高三物理一轮复习精品学案:本章学科素养提升
- 格式:docx
- 大小:247.27 KB
- 文档页数:9
本章学科素养提升例1(2020·某某某某市模拟)A、B两辆列车在能见度很低的雾天里在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度v A=10m/s,B车在后,速度v B B车发现A车时就立刻刹车.已知B车在进行刹车测试时发现,若车以30m/s的速度行驶时,刹车后至少要前进1800m才能停下,假设B车刹车过程中加速度恒定.为保证两辆列车不相撞,则能见度至少要达到( ) A.400mB.600mC.800mD.1600m解析解法一基本公式法对B车,由运动学公式有0-v02=2ax,解得a=0-3022×1800m/s22,所以B2,当B车速度减小到v=10m/s时,两车相距最近,此时B车的位移为x1=v2-v B22a,A车的位移x2=v A t,t=v-v Ba,联立解得x1=1600m,x2=800m,能见度至少为Δx=x1-x2=800m,选项C正确.解法二相对运动法对B车,由运动学公式有0-v02=2ax,解得a=0-3022×1800m/s22,选A车为参考系,B车相对A车的初速度为v0相对=v B-v A m/s2,当两车速度相等时相距最近,此时两车不相撞,则以后也不能相撞,所以此时B车相对A车的速度为v相对=0,由运动学公式有v相对2-v0相对2=2ax相对,代入数据得相对位移x相对=800m,选项C正确.解法三图象法对B车,由运动学公式有0-v20=2ax,解得a=0-3022×1800m/s22,作出A、B两车运动过程中的速度—时间图象如图所示,图线的交点的横坐标为两车速度相等的时刻,有t=v A-v Ba=80s,当两车速度相等时相距最近,此时两车不相撞,则以后也不能相撞,由v-t图象与时间轴所围面积表示位移可知,图象中阴影三角形的面积为能见度的最小值,则x min=12×(30-10)×80m=800m,选项C正确.答案 C【方法感悟】解法一注重对过程的分析,抓住两车间距离为极值时速度应相等这一关键条件来求解;解法二通过巧妙地选取参考系,使两车的运动关系变得简明;解法三通过图象使两车的速度和位移关系更直观.运动学问题虽然处理方法较多,但同学们仍要以最为常规的解法为主,如本题的解法一,不必过于纠结其他解法.(1)对于两个质点分别以不同的加速度运动,比较运动快慢问题时可作速度(速率)—时间图象进行辅助分析,此时根据图象“面积”相等这一特征比较时间长短.(2)所描述的物理量做非线性变化时,可先构建一个物理量与另一物理量的线性变化关系图象,如“反比关系可转化为与倒数成正比”,然后应用“面积”含义或斜率的含义即可求解具体问题.例2如图1所示,两光滑斜面的总长度相等,高度也相同,a、b两球由静止从顶端下滑,若球在图上转折点无能量损失,则( )图1A.a球后着地B.b球后着地C.两球同时着地D.两球着地时速度相同【思路追踪】审题关键点思维路径“总长度相同”(1)指出两球运动路程相同“由静止从顶端下滑”(2)指出两球初速度相同“转折点无能量损失”(3)指出两球末速率相等(4)初末速率、路程均相等,可转化到速率—时间图象上比较时间长短解析在同一个v-t图象中作出a、b的速率-时间图线如图所示,由于开始运动时b的加速度较大,则斜率较大;由机械能守恒可知末速率相等,故图线末端在同一水平线上,由于两斜面长度相同,则应使图线与t轴围成的“面积”相等.结合图中图线特点可知b用的时间较少,由此可知A正确,B、C、D错误.答案 A。
第五章 机械能1.在应用机械能守恒定律处理实际问题时,经常遇到像“链条”“液柱”类的物体,其在运动过程中将发生形变,其重心位置相对物体也发生变化,因此这类物体不能再看作质点来处理.2.一般情况下,可将物体分段处理,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置,根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解.例1 如图1所示,一条长为L 的柔软匀质链条,开始时静止在光滑梯形平台上,斜面上的链条长为x 0,已知重力加速度为g ,L <BC ,∠BCE =α,试用x 0、x 、L 、g 、α表示斜面上链条长为x 时链条的速度大小(链条尚有一部分在平台上且x >x 0).图1答案 g L (x 2-x 20)sin α 解析 链条各部分和地球组成的系统机械能守恒,设链条的总质量为m ,以平台所在位置为零势能面,当斜面上链条长为x 时,有-m L x 0g ·12x 0sin α=12mv 2-m L xg ·12x sin α 解得v =g L(x 2-x 20)sin α.1.利用等效法计算势能变化时一定要注意等效部分的质量关系,即根据物体的相对位置关系将物体分成若干段,在应用相关规律求解时要注意对应各部分的质量关系.2.解决涉及重力势能变化的问题时,物体的位置变化要以重心位置变化为准.规范答题要求:适当的文字叙述,突出关键公式,公式符号与题目对应,说明假设的未知量符号.例2 (13分)如图2所示,质量m =2kg 的小球以初速度v 0沿光滑的水平面飞出后,恰好无碰撞地从A 点进入竖直平面内的光滑圆弧轨道,其中B 点为圆弧轨道的最低点,C 点为圆弧轨道的最高点,圆弧AB 对应的圆心角θ=53°,圆半径R =.若小球离开水平面运动到A 点所用时间t =,求:(sin53°=,cos53°=,g =10m/s 2)图2(1)小球沿水平面飞出的初速度v 0的大小.(2)到达B 点时,小球对圆弧轨道的压力大小.(3)小球能否通过圆弧轨道的最高点C ?说明原因.答案 (1)3m/s (2)136N (3)见解析【书面表达过程】 (1)小球离开水平面运动到A 点的过程中做平抛运动,有v y =gt (1分) 根据几何关系可得tan θ=v y v 0(1分)代入数据,解得v 0=3 m/s(1分)(2)由题意可知,小球在A 点的速度v A =v ysin θ(1分) 小球从A 点运动到B 点的过程,满足机械能守恒定律,有12mv A 2+mgR (1-cos θ)=12mv B 2(2分) 设小球运动到B 点时受到圆弧轨道的支持力为F N ,根据牛顿第二定律有 F N -mg =m v 2B R(1分) 代入数据,解得F N =136 N(1分)由牛顿第三定律可知,小球对圆弧轨道的压力大小为F N ′=F N =136 N(1分)(3)假设小球能通过最高点C ,则小球从B 点运动到C 点的过程满足机械能守恒定律,有 12mv B 2=mg ·2R +12mv C 2(2分) 在C 点有F 向=m v 2C R(1分) 代入数据,解得F 向=36 N>mg (1分)所以小球能通过最高点C .。
