洛伦兹力提供：q v B ＝__________＝__________； (2)轨道半径公式：R ＝m v qB ； (3)周期：T ＝2πR v ＝2πm qB (周期T 与速度v 、轨道半径R 无关)； (4)频率：f ＝1T ＝qB 2πm ； (5)角速度：ω＝2π T ＝__________. 思考：根据公式T ＝2πR v ，能说T 与v 成反比吗？ 三、带电粒子在匀强磁场中运动的应用 图4 [知识梳理] 1．质谱仪 (1)构造：如图4所示，由粒子源、____________、__________和照相底片等构成． (2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU ＝____________. 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式q v B ＝____________. 由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．r ＝________，m ＝________，q m ＝____________. 2．回旋加速器 (1)构造：如图5所示，D 1、D 2是半圆形金属盒，D 形盒 的缝隙处接______电源．D 形盒处于匀强磁场中． (2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期________， 图5 粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向， 粒子就会被一次一次地加速．由q v B ＝m v 2r ，得E km ＝__________，可见粒子获得的最大 动能由________________和D 形盒________决定，与加速电压________． 特别提醒 这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理. 四、课堂学习 课堂探究·突破考点 （先做后听 共同探究规律方法） 考点一 洛伦兹力与电场力的比较 考点解读 1．洛伦兹力方向的特点 (1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向确定的平面． (2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化． 2．洛伦兹力与电场力的比较 特别提醒洛伦兹力对电荷不做功；安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功；电场力对电荷可做正功，可做负功，也可不做功． 典例剖析 例1在如图6所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度 是v0的某种正粒子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂 直于纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为 θ(不计粒子的重力)，问： (1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ (2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？图6 思维突破电荷在匀强电场和匀强磁场中的运动规律不同．运动电荷穿过有界电场的时间与其入射速度的方向和大小有关，而穿出有界磁场的时间则与电荷在磁场中的运动周期有关．在解题过程中灵活运用运动的合成与分解和几何关系是解题关键． 考点二带电粒子在匀强磁场中的运动 考点解读 1．带电粒子在匀强磁场中的运动是各省市每年高考必考内容之一．一般以计算题的形式出现，可以与其他知识相综合，难度中等以上，分值较高，以考查学生的形象思维和逻辑推理能力为主． 2．分析方法：找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间t和转过的圆心角α之间的关系作为辅助． 典例剖析 1．带电粒子在直线边界磁场中的运动问题 例2如图13所示，在一底边长为2a，θ＝30°的等腰三角形区域内(D在底边中点)，有垂直 纸面向外的匀强磁场．现有一质量为m ，电荷量为q 的带正电的粒子，从静止开始经过电势差为U 的电场加速后，从D 点垂直于EF 进入磁场，不计重力与空气阻力的影响． (1)若粒子恰好垂直于EC 边射出磁场，求磁场的磁感应强度B 为多少？ (2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED 板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED 板的最长时间是多少？ 2．带电粒子在圆形边界磁场内的运动问题 五、课后练习 跟踪训练1 一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度 方向垂直于一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图7所示，小球飞 离桌面后落到地板上，设飞行时间为t 1，水平射程为s 1，着地速 度为v 1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t 2，水平射 程为s 2，着地速度为v 2.则下列论述正确的是 ( ) 图7 A ．s 1>s 2 B ．t 1>t 2 C ．v 1和v 2大小相等 D ．v 1和v 2方向相同 跟踪训练2 (2011·浙江卷·20)利用如图14所示装置可以选择 一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强 度大小为B 、方向垂直 纸面向里的匀强磁场，板上有两 条宽度分别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量 为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝 垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒 图14 子，下列说法正确的是( ) A ．粒子带正电 B ．射出粒子的最大速度为 qB (3d ＋L ) 2m C ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 六、教学反思 新兴中学高三物理学科教学案 课题：第3课时带电粒子在匀强磁场中的运动 一、学习目标 1、掌握带电粒子在磁场运动的临界与极值问题 2、理解带电粒子在磁场中运动的多解问题 二、学习重点与难点 1、带电粒子在磁场运动的临界与极值问题 2、带电粒子在磁场中运动的多解问题 三、课前学习 基础再现·深度思考（先想后结自主梳理基础知识） 考点一带电粒子在磁场运动的临界与极值问题 解决此类问题的关键是：找准临界点． 找临界点的方法是： 以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，找出临界点，然后利用数学方法求解极值，常用结论如下： (1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切． (2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长． (3)当速率v变化时，圆周角越大，运动时间越长． 考点二带电粒子在磁场中运动的多解问题 带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解，多解形成原因一般包含下述几个方面． 1．带电粒子电性不确定 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，当粒子具有相同速度时，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，导致多解． 如图5所示，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a，若带负电，其轨迹为b. 2．磁场方向不确定形成多解 磁感应强度是矢量，如果题述条件只给出磁感应强度大小，而未说明磁感应强度方向，则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解． 如图6所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b. 图5图6 3．临界状态不惟一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可`能穿过去了，也可能转过180°从入射面边界反向飞出，如图7所示，于是形成了多解． 4．运动的往复性形成多解 带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解．如图8所示． 图7 图8 四、课堂学习 课堂探究·突破考点 （先做后听 共同探究规律方法） 考点一 带电粒子在磁场运动的临界与极值问题 1．磁感应强度的极值问题 例1 如图1所示，一带正电的质子以速度v 0从O 点垂直射入，两 个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场．已知两板之间距离为d ， 板长为d ，O 点是板的正中间，为使质子能从两板间射出，试求 磁感应强度应满足的条件(已知质子的带电荷量为e ，质量为m )． 图1 2．偏角的极值问题 例2 在真空中，半径r ＝3×10－2 m 的圆形区域内有匀强磁场， 方向如图2所示，磁感应强度B ＝0.2 T ，一个带正电的粒子 以初速度v 0＝1×106 m/s 从磁场边界上直径ab 的一端a 射入 磁场，已知该粒子的比荷q m ＝1×108 C/kg ，不计粒子重力． (1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径； 图2 (2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v 0与ab 的夹角θ及粒子的最大偏转 角． 3．