第一篇：物理試題練習(xí)題考試題教案高一物理人造衛(wèi)星宇宙速度5

第五節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度

本節(jié)教材分析 本節(jié)教材重點(diǎn)講述了人造地球衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，應(yīng)使學(xué)生確切地理解，第一宇宙速度是衛(wèi)星軌道半徑等于地球半徑時(shí)，即衛(wèi)星在地面附近，環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，當(dāng)軌道半徑r大地球半徑時(shí)，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度變小.在實(shí)際教學(xué)時(shí)，學(xué)生常據(jù)課本圖6—4所描述的情況得出離地球表面越高的地方，其運(yùn)行速度越大的錯(cuò)誤結(jié)論，對(duì)此可向?qū)W生說(shuō)明：衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)，它在各點(diǎn)的速度大小是不同的，在近地點(diǎn)速度最大，以后逐漸就小，在遠(yuǎn)地點(diǎn)速度最小.雖然公式只適用于描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，但是由橢圓軌道上衛(wèi)星的運(yùn)行情況，也可以大致印證當(dāng)r變大時(shí)，v變小.教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo) 1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí).

2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.

二、能力目標(biāo)

通過(guò)用萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力.

三、德育目標(biāo) 1.通過(guò)介紹我國(guó)在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情.2.通過(guò)簡(jiǎn)述宇宙的產(chǎn)生過(guò)程，使學(xué)生明確宇宙將如何演化下去的問(wèn) 題需要我們不斷地去探索增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.

教學(xué)重點(diǎn) 1.第一宇宙速度的推導(dǎo).

2.運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系.

教學(xué)難點(diǎn) 運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系.教學(xué)方法 關(guān)于第一宇宙速度和地球同步衛(wèi)星軌道的教學(xué)，采用電教法、推導(dǎo)法、歸納法、講授法等綜合教法進(jìn)行.

教學(xué)用具 投影片、CAI課件（牛頓描繪的人造衛(wèi)星原理圖）、有關(guān)天體的錄像資料.教學(xué)過(guò)程

教學(xué)步驟

用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo).

1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí).

2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.

一、導(dǎo)入新課

1.問(wèn)：在高山上用不同的水平初速度拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，它們的落地點(diǎn)相同嗎？（它們的落地點(diǎn)不同，速度越大，落地點(diǎn)離山腳越遠(yuǎn).因?yàn)樵谕蛔呱缴蠏伋觯鼈冊(cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，速度大的水平位移大，所以落地點(diǎn)也較遠(yuǎn).）教師：假設(shè)被拋出物體的速度足夠大，物體的運(yùn)動(dòng)情形又如何呢？ 學(xué)生進(jìn)行猜想.教師總結(jié)，并用多媒體模擬.如果地面上空有一個(gè)相對(duì)于地面靜止的物體，它只受重力的作用，那么它就做自由落體運(yùn)動(dòng)，如果物體在空中具有一定的初速度，且初速度的方向與重力的方向垂直，那么它將做平拋運(yùn)動(dòng)，牛頓曾設(shè)想過(guò)：從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也一次比一次離山腳遠(yuǎn)，如果沒(méi)有空氣阻力，當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來(lái)，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，簡(jiǎn)稱人造衛(wèi)星.（牛頓的設(shè)想：物體的速度足夠大時(shí)，物體不再回到地面，成為地球衛(wèi)星．）

人造衛(wèi)星簡(jiǎn)介：①前蘇聯(lián)1957年10月4日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，衛(wèi)星重83.6kg中國(guó)1970年4月24日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，衛(wèi)星重173kg ②人造衛(wèi)星的分類 a．軌道分類：同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、任一軌道衛(wèi)星。

b．用途分類：通訊衛(wèi)星、軍事衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等等。

③．同步衛(wèi)星 a．軌道；一定在赤道上空。

b．必須有一定的高度、周期、線速度、角速度。（為什么？）

2.引入：那么人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的運(yùn)動(dòng)速率之間有什么關(guān)系呢？本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。

二、新課教學(xué)

（一）宇宙速度1.設(shè)一顆人造衛(wèi)星沿圓形軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn).

①衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力由什么力提供？（由衛(wèi)星所受地球的萬(wàn)有引力來(lái)提供.）②據(jù)上述關(guān)系你能得到什么表達(dá)式？，③所以我們得到

在公式

中，m＇為地球質(zhì)量，G為引力恒量，r為衛(wèi)星軌道半徑.此式為衛(wèi)星繞地球正常運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度的表達(dá)式.

2.討論v與r之間的關(guān)系：（由于GM一定，r越小，線速度v越大，反之，r越大，v越小.）由此我們得到：距地面越高的衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速率越小.那么，是向高軌道發(fā)射困難，還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難呢？（向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難，因?yàn)橄蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龈嗟墓?）

3.對(duì)于靠近地面運(yùn)行的人造衛(wèi)星，求解它繞地球的速率.①學(xué)生解答. ②在多媒體實(shí)物投影儀上抽查展示解題過(guò)程.對(duì)于靠徑R，則

近地面運(yùn)行的人造衛(wèi)星，可以認(rèn)為此時(shí)的r近似等于地球的半又由 ③這

得

就是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，叫第一宇宙速度.4.討論： ①第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球的最大速度，為什么？ ②為什么說(shuō)第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度？

學(xué)生討論后，教師總結(jié)： 第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成： 一是發(fā)射衛(wèi)星進(jìn)入最低軌道所必須具有的最小速度.二是衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最大環(huán)繞速度，即所有衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于7.9km/s. 過(guò)渡：如果衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,此時(shí)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道又如何呢？

5.教師講解，并用多媒體模擬： ①當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡就不是圓形，而是橢圓.②當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)行，這個(gè)速度叫做第二宇宙速度，也叫脫離速度. ③達(dá)到第二宇宙速度的物體還受到太陽(yáng)的引力，如果使衛(wèi)星的速度等于或者大于16.7km/s,這個(gè)速度叫做第三宇宙速度.

(二）用多媒體放映“航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行”的錄像資料，使學(xué)生了解我國(guó)在航天技術(shù)上所取得的巨大成就.三、鞏固練習(xí)1.發(fā)射一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)播電視節(jié)目的同步衛(wèi)星，應(yīng)使它與地面相對(duì)靜止，已知地球半徑為6400km,問(wèn)此衛(wèi)星應(yīng)發(fā)射到什么高度？

2.宇航員坐在人造衛(wèi)星里，試說(shuō)明衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中人為什么會(huì)產(chǎn)生超重現(xiàn)象？當(dāng)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)又為什么會(huì)產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象？

四、小結(jié) 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了：1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s 2.第二宇宙速度（脫離速度）v2=11.2km/s 3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s

五、作業(yè)

（一）課本P110練習(xí)二的（3），（4），（5），（6），（7）.

（二）思考題：

1.要使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，它進(jìn)入地面附近的軌道速度是

km/s.要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運(yùn)行，必須使它的軌道速度等于或大于

km/s，要使它飛行到太陽(yáng)系以外的地方，它的速度必須等于或大于

km/s. 2.關(guān)于第一宇宙速度，下面說(shuō)法正確的是 A它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度 C它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度 D它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在近地點(diǎn)的速度

3.在環(huán)繞地球運(yùn)行的宇宙飛船的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，下面幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中可以正常進(jìn)行的是 A.用天平稱物體的質(zhì)量 B.同彈簧秤稱物體的重力 C.上緊鬧鐘上的發(fā)條 D.用體溫表測(cè)宇航員的體溫

4.某行星的衛(wèi)星，在靠近行星的軌道上飛行，若要計(jì)算行星的密度，需要測(cè)出的物理量是A.行星的半徑 B.衛(wèi)星的半徑 C.衛(wèi)星運(yùn)行的線速度 D.衛(wèi)星運(yùn)行的周期 5.關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說(shuō)法中，正確的是 A.如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬(wàn)有引力恒量，就可算出地球質(zhì)量 B.兩顆人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期就一定是相同的

C.原來(lái)在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D.一只繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內(nèi)慢慢走出，并離開(kāi)飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬(wàn)有引力減小，故飛行速度減小

6.某人造衛(wèi)星距地面的高度為h，地球半徑為R，質(zhì)量為M，地面重力加速度為g，萬(wàn)有引力恒量為G.（1）試分別用h、R、M、G表示衛(wèi)星的周期T、線速度v和角速度ω.（2）試分別用h、R、g表示衛(wèi)星的周期T、線速度v和角速度ω.