核心素养提升——科学思维系列(二)“转移研究对象法”的应用1.方法概述:牛顿第三定律确定了物体间相互作用的规律,分析某作用力时,若其受力物体的受力复杂或已知信息较少,而其反作用力的受力物体的受力较简单或已知信息较多时,可考虑应用转移研究对象法.2.应用思路:(1)分析所求力的受力物体的受力情况和已知信息,判断该力是否可以直接求出.(2)若不能直接求出,则转移研究对象,分析待求力的反作用力.(3)求出其反作用力后,由牛顿第三定律确定待求力的大小、方向.(2019·海口模拟)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N【分析】(1)分析建筑材料对绳子的拉力时,可转换为分析绳子对建筑材料的拉力.(2)分析工人对地面的压力时,可转换为分析地面对人的支持力.【解析】设绳子对建筑材料的拉力为F1,F1-mg=ma,F1=m(g+a)=210 N,绳子对人的拉力F2=F1=210 N.人处于静止,则地面对人的支持力F N=m0g-F2=490 N,由牛顿第三定律知:人对地面的压力F N′=F N=490 N,选项B正确.【答案】 B(2019·保定模拟)(多选)如图,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则( )A.箱子对木板的摩擦力方向向右B.木板对地面的摩擦力方向向左C.木板对地面的压力大小为3mgD.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg【分析】(1)分析箱子对木板的摩擦力时,可转换为分析木板对箱子的摩擦力.(2)分析木板对地面的摩擦力和压力时,可转换为分析地面对木板的摩擦力和支持力.【解析】以箱子为研究对象,水平方向上,木板对箱子的摩擦力与人推箱子的力平衡,所以,木板对箱子的摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律,箱子对木板的摩擦力方向向右,选项A正确;以整体为研究对象,地面对木板的支持力与整体所受的重力平衡,所以地面对木板的支持力为3mg,根据牛顿第三定律,木板对地面的压力大小为3mg,选项C正确、D 错误;以整体为研究对象,地面对木板的摩擦力为0,所以木板对地面的摩擦力为0,选项B错误.【答案】AC转换研究对象受力分析的一般步骤(1)合理选取研究对象,一般以受力较少、分析起来较容易的物体为研究对象,有时“整体法”与“隔离法”综合应用.(2)做好对研究对象的受力分析和运动情况分析,确定哪些力是作用力和反作用力.(3)利用牛顿第三定律把已知力或所求力转移至研究对象上,求合力.(4)对于不宜直接分析的物体,如地面,可转而分析与之接触的物体,解出作用力后,再利用牛顿第三定律说明反作用力的大小和方向.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的竖直竿,竿上有一质量为m的人可以看成质点,当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时,竿对地面上的人的压力大小为( B )A.(M+m)g+ma B.(M+m)g-maC.(M+m)g D.(M-m)g解析:对竿上的人分析,根据牛顿第二定律得:mg-f=ma,解得:f=mg-ma,则由牛顿第三定律知人对竿的摩擦力为:f′=f=mg-ma,对竿分析,根据共点力平衡得:N=Mg+f′=(M+m)g-ma.由牛顿第三定律得竿对地面上的人的压力大小为(M+m)g-ma,故B正确,A、C、D错误.2.如图所示,两块小磁铁质量均为0.5 kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10 cm,劲度系数kA、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11 cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,求B对地面的压力大小.(g取10 m/s2)解析:对A受力分析,如图所示,由平衡条件得k(L-L0)+F-mg=0 解得F=4 N故B对A的作用力大小为4 N,方向竖直向上由牛顿第三定律得A对B的作用力F′=F=4 N,方向竖直向下对B受力分析如图所示,由平衡条件得F N-mg-F′=0解得F N=9 N由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N.答案:9 N。
基本模型如图1,两光滑金属导轨在水平面内,导轨间距为L,导体棒的质量为m,回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动,某时刻速度为v0,导体棒在磁场中的运动情况分析如下:图1例1如图2所示,在倾角为θ=37°的斜面内,放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨,该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中,导轨M、P端间接入阻值R1=30Ω的电阻和理想电流表,N、Q端间接阻值为R2=6Ω的电阻.质量为m=0.6kg、长为L=1.5m的金属棒放在导轨上以v0=5m/s的初速度从ab处向右上方滑到a′b′处的时间为t=0.5 s,滑过的距离l=0.5 m.ab处导轨间距L ab=0.8 m,a′b′处导轨间距L a′b′=1 m.若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变,不计金属棒和导轨的电阻.sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:图2(1)此过程中电阻R 1上产生的热量; (2)此过程中电流表的读数; (3)匀强磁场的磁感应强度的大小.解析 (1)因电流表的读数始终保持不变,即感应电动势不变,故BL ab v 0=BL a ′b ′v a ′b ′,代入数据可得v a ′b ′=4m/s ,根据能量守恒定律,得Q 总=12m (v 02-v 2a ′b ′)-mgl sin θ=Q R 1+Q R 2 由Q =U 2R t ,得Q R 1Q R 2=R 2R 1,代入数据解得Q R 1=0.15J.(2)由焦耳定律Q R 1=I 12R 1t 可知,电流表读数I 1=Q R 1R 1t=0.1A. (3)不计金属棒和导轨的电阻,则R 1两端的电压始终等于金属棒与两导轨接触点间的电动势,由E =I 1R 1,E =BL a ′b ′v a ′b ′ 可得B =I 1R 1L a ′b ′v a ′b ′=0.75T.答案 (1)0.15J (2)0.1A (3)0.75T基本模型1.初速度不为零,不受其他水平外力的作用2.初速度为零,一杆受到恒定水平外力的作用例2间距为L=2m的足够长的金属直角导轨如图3所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m=0.1kg 的金属细杆ab、cd与导轨垂直放置形成闭合回路.细杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨的电阻不计,细杆ab、cd接入电路的电阻分别为R1=0.6Ω,R2=0.4Ω.