时间的极值问题 例3 如图3所示，M 、N 为两块带等量异种电荷的平行金属板， 两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的 带电粒子带电荷量为＋q ，质量为m (不计重力)，从点P 经电 场加速后，从小孔Q 进入N 板右侧的匀强磁场区域，磁感应 强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，CD 为磁场边界上的一 绝缘板，它与N 板的夹角为θ＝45°，孔Q 到板的下端C 的距 图3 离为L ，当M 、N 两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD 板上，求： (1)两板间电压的最大值U m ； (2)CD 板上可能被粒子打中的区域的长度x ； (3)粒子在磁场中运动的最长时间t m . 4．面积的极值问题 图4 例4 如图4所示，质量为m ，电荷量为e 的电子从坐标原点O 处沿xOy 平面射入第一象限内，射入时的速度方向不同，但大小均为v 0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy 平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y 轴平行的荧光屏MN 上，求： (1)电子从y 轴穿过的范围； (2)荧光屏上光斑的长度； (3)所加磁场范围的最小面积． 考点二 带电粒子在磁场中运动的多解问题 图9 1．带电粒子性质的不确定形成多解 例5 如图9所示，直线边界MN 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场区域足够大．今有一质量为m ，带电荷量为q 的带电粒子，从边界MN 上某点垂直磁场方向射入，射入时的速度大小为v ，方向与边界MN 的夹角为θ，求带电粒子在磁场中的运动时间． 2．磁场方向不确定形成多解 例6 某电子以固定的正点电荷为圆心在匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正点电荷的电场力是洛伦兹力的3倍．若电子电荷量为e 、质量为m ，磁感应强度为B ，不计重力，则电子运动的角速度可能是 ( ) A.4Be m B.3Be m C.2Be m D.Be m 3．运动方向不确定形成多解 例7 如图10所示，绝缘摆线长为L ，摆球带正电(电荷量为q ，质量为m )悬于O 点，当它在磁感应强度为B 的匀强磁场中来回摆动经过最低点C 时速率为v ，则摆线的拉力为多大？ 图10 4．运动的往复性形成多解 例8 如图11所示，在NOQ 范围内有垂直于纸面向里的 匀强磁场Ⅰ，在MOQ 范围内有垂直于纸面向外的匀强 磁场Ⅱ，M 、O 、N 在一条直线上，∠MOQ ＝60°，这 两个区域磁场的磁感应强度大小均为B .离子源中的离子 带电荷量为＋q ，质量为m ，通过小孔O 1进入两板间电 图11 压为U 的加速电场区域(可认为初速度为零)，离子经电场加速后由小孔O 2射出，再从O 点进入磁场区域Ⅰ，此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN ，不计离子的重力． (1)若加速电场两板间电压U ＝U 0，求离子进入磁场后做圆周运动的半径R 0； (2)在OQ 上有一点P ，P 点到O 点距离为L ，若离子能通过P 点，求加速电压U 和从O 点到P 点的运动时间． 思维突破 多解问题的审题 正确解答多解问题的前提和关键是审题，只有细致、周密、准确的审题，才能体会出题目中条件的不确定因素，从而把题目定性为多解问题而进行讨论分析．审题时应克服习惯性思维或先入为主的思维模式，想当然地认为带电粒子就是带正电，粒子运动就是向一个方向运动，这样多解题就变成了单解题，答案不全面或解答错误．本题型的四个例题，就是 从形成多解的四个不确定条件出发，讨论了形成多解的不同结果． 五、课后练习 1.一个质子和一个α粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个 匀强磁场中，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，如图1所 示，则它们在磁场中() A．运动的时间相等 B．加速度的大小相等图1 C．速度的大小相等 D．动能的大小相等 2.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中 电流方向与电子的初速度方向如图2所示，则() A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向左偏转，速率不变图2 D．电子将向右偏转，速率改变 六、教学反思 新兴中学高三物理学科教学案 课题：高考热点探究 一、学习目标 1、结合左手定则、r＝m v/qB判断带电粒子在磁场中的运动情形 2、带电粒子在组合磁场中的运动 3、有临界情况的带电粒子在磁场中的运动 二、学习重点与难点 1、结合左手定则、r＝m v/qB判断带电粒子在磁场中的运动情形 2、带电粒子在组合磁场中的运动 3、有临界情况的带电粒子在磁场中的运动 三、课前学习 基础再现·深度思考（先想后结自主梳理基础知识）试题分析 近几年全国、各省市的高考都把带电粒子在电磁场中运动的题目做为压轴题，分值较高(18分以上)．综合性较强、过程复杂、情景抽象，归纳性强，数学运算能力要求较高，题解突破口难以确认，难度较大，是考生成绩拉开档次的一个题目．但只要有信心，掌握一定的方法与解题技巧，就可能多得分，得高分，甚至得满分． 命题特征 1．本类试题所给的场大都是分离的电磁场或者说由几个场组合而成的，有些题目是交变的电磁场． 2．题目涉及的过程较为复杂．有电场中的匀加速直线运动，匀强电场中的类平抛运动、匀强磁场中的匀速圆周运动，且有交替． 3．有运动的临界点． 4．解题方法：(1)分析运动过程；(2)画圆弧，找半径；(3)画运动轨迹． 知识链接 1．矢量(力、电场强度E、磁感应强度B)的合成与分解的方法：平行四边形定则、正交分解法． 2．带电粒子的加速与偏转：动能定理、运动的合成与分解、牛顿第二定律、运动学公式．3．带电粒子在磁场中的匀速圆周运动：向心力的来源，半径公式、周期公式、运动时间 的确定：t＝θ 2πT. 4．带电粒子在有界磁场中运动轨迹的确定． 5．关于基本粒子及微粒的电荷量与质量 (1)基本粒子的电荷量与质量：电子(β粒子)为0－1e、质子(氕核)为11H、α粒子为42He、氘核为21H、氚核为31H等，式中左上角的数字为粒子质量数、左下角的数字为粒子的电荷数，从中可以比较它们质量、电荷量的大小． 宏观微粒如尘埃、微粒、油滴、小球等，电荷量与质量由题意说明而定． (2)带电粒子的电荷量、质量一般以比荷(q m )的形式出现在各物理量表达式中. 四、课堂学习 课堂探究·突破考点（先做后听共同探究规律方法） 一、结合左手定则、r＝m v/qB判断带电粒子在磁场中的运动情形 1．(2010·重庆理综·21)如图1所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动 1 由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为() A．3、5、4 B．4、2、5 C．5、3、2 D．2、4、5 二、带电粒子在组合磁场中的运动 2．(2011·山东理综·25)扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆．其简化模型如图2：Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为L，磁场方向相反且垂直于纸面．一质量为m、电荷量为－q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平方向的夹角θ＝30°. 图2 (1)当Ⅰ区宽度L1＝L、磁感应强度大小B1＝B0时，粒子从I区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°，求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t. (2)若Ⅱ区宽度L2＝L1＝L、磁感应强度大小B2＝B1＝B0，求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h. (3)若L2＝L1＝L、B1＝B0，为使粒子能返回Ⅰ区，求B2应满足的条件． (4)若B1≠B2、L1≠L2，且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出．为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射入的方向总相同，求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式．三、有临界情况的带电粒子在磁场中的运动 3．(2011·广东理综·35)如图3(a)所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R1＝R0，R2＝3R0.一电荷量为＋q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力． (1)已知粒子从外圆上以速度v1射出，求粒子在A点的初速度v0的大小． (2)若撤去电场，如图(b)，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向 与OA延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间． (3)在图(b)中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为v3，方向不确定，要使粒子一定能够 从外圆射出，磁感应强度应小于多少？ 图3 五、课后练习 1．如图7所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向 垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负 方向的匀强电场，初速度为零、带电荷量为＋q、质量为m 的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x 轴进入磁场区域，经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴图7 进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的C点．已知OA ＝OC＝d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计)． 