2019届高考物理二轮复习教案 二轮图像专题2.0版
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2019-2020年高考物理二轮复习专题02牛顿运动定律与直线运动教学案(含解析)牛顿第二定律是高考中每年必考的热点内容,既会单独考查,又会与电磁学内容结合考查学生的综合处理问题的能力.近几年高考主要考查匀变速直线运动的公式、规律及运动图象的应用,题型多以选择题和计算题为主,题目新颖,与生活实际XXX密切.考查直线运动和力的关系时大多综合牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析等内容. 牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。
对这部分内容的考查非常灵活,选择、实验、计算等题型均可以考查。
其中用整体法和隔离法处理问题,牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题,物体的平衡条件等都是高考热点;对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。
另外,牛顿运动定律在实际中的应用很多,如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等等,应用非常广泛,尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题,这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度,而且还能考查考生从材料、信息中获取要用信息的能力,因此备受命题专家的青睐。
一、匀变速直线运动的规律1.匀变速直线运动的公式2.匀变速直线运动的规律的应用技巧(1)任意相邻相等时间内的位移之差相等,即Δx=x2-x1=x3-x2=…=aT2,x m-x n=(m-n)aT2.(2)某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,即v t/2=(3)对于初速度为零的匀变速直线运动,可尽量利用初速度为零的运动特点解题.如第n秒的位移等于前n秒的位移与前n-1秒的位移之差,即x′n=x n-x n-1=an2-a(n-1)2=a(2n-1).(4)逆向思维法:将末速度为零的匀减速直线运动转换成初速度为零的匀加速直线运动处理.末速度为零的匀减速直线运动,其逆运动为初速度为零的匀加速直线运动,两者加速度相同.如竖直上抛运动上升阶段的逆运动为自由落体运动,竖直上抛运动上升阶段的最后1 s内的位移与自由落体运动第1 s的位移大小相等.(5)加速度不变的匀减速直线运动涉及反向运动时(先减速后反向加速),可对全过程直接应用匀变速运动的规律解题.如求解初速度为19.6 m/s的竖直上抛运动中3 s末的速度,可由v t=v0-gt直接解得v t=-9.8 m/s,负号说明速度方向与初速度相反.3.图象问题(1)两种图象(2)v-t图象的特点①v-t图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方代表的是“正方向”,t轴下方代表的是“负方向”,所以v-t图象只能描述物体做“直线运动”的情况,不能描述物体做“曲线运动” 的情况.②v-t图象的交点表示同一时刻物体的速度相等.③v-t图象不能确定物体的初始位置.(3)利用运动图象分析运动问题要注意以下几点①确定图象是v-t图象还是x-t图象.②明确图象与坐标轴交点的意义.③明确图象斜率的意义:v-t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向;x-t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的速度,斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负反映了速度的方向.④明确图象与坐标轴所围的面积的意义.⑤明确两条图线交点的意义.二、牛顿第二定律的四性性质内容瞬时性力与加速度同时产生、同时消失、同时变化同体性在公式F=ma中,m、F、a都是同一研究对象在同一时刻对应的物理量矢量性加速度与合力方向相同当物体受几个力的作用时,每一个力分别产生的加速度只与此力有关,独立性与其他力无关;物体的加速度等于所有分力产生的加速度分量的矢量和三、超重与失重1.物体具有向上的加速度(或具有向上的加速度分量)时处于超重状态,此时物体重力的效果变大.2.物体具有向下的加速度(或具有向下的加速度分量)时处于失重状态,此时物体重力的效果变小;物体具有向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态,此时物体重力的效果消失.注意:①重力的效果指物体对水平面的压力、对竖直悬绳的拉力以及浮力等;②物体处于超重或失重(含完全失重)状态时,物体的重力并不因此而变化.