整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出).当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时,cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动,且t=0时,F=1.5N.g=10m/s2.图3(1)求ab杆的加速度a的大小;(2)求当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小;(3)若从开始到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做的功为5.2J,求该过程中ab杆所产生的焦耳热.解析(1)由题可知,在t=0时,F=1.5N对ab 杆进行受力分析,由牛顿第二定律得F -μmg =ma 代入数据解得a =10m/s 2.(2)从d 向c 看,对cd 杆进行受力分析,如图所示,当cd 杆速度最大时,ab 杆的速度大小为v ,有F f =mg =μF N ,F N =F 安,F 安=BIL ,I =BL vR 1+R 2综合以上各式,解得v =2m/s(3)整个过程中,ab 杆发生的位移x =v 22a =222×10m =0.2m对ab 杆应用动能定理,有W F -μmgx -W 安=12m v 2代入数据解得W 安=4.9J 根据功能关系得Q 总=W 安 所以ab 杆上产生的热量Q ab =R 1R 1+R 2Q 总=2.94J. 答案 (1)10m /s 2 (2)2 m/s (3)2.94J。
第十章电磁感觉1.“杆+导轨”模型是电磁感觉问题高考命题的“基本道具”,也是高考的热门,考察的知识点多,题目的综合性强,物理情形变化空间大,是我们复习中的难点.“杆+导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型( “单杆”型为要点) ;导轨搁置方式可分为水平、竖直和倾斜;杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等.2.该模型的解题思路(1)用法拉第电磁感觉定律和楞次定律求感觉电动势的大小和方向;(2)求回路中的电流大小;(3)剖析研究导体受力状况 ( 包括安培力,用左手定章确立其方向) ;(4)列动力学方程或均衡方程求解.例 1如图1甲所示,两根足够长平行金属导轨MN、 PQ相距为 L,导轨平面与水平面夹角为α,金属棒ab 垂直于 MN、PQ搁置在导轨上,且一直与导轨接触优秀,金属棒的质量为m.导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感觉强度大小为B.金属导轨的上端与开关 S、定值电阻R1和电阻箱R2相连.不计全部摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加快度为 g.此刻闭合开关S,将金属棒由静止开释.图 1(1)判断金属棒 ab 中电流的方向;(2) 若电阻箱R2接入电路的阻值为0,当金属棒降落高度为h 时,速度为v,求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q;(3) 当B= 0.40T ,L= 0.50m,α=37°时,金属棒能达到的最大速度v 随电阻箱 R 阻值的变m 2化关系,如图乙所示.取2°= 0.60 ,cos37°= 0.80.1g=10m/s,sin37 求 R 的阻值和金属棒的质量 m.1 2答案(1) b→a (2) mgh-2mv (3)2.0 Ω0.1kg分析(1) 由右手定章可知,金属棒ab 中的电流方向为由 b 到 a.(2)由能量守恒定律知,金属棒减少的重力势能等于增添的动能和电路中产生的焦耳热,即1 2mgh=2mv+ Q11 / 312则 Q= mgh-2mv.(3) 金属棒达到最大速度v m时,切割磁感线产生的感觉电动势:E= BLv mE由闭合电路的欧姆定律得:I =R1+R2从 b 端向 a 端看,金属棒受力如下图金属棒达到最大速度时,知足:mg sinα- BIL=0mg sinα由以上三式得v m=B2L2(R2+R1)由图乙可知:60- 30 - 1 -1 - 1 - 1斜率 k=m·s ·Ω=15m·s ·Ω,2纵轴截距 v=30m/smg sinαmg sinα因此B2 L2 R1= v,B2L2 =k解得 R1=2.0Ω,m=0.1kg.解决此类问题要抓住三点1.杆的稳固状态一般是匀速运动( 达到最大速度或最小速度,此时协力为零) ;2.整个电路产生的电能等于战胜安培力所做的功;3.电磁感觉现象遵照能量守恒定律.剖析电磁感觉图象问题的思路22 / 3例 2如图2,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不一样高度静止开释,用t 1、t 2分别表示线框 ab 边和 cd 边刚进入磁场的时辰.线框着落过程形状不变,ab 边一直保持与磁场水平界限限 OO′平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO′下方磁场地区足够大,不计空气的影响,则以下哪一个图象不行能反应线框着落过程中速度v 随时间 t 变化的规律()图 2答案 A分析线框在 0~t1这段时间内做自由落体运动,v-t 图象为过原点的倾斜直线,t 2以后线框完整进入磁场地区中,无感觉电流,线框不受安培力,只受重力,线框做匀加快直线运动,v- t 图象为倾斜直线.t 1~ t 2这段时间线框遇到安培力作用,线框的运动种类只有三种,即可能为匀速直线运动、也可能为加快度渐渐减小的加快直线运动,还可能为加快度渐渐减小的减速直线运动,而A选项中,线框做加快度渐渐增大的减速直线运动是不行能的,故不行能的 v- t 图象为A选项中的图象.33 / 3。
高三物理一轮复习教学设计一、教学任务及对象1、教学任务本教学设计旨在针对高三学生进行物理一轮复习,全面回顾和巩固高中物理知识点,侧重于对核心概念、原理的理解和应用,以及对常见题型的解题策略指导。
通过本次复习,使学生能够系统地掌握物理知识体系,提高分析问题和解决问题的能力,为高考做好充分准备。
2、教学对象本教学设计针对的教学对象为即将参加高考的高三学生。
他们在之前的学习过程中已经掌握了基本的物理知识和解题技巧,但可能存在知识点的盲区、误区,以及对综合题型解决能力不足等问题。
针对这些特点,本教学设计将采取有针对性的教学策略,帮助学生查漏补缺,提升物理学科素养。
二、教学目标1、知识与技能(1)掌握高中物理的核心概念、原理和公式,如牛顿运动定律、能量守恒定律、电磁学基本定律等;(2)熟悉物理学史,了解物理学家的重要成就,提高学生对物理学科的兴趣;(3)熟练运用物理知识解决实际问题,具备较强的数学运算、图像分析、实验设计能力;(4)能够运用物理知识解释生活中的现象,提高学生的科学素养;(5)掌握常见的物理题型和解题策略,提高解题速度和准确率。