2.如图8所示，MN是一段在竖直平面内半径为1 m的光滑 的1/4圆弧轨道，轨道上存在水平向右的匀强电场．轨道 的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1＝ 0.1 T．现有一带电荷量为1 C、质量为100 g的带正电小球 从M点由静止开始自由下滑，恰能沿NP方向做直线运动，图8 并进入右侧的复合场(NP沿复合场的中心线)．已知AB板 间的电压为U BA＝2 V，板间距离d＝2 m，板的长度L＝3 m， 若小球恰能从板的边沿飞出，g取10 m/s2.求： (1)小球运动到N点时的速度v； (2)水平向右的匀强电场的电场强度E； (3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度B2. 六、教学反思 新兴中学高三物理学科教学案 课题：专题8 带电粒子在复合场中的运动 一、学习目标 1、能分析计算带电粒子在复合场中的运动 2、.能够解决速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计等磁场在生活和科技方面的应用问题二、学习重点与难点 1、分析计算带电粒子在复合场中的运动 2、解决速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计等磁场在生活和科技方面的应用问题 三、课前学习 基础再现·深度思考 （先想后结 自主梳理基础知识） 一、复合场 [基础导引] 近两年各省市高考题中的复合场情形图． 2011年新课标全国卷25题 2011年山东卷25题 2010年浙江卷24题 [知识梳理] 1．复合场 (1)叠加场：电场、______、重力场共存，或其中某两场共存． (2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场________出现． 2．复合场中带电粒子在重力、电场力(为恒力时)、洛伦兹力三个力作用下能做匀变速直线 运动吗？ 二、带电粒子在复合场中运动的应用实例 图1 [知识梳理] 1．速度选择器(如图1所示) (1)平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相________．这种装置能把具有一定________的粒子选择出来，所以叫做速度选择器． (2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE ＝q v B ，即v ＝________. 2．磁流体发电机 (1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把________直接转化为电能． (2)根据左手定则，如图2中的B 是发电机________． 图2 (3)磁流体发电机两极板间的距离为l ，等离子体速度为v ，磁场的磁感 应强度为B ，则由qE ＝q U l ＝q v B 得两极板间能达到的最大电势差U ＝________. 3．电磁流量计 工作原理：如图3所示，圆形导管直径为d ，用____制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差，形成 电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定，即：q v B ＝____＝____，所以v ＝___，因此液体流量Q ＝S v ＝πd 2 4·U Bd ＝πdU 4B . 图3 4．霍尔效应 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当____________ 与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上 出现了__________，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势差 称为霍尔电势差，其原理如图4所示． 图4 思考：带电粒子在电场与磁场的复合场中运动时，当达到稳定状态时，都存在怎样的力学关系？ 四、课堂学习 课堂探究·突破考点 （先做后听 共同探究规律方法） 考点一 带电粒子在叠加场中的运动 考点解读 1．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类 (1)磁场力、重力并存 ①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F 洛 不做功，故机械能 守恒，由此可求解问题． (2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子) ①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F 洛不做功，可用动 能定理求解问题． (3)电场力、磁场力、重力并存 ①若三力平衡，一定做匀速直线运动． ②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动． 不做功，可用能量 ③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因F 洛守恒或动能定理求解问题． 2．带电粒子在复合场中有约束情况下的运动 带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果． 典例剖析 例1如图5所示，带正电的小物块静止在粗糙绝缘的水平面 上，小物块的比荷为k，与水平面的动摩擦因数为μ.在物块 右侧距物块L处有一范围足够大的磁场和电场叠加区，场区 内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，已知匀强电场的方向 竖直向上，场强大小恰等于当地重力加速度的1/k，匀强磁场图5 方向垂直纸面向里，磁感应强度为B.现给物块一水平向右的 初速度，使其沿水平面向右运动进入右侧场区．当物块从场区飞出后恰好落到出发点．设运动过程中物块带电荷量保持不变，重力加速度为g.求： (1)物块刚进入场区时的速度和刚离开场区时距水平面的高度h； (2)物块开始运动时的速度． 思维突破 1．带电粒子在复合场中运动的分析方法 (1)弄清复合场的组成． (2)进行受力分析． (3)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合． (4)对于粒子连续通过几个不同种类的场时，要分阶段进行处理． (5)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律． ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解． ②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解． ③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解． ④对于临界问题，注意挖掘隐含条件． 2．带电粒子(体)在复合场中的运动问题求解要点 (1)受力分析是基础． (2)运动过程分析是关键． (3)根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解． 考点二带电粒子在组合场中的运动 考点解读 1．近几年各省市的高考题在这里的命题情景大都是组合场模型，或是一个电场与一个磁场相邻，或是两个或多个磁场相邻． 2．解题时要弄清楚场的性质、场的方向、强弱、范围等． 3．要进行正确的受力分析，确定带电粒子的运动状态． 4．分析带电粒子的运动过程，画出运动轨迹是解题的关键． 典例剖析 例2 如图7所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在 着电场强度均为E 的匀强电场，其中第Ⅰ象限电场沿x 轴正 方向，第Ⅲ象限电场沿y 轴负方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限 存在着磁感应强度均为B 的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面 向里．有一个电子从y 轴的P 点以垂直于y 轴的初速度v 0进 入第Ⅲ象限，第一次到达x 轴上时速度方向与x 轴负方向夹 图7 角为45°，第一次进入第Ⅰ象限时，与y 轴负方向夹角也是45°，经过一段时间电子又回到了P 点，进行周期性运动．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，不考虑重力和空气阻力．求： (1)P 点距原点O 的距离； (2)粒子第一次到达x 轴上C 点与第一次进入第Ⅰ象限时的D 点之间的距离； (3)电子从P 点出发到第一次回到P 点所用的时间． 五、课后练习 跟踪训练1 如图6所示，在水平地面上方有一范 围足够大的 互相正交的匀强电场和匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B 、 垂直纸面向里．一质量为m 、带电荷量为q 的带正电微粒在此 区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v 的 匀速圆周运动，重力加速度为g . (1)求此区域内电场强度的大小和方向； 图6 (2)若某时刻微粒在复合场中运动到P 点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P 点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径，求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离； (3)当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的1/2(方向不变，且不计电场变化对原磁场的影响)，且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小． 跟踪训练2 (2011·湖南部分重点中学联考) 图8 如图8所示，相距为d 、板间电压为U 的平行金属板M 、N 间有垂直纸面向里、磁感应强度为B 0的匀强磁场；在pOy 区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场；pOx 区域为无场区．