2018届高中物理第专题复习:必修2第4章 第4课时
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高中物理鲁科版必修2第四单元第4课《离心运动》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案离心运动是高中物理鲁科版必修2第四单元的重要内容之一。
在这个单元里,我们学习了离心力和离心加速度的概念,以及离心运动的相关原理和应用。
本文将为您提供一份优质的公开课教案,供教师资格证面试试讲教案参考。
【教案】课题:离心运动教学目标:1. 理解离心力和离心加速度的概念和原理。
2. 掌握计算离心加速度的方法。
3. 了解离心运动在实际生活中的应用。
教学重点:1. 离心力和离心加速度的概念。
2. 离心加速度的计算方法。
教学难点:1. 离心加速度的计算方法的运用。
教学准备:1. 教材:高中物理鲁科版必修2。
2. 教具:黑板、粉笔、投影仪。
教学过程:Step 1:导入(5分钟)教师以生动的实例引入离心运动的概念,如旋转木马、离心机等,引起学生的兴趣。
Step 2:概念解释(10分钟)教师通过投影仪展示离心力和离心加速度的定义和公式,并详细解释其含义和作用。
引导学生了解离心运动的基本概念。
Step 3:计算离心加速度(20分钟)教师在黑板上解析一个离心运动的实例,提供相关数据,引导学生计算该离心运动的离心加速度。
同时,教师可以借助实物或图片让学生更直观地理解离心加速度的计算方法。
Step 4:应用实例(10分钟)教师给出一些实际生活中的离心运动应用实例,如离心分离器、离心浓缩器等,让学生思考离心运动在这些实例中的作用和意义。
Step 5:展示实验(15分钟)教师进行一个简单的离心运动实验,如把一杯水倒在旋转的盘子上,观察水的分布情况。
通过实验结果,引导学生理解离心运动对物体分离的原理。
Step 6:总结归纳(10分钟)教师与学生一起总结离心运动的相关概念、原理和计算方法,并与学生互动讨论离心运动在实际生活中的重要性和应用。
Step 7:拓展延伸(15分钟)教师提供一些拓展资料或问题,引导学生深入了解离心运动在其他领域中的应用,如航天器的离心控制系统等。
第四章 4 电磁波谱A组·基础达标1.(河北邢台市二中检测)臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中( )A.波长较短的可见光B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线D.波长较长的红外线【答案】C【解析】臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地对地球上的动植物起保护作用.作为人类,保护臭氧层就是保护我们自己.故正确的选项是C.2.(多选)(山东莱州一中月考)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C.X射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线【答案】AB【解析】波长越长的无线电波波动性越显著,干涉、衍射现象易发生;从电磁波产生的机理可知γ射线是原子核受激发后产生的;不论物体温度高低如何都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐射的红外线越强,所以A、B正确.3.(多选)(济南市月考)下列说法符合实际的是( )A.在医院里常用X射线对病房和手术室消毒B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力【答案】BD【解析】紫外线具有杀菌、消毒的作用,X射线穿透能力较强,因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,用X射线透视人体;在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线的衍射能力较强,容易透过云雾烟尘,因而用波长较长的红外线.所以B、D正确.4.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( )A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同【答案】B【解析】声波也能传递信息,A错误;手机通话过程中,手机之间通过电磁波传递信息,人和手机之间通过声波传递信息,B正确;太阳中的可见光传播速度为光速,即为3×108m/s,而超声波的传播速度等于声音在空气中(15 ℃下)的传播速度,即为340 m/s,C错误;红外线的频率小于X射线的频率,故红外线的波长大于X射线的波长,D错误.5.目前雷达发出的电磁波频率多在200~1 000 MHz的范围内,下列关于电磁波的说法正确的是( )A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30~150 m之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离【答案】D【解析】由c =λf 电磁波频率在200~1 000 MHz 的范围内,则电磁波的波长范围在0.3~1.5 m 之间,故A 错误.