7.從地球發(fā)出的光訊號(hào)垂直于地面發(fā)射，訊號(hào)到達(dá)月球表面時(shí)正好能垂直射向水平月面，經(jīng)反射返回地球被吸收，光速為c，光訊號(hào)往復(fù)經(jīng)歷的時(shí)間為t,地球的半徑為R，月球的半徑為r,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，試求地球的質(zhì)量.

變軌道發(fā)射

首先，利用第一級(jí)火箭將衛(wèi)星送到180～200km的高空，然后依靠慣性進(jìn)行圓停泊軌道（A）．

當(dāng)?shù)竭_(dá)赤道上空時(shí)，第二、三級(jí)火箭點(diǎn)火，衛(wèi)星進(jìn)入位于赤道平面內(nèi)的橢圓轉(zhuǎn)移軌道（B），且軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)（D）為35800km．

當(dāng)?shù)竭_(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，衛(wèi)星啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后改變方向進(jìn)入同步軌道（C）．

這種發(fā)射有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是對(duì)火箭推力要求較低；二是發(fā)射場(chǎng)的位置不局限在赤道上．

第二篇：人造衛(wèi)星 宇宙速度教案

新人教<人造衛(wèi)星 宇宙速度>教案

●教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo)

1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí).2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的幾個(gè)主要天體層次.4.了解宇宙大爆炸理論.二、能力目標(biāo)

通過(guò)用萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力.三、德育目標(biāo)

1.通過(guò)介紹我國(guó)在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情.2.通過(guò)簡(jiǎn)述宇宙的產(chǎn)生過(guò)程，使學(xué)生明確宇宙將如何演化下去的問(wèn)題需要我們不斷地去探索，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.●教學(xué)重點(diǎn)

1.第一宇宙速度的推導(dǎo).2.運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系.●教學(xué)難點(diǎn)

運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系.●教學(xué)方法

1.關(guān)于第一宇宙速度和地球同步衛(wèi)星軌道的教學(xué)，采用電教法、推導(dǎo)法、歸納法、講授法等綜合教法進(jìn)行.2.關(guān)于天體的幾個(gè)層次的教學(xué)，采用電教法、講授法進(jìn)行.●教學(xué)用具

投影片、CAI課件(牛頓描繪的人造衛(wèi)星原理圖)、有關(guān)天體的錄像資料.●課時(shí)安排 1課時(shí)

●教學(xué)過(guò)程

［投影］本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí).2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的幾個(gè)主要天體層次.4.了解宇宙大爆炸理論.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程

一、導(dǎo)入新課

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用.現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們回憶下列問(wèn)題.1.萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上有何作用？

2.如何應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量？能否計(jì)算環(huán)繞天體的質(zhì)量？ ［學(xué)生活動(dòng)］經(jīng)過(guò)思考，回答上述問(wèn)題：

1.應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可以估算天體的質(zhì)量；可以來(lái)發(fā)現(xiàn)未知天體.2.應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求解天體質(zhì)量時(shí)，我們可以用下面三個(gè)方程求解： F引=F心 ① F引=mg

② mg=F心 ③

二、新課教學(xué) 1.人造衛(wèi)星 A.基礎(chǔ)知識(shí)

請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文第一自然段，同時(shí)思考下列問(wèn)題.［投影出示］

1.在地面拋出的物體為什么要落回地面？ 2.什么叫人造地球衛(wèi)星？

［學(xué)生活動(dòng)］閱讀課文,從課文中找出相應(yīng)的答案.1.在地面上拋出的物體，由于受到地球引力的作用，所以最終都要落回到地面.2.如果在地面上拋出一個(gè)物體時(shí)的速度足夠大，那么它將不再落回地面，而成為一個(gè)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，這個(gè)物體此時(shí)就可認(rèn)為是一顆人造地球衛(wèi)星.B.深入探究

1.月球也要受到地球引力的作用，為什么月亮不會(huì)落到地面上來(lái)？ 2.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛行的距離與飛行的水平初速度有何關(guān)系? 3.若拋出物體的水平初速度足夠大，物體將會(huì)怎樣？ ［學(xué)生活動(dòng)］分組討論，得出結(jié)論.1.由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)月球受到的地球的引力(即重力)，用來(lái)充當(dāng)繞地運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力，故而月球并不會(huì)落到地面上來(lái).2.由平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知： x=v0t