一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做 匀速直线运动，从H (0，a )点垂直y 轴进入第Ⅰ象限，经Op 上某点离开磁场，最后垂直x 轴离开第Ⅰ象限．求： (1)离子在金属板M 、N 间的运动速度； (2)离子的比荷q m ； (3)离子在第Ⅰ象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比． 六、教学反思 新兴中学高三物理学科教学案 课题：第1课时电磁感应现象楞次定律 一、学习目标 能熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向及相关的导体运动方向 二、学习重点与难点 熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向及相关的导体运动方向 三、课前学习 基础再现·深度思考（先想后结自主梳理基础知识）一、电磁感应现象 [基础导引] 试分析下列各种情形中，金属线框或线圈里能否产生感应电流？ [知识梳理] 1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生________时，电路中有____________产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应． 2．产生感应电流的条件： 表述1：闭合电路的一部分导体在磁场内做______________运动． 表述2：穿过闭合电路的磁通量____________． 3．能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为______． 思考：1.电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？ 2．引起磁通量Φ变化的情况有哪些？ 二、感应电流方向的判断 [基础导引] 下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是() [知识梳理] 1．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要________引起感应电流的__________的变化． (2)适用情况：所有的电磁感应现象． 2．右手定则 (1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个________， 1、力重力弹力 [高考要求] 1、掌握力、重力、形变、弹力等概念； 2、理解力不仅有大小而且有方向，是矢量； 3、知道重力的产生及重心位置的确定； 4、掌握判断弹力及其方向的确定方法； 5、掌握胡克定律，会计算弹力的大小。 [学习内容] 一、力 1、力的概念：（1）力是______对_____的作用；（2）其作用效果是①使受力物体_____________；②使受力物体______________。形变指物体________或________发生变化。 2、力的基本特性：（1）力的物质性是指____________；（2）力的矢量性是指______________；（3）力的相互性是指__________________；（4）力的独立性是指________________。 3、力的表示：（1）力的三要素是______________；（2）_____________叫力的图示；（3）_________________叫力的示意图。 4、力的分类：（1）按力的性质分为_____________；（2）按力的作用效果分为___________；（3）按作用方式分：有场力，如_____________有接触力，如__________________；（4）按研究对象分为内力和外力。 5、力的单位：国际单位制中是_____________，力的测量工具是_____________。 例1、下列关于力的说法中正确的是（） A.物体受几个力作用时，运动状态一定改变 B.只有直接接触的物体间才有力的作用 C.由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在 D.力的大小可用弹簧秤测量，且在任何地方1千克力均为9.8N 二、重力 1、重力的产生原因是_____________________________________，重力与引力关系______。 2、重力的大小：G=mg 注意重力的大小与物体运动的速度、加速度___关。（填有、无） 思考：物体的重力大小随哪些因素而改变？ 3、重力的方向为___________________，或垂直于____________。 4、重心：物体所受重力的等效作用点。重心位置与______和______有关。 注意：重心位置不一定在物体上，对于形状不规则或质量分布不均匀的薄板，可用悬挂法确定其重心位置。 三、弹力 1、定义：______________________叫弹力。其产生的条件是_______、________。 2、物体间弹力有无的分析方法——常用假设法。 （1）从物体的形变分析；（2）从物体的运动状态分析；（3）从物体间相互作用分析。 例2、分析下列各图中A、B间是否有弹力作用（水平面皆为光滑） ⑴ ⑶ a=g 2014届高三物理一轮复习导学案 第七章、恒定电流（1） 【课题】电流、电阻、电功及电功率 【目标】 1、理解电流、电阻概念，掌握欧姆定律和电阻定律； 2、了解电功及电功率的概念并会进行有关计算。 【导入】 一．电流、电阻、电阻定律 1、电流形成原因：电荷的定向移动形成电流． 2、电流强度：通过导体横截面的跟通过这些电量所用的的比值叫电流强度．I= 。由此可推出电流强度的微观表达式，即I=__________________。 3、电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻．电阻的定义式：__________________。 4、电阻定律：在温度不变的情况下导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．电阻定律表达式__________________。【导疑】电阻率，由导体的导电性决定，电阻率与温度有关，纯金属的电阻率随温度的升高而增大；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象．导电性能介于导体和绝缘体之间的称为半导体。 二．欧姆定律 1、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟 它的电阻成反比．表达式：____________________________ 2、部分欧姆定律适用范围：电阻和电解液(纯电阻电路)．非纯电阻电路不适用。 三、电功及电功率 1、电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功；W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。（适用于任何电路） 2、电功率：单位时间内电流所做的功；表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用） 3、焦耳定律：内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式：Q=I2Rt 【说明】（1）对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W= Q=UIt=I2Rt 4、热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/t=I2R ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。②对所有的电路都适用，而④式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。 关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这时W》Q。即W=Q+E其它或P =P热+ P其 它、UI = I2R + P其它 【导研】 [例1]一根粗线均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时（） A、通过金属导线的电流为I/2 B、通过金属导线的电流为I/4 C、自由电子定向移动的平均速率为v/2 D、自由电子定向移动 第1课时 分子动理论 内能 导学目标 1.掌握分子动理论的内容，并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念，会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念，掌握影响内能的因素． 一、分子动理论 1．请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈． 2．请描述：当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大，直至远大于r0时，分子间的引力如何变化？分子间的斥力如何变化？分子间引力与斥力的合力又如何变化？ [知识梳理] 1．物体是由____________组成的 (1)多数分子大小的数量级为________ m. (2)一般分子质量的数量级为________ kg. 2．分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象．温度越______，扩散越快． (2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的__________的永不停息地无规则运 动．布朗运动反映了________的无规则运动．颗粒越______，运动越明显；温度越______，运动越剧烈． 3．分子间存在着相互作用力 (1)分子间同时存在________和________，实际表现的分子力是它们的________． (2)引力和斥力都随着距离的增大而________，但斥力比引力变化得______． 思考：为什么微粒越小，布朗运动越明显？ 二、温度和温标 [基础导引] 天气预报某地某日的最高气温是27°C，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？ [知识梳理] 1．温度 温度在宏观上表示物体的________程度；在微观上是分子热运动的____________的标志． 