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,故B 错误.波长越长的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播,波长越短的电磁波,越容易反射,故C 错误.由x =vΔt 2可知,D 正确. 6.如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液,在太阳光的照射下,地面呈现的是圆形黑影,在黑影中放一支温度计,可发现温度计显示的温度明显上升,则由此可判定( )A .含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的B .含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的C .含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的D .含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的【答案】C【解析】紫外线具有荧光效应,红外线热效应明显,可见光有视觉感应,地面呈现的是圆形黑影,说明含碘的二硫化碳溶液对于可见光是不透明的;温度计显示的温度明显上升,红外线热效应明显,故说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的.故选C.7.(江宁区名校月考)下列不属于利用电磁波的医用器械是( )A .杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.测量体温的红外线体温计D.检查血流情况的“彩超”机【答案】D【解析】检查血流情况的超声波“彩超”机,是利用超声波的多普勒效应,超声波不属于电磁波,而属于机械波,故A、B、C错误,D正确.8.(嘉兴模拟)我们的生活已经离不开电磁波,如卫星定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz=106Hz)的电磁波,手机工作时使用频率为800~1 900 MHz的电磁波,家用5G WiFi使用频率约为5 725 MHz的电磁波,地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波.关于这四种电磁波的说法正确的是( )A.家用5G WiFi电磁波的衍射现象最明显B.卫星定位系统使用的电磁波的能量最强C.地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领D.手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象【答案】C【解析】家用5G WiFi电磁波的频率较高,所以其波长较短,故其衍射现象不明显,A错误;卫星定位系统使用的电磁波比家用5G WiFi使用的电磁波的频率要低,根据电磁波的频率越高,能量越大,所以卫星定位系统使用的电磁波的能量不是最强,B错误;地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波,频率非常高,所以利用了电磁波的穿透本领,C正确;手机工作时使用的电磁波为横波,能产生偏振现象,D错误.B组·能力提升9.(浙江卷)在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示.下列说法正确的是( )A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的【答案】D【解析】凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射,故人体一直都会辐射红外线,故A错误,B错误;人身体各个部位体温是不同的,所以辐射的红外线强度就会不一样,温度越高红外线强度越大,温度越低辐射的红外线强度就越低,所以通过辐射出来的红外线的强度就会反映出各部位的温度;红外体温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的,故C 错误,D正确.10.(天津市和平区二模)关于电磁波的特性理解正确的是( )A.可见光的波长一定比无线电波的波长短B.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限C.相同条件下,电磁波谱中最难发生衍射的是X射线D.可见光的实质也是一种电磁波,红光波长最短【答案】A【解析】由电磁波谱可知可见光的波长一定比无线电波的波长短,A 正确;由电磁波谱可知电磁波的波长和频率是连续的,没有明显的区域界限,B错误;波长越三;衍射能力越弱电磁波谱中比X射线波长短的还有γ射线,C错误;在可见光中,红光波长最长,D错误.11.(多选)(苏北四市联考)关于可见光,下列说法正确的是( )A.可见光中的红光比紫光的频率低B.可见光不能在真空中传播C.可见光波长越长,越容易发生衍射现象D.可见光能发生光的干涉和衍射现象,说明光是横波【答案】AC【解析】可见光中的红光比紫光的频率低, A正确;可见光能在真空中传播, B错误;可见光波长越长,越容易发生衍射现象, C正确;可见光能发生偏振现象,说明光是横波, D错误.12.搜寻失联飞机的黑匣子主要依靠电磁波技术和超声定位(即声呐)技术.电磁波是指在空间传播的交变电磁场,在真空中的传播速度为3.0×108m/s,无线电波是其中的一种电磁波.