四、力F与直线运动的关系五、匀变速直线运动规律的应用匀变速直线运动问题,涉及的公式较多,求解方法较多,要注意分清物体的运动过程,选取简洁的公式和合理的方法分析求解,切忌乱套公式,一般情况是对任一运动过程寻找三个运动学的已知量,即知三求二,若已知量超过三个,要注意判断,如刹车类问题,若已知量不足三个,可进一步寻找该过程与另一过程有关系的量,或该物体与另一物体有关系的量,一般是在时间、位移、速度上有关系,然后联立关系式和运动学公式求解,且解题时一定要注意各物理量的正负.六、追及、相遇问题1.基本思路2.追及问题中的临界条件(1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动):①当两者速度相等时,若追者位移仍小于被追者位移,则永远追不上,此时两者间有最小距离.②若两者速度相等时,两者的位移也相等,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件.③若两者位移相等时,追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时两者间距离有一个较大值.(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动):①当两者速度相等时有最大距离.②当两者位移相等时,即后者追上前者.3.注意事项(1)追者和被追者速度相等是能追上、追不上或两者间距最大、最小的临界条件.(2)被追的物体做匀减速直线运动时,要判断追上时被追的物体是否已停止.七、动力学的两类基本问题1.已知物体的受力情况,确定物体的运动情况处理方法:已知物体的受力情况,可以求出物体的合外力,根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度,再利用物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度,也就是确定了物体的运动情况.2.已知物体的运动情况,确定物体的受力情况处理方法:已知物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,由此推断物体受力情况.八、动力学中的临界问题解答物理临界问题的关键是从题述信息中寻找出临界条件.许多临界问题题述中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“恰好不相撞”、“恰好不脱离”……词语对临界状态给出暗示.也有些临界问题中不显含上述常见的“临界术语”,但审题时会发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态.审题时,一定要抓住这些特定的词语,明确含义,挖掘内涵,找出临界条件.高频考点一运动图象问题例1. (多选)甲、乙两辆汽车在平直公路上做直线运动,t=0时刻两汽车同时经过公路旁的同一个路标.此后两车运动的速度-时间图象 (v-t图象)如图所示,则关于两车运动的说法中正确的是( )A.0~10 s时间内,甲、乙两车在逐渐靠近B.5~15 s时间内,甲、乙两车的位移大小相等C.t=10 s时两车的速度大小相等、方向相反D.t=20 s时两车在公路上相遇【变式探究】若货物随升降机运动的v-t图象如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是( )解析:选B.根据v-t图象可知电梯的运动情况:加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升,根据牛顿第二定律F-mg=ma可判断支持力F的变化情况:失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重,故选项B正确.高频考点二动力学规律的应用例2、xx年1月9日,合肥新年车展在明珠广场举行,除了馆内的展示,本届展会还在外场举办了汽车特技表演,某展车表演时做匀变速直线运动的位移x与时间t的关系式为x=8t+3t2,x 与t的单位分别是m和s,则该汽车( )A.第1 s内的位移大小是8 mB.前2 s内的平均速度大小是28 m/sC.任意相邻1 s内的位移大小之差都是6 mD.任意1 s内的速度增量都是3 m/s答案 C【变式探究】为研究运动物体所受的空气阻力,某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块,并在滑块上固定一个高度可升降的风帆,如图甲所示.他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,下滑过程中帆面与滑块运动方向垂直.假设滑块和风帆总质量为m.滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,风帆受到的空气阻力与风帆的运动速率成正比,即F f=kv.(1)写出滑块下滑过程中加速度的表达式;(2)求出滑块下滑的最大速度,并指出有哪些措施可以减小最大速度;(3)若m=2 kg,斜面倾角θ=30°,g取10 m/s2,滑块从静止下滑的速度图象如图乙所示,图中的斜线为t=0时v-t图线的切线,由此求出μ、k的值.