2、过程与方法(1)通过自主探究、合作学习等方式,培养学生主动发现问题和解决问题的能力;(2)运用比较、归纳、演绎等思维方法,提高学生对物理知识的理解和运用能力;(3)采用问题驱动法,激发学生的学习兴趣,引导学生主动思考;(4)注重实验操作和数据处理,培养学生的实践操作能力和科学思维能力;(5)运用信息技术手段,如多媒体、网络资源等,丰富教学手段,提高教学效果。
3、情感,态度与价值观(1)培养学生对物理学科的兴趣和热爱,激发学生的学习内动力;(2)培养学生严谨、勤奋、求实的科学态度,树立正确的价值观;(3)通过学习物理,使学生认识到科学技术的进步对人类社会的重要性,增强学生的社会责任感;(4)培养学生团结协作、互助互爱的精神,提高学生的人际沟通能力;(5)引导学生关注社会热点问题,培养学生关注国家发展、关爱环境的情感。
高中物理学科素养教案
目标:培养学生的物理学习兴趣,提高他们的科学素养和实验能力。
一、培养学生的物理学习兴趣
1. 创设情境:通过引入生活中的实例和问题,引起学生的兴趣和好奇心,提高他们对物理
学科的关注度。
2. 多媒体教学:运用多媒体技术,展示生动形象的实验示例和现象,激发学生的学习热情。
3. 互动讨论:鼓励学生积极参与课堂讨论,提出问题和观点,促进学生之间的思想碰撞,
激发学习动力。
二、提高学生的科学素养
1. 知识整合:引导学生将所学知识联系起来,建立知识体系,培养学生的逻辑思维和综合
分析能力。
2. 实验探究:组织学生进行实验,培养他们观察、实验设计、数据分析和结论推断的能力,提高他们的科学实验技能。
3. 科技应用:引导学生运用科技手段解决实际问题,培养他们的创新意识和实践能力,提
高他们的科学素养。
三、加强学生的实验能力
1. 实验技巧:教授学生正确的实验操作技巧,培养他们的实验技能,提高实验的准确性和
可重复性。
2. 实验设计:引导学生设计更加严谨和创新的实验方案,培养他们的实验设计能力和问题
解决能力。
3. 实验报告:要求学生书写完整清晰的实验报告,培养他们的科学写作能力,提高他们的
表达能力和逻辑思维能力。
总结:通过以上教学方法和手段,可以有效地培养学生的物理学习兴趣,提高他们的科学
素养和实验能力,为他们未来的学习和生活打下坚实的基础。
希望学生在学习物理学科的
过程中,能够认真思考,勇于实践,勇于探索,不断完善自己,追求科学真理。
第二章相互作用一、整体法、隔离法在平衡问题中的应用——“科学思维”之“科学推理”1.如图1所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上。
现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧。
则平衡时两球的可能位置是下面的 ( )图1解析用整体法分析,把两个小球看做一个整体,此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力,两水平力相互平衡,故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向,即细线1一定竖直;再用隔离法,分析乙球受力的情况,乙球受到向下的重力mg,水平向右的拉力F,细线2的拉力F2。
要使得乙球受力平衡,细线2必须向右倾斜。
选项A正确。
答案 A2.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,m1>m2,如图2所示,若三角形木块和两物体都是静止的,则 ( )图2A.粗糙水平面对三角形木块有水平向右的摩擦力B.粗糙水平面对三角形木块有水平向左的摩擦力C.质量为m1的物体对三角形木块有沿斜面向上的摩擦力D.质量为m2的物体对三角形木块有沿斜面向下的摩擦力解析由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,设三角形木块质量为M,则竖直方向受到重力(m1+m2+M)g和支持力F N作用处于平衡状态,受力如图所示,水平方向无任何滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用,故A、B错误;两个物体有沿斜面向下的运动趋势,它们受到沿斜面向上的摩擦力,由牛顿第三定律可知两个物体对三角形木块有沿斜面向下的摩擦力,故C错误,D正确。
答案 D3.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。
在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图3所示是这个装置的截面图。
现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。
素养提升课(六) 动力学方法和能量观点的综合应用题型一 动力学方法和动能定理的应用(2020·7月浙江选考)小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB 和倾角θ=37°的斜轨道BC 平滑连接而成。
质量m =0.1 kg 的小滑块从弧形轨道离地高H =1.0 m 处静止释放。
已知R =0.2 m ,L AB =L BC =1.0 m ,滑块与轨道AB 和BC 间的动摩擦因数均为μ=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O 等高的D 点时对轨道的压力; (2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C 点;(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A 点x 处的质量为2m 的小滑块相碰,碰后一起运动,动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC 上到达的高度h 与x 之间的关系。
(碰撞时间不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)[解析] (1)由机械能守恒定律得mgH =mgR +12mv 2D由牛顿第二定律得F N =mv 2DR=8 N由牛顿第三定律得F N ′=F N =8 N ,方向水平向左。
(2)假设能在斜轨道上到达最高点C ′点,由功能关系得mgH =μmgL AB +μmgL BC ′cos θ+mgL BC ′sin θ得L BC ′=1516m<1.0 m ,故不会冲出。
(3)设滑块运动到距A 点x 处的速度为v ,由动能定理得mgH -μmgx =12mv 2设碰撞后的速度为v ′,由动量守恒定律得mv =3mv ′ 设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h ,由动能定理得-3μmg (L AB -x )-3μmg h tan θ-3mgh =0-12(3m )v ′2得h =16x -548 m(58m<x ≤1 m)h =0(0≤x ≤58m)。