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,它们的产生方式不尽相同,波的长度也不同,把它们按波长顺序排列就构成了电磁波谱,如图所示.请根据上述信息及所学知识,结合电磁波谱图回答:(1)最早发现白光(即可见光)可以发生色散,分解成七种颜色光的物理学家是________________;其中,三原色光中波长最短的是________光.(2)广播和电视利用电磁波谱中________________来传递声音和图像;飞机黑匣子发出的电磁波信号,在海水中迅速衰减,无法传播,所以黑匣子必须装有能发出____________波信号的装置,与其同时工作,以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置.(3)请观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系,可以得出初步结论:________________________________________________.请进一步观察和计算电磁波谱中各种波的波长与频率的关系,可以得出结论:_______________________________________________________________ _________.【答案】(1)牛顿 蓝 (2)无线电波 声(3)波的频率越高,波长越短 各种波的频率与波长成反比(或各种波的频率与波长乘积相等,且等于光速)【解析】(1)物理学家牛顿最早发现白光(即可见光)可以发生色散现象;色光的三原色是红、绿、蓝,三原色光中波长最短的是蓝光.(2)广播和电视利用电磁波谱中无线电波来传递声音和图像;飞机黑匣子发出的电磁波信号,在海水中迅速衰减,无法传播,所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作,以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置.(3)根据电磁波谱中各种波的波长与频率的关系,可以得出:波的频率越高,波长越短.由c =fλ可得:各种波的频率与波长成反比(或各种波的频率与波长乘积相等,且等于光速).13.过量的电磁辐射对人体是有害的,按照规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W 0.已知某一种手机的电磁辐射功率为P ,若手机的电磁辐射在各个方向上是均匀的,则符合规定的安全区域到手机的距离至少为多大?解:设规定的安全区域距离为R ,则对应球的面积为S =4πR 2.在t 时间内球面获得的能量为E =Pt ,球面上单位面积t 时间内获得的电磁辐射能量E 0=E S,由于工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过W 0,则W 0=E 0t ,所以R =P 4πW 0.。
1.功1.功:如果物体受到力的作用,并在力的方向上发生了位移.我们就说力对物体做了功.2.功的含义:做功的过程就是能量变化的过程.力对物体做了多少功,物体就有多少能量发生了变化.1.一个物体受力且运动,则一定有力对物体做功.(×)2.力对物体做功,一定伴随着能量的变化.(√)3.能量转化过程中做功越多,能量转化越多.(√)骑自行车下坡时高度越来越低,速度越来越大,这时人与自行车的重力势能和动能怎么变化?什么能向什么能转化?图4-1-1【提示】人与自行车的重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能.探讨:如图4-1-2所示是撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆.你能定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况吗?图4-1-2【提示】助跑阶段身体的化学能转化为人和杆的动能,起跳阶段身体的化学能转化为人的重力势能、动能和杆的弹性势能,越杆后人的重力势能转化为动能.1.功与能之间的关系2.功和能的区别(1)一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量.能量是表示物体具有做功的本领的大小的物理量,能是状态量.(2)功描述了力的作用效果在空间上的累积,反映了物体受力并运动的效果,功是过程量.两者有着本质的区别,功和能不能相互代替.(3)功和能并不等同,功只是反映了能量转化的多少,但不能认为物体对外做的功等于物体具有的能量.1.(多选)关于功和能,下列说法中正确的是()A.如果一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量B.做功的过程总伴随着能量的改变,做了多少功,能量就改变多少C.功就是能,能就是功D.功是能量转化的量度【解析】能量是反映物体对外做功本领的物理量,一个物体如果能够对外做功,这个物体就具有能量,选项A正确;功是能量转化的量度和原因,能量改变了多少就必定伴随着力对物体做了多少功,选项B、D正确;功是能量转化过程中的过程量,是能量转化的方式和手段,能量是一状态量,功和能是两个不同的物理量,选项C错误.【答案】ABD2.运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得100 J的动能.