(计算结果保留两位有效数字) 解析(1)由牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ-kv=ma解得:a =g sin θ-μg cos θ-kv m(2)当a =0时速度最大,v m =mg sin θ-μcos θk减小最大速度的方法有:适当减小斜面倾角θ;风帆升起一些. (3)当v =0时,a =g sin θ-μg cos θ=3 m/s 2解得:μ=2315≈0.23,最大速度v m =2 m/s ,v m =mg sin θ-μcos θk=2 m/s解得:k =3.0 kg/s答案 (1)a =g sin θ-μg cos θ-kv m(2)mg sin θ-μcos θk适当减小斜面倾角θ(保证滑块能静止下滑);风帆升起一些(3)0.23 3.0 kg/s 高频考点三 连接体问题例3.(多选)如图所示,质量为m A 的滑块A 和质量为m B 的三角形滑块B 叠放在倾角为θ的斜面体上,B 的上表面水平.用水平向左的力F 推斜面体,使它们从静止开始以相同的加速度a 一起向左加速运动,由此可知( )A .B 对A 的摩擦力大小等于m A a B .斜面体与B 之间一定有摩擦力C .地面与斜面体之间一定有摩擦力D .B 对斜面体的压力可能等于(m A +m B )a 2+g 2【变式探究】(多选)如图所示的装置为在摩擦力不计的水平桌面上放一质量为m 乙=5 kg 的盒子乙,乙内放置一质量为m 丙=1 kg 的滑块丙,用一质量不计的细绳跨过光滑的定滑轮将一质量为m 甲=2 kg 的物块甲与乙相连接,其中连接乙的细绳与水平桌面平行.现由静止释放物块甲,在以后的运动过程中,盒子乙与滑块丙之间没有相对运动,假设整个运动过程中盒子始终没有离开水平桌面,重力加速度g =10 m/s 2.则( )A .细绳对盒子的拉力大小为20 NB .盒子的加速度大小为2.5 m/s 2C .盒子对滑块丙的摩擦力大小为2.5 ND .定滑轮受到细绳的作用力为30 N解析:选BC.假设绳子拉力为F T ,根据牛顿第二定律,对甲,有m 甲g -F T =m 甲a ;对乙和丙组成的整体,有F T =(m 乙+m 丙)a ,联立解得F T =15 N ,a =2.5 m/s 2,A 错误,B 正确;对滑块丙受力分析,受重力、支持力和静摩擦力作用,根据牛顿第二定律,有F f =m 丙a =1×2.5 N=2.5 N ,C 正确;绳子的张力为15 N ,由于滑轮两侧绳子垂直,根据平行四边形定则,其对滑轮的作用力为15 2 N ,所以D 错误.1.xx·浙江卷] 如图13所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为v 的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为M 0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比.当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t 0,输出电压为U 0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t ,输出电压为U ,则该同学的身高和质量分别为( )图13A .v (t 0-t ),M 0U 0U B.12v (t 0-t ),M 0U 0U C .v (t 0-t ),M 0U 0(U -U 0)D.12v (t 0-t ),M 0U 0(U -U 0)2.xx·全国卷Ⅱ] 两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则( )A .甲球用的时间比乙球长B .甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C .甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D .甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD 【解析】 设f =kR ,则由牛顿第二定律得F 合=mg -f =ma ,而m =43πR 3·ρ,故a =g -k43πR 2·ρ,由m 甲>m 乙、ρ甲=ρ乙可知a 甲>a 乙,故C 错误;因甲、乙位移相同,由v 2=2ax可知,v 甲>v 乙,B 正确;由x =12at 2可知,t 甲<t 乙,A 错误;由功的定义可知,W 克服=f ·x ,又f 甲>f乙,则W 甲克服>W 乙克服,D 正确.3. xx·全国卷Ⅲ] 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为( )A.s t 2B.3s 2t2 C.4s t 2 D.8s t24.xx·四川卷] 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面.一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止.已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍.货物与货车分别视为小滑块和平板,取cos θ=1,sin θ=0.1,g=10 m/s2.求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度.图1【答案】(1)5 m/s2,方向沿制动坡床向下(2)98 m【解析】 (1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数μ=0.4,受摩擦力大小为f,加速度大小为a1,则f+mg sin θ=ma1f=μmg cos θ联立以上二式并代入数据得a1=5 m/s2a1的方向沿制动坡床向下.5.xx·全国卷Ⅰ] 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v t 图像如图1所示.已知两车在t =3 s 时并排行驶,则( )图1A .在t =1 s 时,甲车在乙车后B .在t =0时,甲车在乙车前7.5 mC .两车另一次并排行驶的时刻是t =2 sD .甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m【答案】 BD 【解析】在t =3 s 时,两车并排,由图可得在1~3 s 两车发生的位移大小相等,说明在t =1 s 时,两车并排,由图像可得前1 s 乙车位移大于甲车位移,且位移差Δx =x 2-x 1=5+102×1 m=7.5 m ,在t =0时,甲车在乙车前7.5 m ,选项A 、C 错误,选项B 正确;在1~3 s 两车的平均速度v =v 1+v 22=20 m/s ,各自的位移x =v 1+v 22t =40 m ,选项D 正确. 6.xx·天津卷](2)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.①实验中,必要的措施是________.图1A .细线必须与长木板平行B .先接通电源再释放小车C .小车的质量远大于钩码的质量D .平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图1所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s 1=3.59 cm ,s 2=4.41 cm ,s 3=5.19 cm ,s 4=5.97 cm ,s 5=6.78 cm ,s 6=7.64 cm ,则小车的加速度a =________m/s 2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B 点时小车的速度v B =________m/s.(结果均保留两位有效数字) 图1【答案】 ①AB ②0.80 0.40②两点的时间间隔为0.1 s ,由逐差法可以得出a =s 6+s 5+s 4-s 3-s 2-s 19T 2=0.80 m/s 2,打点计时器在打B 点时小车的速度v B =s 1+s 22T=0.40 m/s. 7.xx·江苏卷] 小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度v 和位置x 的关系图像中,能描述该过程的是( )图1【答案】A 【解析】 由于取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,位置总是大于零且最远只能到刚下落处,不会无限增加,选项C 、D 错误;小球与地面碰撞后做竖直上抛运动,此时位移的数值就代表小球的位置x ,加速度a =-g ,根据运动学公式v 2-v 20=2ax 得v 2=v 20-2gx ,这里v 0为做竖直上抛运动的初速度,是定值,故v x 图像是抛物线,故选项B 错误,选项A 正确.8.xx·全国卷Ⅰ] 一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )A .质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B .质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C .质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D .质点单位时间内速率的变化量总是不变9. xx·全国卷Ⅱ] 两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则( )A .甲球用的时间比乙球长B .甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C .甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D .甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD 【解析】 设f =kR ,则由牛顿第二定律得F 合=mg -f =ma ,而m =43πR 3·ρ,故a =g -k43πR 2·ρ,由m 甲>m 乙、ρ甲=ρ乙可知a 甲>a 乙,故C 错误;因甲、乙位移相同,由v 2=2ax 可知,v 甲>v 乙,B 正确;由x =12at 2可知,t 甲<t 乙,A 错误;由功的定义可知,W 克服=f ·x ,又f 甲>f 乙,则W 甲克服>W 乙克服,D 正确.10.xx·全国卷Ⅱ] 如图1,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O 点,另一端与小球相连.现将小球从M 点由静止释放,它在下降的过程中经过了N 点.已知在M 、N 两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM <∠OMN <π2.在小球从M 点运动到N 点的过程中( )图1A .弹力对小球先做正功后做负功B .有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C .弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D .小球到达N 点时的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差11. xx·全国卷Ⅲ] 如图1所示,在竖直平面内有由14圆弧AB 和12圆弧BC 组成的光滑固定轨道,两者在最低点B 平滑连接.AB 弧的半径为R ,BC 弧的半径为R 2.一小球在A 点正上方与A 相距R4处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.(1)求小球在B 、A 两点的动能之比;(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点.图1【答案】(1)5 (2)能。
高考物理复习第一讲 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 Nf arcctg 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。
【模块标题】天体运动【模块目标】块讲解】【常规讲解】1:有关公式的运用及表面重力加速度(三星)【授课流程】步骤①复习开普勒三大定律,着重讲解第三定律的定量计算问题【参考讲解】开普勒三大定律涉及的三方面,尤其是第三定律会涉及到定量计算,在高考题目中也曾出现过,所以这部分的复习主要集中在第三定律的讲解上。
配题逻辑:开普勒周期定律的运用例题1.(2010全国新课标卷)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看做圆轨道。
下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。
图中坐标系的横轴是lg (T /T 0) ,纵轴是lg (R /R 0);这里T 和R 分别是行星绕太阳运行周期和相应的圆轨道半径,T 0和R 0 分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。
下列4幅图中正确的是【讲解】BR 、T 、E k 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积.下列关系式正确的有()A .T A >TB B .E k A >E k BC .S A =S BD .配题逻辑:星体表面g 值例题2.(2014年 全国卷2)假设地球可视为质量均匀分布的球体。
已知地球表面重力加速度在两极的大小为g 0;在赤道的大小为g ;地球自转的周期为T ;引力常量为G 。
地球的密度为 A .o g g g GT -23π B .gg g GT o -23π C. 23GT π D .g g GT o23π配题逻辑:内部g 值练习2-1.【2012·新课标全国卷】假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。
一矿井深度为d 。
已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。
矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 1d R -1dR +2()R d R - D .2()R R d -配题逻辑:利用黄金代换式求解天体中运动学问题练习2-2.(2015·海南卷·6)若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们在水平方向运动的距离之比为2∶7,已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R .由此可知,该行星的半径约为( )A .1RB .7RC .2R D.7R=2g g 行行地步骤③天体有关公式的运用中包含涉及有关运动学基本公式的运用,并写出板书【参考讲解】天体运动过程中对于常见的五个公式的考察频率相对较高,而解决这种问题时着重帮助学生去理清各物理的关系,最好画出图形帮助理解。