[答案] 见解析【对点练1】 跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一,一简化后的跳台滑雪的雪道示意图如图所示。
高三物理一轮复习全套精品教案完整版一、教学内容1. 力学:牛顿运动定律、曲线运动、万有引力定律、动量与冲量、机械能守恒定律等;2. 热学:内能、热力学第一定律、气体实验定律、热力学第二定律等;3. 电磁学:电场、磁场、电磁感应、交流电、电磁波等;4. 光学:光的传播、反射、折射、波动光学、量子光学等;5. 原子物理:原子结构、原子核、粒子物理等。
二、教学目标1. 理解并掌握物理基本概念、基本定律和基本原理,形成完整的知识体系;2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,提高分析问题和解决问题的能力;3. 培养学生的科学思维和创新意识,提高科学素养。
三、教学难点与重点1. 教学难点:电磁学、光学和原子物理部分的概念和定律较为抽象,学生理解困难;2. 教学重点:力学、热学和电磁学的基本概念、定律和原理,以及实际应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、实物模型、实验器材等;2. 学具:笔记本、教材、习题集、文具等。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过生活实例或实验现象,引发学生对物理现象的好奇心,激发学习兴趣;2. 例题讲解:针对重点和难点知识,选取典型例题进行讲解,引导学生运用所学知识解决问题;3. 随堂练习:布置适量练习题,巩固所学知识,提高解题能力;4. 知识拓展:介绍物理学科前沿动态,拓展学生知识面;六、板书设计1. 知识框架:以图文并茂的形式展示各章节知识结构;2. 关键概念和定律:用不同颜色粉笔标出,突出重点;3. 解题步骤和技巧:简洁明了地呈现解题思路和方法。
七、作业设计1. 作业题目:(1)力学:计算动量和动能的转化关系;(2)热学:分析热力学第一定律的应用;(3)电磁学:推导电磁感应定律;(4)光学:解释光的干涉现象;(5)原子物理:探讨原子结构的发展历程。
2. 答案:详细解答每个题目的答案,并对解题过程进行解析。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:鼓励学生参加物理竞赛、科普活动等,提高物理素养,培养科学精神。
高三物理一轮复习详案教案5篇全面贯彻“三个面向”战略指导思想,渗透和灌输可持续发展的战略思想。
以素质教育为根本宗旨,以培养创新精神和实践能力为重点,充分发挥学生的潜能,提高学生的全面素质和自学能力。
那么在学习物理的过程中有哪些教案会比较好呢?下面是小编为大家整理的5篇高三物理一轮复习详案教案内容,感谢大家阅读,希望能对大家有所帮助!高三物理一轮复习详案教案1功学习目标:1、知识与技能理解做功的两个必要因素。
认识在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功。
理解计算功的公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
2、过程与方法培养学生分析概括推理能力3、情感、态度与价值观乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理教学重点:理解做功的两个必要因素,会用功的公式进行简单计算教学难点:判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功。
学习过程一、创设情境,二、自主学习,合作探究 ,三、展示汇报自学指导一、阅读课本前两段,知道什么是力学中的功,知道力何时能做功.并填写下列空格:如果一个力作用在物体上,物体在________________________,力学里就说这个力做了功.二、观察课本中前三个图,找出三个实例的共同点:____________________课本中的后三个图中,力都没有做功,想一想这些力为什么没有做功?并写出原因:甲图:没有做功的原因是:_____________________________________ ___________.乙图:没有做功的原因是:_____ ___________________________________________.阅读课本第一段,找出力学力所说的功包含的两个必要因素:一个是_______________;另一个是_________________________________________.阅读课本第二段,了解两种不做功的情况,要知道为什么不做功.通过各个实例可知力学里功的两个必要因素缺一不可,必须同时具备,力才做功.课堂达标判断下列说法的正误:(1)只要有力作用在物体上,力就对物体做了功 ( )(2)物体只要移动了距离,就做了功 ( )(3)物体从高处落下重力做了功 ( )(4)有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就做了功 ( )(5)受提着重物在水平地面上行走,人做了功 ( )(6)人用力推车,但车未动,人没有做功 ( )三、阅读课本“功的计算”部分的内容,然后填写下列空白.作用在物体上的力越大,使物体移动的距离越大,力所做的功就___________.在物理学中,把__________________________________________叫做功.功=_____×______________________ ______.公式表示为:________________.符号的意义及单位:W---- 功 -----_________( )F----____-----_________( )S----____-----_________( )在国际单位制中,力的单位是___ ____,距离的单位是________,功的单位是_________,它有一个专门的名称叫做_________,简称_______,符号是______,且1J=_____Nm【典型例题】质量为100kg的物体,在拉力F=200N的作用下沿水平地面前进了10m,则拉力所做的功是多少?五、拓展提升1.已知物体受10N的拉力,并沿拉力方向匀速前进了5m,拉力对物体做功_________J.2.用100N的拉力将重500N的木箱在水平地面上运速移动了5m,拉力做功________J,重力做功为_______J.3.马拉着质量为2000kg的车在平路上前进,马的水平拉力是500N,做了2×105J的功,则马拉车前进了_______m.4.某人沿水平方向用力推着重1500N在水平路面上匀速前进10m,已知受到的阻力为100N,求它推车做的功.5.下面几种情况下,力做了功的是( )A 用力把杠铃举在空中不动B 用力提着水桶水平匀速移动C 用力在斜面上拉车前进D 物体在光滑的平面上运速移动6.一个物体的质量是5kg,用10N的水平拉力在地面上前进了10m,则拉力做的功是_____J,若把物体匀速向上提起10m,则需要的拉力是_______N,拉力所做的功又是_________J.7.