2．两种温标 (1)比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数 值________，但它们表示的温度间隔是________的，即每一度的大小相同，Δt＝ΔT. (2)关系：T＝____________. 三、物体的内能 [基础导引] 1．有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是() A．不断增大B．不断减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 2．氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是() A．氧气的内能较大B．氢气的内能较大 C．两者的内能相等D．氢气分子的平均速率较大 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1单元 直线运动的基本概念 1、 机械运动：一个物体相对于另一物体位置的改变（平动、转动、直线、曲线、圆周） 参考系：假定为不动的物体 （1） 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系 （2） 同一个物体，选择不同的参考系，观察的结果可能不同 （3） 一切物体都在运动，运动是绝对的，而静止是相对的 2、 质点：在研究物体时，不考虑物体的大小和形状，而把物体看成是有质量的点，或者 说用一个有质量的点来代替整个物体，这个点叫做质点。 （1） 质点忽略了无关因素和次要因素，是简化出来的理想的、抽象的模型，客观 上不存在。 （2） 大的物体不一定不能看成质点，小的物体不一定就能看成质点。 直 线 运 动 直线运动的条件：a 、v 0共线 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度 运动的描述 典型的直线运动 匀速直线运动 s=v t ，s-t 图，（a ＝0） 匀变速直线运动 特例 自由落体（a ＝g ） 竖直上抛（a ＝g ） v - t 图 规律 at v v t +=0,2021at t v s + =as v v t 2202=-,t v v s t 2 0+= （3） 转动的物体不一定不能看成质点，平动的物体不一定总能看成质点。 （4） 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程 度。 3、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末。 时间：前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间，第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 （对应于坐标系中的线段） 4、位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。 路程：物体运动轨迹之长，是标量。路程不等于位移大小 （坐标系中的点、线段和曲线的长度） 5、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量， 是矢量。 平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，υ=s/t （方向为位移的方向） 平均速率：为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同（粗略描述运动的快慢） 即时速度：对应于某一时刻（或位置）的速度，方向为物体的运动方向。（t s v t ??=→?0lim ） 即时速率：即时速度的大小即为速率； 【例1】物体M 从A 运动到B ，前半程平均速度为v 1，后半程平均速度为v 2，那么全程的平均速度是：（ D ） A ．（v 1+v 2）/2 B ．21v v ? C ．212221v v v v ++ D ．21212v v v v + 第2讲动量守恒定律及“三类模型”问题 一、动量守恒定律 1.内容 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变. 2.表达式 (1)p＝p′，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′. (2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和. (3)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向. (4)Δp＝0，系统总动量的增量为零. 3.适用条件 (1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为零. (2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力. (3)某一方向守恒：如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在这一方向上动量守恒. 自测 1关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是() A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒 B.只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒 C.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒 D.系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒 答案 C 二、碰撞、反冲、爆炸 1.碰撞 (1)定义：相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化，这个过程就可称为碰撞. (2)特点：作用时间极短，内力(相互碰撞力)远大于外力，总动量守恒. (3)碰撞分类 ①弹性碰撞：碰撞后系统的总动能没有损失. ②非弹性碰撞：碰撞后系统的总动能有损失. ③完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体，机械能损失最大. 2.反冲 (1)定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量，这种现象叫反冲运动. (2)特点：系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力.实例：发射炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等. (3)规律：遵从动量守恒定律. 3.爆炸问题 爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用时间很短，作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒. 自测 2012届高三物理一轮复习导学案 六、机械能（3） 动能定理 【导学目标】 1、正确理解动能的概念。 2、理解动能定理的推导与简单应用。 【知识要点】 一、动能 1、物体由于运动而具有的能叫动能，表达式：E k =_____________。 2、动能是______量，且恒为正值，在国际单位制中，能的单位是________。 3、动能是状态量，公式中的v 一般是指________速度。 二、动能定理 1、动能定理：作用在物体上的________________________等于物体____________，即w=_________________，动能定理反映了力对空间的积累效应。 2、注意：①动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式导出。②可以证明，作用在物体上的力无论是什么性质，即无论是变力还是恒力，无论物体作直线运动还是曲线运动，动能定理都适用。 3、动能定理最佳应用范围：动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动、多过程动力学问题，对于未知加速度a 和时间t ，或不必求加速度a 和时间t 的动力学问题，一般用动能定理求解为最佳方案。 【典型剖析】 [例1] 在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos （kx+ 3 2 π）(单位: m),式中k=1 m -1 .将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v 0=5 m/s 的初 速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10 m/s 2 .则当小环运动到x= 3 m 时的速度大小v= m/s;该小环在x 轴方向最远能运动到x= m 处. [例2]如图所示，质量为m 的小球用长为L 的轻细线悬挂在天花板上，小球静止在平衡位置．现用一水平恒力F 向右拉小球，已知F=0．75mg ，问： （1）在恒定拉力F 作用下，细线拉过多大角度时小球速度最大?（2）小球的最大速度是多少? [例3]总质量为M 的列车，沿平直轨道作匀速直线运动，其末节质量为m 的车厢中途脱钩，待司机发觉时，机车已行驶了L 的距离，于是立即关闭油门撤去牵引力.设运动过程中阻力始终与质量成正比，机车的牵引力是恒定的.当列车的两部分都停止时，它们之间的距离是多少? 2020届高三物理一轮教案匀变速直线运动 一、匀变速直线运动公式 1．常用公式有以下四个 at v v t +=0 2 02 1at t v s + = as v v t 22 02=- t v v s t 2 0+= 点评： 〔1〕以上四个公式中共有五个物理量：s 、t 、a 、v 0、v t ，这五个物理量中只有三个是独 立的，能够任意选定。只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯独确定了。每个公式中只有其中的四个物理量，当某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就能够了。假如两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等。 