①

t=2hg

②

聯(lián)立①、②可得： x=v02hg

即物體飛行的水平距離和初速度v0及豎直高度h有關(guān)，在豎直高度相同的情況下，水平距離的大小只與初速度v0有關(guān)，水平初速度越大，飛行的越遠(yuǎn).3.當(dāng)平拋的水平初速度足夠大時(shí)，物體飛行的距離也很大，由于地球是一圓球體，故物體將不能再落回地面，而成為一顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星.C.教師總結(jié)

［用多媒體演示］平拋物體的速度逐漸增大，飛行距離也跟著增大，當(dāng)速度足夠大時(shí)，成為一顆繞地運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星.牛頓曾依據(jù)平拋現(xiàn)象猜想了衛(wèi)星的發(fā)射原理，但他沒(méi)有看到他的猜想得以實(shí)現(xiàn).今天，我們的科學(xué)家們把牛頓的猜想變成了現(xiàn)實(shí).D.基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用

1.在地面拋出的物體，最終要落回地面的主要原因是________，________.2.平拋物體________時(shí)，就會(huì)成為一顆人造地球衛(wèi)星.參考答案: 1.受重力的作用；初速度不夠大 2.水平初速度足夠大 2.宇宙速度 ［過(guò)渡語(yǔ)］從上面學(xué)習(xí)可知，當(dāng)平拋物體的初速度足夠大時(shí)就可成為衛(wèi)星.那么，大到什么程度就叫足夠大了呢？下面我們來(lái)討論這一個(gè)問(wèn)題.A.基礎(chǔ)知識(shí)

請(qǐng)同學(xué)們閱讀第二部分——宇宙速度，同時(shí)考慮下面幾個(gè)問(wèn)題.［投影出示］

1.衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力學(xué)方程是什么？

2.為什么向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射要困難？

3.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？ ［學(xué)生活動(dòng)］閱讀課文，找出相應(yīng)答案.1.衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程是：F引=F心.2.向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，火箭須克服地球?qū)λ囊Χ龈嗟墓?，?duì)火箭的要求更高一些，所以比較困難.3.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須具有的速度叫第一宇宙速度.人造衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度叫第二宇宙速度.人造衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙中去時(shí)，所必須具有的速度叫第三宇宙速度.B.深入探究

1.衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的最小半徑是多少？

2.結(jié)合衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力學(xué)方程，推導(dǎo)第一宇宙速度.［學(xué)生活動(dòng)］分組討論，得出答案.1.衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的最小半徑近似等于地球的半徑，即在地球表面繞地運(yùn)轉(zhuǎn).2.由動(dòng)力學(xué)方程：F引=F心

得：GMmR2V2=m

R故：v= MmR2－GM/R

①

由于萬(wàn)有引力近似等于物體的重力，所以動(dòng)力學(xué)方程也可為：mg=F心 得：mg=mv

R2故v=gR

②

①、②兩式都可用于求解人造衛(wèi)星的第一宇宙速度.C.基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用

1.要使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，它進(jìn)入地面附近的軌道速度是________km/s，要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運(yùn)行，必須使它的軌道速度等于或大于________km/s，要使它飛行到太陽(yáng)系以外的地方，它的速度必須等于或大于________km/s.答案：7.9;11.2;16.7 2.關(guān)于第一宇宙速度，下面說(shuō)法正確的是（）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度 C.它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度 D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在近地點(diǎn)的速度 答案：BC

三、反饋練習(xí)

1.某行星的衛(wèi)星在靠近行星的軌道上飛行，若要計(jì)算行星的密度，需要測(cè)出的物理量是（）A.行星的半徑

B.衛(wèi)星的半徑 C.衛(wèi)星運(yùn)行的線速度

D.衛(wèi)星運(yùn)行的周期 2.關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說(shuō)法中，正確的是（）A.如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬(wàn)有引力恒量，就可算出地球質(zhì)量

B.兩顆人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期一定是相同的

C.原來(lái)在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D.一艘繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內(nèi)慢慢走出并離開(kāi)飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬(wàn)有引力減小，故飛行速度減小