起重机将重3×103N的楼板以1m/s的速度举到10m高的三层楼后,又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是( )A 6×103J B9×103J C 3×104J D 3.9×104J8.某同学用50N的力将重10N的足球踢出去15m远,该同学对足球做的功是( )A 750JB 150JC 没有做功D 做了功,但条件不足,无法确定9.两辆车的重力分别是100N和500N,用200N的力都使它们前进了15m,则( )A 拉大车做的功多B 拉小车做的功多C 拉力对两车做的功一样多D 无法比较10.如图所示三种情况下,物体在力F的作用下都沿接触面匀速移动了S的距离,则功的计算公式W=FS( )A 只适于甲B 只适于乙C 只适于甲和丙D 甲、乙、丙都适用11.质量为100kg的物体,在拉力F的作用下沿水平地面匀速前进了5m,物体运动时受到的摩擦力是重力的0.05倍,求拉力F做的功.(g=10N/kg)高三物理一轮复习详案教案2教学目标知识目标使学生了解自然界中水的分布状况;水与工农业生产和人民日常生活的密切关系;水污染的后果及防止水体污染;了解水的组成及物理性质。
第八章恒定电流1.精读题目,找出题目中的要点信息、隐含条件.2.细读题目,明确设问与要点信息、隐含条件的联系.3.将设问与题目信息用相关知识连接,列方程求解.例1(多项选择)如图1所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,以下结论正确的选项是()图1A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω【思想流程】答案AD剖析U-I图线在纵轴上的截距等于电源的电动势,即E=6.0V,由于该电源的U-I图象的纵轴坐标不是从零开始的,所示横轴上的截距0.5A其实不是电源的短路电流,电源的内阻应按斜率的绝对值计算,即r=|ΔUΔI|=6.0-5.00.5-0Ω=2Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I=0.3A时,外电阻R=EI-r=18Ω.应选项A、D正确.1.U-I图象中,图线与纵轴的交点表示电路断开时的情况,其值为电源电动势E;图线与横轴的交点表示外电路发生短路时的电流,即I短=Er;图线斜率的绝对值表示电源的内阻.2.对于U-I图象中纵坐标(U)不从零开始的情况,图线与横轴的交点坐标小于短路电流,但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻.1.找原型:先依照实验目的和给出的条件把教材中的实验原型在脑筋中完满地重现出来;2.做比较:将实验中所给的器材与原型中器材进行比较,看一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求;再看一下多给了什么器材,注意多给的器材可能就是解决问题的要点;3.定方案:依照比较结果设计电路.例2欲测量一个电流表的内阻,依照以下要求来选择器材并设计电路:a.无论怎样调治变阻器,电流表都不会超量程.b.有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.现备有以下器材:A.待测电流表(量程3mA,内阻约为50Ω)B.电压表(量程3V,内阻未知)C.电流表(量程15mA,内阻为10Ω)D.保护电阻R=120ΩE.直流电源E(电动势2V,内阻忽略不计)F.滑动变阻器(总阻值10Ω,额定电流0.5A)G.开关一个,导线若干(1)在以上供应的器材中,除A、E、F、G以外,还应选择________、________(填字母代号).(2)请画出吻合要求的实验电路图.答案(1)C D(2)见解析图剖析依照题中给出的备用器材,选择伏安法测量电流表的内阻.选择内阻已知的电流表作为电压表,选择保护电阻R与并联的两个电流表串通.由于电流表两端电压最大只有0.15V,滑动变阻器最大电阻只有10Ω,所以选择分压电路,电路图以下列图.在设计性实验或改编类实验中经常用到电表的取代和改装,常用到的取代或改装有:(1)内阻已知的电压表相当于小量程的电流表;(2)内阻已知的电流表则相当于小量程的电压表;(3)矫捷电流计串大电阻改装成电压表;(4)矫捷电流计并小电阻改装成电流表;(5)电阻箱与电流表串通相当于电压表;(6)电阻箱与电压表并联相当于电流表;(7)内阻较小的电源串通定值电阻相当于内阻较大的电源.。
第七章静电场规范答题要求:必要过程的叙述、遵循规律的叙述、假设物理量的叙述. 例1如图1所示,A、B为两块平行金属板,图1B板小孔时的速度多大?为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板,“等效法”在电场中的应用处理带电粒子在“等效力场”中的运动,要关注以下两点:一是对带电粒子进行受力分析时,注意带电粒子受到的电场力的方向与运动方向所成的夹角是锐角还是钝角,从而决定电场力做功情况;二是注意带电粒子的初始运动状态.1.等效重力法.将重力与电场力进行合成,如图2所示,则F 合为等效重力场中的“重力”,g ′=F 合m为等效重力场中的“等效重力加速度”,F 合的方向等效为“重力”的方向,即在等效重力场中的竖直向下方向.图22.物理最高点与几何最高点.在“等效力场”做圆周运动的小球,经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界速度问题.小球能维持圆周运动的条件是能过最高点,而这里的最高点不一定是几何最高点,而应是物理最高点.例2 如图3所示,在竖直边界线O 1O 2左侧空间存在一竖直向下的匀强电场,电场强度E =100N/C ,电场区域内有一固定的粗糙绝缘斜面AB ,其倾角为30°,A 点距水平地面的高度为h =4m .BC 段为一粗糙绝缘平面,其长度为L =3m .斜面AB 与水平面BC 由一段极短的光滑小圆弧连接(图中未标出),竖直边界线O 1O 2右侧区域固定一半径为R =0.5m 的半圆形光滑绝缘轨道,CD 为半圆形光滑绝缘轨道的直径,C 、D 两点紧贴竖直边界线O 1O 2,位于电场区域的外部(忽略电场对O 1O 2右侧空间的影响).现将一个质量为m =1kg 、电荷量为q =0.1C 的带正电的小球(可视为质点)在A 点由静止释放,且该小球与斜面AB 和水平面BC 间的动摩擦因数均为μ=35.求:(g 取10m/s 2)图3(1)小球到达C 点时的速度大小; (2)小球到达D 点时所受轨道的压力大小; (3)小球落地点距离C 点的水平距离. 答案 (1)210m/s (2)30N (3)2m解析 (1)以小球为研究对象,由A 点至C 点的运动过程中,根据动能定理可得(mg +Eq )h -μ(mg +Eq )cos 30°h sin 30°-μ(mg +Eq )L =12mv 2C -0,解得v C =210 m/s.(2)以小球为研究对象,在由C 点至D 点的运动过程中, 根据机械能守恒定律可得 12mv 2C =12mv 2D +mg ·2R 在最高点以小球为研究对象,可得F N +mg =m v2D R ,解得F N =30 N ,v D =2 5 m/s.(3)设小球做类平抛运动的加速度大小为a ,根据牛顿第二定律可得mg +qE =ma ,解得a =20 m/s 2假设小球落在BC 段,则应用类平抛运动的规律列式可得x =v D t,2R =12at 2,解得x = 2 m < 3 m ,假设正确.。