〔2〕以上五个物理量中，除时刻t 外，s 、v 0、v t 、a 均为矢量。一样以v 0的方向为正方 向，以t =0时刻的位移为零，这时s 、v t 和a 的正负就都有了确定的物理意义。 2．匀变速直线运动中几个常用的结论 〔1〕Δs=aT 2，即任意相邻相等时刻内的位移之差相等。能够推广到 s m -s n =(m-n)aT 2 〔2〕t s v v v t t =+= 202/，某段时刻的中间时刻的即时速度等于该段时刻内的平均速度。 2 2 2 02/t s v v v += ，某段位移的中间位置的即时速度公式〔不等于该段位移内的平均速度〕。 能够证明，不管匀加速依旧匀减速，都有2/2 /s t v v <。 点评：运用匀变速直线运动的平均速度公式t s v v v t t =+= 202/解题，往往会使求解过程变得专门简捷，因此，要对该公式给与高度的关注。 3．初速度为零〔或末速度为零〕的匀变速直线运动 做匀变速直线运动的物体，假如初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为： gt v = ， 221at s = ， as v 22= ， t v s 2 = 以上各式差不多上单项式，因此能够方便地找到各物理量间的比例关系。 4．初速为零的匀变速直线运动 〔1〕前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶…… 〔2〕第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶…… 〔3〕前1米、前2米、前3米……所用的时刻之比为1∶2∶3∶…… 〔4〕第1米、第2米、第3米……所用的时刻之比为1∶ ( ) 12-∶〔23-〕∶…… 对末速为零的匀变速直线运动，能够相应的运用这些规律。 5．一种典型的运动 经常会遇到如此的咨询题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止。用右图描述该过程，能够得出以下结论： 〔1〕t s a t a s ∝∝∝ ,1 ,1 〔2〕2 21B v v v v = == 6、解题方法指导： 解题步骤： 〔1〕依照题意，确定研究对象。 〔2〕明确物体作什么运动，同时画出运动示意图。 〔3〕分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。 〔4〕确定正方向，列方程求解。 a 1、s 1、t 1 a 2、s 2、t 2 第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 第1单元直线运动的基本概念 1、机械运动：一个物体相对于另一物体位置的改变（平动、转动、直线、曲线、圆周） 参考系：假定为不动的物体 （1）参考系可以任意选取,一般以地面为参考系 （2）同一个物体，选择不同的参考系，观察的结果可能不同 （3）一切物体都在运动，运动是绝对的，而静止是相对的 2、质点：在研究物体时，不考虑物体的大小和形状，而把物体看成是有质量的点，或者说用一个 有质量的点来代替整个物体，这个点叫做质点。 （1）质点忽略了无关因素和次要因素，是简化出来的理想的、抽象的模型，客观上不存在。 （2）大的物体不一定不能看成质点，小的物体不一定就能看成质点。 （3）转动的物体不一定不能看成质点，平动的物体不一定总能看成质点。 （4）某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程度。 3、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末。 时间：前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间，第n秒至第n+3秒的时间为3秒（对应于坐标系中的线段） 4、位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。 路程：物体运动轨迹之长，是标量。路程不等于位移大小 （坐标系中的点、线段和曲线的长度） 5、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是矢量。 平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，υ=s/t（方向为位移的方向） 平均速率：为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同（粗略描述运动的快慢） 即时速度：对应于某一时刻（或位置）的速度，方向为物体的运动方向。（ t s v t? ? = → ?0 lim）即时速率：即时速度的大小即为速率； 【例1】物体M从A运动到B，前半程平均速度为v1，后半程平均速度为v2，那么全程的平均速度是：（ D ） A．（v1+v2）/2 B． 2 1 v v?C． 2 1 2 2 2 1 v v v v + + D． 2 1 2 1 2 v v v v + 【例2】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大？ 解析：选水为参考系，小木块是静止的；相对水，船以恒定不变的速度运动，到船“追上”小木块，船往返运动的时间相等，各为 1 小时；小桥相对水向上游运动，到船“追上”小木块，小桥向上游运动了位移5400m，时间为2小时。易得水的速度为0.75m/s。 6、平动：物体各部分运动情况都相同。转动：物体各部分都绕圆心作圆周运动。 7、加速度：描述物体速度变化快慢的物理量，a=△v/△t（又叫速度的变化率），是矢量。a的方 向只与△v的方向相同（即与合外力方向相同）。 （1）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）； （2）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。 （3）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。 8 匀速直线运动和匀变速直线运动 【例3】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为(6m/s或14m/s) 【例4】关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（B） A．速度变化越大，加速度就越大B．速度变化越快，加速度越大 C．加速度大小不变，速度方向也保持不变 D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小 9、匀速直线运动： t s v=，即在任意相等的时间内物体的位移相等．它 是速度为恒矢量的运动，加速度为零的直线运动． 匀速s - t图像为一直线：图线的斜率在数值上等于物体的速度。 直 线运动直线运动的条件：a、v0共线 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度 运动的描述 典型的直线运动 匀速直线运动s=v t ，s-t图，（a＝0） 匀变速直线运动 特例 自由落体（a＝g） 竖直上抛（a＝g） v - t图 规律 at v v t + = ,2 02 1 at t v s+ = as v v t 2 2 2= -,t v v s t 2 + = 高三物理 导学案 班级 姓名 课题 抛体运动 编号 课型 复习课 使用时间 主备人 审核人 审批人 教学目标：1.理解平抛运动的概念和处理方法 2．掌握平抛运动规律，会应用平抛运动规律分析和解决实际问题 重点，难点：理解平抛运动概念和平抛运动规律 【基础知识梳理】 1．物体做平抛运动的条件：只受 ，初速度不为零且沿水平方向。 2．特点：平抛运动是加速度为重力加速度的 运动，轨迹是抛物线。 3．研究方法： 通常把平抛运动看作为两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，一个是竖直方向的自由落体直线运动。 从理论上讲，正交分解的两个分运动方向是任意的，处理问题时要灵活掌握。 4．平抛运动的规律 合速度的方向0tan y x v g t v v β== 合位移的方向0 tan 2y g t x v α== 【典型例题】 1、平抛运动的特点及基本规律 【例1】物体在平抛运动的过程中，在相等的时间内，下列物理量相等的是 ( ) A ．速度的增量 B ．加速度 C ．位移 D ．平均速度 变式训练1、一架飞机水平匀加速飞行，从飞机上每隔一秒释放一个铁球，先后共释放4个，若不计空气阻力，则人从飞机上看四个球 （ ） A ．在空中任何时刻总排成抛物线，它们的落地点是不等间距的 B ．在空中任何时刻总是在飞机的正下方排成竖直的线，它们的落地点是不等间距的 C ．在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线，它们的落地点是不等间距的 D ．在空中排成的队列形状随时间的变化而变化 例2如图，实线为某质点平抛运动轨迹的一部分，测得AB 、BC 间的水平距离△s 1＝△s 2＝0.4m ，高度差△h 1＝0.25m ，△h 2＝0.35m ．求： （1）质点抛出时初速度v 0为多大？ 图5-1-3 第一讲 平衡问题 一、特别提示[解平衡问题几种常见方法] 1、力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。 2、力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。 3、正交分解法：将各力分解到x 轴上和y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件)00(∑∑==y x F F 多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是，对x 、y 方向选择时，尽可能使落在x 、y 轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。 4、矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法求得未知力。 5、对称法：利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静力学中所研究对象有些具有对称性，模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。