高三物理教案:第二轮专题备课复习教案以下是为大家整理的关于《高三物理教案:第二轮专题备课复习教案》,供大家学习参考!本文题目:高三物理教案:第二轮专题备课复习教案〓专题〓高考物理实验全攻略知识结构:自然科学是实验性科学,物理实验是物理学的重要组成部分.理科综合对实验能力提出了明确的要求,即是“设计和完成实验的能力”,它包含两个方面:Ⅰ.独立完成实验的能力.(1)理解实验原理、实验目的及要求;实验原理中学要求必做的实验可以分为4个类型:练习型、测量型、验证型、探索型.对每一种类型都要把原理弄清楚.应特别注意的问题:验证机械能守恒定律中不需要选择第一个间距等于2mm的纸带.这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关,启动打点计时器,待打点计时器的工作稳定后,再释放重锤,使它自由落下,同时纸带打出一系列点迹.按这种方法操作,在未释放纸带前,打点计时器已经在纸带上打出点迹,但都打在同一点上,这就是第一点.由于开始释放的时刻是不确定的,从开始释放到打第二个点的时间一定小于0.02s,但具体时间不确定,因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm(如果这段时间恰等于0.02s,则这段位移s=gt2/2=(10×0.022/2)m=2×10-3m=2mm),但不能知道它的确切数值,也不需要知道它的确切数值.不论第一点与第二点的间距是否等于2mm,它都是从打第一点处开始作自由落体运动的,因此只要测量出第一点O与后面某一点P间的距离h,再测出打P点时的速度v,如果:gh≈ ( ),就算验证了这个过程中机械能守恒.(2)掌握实验方法步骤;(3)会控制实验条件和使用实验仪器,会处理实验安全问题;实验仪器要求掌握的实验仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(千分尺)、天平、停表(秒表)、打点计时器(电火花计时仪)、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱,等等。
对于使用新教材的省市,还要加上示波器等。
【模块标题】电磁感应【模块目标】块讲解】【常规讲解】1:电磁感应——感生(6星)【授课流程】步骤①【感生】模型的解题思路和方法步骤②实例讲解配题逻辑:【感生】,求解E、q、Q例题1.【2013•江苏】如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。
已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m、bc=0.5m,电阻r=2Ω.磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T.在1~5s 内从0.2T均匀变化到﹣0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。
求:(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。
断感应电流的方向;根据法拉第电磁感应定律得:1~5s时线圈内感应电动势的大小(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q为10C。
(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q为100J。
配题逻辑:【感生】,求解q、Q、F安练习1-1.【2018•徐州一模】如图甲所示,单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5Ω,边长L=20cm,匀强磁场垂直于线框平面,磁感强度B随时间t的变化规律如图乙所示。
求:(1)0~2s内通过ab边横截面的电荷量q;(2)3s时ab边所受安培力的大小F;(3)0~4s内线框中产生的焦耳热Q。
【讲解】(1)由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律,结合电量表达式,即可求解;(2)根据安培力大小公式,结合图象中3s时磁场,即可求解;(3)依据焦耳定律,即可求解。
配题逻辑:【感生】,求解q、Q、其他力练习1-2.【2018•南通二模】如图甲所示,水平面矩形虚线区域有竖直方向的匀强磁场,磁感强度B随时间t变化规律如图乙所示(图中B0、t0已知)。
边长为L、电阻为R的正方形导体线框abcd放置在水平面上,有一半在磁场区内,由于水平面粗糙,线框能保持静止状态。
(1)求0~2t0时间内通过线框导线任一截面的电荷量q。
【模块标题】图象专题【模块目标】块讲解】【常规讲解】1:高考二轮复习图像专题【板书整理】一、图像的基本信息1、斜率:重要性:图像问题每年都会考查,在选择题和实验题中都有可能出现。
总结:判断斜率是否具有意义的快速方法,横坐标和纵坐标的比值,(观察斜率k或斜率1/k)常见斜率具有物理意义的部分图像问题:2、面积:总结:判断面积是否具有意义的快速方法,横纵坐标物理量直接相乘,(无论线性还是非线性,只要将物理量相乘观察即可)常见斜率具有物理意义的部分图像问题:3、U-I图像:总结:在处理图像问题时,切记要区分基本物理量的关系,横纵坐标为U-I时要注意,所谓的斜率是指图像上某点与坐标原点连线该直线的斜率,而所谓“面积”是指横纵坐标的直接成绩,此处容易犯错,尤其是在非线性变化的图像中比较易错。