第三章牛顿运动定律纵观全国近几年的高考试题,以图象的方式观察牛顿第二定律是一类很重要的题目,此类问题要求考生具备理解图象所恩赐的信息和破译图象信息的能力,图象的形式以v-t、a-t、F-t图象居多,观察最多的是v-t图象,题型既有选择题也有计算题,难度中等.1.明确常有图象的意义,以下表:v-t 图象依照图象的斜率判断加速度的大小和方向,进而依照牛顿第二定律求解合外力F-a图象第一要依照详尽的物理情况,对物体进行受力解析,尔后依照牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,依照函数关系式结合图象,明确图象的斜率、截距或面积的意义,进而由图象给出的信息求出未知量a-t图象要注意加速度的正负,正确解析每一段的运动情况,尔后结合物体受力情况依照牛顿第二定律列方程F-t图象要结合物体碰到的力,依照牛顿第二定律求出加速度,解析每一时间段的运动性质2.图象类问题的实质是力与运动的关系问题,以牛顿第二定律F=ma为纽带,理解图象的种类,图象的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义.运用图象解决问题一般包括两个角度:(1)用给定图象解答问题;(2)依照题意作图,用图象解答问题.在实质的应用中要建立物理情况与函数、图象的相互变换关系.例1(多项选择)(2015·课标全国Ⅰ·20)如图1(a),一物块在t=0时辰滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()图1A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度答案 ACD解析 由v -t 图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a =v 0t 1,依照牛顿第二定律得mg sin θ+μmg cos θ=ma ,即g sin θ+μg cos θ=v 0t 1.同理向下滑行时g sin θ-μg cos θ=v 1t 1,两式联立得sin θ=v 0+v 12gt 1,μ=v 0-v 12gt 1cos θ,可见能计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数,选项A 、C 正确;物块滑上斜面时的初速度v 0已知,向上滑行过程为匀减速直线运动,末速度为0,那么平均速度为v 02,因此沿斜面向上滑行的最远距离为x =v 02t 1,依照斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为x sin θ=v 02t 1×v 0+v 12gt 1=v 0(v 0+v 1)4g ,选项D 正确;仅依照v -t 图象无法求出物块的质量,选项B 错误.关注图象中的函数关系及特别值在图象问题中,无论是读图还是作图,都应尽量先建立函数关系,尔后依照函数关系读取图象信息也许描点作图.作图时,经常只需确定一个或两个特别点的坐标(如变力F 的最小值F min 和最大值F max 、抛物线的极点和任意点、圆的圆心等),即可依照函数关系连线作图.当不能够定量确定函数关系时,特别值的判断特别重要,读图时,要注妄图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横轴包围的“面积”等所对应的物理意义,尽可能多地提取解题信息.例2 (16分)如图2甲所示,质量M =1kg 的木板静止在粗糙的水平川面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m =1kg 、大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,g 取10m/s 2,试求:图2(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?(2)若在铁块右端施加一个从零开始连续增大的水平向右的力F,假设木板足够长,在图乙中画出铁块碰到木板的摩擦力F f2随拉力F大小变化而变化的图象.【思想流程】答案(1)1s(2)见解析图【书面表达过程】(1)对铁块应用牛顿第二定律:F-μ2mg=ma1,加速度大小a1=F-μ2mgm=4 m/s2,(2分)对木板应用牛顿第二定律:μ2mg-μ1(M+m)g=Ma2,加速度大小a2=μ2mg-μ1(M+m)gM=2 m/s2,(2分)设经过时间t铁块运动到木板的右端,则有12a1t 2-12a2t2=L,解得t=1 s.(2分)(2)①当F≤μ1(mg+Mg)=2 N时,M、m相对静止且对地静止,F f2=F;(3分)②设F =F 1时,M 、m 恰保持相对静止,此时系统的加速度a =a 2=2 m/s 2, 以系统为研究对象,依照牛顿第二定律有F 1-μ1(M +m )g =(M +m )a ,解得F 1=6 N.因此,当2 N <F ≤6 N 时,M 、m 相对静止,系统向右做匀加速运动,其加速度a =F -μ1(M +m )g M +m=F 2-1 以M 为研究对象,依照牛顿第二定律有F f2′-μ1(M +m )g =Ma ,F f2=F f2′,解得F f2=F 2+1.(4分)③当F >6 N 时,M 、m 发生相对运动,F f2=μ2mg =4 N.以下列图.(3分)1.本题是一道滑块-木板模型的动力学问题,第一要在审题析题方面定准位,尔后依照此类题型特点,追求解决问题的打破口.2.由于本题还要作图象,它又是一道图象信息题,因此第(2)问的解答可是作出图象而没有解析过程是不规范的.3.规范要求必要的文字说明和重要规律应用的原型表达式.1.实验器材的改进(1)气垫导轨(不用平衡摩擦力)――→取代长木板(如图3)图3(2)利用光电门测速度(如图4)图4(3)利用位移传感器测位移(如图5)图52.数据测量的改进⎪⎪⎪⎪测定经过的时间,由a =12x [(d t 2)2-(d t 1)2]—求出加速度小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机获取 —――→取代经过打点纸带求加速度3.实验的拓展延伸以“研究加速度与力、质量的关系”为背景测量物块与木板间的动摩擦因数. 例3 甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验.已知重力加速度为g .图6(1)甲同学所设计的实验装置如图6甲所示.其中A 为一质量为M 的长直木板,B 为木板上放置的质量为m 的物块,C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计.