解题中注意到这一点，会使解题过程简化。 6、正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。 7、相似三角形法：利用力的三角形和线段三角形相似。 二、典型例题 1、力学中的平衡：运动状态未发生改变，即0=a 。表现：静止或匀速直线运动 （1）在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡 例1 质量为m 的物体置于动摩擦因数为μ的水平面上，现对它 施加一个拉力，使它做匀速直线运动，问拉力与水平方向成多大夹角 时这个力最小？ 解析 取物体为研究对象，物体受到重力mg ，地面的支持力N ， 摩擦力f 及拉力T 四个力作用，如图1-1所示。 由于物体在水平面上滑动，则N f μ=，将f 和N 合成，得到合力F ，由图知F 与f 的夹角： μ==αarcctg N f arcct g 不管拉力T 方向如何变化，F 与水平方向的夹角α不变，即F 为一个方向不发生改变的变力。这显然属于三力平衡中的动态平衡问题，由前面讨论知，当T 与F 互相垂直时，T 有最小值，即当拉力与水平方向的夹角μ=μ-=θarctg arcctg 90时，使物体做匀速运动的拉力T 最小。 （2）摩擦力在平衡问题中的表现 这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内的力的作用。在共点力平衡中，当物体虽然静止但有运动趋势时，属于静摩擦力；当物体滑动时，属于动摩擦力。由于摩擦力的 第四章曲线运动万有引力与航天 [考纲展示] 1．运动的合成和分解Ⅱ 2．抛体运动Ⅱ 3．匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ 4．匀速圆周运动的向心力Ⅱ 5．离心现象Ⅰ 6．万有引力定律及其应用Ⅱ 7．环绕速度Ⅰ 8．第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ 说明：(1)斜抛运动只作定性要求 (2)第二宇宙速度和第三宇宙速度只要求知道其物理意义 [命题热点] 1．运动的合成与分解的方法和思想是热点，尤其是处理类平抛运动、带电粒子在电磁复合场中的复杂运动，可以以选择题形式呈现，也可以以计算题的形式呈现． 2．运用圆周运动的知识和方法处理生活中常见的圆周运动、电场磁场中的圆周运动都是高考考查的热点，主要以计算题的形式考查，这几乎是高考必考内容． 3．运用万有引力定律及向心力公式分析人造卫星的绕行速度、运行周期以及计算天体的质量、密度等在近几年高考中每年必考． 第一节曲线运动运动的合成与分解 【三维目标】 知识与技能 1．知道曲线运动的条件及规律 2．知道并掌握运动合成与分解的方法 过程与方法 理解和掌握运动合成与分解的基本方法与过程 情感态度与价值观 培养学生对物理现象的分析及表达能力 【教学重点】 运动的合成与分解的方法 【教学难点】 小河渡河问题的分析 【教学过程】 复习引入（课前5分钟） 从曲线运动与直线运动的区别引入、复习 [基础知识梳理]（课中35分钟） 一、曲线运动 1．曲线运动的特点 在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度的方向就是通过曲线的这一点的________向，因此，质点在曲线运动中速度的方向时刻在变化．所以曲线运动一定是_________运动，但是，变速运动不一定是曲线运动，直线运动中速度大小变化时也是变速运动． 2.做曲线运动的条件 (1)从运动学角度，物体的加速度方向跟速度方向____________时，物体就做曲线运动. 1.轻杆、轻绳和轻弹簧的模型问题 解决三种模型问题时应注意的事项： (1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型. (2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态. (3)讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态. 例 1如图1所示，光滑滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆上，一根轻绳AB绕过滑轮，A端固定在墙上，且A端与滑轮之间轻绳保持水平，B端下面挂一个重物，木杆与竖直方向的夹角为θ＝45°，系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小的变化情况是 () 图1 A.只有θ变小，弹力才变大 B.只有θ变大，弹力才变大 C.无论θ变大还是变小，弹力都变大 D.无论θ变大还是变小，弹力都不变 解析无论θ变大还是变小，水平段轻绳和竖直段轻绳中的拉力不变，这两个力的合力与木杆对滑轮的弹力平衡，故滑轮受到木杆的弹力不变.故D正确. 答案 D 例 2如图2所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12N，轻绳的拉力为10N，水平轻弹簧的弹力为9N，小球处于静止状态，求轻杆对小球的作用力. 图2 解析设轻杆的弹力大小为F，与水平方向的夹角为α. (1)弹簧对小球向左拉时：小球受力如图甲所示. 由平衡条件知： F cosα＋F T sin37°＝F弹 F sinα＋F T cos37°＝G 代入数据解得：F＝5N，α＝53° 即杆对小球的作用力大小为5N，方向与水平方向成53°角斜向右上方. (2)弹簧对小球向右推时：小球受力如图乙所示： 由平衡条件得： F cosα＋F T sin37°＋F弹＝0 F sinα＋F T cos37°＝G 代入数据解得：F＝15.5N，α＝π－arctan4 15. 即杆对小球的作用力大小为15.5N，方向与水平方向成arctan4 斜向左上方. 15 答案见解析 2.轻绳套轻环的动态平衡模型 物理的学习特别强调分析、推理和建模能力的培养，特别是对于题目隐含条件的挖掘，找到 高中物理新课程标准教材 物理教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校： 年级： 任课教师： 物理教案 / 高中物理 / 高三物理教案 编订：XX文讯教育机构 高三物理一轮复习教学案 教材简介:本教材主要用途为通过学习物理知识，可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助，本教学设计资料适用于高中高三物理科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。 课题：运动学基本概念 班级_____姓名_____学号____ 一、知识梳理 1．机械运动是指物体相对于的位置的改变，选择不同的参照物来观察同一个运动物体，观察的结果往往； 2．质点是一种理想化的模型是指； 3．位移表示，位移是量，路程是指，路程是量，只有当物体做运动时位移的大小才等于路程； 4．时刻指某，在时间轴上表示为某一点，而时间指间隔，在时间轴上表示为两点间线段的长度； 5．速度表示质点运动的，速度是量，它的方向就是物体的方向，也是位移变化的方向，但不一定与位移方向相同；平均速度指，平均速度的方向与位移方向相同，平均速度总 是与那一段时间或那一段位移相对应；即时速度指； 6．匀速直线运动是指； 二、例题精讲 例1．下列关于质点的说法正确的是（） a．体积很大的物体不能看成质点 b．质点是一种理想化模型实际不存在 c．研究车轮的转动时可把车轮看成质点d．研究列车从徐州到南京的时间时可把车轮看成质点 例2．如图所示，一质点沿半径为r的圆周从a点到b点运动了半周，它在运动过程中位移大小和路程分别是（） a．πr、πr b．2r、2r c．2r、πr d．πr、r 例3．关于时刻和时间，下列说法正确的是 ( ) a．时刻表示时间较短，时间表示时间较长 b．时刻对应位置，时间对应位移 c．作息时间表上的数字均表示时刻 d．1min只能分成60个时刻 例4．速度大小是5m/s的甲、乙两列火车，在同一直路上相向而行。当它们相隔XXm时，一只鸟以10m/s的速度离开甲车头向乙车飞去，当到达乙车车头时立即返回，并这样连续在 高三物理一轮复习教案 圆周运动 课时安排：2课时 教学目标：1．掌握描述圆周运动的物理量及相关计算公式 2．学会应用牛顿定律和动能定理解决竖直面内的圆周运动问题 本讲重点：1．描述圆周运动的物理量及相关计算公式 2．用牛顿定律和动能定理解决竖直面内的圆周运动问题 本讲难点：用牛顿定律和动能定理解决竖直面内的圆周运动问题 考点点拨：1．“皮带传动”类问题的分析方法 2．竖直面内的圆周运动问题 3．圆周运动与其他运动的结合 第一课时 一、考点扫描 （一）知识整合 匀速圆周运动：质点沿圆周运动，在相等的时间里通过的弧长相等。 描述圆周运动的物理量 1．线速度 （1）大小：v = t s （s 是t 时间内通过的弧长） （2）方向：矢量，沿圆周的切线方向，时刻变化，所以匀速圆周运动是变速运动。 （3）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢 2．角速度 （1）大小：ω= t φ （φ是t 时间内半径转过的圆心角） 单位：rad/s （2）对某一确定的匀速圆周运动来说，角速度是恒定不变的 （3）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢 3．描述匀速圆周运动的各物理量间的关系:r fr T r v ωππ===22 4．向心加速度a （1）大小：a =ππω44222 2===r T r r v 2 f 2r （2）方向：总指向圆心，时刻变化 （3）物理意义：描述线速度方向改变的快慢。 5．向心力：是按效果命名的力，向心力产生向心加速度，即只改变线速度方向，不会 改变线速度的大小。 （1）大小：R f m R T m R m R v m ma F 22222 244ππω=====向 （2）方向：总指向圆心，时刻变化 做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。做变速圆周运动的物体，向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力。 （二）重难点阐释 在竖直平面内的圆周运动问题 在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动轨道的类型，可分为： （1）无支撑（如球与绳连结，沿内轨道的“过山车”） 在最高点物体受到弹力方向向下． 