则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能()A.等于100 J B.大于100 JC.小于100 J D.无法确定【解析】原来静止的足球获得了100 J的动能,根据功能关系可知,运动员对足球做了100 J的功,有100 J的体内化学能转化成了动能;运动员在踢球过程中,不仅对足球做了功,由于剧烈运动还有一部分自身能量转化为内能散失,因此,踢球过程中运动员消耗的体能大于100 J,选项B正确,其他选项均错误.【答案】 B3.流水从高处落下,对水轮机做了3×108 J的功,这句话的正确理解为() A.流水在对水轮机做功前,具有3×108 J的能量B.流水在对水轮机做功时,具有3×108 J的能量C.流水在对水轮机做功后,具有3×108 J的能量D.流水在对水轮机做功的过程中,能量减少了3×108 J【解析】根据“功是能量转化的量度”可知,流水在对水轮机做功的过程中,有能量参与转化,流水对水轮机做了3×108 J的功,则有3×108 J的机械能减少了.因此,选项D正确,其他选项均指状态量,故错误.【答案】 D常见的几种形式能量的转化1.功的大小:力对物体做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积.2.公式:W=Fx cos α.3.单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.4.标矢性:功是标量,只有大小,没有方向.1.力对物体做功少,说明物体的受力一定小.(×)2.力对物体不做功,说明物体一定无位移.(×)3.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的.(√)如图4-1-3所示,人对物体做功的有哪些?做功与否与哪些因素有关呢?图4-1-3【提示】甲图和丁图中人对物体做了功,乙图和丙图中人对物体不做功.物体受到力的作用和在力的方向上发生位移是做功的两个必要因素.如图4-1-4所示,人拉着小车沿水平面匀速前进了一段距离.图4-1-4探讨1:人对小车做的功是否等于拉力和位移的乘积?【提示】不等于.因为W=F·x cos α.探讨2:拉力F一般分解为哪两个分力?F做的功与哪个分力做的功相同?【提示】拉力可以分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力.F做的功与水平方向分力做的功相同.1.对功的理解2.功的计算(1)当力的方向与物体运动方向一致时,我们就把功定义为力的大小与位移大小的乘积,即W=Fx.(2)当力的方向与运动方向成某一角度时,力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积,即W=Fx cos α.4.如图4-1-5所示,下列过程中人对物体做了功的是()图4-1-5A.小华用力推石头,但没有推动B.小明举起杠铃后,在空中停留3秒的过程中C.小红提着书包,随电梯一起匀速上升的过程中D.小陈将冰壶推出后,冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中【解析】A、B选项所述情景中,位移都为零,D中冰壶滑行时,不受人的推力,故人对物体不做功,只有C选项所述情景,人对物体做功.【答案】 C5.如图4-1-6所示,一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下,沿水平面向右运动一段距离x.则在此过程中,拉力F对物块所做的功为()图4-1-6A.Fx B.Fx cos θC.Fx sin θD.Fx tan θ【解析】根据题意可知,恒力F与物体向右的水平位移之间的夹角为θ,由功的定义式W=Fx cos α可得,拉力F对物块所做的功为Fx cos θ,选项B正确,其他选项均不正确.【答案】 B6.质量为m的物体,在水平拉力F作用下第一次沿粗糙水平面匀速移动距离为x,第二次用同样大小的力F平行于光滑斜面拉物体,斜面固定,使物体沿斜面加速移动的距离也是x.设第一次F对物体做的功为W1,第二次对物体做的功为W2,则()【导学号:22852092】图4-1-7A.W1=W2B.W1<W2C.W1>W2D.无法确定【解析】由题意可知W=Fx,力F对物体所做的功W只与F、x有关,与物体的运动情况及接触面的粗糙程度等均无关,故答案选A.【答案】 A应用功的公式应注意的问题1.计算功时首先应明确要求的是哪一个力的功,物体所受的各个力做功时互不影响.2.求功时物体的位移应相对于某一惯性参考系,要注意力与位移的对应性和同时性.1.功的正负2.(1)总功:所有外力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和,W 总=W1+W2+W3+…….(2)合力的功:所有外力对物体做的总功等于这些外力的合力对该物体做的功,W总=F合x cos α.1.起重机吊起重物时,重力对物体做正功.(×)2.正功一定大于负功.(×)3.合力对物体做的功等于各分力对物体做功的矢量和.(×)高速列车出站时加速,进站后减速,这两个过程合外力分别做什么功?图4-1-8【提示】加速出站时,合外力方向与位移方向一致,合外力做正功;减速进站时,合外力方向与位移方向相反,合外力是阻力,所以合外力做负功.如图4-1-9所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.