4、解析式:总结:本部分内容难度最大,主要在于寻找横纵坐标物理量间的公式关系,最终转化为基本信息(将包含横纵坐标的物理公式写出来,转化为y-x的表达形式即可)最常见解析式类的图像问题——电学实验根据图像求数据。
5、解题步骤:1),观察横纵坐标轴所代表物理量。
2),用纵坐标比横坐标找斜率特点。
3)用横、纵坐标直接相乘求解面积。
4)利用横纵坐标写出包含两者的公式,找到关系。
5)矢量注意方向。
【授课流程】步骤①说明图像专题在高考中的重要性【参考讲解】我们在高考二轮复习为什么会把同学们认为的比较简单的图像问题当作专题,因为高考每年都要考,选择题都会出,实验题当中也经常用到图像的方式处理数据,而这些分数我们必须要得到。
步骤②高考当中图像题考法的解释【参考讲解】高考当中的图像最主要有三个问题、斜率、面积、解析式,对于这部分内容说起来简单,但同学们在进行题目完成的时候,最容易根据图像去看点,而不是找关系。
而斜率的考查最为重要。
步骤③通过有效互动的方式,为学员总结一部分常见考查斜率的问题,并且以表格的方式呈现配题逻辑:直接判断最基本斜率问题,操作解题步骤写板书一、图像的基本信息1、斜率:重要性:图像问题每年都会考查,在选择题和实验题中都有可能出现。
总结:判断斜率是否具有意义的快速方法,横坐标和纵坐标的比值,(观察斜率k或斜率1/k)常见斜率具有物理意义的部分图像问题:例题1.如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图像,已知甲对应的是图像中的直线,乙对应的是图像中的曲线,则下列说法正确的是( )A.甲做匀减速直线运动B.乙做变速直线运动0~t时间内两物体平均速度大小相等C.1D.两物体的运动方向相反【讲解】D【参考讲解】图像的斜率等于速度,知甲沿负方向做匀速直线运动,故A错误。
乙图像切线的斜率不断增大,说t.时间内两物体位移大明乙的速度不断增大,做变速直线运动,故B正确。
根据坐标的变化量等于位移知,0~.1小不相等,方向相反,所以平均速度不相等,故C错误。
根据图像的斜率等于速度可知,甲的速度为负,乙的速度为正,即两物体的运动方向相反,故D正确。
此题最重要的内容不光在斜率的大小会判断,同时斜率的正负的物理意义也要会判断。
配题逻辑:图像简单应用在追及相遇问题中练习1-1. (2013年新课标Ⅰ卷,7) 如图,直线a 和曲线b 分别是在平直公路上形式的汽车a 和b 的位置一时间(x-t )图线,由图可知( )A .在时刻1t ,a 车追上b 车B .在时刻2t ,a 、b 两车运动方向相反C .在1t 到2t 这段时间内,b 车的速率先减少后增大D .在1t 到2t 这段时间内,b 车的速率一直不a 车大【讲解】BC过程分析:根据x t -图像可知,1t 到..的这段时间里,a 车做匀速直线运动,b 车做减速至速率为0然后反方向加速的运动,而且,在1t 和2t 两时刻ab 两车在相同位置。
A 项,1t 时刻之前a 位移大于b 的位移(在共同的运动方向上),故1t 时刻是b 车追上a 车,故A 项错误。
B 项,.2t .时刻a 车位移变大,b 车位移变小,两车运动方向相反,故B 项正确。
C 项,1t 到2t 这段时间内,b 的位移时间图的斜率的绝对值先减小后增大,所以b 车速率先减小(至0)后反向增大,故C 项正确。
D 项,1t 到2t 这段时间内,b 车的速率先比a 大然后相等然后又大于a ;两线斜率相等的时候,速度相等,故D 项错误。
配题逻辑:图像问题在电场中的初级运用练习1-2(2011上海).两个等量异种点电荷位于x 轴上,相对原点对称分布,正确描述电势随位置x 变化规律的是图( )ϕ【讲解】B由图可知,电势应关于纵轴轴对称,如果按A 、C 项图所示,在无穷远处电势为零,则在O 点的电势大于零,故A 、C 项错误。
B 、D 项,电场线越密集意味着场强越大,由图可知从负无穷处到左边正电荷,场强由零变化到最大,方向向左,从左边点电荷到原点,场强由最大减小到零,方向向右,从原点到右边的正电荷,场强由零增大到最大,方向向左,从右边正电荷到正无穷远处,场强由最大减小到零,方向向右,故B 项正确,D 项错误。
配题逻辑:图像问题在电场中的高级运用练习1-3(多选)(2017·全国)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势ϕ与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示。
电场中四个点a 、b 、c和d 的电场强度大小分别a E 、b E 、c E 和d E .点a 到点电荷的距离a r 与点a 的电势a ϕ已在图中用坐标(a r ,a ϕ)标出,其余类推。
现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为ab W 、bc W 和cd W 。