3.一顆人造地球衛(wèi)星離地面高h(yuǎn)=3R(R為地球半徑).若已知地球表面的重力加速度為g,則衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度是________，角速度是________，周期是________，若已知地球質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力常量為G，則衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度是________，角速度是________，周期是________.4.從地球發(fā)出的光訊號(hào)垂直于地面發(fā)射，訊號(hào)到達(dá)月球表面時(shí)正好能垂直射向水平月面，經(jīng)反射返回地球被吸收，光速為c，光訊號(hào)往復(fù)經(jīng)歷的時(shí)間為t，地球的半徑為R，月球的半徑為r，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，試求地球的質(zhì)量.參考答案： 1.D 2.AB

3.gR/2;gR/8R;16?RgR;

MG/2;RMGR8?R;

16?RMGR

24?4.設(shè)地球質(zhì)量為M，月球質(zhì)量為m，則：GMm=m·r′ '22rT所以M=所以4?2r'3GT2而r′=R+r+ct

2t4?2(R?r?C)322??M=GT22GT2(2R+2r+ct)3

四、本節(jié)小結(jié)

通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)掌握：(1)第一宇宙速度的推導(dǎo) F引=F心?GMmR2v2=m?v?Gm/RRv2?v?gRR

mg=F心?mg=m(2)第二宇宙速度：v2=11.2 km/s(3)第三宇宙速度：v3=16.7 km/s

五、作業(yè)

1.閱讀本節(jié)內(nèi)容.2.課本P110練習(xí)二的(3)，(4)，(5)，(6)，(7).3.思考題：

(1)發(fā)射一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)播電視節(jié)目的同步衛(wèi)星，應(yīng)使它與地面相對(duì)靜止，已知地球半徑為6400 km,問(wèn)此衛(wèi)星應(yīng)發(fā)射到什么高度？

(2)宇航員坐在人造衛(wèi)星里，試說(shuō)明衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中人為什么會(huì)產(chǎn)生超重現(xiàn)象？當(dāng)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)又為什么會(huì)產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象？

4.系統(tǒng)復(fù)習(xí)本章內(nèi)容,畫出知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖.六、板書設(shè)計(jì)

人造衛(wèi)星的發(fā)射原理

第三篇：高中物理《人造衛(wèi)星宇宙速度》教案教科版解析

人造衛(wèi)星 宇宙速度

教學(xué)目的:

1．了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)

2．掌握第一宇宙速度的推導(dǎo)。了解第二、第三宇宙速度的意義。教學(xué)重點(diǎn)：第一宇宙速度的推導(dǎo) 教學(xué)難點(diǎn)：發(fā)射速度與環(huán)繞速度的區(qū)別 教學(xué)方法:啟發(fā)、講授 教學(xué)過(guò)程： 一 導(dǎo)入新課

1．問(wèn)：在高山上用不同的水平初速度拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，它們的落地點(diǎn)相同嗎？

學(xué)生：它們的落地點(diǎn)不同，速度越大，落地點(diǎn)離山腳越遠(yuǎn).因?yàn)樵谕蛔呱缴蠏伋觯鼈冊(cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，速度大的水平位移大，所以落地點(diǎn)也較遠(yuǎn)。

教師：假設(shè)被拋出物體的速度足夠大，物體的運(yùn)動(dòng)情形又如何呢？ 學(xué)生進(jìn)行猜想。

教師總結(jié)，并用多媒體模擬。

如果地面上空有一個(gè)相對(duì)于地面靜止的物體，它只受重力的作用，那么它就做自由落體運(yùn)動(dòng)，如果物體在空中具有一定的初速度，且初速度的方向與重力的方向垂直，那么它將做平拋運(yùn)動(dòng)，牛頓曾設(shè)想過(guò)：從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也一次比一次離山腳遠(yuǎn)，如果沒(méi)有空氣阻力，當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來(lái)，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，簡(jiǎn)稱人造衛(wèi)星。1970年4月24日,我國(guó)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星, 到現(xiàn)在我國(guó)已發(fā)射了多顆人造地球衛(wèi)星。1975年,我國(guó)就掌握了使衛(wèi)星返回地面的回收技術(shù),成為世界上第三個(gè)掌握這種先進(jìn)技術(shù)的國(guó)家。1984年4月8日, 我國(guó)發(fā)射了一顆試驗(yàn)通訊衛(wèi)星, 把衛(wèi)星準(zhǔn)確地運(yùn)送到指定位置的同步軌道上。這是一個(gè)難度非常大的多維控制問(wèn)題.同步衛(wèi)星的定點(diǎn)成功, 標(biāo)志著我國(guó)在運(yùn)載火箭和衛(wèi)星技術(shù)方面已加入世界先進(jìn)行列。近幾年,我國(guó)一直利用火箭為其它國(guó)家發(fā)射衛(wèi)星。這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)人造地球衛(wèi)星的基本知識(shí)。