图4-1-9探讨1:雪橇所受的重力、支持力是否做功?【提示】重力、支持力和位移方向垂直,故不做功.探讨2:拉力F做什么功?地面对雪橇的摩擦力做什么功?【提示】拉力F做正功.摩擦力做负功.探讨3:雪橇做匀加速运动,合力做什么功?雪橇做匀减速运动,合力做什么功?【提示】雪橇做匀加速运动,合力做正功.雪橇做匀减速运动,合力做负功.1.正功、负功的物理意义功的正、负由力和位移之间的夹角决定,所以功的正负不表示方向,而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力.2.几个力的总功的求法由合力与分力的等效替代关系知,合力与分力做功也是可以等效替代的,因此计算总功的方法有两种:(1)先求物体所受的合力,再根据公式W合=F合l cos α求合力的功.(2)先根据W=Fl cos α,求每个分力做的功W1、W2…W n,再根据W合=W1+W2+…+W n,求合力的功.即合力做的功等于各个力做功的代数和.7.(多选)下列说法正确的是()A.-10 J的功大于+5 J的功B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动D.功是矢量,正、负表示方向【解析】功是标量,功的正负既不表示方向,也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功),还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功).选项A、B、C正确.【答案】ABC8.如图4-1-10,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离x.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,雪橇受到的()图4-1-10A.支持力做功为mgxB.重力做功为mgxC.拉力做功为Fx cos θD.滑动摩擦力做功为-μmgx【解析】支持力和重力与位移垂直,不做功,A、B错误;拉力和摩擦力分别做功为W F=Fx cos θ,W f=-μ(mg-F sin θ)x,C正确,D错误.【答案】 C9.如图4-1-11所示,利用斜面从货车上卸货,每包货物的质量m=20 kg,斜面倾角α=37°,斜面的长度l=0.5 m,货物与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功.(g 取10 m/s2)【导学号:22852093】图4-1-11【解析】斜面上的货物受到重力G,斜面支持力N和摩擦力f共三个力的作用.货物位移的方向沿斜面向下,可以用正交分解法,将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向.可以看出,三个力中重力和摩擦力对货物做功,而斜面支持力对货物没有做功.其中重力G对货物做的功W1=mgl sin 37°=20×10×0.5×0.6 J=60 J.支持力N对货物做功W2=0.摩擦力f对货物做负功W3=μmg cos 37°·l cos 180°=-0.2×20×10×0.8×0.5 J=-16 J.所以,外力做的总功为W =W 1+W 2+W 3=(60+0-16) J =44 J.若先计算合外力再求功,则合外力做的功W =F 合l =(mg sin 37°-μmg cos 37°)l=(20×10×0.6-0.2×20×10×0.8)×0.5 J =44 J.【答案】 重力做的功60 J 支持力做的功0 摩擦力做的功-16 J 合力做的功44 J计算合力的功的一般步骤和方法(1)对物体进行正确的受力分析,明确物体受到哪几个力作用,以及每个力的大小和方向.(2)分析每一个力作用过程中所对应的位移,根据功的定义式W =Fs cos α,求出每一个力所做的功.(3)将各个力所做的功进行代数求和,即可计算出总功.(4)若各个力是同时作用在物体上,也可先求出各个力的合力,再根据功的定义式求出合外力所做的总功.。
3.动能 动能定理基础巩固1.一物体做变速运动时,下列说法正确的是( ) A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变 B.物体所受合外力一定不为零C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变D.物体的加速度可能为零 答案:B解析:物体做变速运动,可能是物体的速度方向变化,而大小不变,如匀速圆周运动,此时物体的动能不变,并无外力对物体做功,故选项A 、C 均错误;物体做变速运动,一定具有加速度,物体所受合外力一定不为零,故选项B 正确,选项D 错误。
2.两个物体质量比为1∶4,速度大小之比为4∶1,则这两个物体的动能之比为( ) A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.2∶1答案:C解析:由动能表达式E k =12mv 2得E k1E k2=m 1m 2·(v 1v 2)2=14×(41)2=4∶1,C 正确。
3.一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x,动能变为原来的9倍。