实验时用力将A 从B 的下方抽出,经过C 的读数F 1即可测出动摩擦因数.则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为________.(2)乙同学的设计如图乙所示.他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A、B两个光电门,与光电门相连的计时器能够显示带有遮光片的物块在此间的运动时间,与超出定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩地方受的拉力.实验时,多次改变砂桶中砂的质量,每次都让物块从凑近光电门A处由静止开始运动,读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t.在坐标系中作出F-1t2的图线如图丙所示,图线的斜率为k,与纵轴的截距为b,与横轴的截距为c.因乙同学不能够测出小车质量,故该同学还应该测出的物理量为______.依照该测量物理量及图线信息可知物块和长木板之间的动摩擦因数表达式为______.答案(1)A与B F1mg(2)光电门A、B之间的距离x2xbkg解析(1)当A达到牢固状态时B处于静止状态,弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力F f大小相等,B对木板A的压力大小等于B的重力mg,由F f=μF N得,μ=F fF N=F1mg,为A与B之间的动摩擦因数.(2)物块由静止开始做匀加速运动,位移x=12at2.可得:a=2x t2依照牛顿第二定律得对于物块,F合=F-μmg=ma则:F=2mxt2+μmg则图线的斜率为:k=2mx,纵轴的截距为:b=μmg;k与摩擦力可否存在没关,物块与长木板间的动摩擦因数为:μ=bmg=2xbkg.。
明确目标 确定方向 1光的折射定律 2光的全反射 3光的干涉和衍射 4光的偏振【知识回归】 回归课本 夯实基础第一部分基础知识梳理 一、光的折射定律 折射率1.折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象,如图所示。
(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式:sin θ1sin θ2=n 12,式中n 12是比例常数。
(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率。
定义式:n =sin θ1sin θ2。
(2)物理意义:折射率n 反映介质的光学特性,不能说n 与sin θ1成正比,与sin θ2成反比,n 由介质本身的光学性质和光的频率决定。
二、全反射(1)定义:光从光密介质射入光疏介质时,当入射角增大到某一角度,折射光线消失,只剩下反射光线的现象。
(2)条件:①光从光密介质射向光疏介质。
②入射角大于等于临界角。
(3)临界角:折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C ,由n =sin 90°sin C ,得sin C =1n。
介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。
学习目标三光的干涉1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
2.条件:两束光的频率相同、相位差恒定。
(1)单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹。
(2)通过亮条纹中心的位置x =±k ldλ(k =0,1,2…),得相邻的亮条纹(或暗条纹)之间距离Δx 与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝间距离l 的关系为Δx =l dλ。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。
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
解决问题的突破口,此称为破题能力.在本章有一类典型的共点力平衡问题,即轻绳套光滑轻环的动态平衡分析问题,如图3所示.
图3
绳上套的是光滑轻环,作用在绳上形成“活结”,此时绳上的拉力处处相等,平衡时与水平面所成夹角相等,即α=β.当动点P 移至P ′时,绳长保持不变,夹角α=β也保持不变,Q 移至Q ′,这与绳“死结”模型截然不同. 此类问题破题关键有两点:
(1)不计轻环与绳间的摩擦时,左右两段绳中张力相等,左右两段绳与竖直方向的夹角也相等. (2)总绳长度不变时,sin θ=d
l ,绳中张力和绳与竖直方向的夹角θ随两悬点水平距离d 的变化
而变化.
例
3如图4所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图.一根轻绳跨过光滑的动滑轮,轻绳的一端系在位置A处,动滑轮的下端挂上重物,轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处,起吊重物前,重物处于静止状态.起吊重物过程是这样的:先让吊钩从位置C竖直向上缓慢地移动到位置B,然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D,最后把重物卸在某一个位置.则关于轻绳上的拉力大小变化情况,下列说法正确的是()
图4
A.吊钩从C向B移动过程中,轻绳上的拉力不变
B.吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力变小
C.吊钩从C向B移动过程中,轻绳上的拉力变大
D.吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力不变
解析由C到B时,两绳夹角不变,故绳子拉力不变,由B到D时,两绳夹角θ增大,
2F T cos θ
2
=mg ,绳子拉力变大.故A 正确.
答案 A
例
4
(2018·河南豫南九校质量测评)如图5所
示,竖直放置的“
”形支架上,一根不可伸长的轻绳通过不计摩擦的轻质滑轮悬挂一重
物G ,现将轻绳的一端固定于支架上的A 点,另一端从B 点(与A 点等高)沿支架缓慢地向C 点靠近,则绳中拉力大小变化的情况是( )
图5
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变大后变小
解析因不计轻质滑轮的摩擦,故悬挂重物的左右两段轻绳的拉力大小相等,由平衡条件可知,两绳与竖直方向的夹角大小相等,设均为θ,则有2F T cosθ=G.设左右两段绳长分别为l1、
l2,两竖直支架之间的距离为d,则有l1sinθ+l2sinθ=d,得:sinθ=d
l1+l2
,在悬点B竖直向上移至C点的过程中,虽然l1、l2的大小均变化,但l1+l2不变,故θ不变,F T不变,C正确.
答案 C。