2．人造衛(wèi)星的分類

a．軌道分類：同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、任一軌道衛(wèi)星。

b．用途分類：通訊衛(wèi)星、軍事衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等等。3．同步衛(wèi)星

1．軌道；一定在赤道上空。

2．必須有一定的高度、周期、線速度、角速度。（為什么？）

3．引入：那么人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的運(yùn)動(dòng)速率之間有什么關(guān)系呢？本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。

二 新課教學(xué)

（一）宇宙速度

1．設(shè)一顆人造衛(wèi)星沿圓形軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。

①教師：衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力由什么力提供？

學(xué)生：由衛(wèi)星所受地球的萬(wàn)有引力來(lái)提供。

②據(jù)上述關(guān)系你能得到什么表達(dá)式？

學(xué)生：＝mr

③所以我們得到,T=2л

教師：在公式中，M為地球質(zhì)量，G為引力恒量，r為衛(wèi)星軌道半徑。此式為衛(wèi)星繞地球正常運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度(環(huán)繞速度)和運(yùn)行周期表達(dá)式。

2．討論v、T與r之間的關(guān)系：

學(xué)生：由于GM一定，r越小，線速度v越大，反之，r越大，v越小.即：r↑→v↓ 同理：r↑→T↑,對(duì)于人造衛(wèi)星vmax=7.9km/s,Tmin=84.4min

教師：由此我們得到：距地面越高的衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速率越小。那么，是向高軌道發(fā)射困難，還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難呢？

學(xué)生：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難，因?yàn)橄蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龈嗟墓Α?/p>

3．對(duì)于靠近地面運(yùn)行的人造衛(wèi)星，求解它繞地球的速率

對(duì)于靠近地面運(yùn)行的人造衛(wèi)星，可以認(rèn)為此時(shí)的r近似等于地球的半徑R，則

或者：mg=mv/r v

2==7.9km/s

教師：這個(gè)速度就是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，叫第一宇宙速度。

4．討論：

①第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球的最大速度，為什么？

②為什么說(shuō)第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度

學(xué)生討論后，教師總結(jié)：

第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：

(1)是發(fā)射衛(wèi)星進(jìn)入最低軌道所必須具有的最小速度。

(2)是衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最大環(huán)繞速度，即所有衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于7.9km/s。

過(guò)渡：如果衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,此時(shí)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道又如何呢？

5．教師講解，并用多媒體模擬：

①當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡就不是圓形，而是橢圓。

②當(dāng)衛(wèi)星從地面飛出時(shí)的速度大于或等于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)行，為太陽(yáng)的行星這個(gè)速度叫做第二宇宙速度，也叫脫離速度。

③當(dāng)衛(wèi)星從地面上飛出時(shí)的速度大于或等于16.7km/s,則能脫離太陽(yáng)的束縛，進(jìn)入太陽(yáng)系以外的宇宙空間中去，這個(gè)速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。

（二）地球同步衛(wèi)星

下面我們?cè)賮?lái)研究一種衛(wèi)星──同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的速度相同，所以從地面上看，它總在某地的正上方，因此叫同步衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般用于通訊，又叫同步通訊衛(wèi)星。我們平時(shí)看電視實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí)總聽(tīng)到解說(shuō)員所說(shuō)的太平洋上空或印度洋上空的衛(wèi)星都是通訊衛(wèi)星，在北京上空有沒(méi)有同步衛(wèi)星呢？同步衛(wèi)星有何特點(diǎn)呢？ 若在北緯或南緯某地上空真有一顆同步衛(wèi)星，那么這顆衛(wèi)星軌道平面的中心應(yīng)是地軸上的某點(diǎn)，而不是地心，其需要的向心力也指向這一點(diǎn)。而地球所能夠提供的引力只能指向地心，所以北緯或南緯某地上空是不可能有同步衛(wèi)星的。另外由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以此衛(wèi)星離地球的距離只能是一個(gè)定值。換句話說(shuō)，所有地球的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一條圓弧上，而為了衛(wèi)星之間不相互干擾，大約3度角左右才能放置一顆衛(wèi)星，地球的同步通訊衛(wèi)星只能有120顆?？梢?jiàn)，空間位置也是一種資源。(讓學(xué)生推導(dǎo)同步衛(wèi)星的高度)。