下列选项正确的是( ) A.4:1a b E E =:B.21c d E E =::C.3:1ab bc W W =:D.1:3bc cd W W =:步骤④通过有效互动的方式,为学员总结一部分常见考查图像面积的问题,并且以表格的方式呈现 配题逻辑:直接判断最基本面积问题,操作解题步骤写板书2、面积:总结:判断面积是否具有意义的快速方法,横纵坐标物理量直接相乘,(无论线性还是非线性,只要将物理量相乘观察即可)常见斜率具有物理意义的部分图像问题:配题逻辑:利用简单面积类型题目,掌握图像解题步骤例题2.[2014·新课标Ⅱ卷] 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t =0到t =t 1的时间内,它们的vt 图像如图所示.在这段时间内( )A .汽车甲的平均速度比乙的大B .汽车乙的平均速度等于122v v+C .甲乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大 【讲解】A利用v-t 图像中面积代表位移的知识不难看出,虚线连接虚线对角线为物体做匀减速直线运动的图像,甲和乙图分别比改位移大和小,所用时间相同,故平均速度不难比较得出结果,加速度的大小根据图像斜率的变化也可得出结果。
配题逻辑:运用简单的电学图像熟练图像面积的含义,并找到易错点练习2-1.(2010·江苏物理)空间有一沿x 轴对称分布的电场,其电场强度E 随x 变化的图像如图所示。
下列说法正确的是()A.O 点的电势最低B.2x 点的电势最高C.1x 和1x -两点的电势相等D.1x 和3x 两点的电势相等【讲解】CA 、B ,作出电场线,根据顺着电场线电势降低,则O 电势最高,故AB 错误.C 、D ,从图线面积看出,电场强度关于原点O 对称,则x 轴上关于O 点对称位置的电势相等.故C 正确,D 错误配题逻辑:加深题目难度,熟练面积问题的操作和运用练习2-2.如甲所示,水平面内有一光滑金属导轨,ac 边的电阻为R,其他电阻均不计,ab 与ac 角夹角为135°,cd 与ac 垂直.将质量为m 的长直导体棒搁在导轨上.并与ac 平行.棒与ab 、cd 交点G 、H 间的距离为L 0,空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B.在外力作用下,棒由GH 处以初速度v 0向右做直线运动.其速度的倒数1v随位移x 变化的关系如图乙所示.在棒运动L0恰达到MN 处的过程中( )A. 导体棒做匀变速直线运动B. 导体棒运动的时间为0032LVC. 流过导体棒的电流大小不变D. 外力做功为23200033m 28B L V V R +配题逻辑:根据横纵坐标寻找乘积特点,用图像面积解决电量问题练习2-3.如图所示是高电阻放电法测电容的实验电路图,其原理是测出电容器在充电电压为U 时所带的电荷量Q ,从而求出其电容C 。
该实验的操作步骤如下: ①按电路图接好实验电路图;②接通电键S ,调节电阻箱R 的阻值,使微安表的指针接近满刻度。
记下这时的电压表读数U 0=6.2V 和微安表读数I 0=490u A;③断开电键S 并同时开始计时,每隔5s 或10s 读一次微安表的读数i ,将读数记录在预先设计的表格中; ④根据表格中1、2组数据,以t 为横坐标,i 为纵坐标,在坐标纸上苗点(图中用“×”表示)。
根据以上实验结果和图象,可以估算出当电容器两端电压为U 0时该电容器所带的电荷量Q 0约为_____C ,从而算出该电容器充电,这个过程可以瞬间完成。
然后把开关S 掷向2端,电容器通过电阻R 放电,电流传感器将测得的电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图线如图所示。
据此图可估算电容器释放的电荷量,并进而估算电容器的电容为( )i μ/A. 0.2FB. 1.3×10-2F-3-4步骤⑤通过对比内容的讲解,进行易错点的讲解,建议先进行U-I图像“斜率”和“面积”的讲解,让学员完成易错点的回顾和巩固,以及正确处理电学图像问题的方法。
配题逻辑:在讲解完基本内容后进行略微高级的运用,本部分内容也是图像问题处理电学实验常用到的方法。
写板书(边画边讲边记)3、U-I图像:总结:在处理图像问题时,切记要区分基本物理量的关系,横纵坐标为U-I时要注意,所谓的斜率是指图像上某点与坐标原点连线该直线的斜率,而所谓“面积”是指横纵坐标的直接成绩,此处容易犯错,尤其是在非线性变化的图像中比较易错。
例题3.在如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,曲线Ⅱ为某一白炽灯的伏安特性曲线。
用该电源直接与白炽灯相连组成闭合电路。
由图象可知()A.电源的电动势为6VB.白炽灯的阻值一直为2.5ΩC.白炽灯上消耗的功率为2WD.电源的内阻为1Ω【讲解】A由图像可得,电源电动势6V和电阻0.5Ω,所以A正确D错误。
白炽灯的电阻由图可知是改变的所以B错误。
白炽灯消耗的功率为1W。
配题逻辑:根据横纵坐标寻找“斜率”和“面积”的意义。
U-I 图像的运用。
练习3-1.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线。