该质点的加速度为( )A.xt2B.3x2t2C.4xt2D.8xt2答案:A解析:设初、末速度分别为v1、v2,加速度为a,则由E k=12mv2得v2=3v1;代入x=v1+v22t得v1=x2t,v2=3x2t,a=v2-v1t=3x2t-x2tt=xt2,故选项A正确。
4.某人把质量为0.1 kg的一块小石头,从距地面为5 m的高处以60°角斜向上抛出,抛出时的初速度大小为10 m/s,则当石头着地时,其速度大小约为(g取10 m/s2,不计空气阻力)( )A.14 m/sB.12 m/sC.28 m/sD.20 m/s答案:A解析:由动能定理,重力对石头所做的功等于石头动能的变化,则mgh=12mv22−12mv12,v2=√v12+2gh=10√2m/s≈14m/s,A正确。
5.某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力与小车动能变化的关系。
第4课时圆周运动应用实例
导学目标 1.学会分析火车转弯、汽车过桥等生活中圆周运动问题实例.2.掌握杆、绳约束的物体在竖直平面内做圆周运动的特点.
考点一生活中的圆周运动
考点解读
1.生活中的圆周运动实例
(1)明确研究对象,确定所做圆周运动的轨道平面,找出圆心和半径.
(2)根据已知物理量选择合适公式表示出向心加速度,用牛顿第二定律求出所需向心力.
(3)对物体进行受力分析,判断哪些力提供向心力,并求出能够提供的向心力.
(4)根据牛顿第二定律列方程求解.
典例剖析
图2
例1 如图1所示,在自行车后轮轮胎上粘附着一块泥巴.现将自行
车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,
使后轮飞速转动,泥巴被甩下来.图中四个位置泥巴最容易被甩 下来的是 ( ) A .a 点 B .b 点 C .c 点 D .d 点
例2 铁路弯道的转弯半径为R ,内、外轨的高度差为h ,两轨的宽度为L.若要使质量为M 的火车安全通过此弯道,火车的限制速度v 0为多大?
方法归纳 当mg h L =m v 2
R 时,火车拐弯,既不挤压内轨又不挤压外轨,则v
=
gRh
L
,当L 、h 选定,则v 唯一确定,即为规定的行驶速度. (1)当火车行驶速率v 车等于v 时,F 向=F 合,内外轨对轮缘没有压力; (2)当火车行驶速度v 车大于v 时,F 向>F 合,外轨受到侧向挤压的力(这时向心力较大,外轨提供一部分力);
(3)当火车行驶速度v 车小于v 时,F 向<F 合,内轨受到侧向挤压的力(这时向心力较小,内轨提供一部分力).
例3 假设一辆质量m =2.0 t 的小轿车,驶过半径R =90 m 的一段圆弧形桥面,重力加速度g =10 m/s 2.求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20 m/s 的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车以10 m/s 的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力? 跟踪训练1 中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生
在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.家住公路拐弯处
的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻
在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲撞进李先生家,造成
三死一伤和房屋严重损毁的事故.经公安部门和交通部门协
力调查,画出的现场示意图如图2所示.交警根据图示作出
以下判断,你认为正确的是 ( )
A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
C.公路在设计上可能内(东)高外(西)低
D.公路在设计上可能外(西)高内(东)低
跟踪训练2 火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v,则下列说法中正确的是( )
A.当火车以v的速度通过此弯路时,火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力
B.当火车以v的速度通过此弯路时,火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力
C.当火车速度大于v时,轮缘挤压外轨
D.当火车速度小于v时,轮缘挤压外轨
跟踪训练3 一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s,车对桥顶的压力为
车重的3
4
,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速度至少为
( )
A.15 m/s B.20 m/s
C.25 m/s D.30 m/s
考点二竖直面内圆周运动的临界问题分析
考点解读
对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动常有临界问题,并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语,常分析两种模型——轻绳模型和轻杆模型,分析比较如下.。