当弹力为零时，物体的向心力最小，仅由重力提供，由牛顿定律知mg=R v m 2 0，得临界 速度gR v =0．当物体运动速度v 35、热和功能量守恒（1） [学习目标] 1、知道物体的内能及改变物体的内能的两种方式。 2、知道热力学第一、第二、第三定律及其简单应用。 3、理解能量守恒定律及其应用。 [学习内容] 一、物体的内能 1、分子平均动能是指物体内所有分子动能的____________ ，它的大小是由物体的________决定的。 2、分子势能是指由分子间_________决定的势能，它的大小是由物体的__________决定的。 3、物体中所有分子做热运动的_________和__________的总和，叫做_______，也叫做________________。它的大小是由物体的___________、___________和_______决定的。 4、改变物体的内能有两种：__________和____________。它们在改变物体内能上是等效的，但本质不一样。 例1、下列说法正确的是（） A、温度是分子内能大小的标志 B、物体吸热，温度一定升高 C、物体不吸热温度可能升高 D、温度高的物体内能一定大 例2、有关物体的内能，以下说法正确的是（） A、1g、00C的水的内能比1g、00C冰的内能大 B、电流通过电阻后发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的 C、气体膨胀，它的内能一定减少 D、同温度的氢气和氧气分子的平均动能一样大 二、热力学定律 1、热力学第一定律 定律表示的是____________、____________跟___________改变之间的定量关系。用公式表示为______________________。式中在___________时，Q取正值，______________时，Q取负值；在______________________时，W取正值，在________________时，W取负值。△U取正值表示___________________，取负值表示______________________-。 例3、空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2.0×105J的功，同时空气的内能增加了 1.5×105J，则说明空气_________________ (填吸收或放出）热量_________________J。 2、能量守恒定律 （1）定律内容：____________________________________________________________。（2）______________________________________________叫做第一类永动机，第一类永动机不可能造成的原因是它违反了_________________________________________。 例4、如图所示，在质量为M的细玻璃管中盛放少量乙醚液体，用质量为m的软木塞将管口封闭，加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出，玻璃管悬挂于长为L的轻杆上，轻杆可绕上端O轴无摩擦转动，欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动，在忽略热量损失的条件下，乙醚至少要消耗多少内能？ 2011届高三物理一轮复习 §3.2重力、弹力、摩擦力复习学案 【学习目标】 1、知道重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力及重心的概念。 2、理解弹力的产生条件和方向的判断，及弹簧的弹力的大小计算。 3、理解摩擦力的产生条件和方向的判断，及摩擦的大小计算。 【自主学习】 阅读课本理解和完善下列知识要点 一、力的概念 1．力是。 2．力的物质性是指。 3．力的相互性是，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。 4．力的矢量性是指，形象描述力用。 5．力的作用效果是或。 6．力可以按其和分类。 举例说明： 二、重力 1．概念: 2．产生条件: 3．大小为重力加速度，它的数值在地球上的最大，最小；在同一地理位置，离地面越高，g值。一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力。 4．方向: 。 5．作用点—重心：质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的，物体的重心物体上（填一定或不一定）。 质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用粗略确定。 三、弹力 1．概念: 2．产生条件（1）； （2）。 3．大小：（1）与形变有关，一般用平衡条件或动力学规律求出。 （2 式中的k被称为，它的单位是，它由决定；式中的x是弹簧的。 4．方向：与形变方向相反。 （1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳子且指向的方向； （2）坚硬物体的面与面，点与面接触时，弹力方向接触面（若是曲面则是指其切面），且指向被压或被支持的物体。 （3）球面与球面之间的弹力沿 ，且指向。 （四）、摩擦力 1．产生条件：（1）两物体接触面；②两物体间存在； （2）接触物体间有相对运动（摩擦力）或相对运动趋势（摩擦力）。 2．方向：（1）滑动摩擦力的方向沿接触面和相反，与物体运动方向相同。 （2）静摩擦力方向沿接触面与物体的相反。可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。 3．大小： （1）滑动摩擦力的大小式中的是指，不一定等于物体的重力；式中的μ被称为动摩擦因数，它的数值由决定。 （2）静摩擦力的大小除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力关，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，与正压力成比；静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来进行计算。 【典型例题】 【例1】如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O 点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出 磁场 第三讲 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 一、选择题 1.如右图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时 的速度为v ，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时( ) A ．v 变大 B ．v 变小 C ．v 不变 D ．不能确定 解析： 洛伦兹力虽然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物体与斜面间的正压力变大，故摩擦力变大，损失的机械能增加． 答案： B 2.在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为m 的带正 电小球，在该区域内沿水平方向向右做直线运动，如右图所示，关于 场的分布情况不可能的是( ) A ．该处电场方向和磁场方向垂直 B ．电场竖直向上，磁场垂直纸面向里 C ．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v 垂直 D ．电场水平向右，磁场垂直纸面向里 解析： 带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力，是否受洛伦兹力需具体分析．A 选项中若电场、磁场方向与速度方向垂直，则洛伦兹力与电场力垂直，如果与重力的合力为0就会做直线运动．B 选项中电场力、洛伦兹力都向上，若与重力合力为0，也会做直线运动．C 选项中电场力斜向里侧上方，洛伦兹力向外侧下方，若与重力的合力为0，就会做直线运动．D 选项三个力的合力不可能为0，因此选D. 答案： D 3.地面附近空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直 于纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN 运动，如图所示，由此可判断①如果油滴带正电，它是从M 点运动到N 点；②如果油滴带正电，它是从N 点运动到M 点；③如果水平电场方向向右，油滴是从M 点运动到N 点；④如果水平电场方向向左，油滴是从M 点运动到N 点( ) A ．①③正确 B ．①④正确 C ．②③正确 D ．②④正确 答案： B 4．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的 血流速度．电磁血流计由一对电极a 和b 以及一对磁极N 和S 构成， 磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两 触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如上图所示．由 于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有 微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场， 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV ，磁感应强度的大小为0.040 T ．则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为( ) A ．1.3 m/s ，a 正、b 负 B ．2.7 m/s ，a 正、b 负 C ．1.3 m/s ，a 负、b 正 D ．2.7 m/s ，a 负、b 正 解析： 根据左手定则，可知a 正b 负，所以C 、D 错；因为离子在场中所受合力为零，Bqv ＝U d q ，所以v ＝U Bd ＝1.3 m/s ，A 对B 错． 答案： A高三物理一轮复习教学案1-3、重力、 弹力、摩擦力
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