同步通訊衛(wèi)星的特點(diǎn)：1．在赤道平面內(nèi)。2．與地球自轉(zhuǎn)方向相同。3．高度一定。值得說(shuō)明的是：衛(wèi)星在發(fā)射的過(guò)程中處于超重狀態(tài)，和在升降機(jī)中相同。衛(wèi)星進(jìn)入軌道，在正常運(yùn)行的過(guò)程中，衛(wèi)星中的物體處于完全失重狀態(tài)，凡是工作原理與重力有關(guān)的儀器（天平，水銀氣壓計(jì)）在衛(wèi)星中都不能正常使用，凡是與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)都無(wú)法進(jìn)行。地球同步衛(wèi)星是指運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，與地球同步轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)于地面上某一點(diǎn)始終保持靜止的人造衛(wèi)星。有一下特點(diǎn)：

（1）周期、角速度與地球相同，即T＝24h（2）軌道確定。因?yàn)棣?、T與地球相同，又在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以只能在赤道面上與地球自轉(zhuǎn)同步，所有地球同步衛(wèi)星的軌道均在赤道平面內(nèi)，且離地面的高度和環(huán)繞速度相同。

三 鞏固練習(xí)

1．發(fā)射一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)播電視節(jié)目的同步衛(wèi)星，應(yīng)使它與地面相對(duì)靜止，已知地球半徑為6400km,問(wèn)此衛(wèi)星應(yīng)發(fā)射到什么高度？（h=-R=3.59χ104km）

2．宇航員坐在人造衛(wèi)星里，試說(shuō)明衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中人為什么會(huì)產(chǎn)生超重現(xiàn)象？當(dāng)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)又為什么會(huì)產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象？

3．在環(huán)繞地球運(yùn)行的宇宙飛船的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，下面幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中可以正常進(jìn)行的是（CD）

A．用天平稱物體的質(zhì)量

B．同彈簧秤稱物體的重力

C．上緊鬧鐘上的發(fā)條

D．用體溫表測(cè)宇航員的體溫

4.關(guān)于第一宇宙速度，下面說(shuō)法正確的是(BC)A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度

B．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度

C．它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度

D．它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在近地點(diǎn)的速度

5．某行星的衛(wèi)星，在靠近行星的軌道上飛行，若要計(jì)算行星的密度，需要測(cè)出的物理量是(D)A．行星的半徑

B．衛(wèi)星的半徑

C．衛(wèi)星運(yùn)行的線速度

D．衛(wèi)星運(yùn)行的周期

6．關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說(shuō)法中，正確的是(AB)A．如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬(wàn)有引力恒量，就可算出地球質(zhì)量

B．兩顆人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期就一定是相同的

C．原來(lái)在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D．一只繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內(nèi)慢慢走出，并離開(kāi)飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬(wàn)有引力減小，故飛行速度減小

第四篇：物理同步練習(xí)題考試題試卷教案高一物理加速度單元練習(xí)題

學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

高考網(wǎng)004km.cn 加速度單元練習(xí)題

一、選擇題

1.在研究下述運(yùn)動(dòng)時(shí)，能把物體看作質(zhì)點(diǎn)的是 [

]

A.研究地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng)

B.研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)

C.研究火車從南京到上海運(yùn)行需要的時(shí)間

D.研究一列火車通過(guò)長(zhǎng)江大橋所需的時(shí)間

2.下列說(shuō)法正確的是 [

]

A.運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻的速度可能很大而加速度可能為零

B.運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻的速度可能為零而加速度可能不為零

C.在初速度為正、加速度為負(fù)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，速度不可能增大

D.在初速度為正、加速度為正的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)加速度減小時(shí)，它的速度也減小

3.沿一條直線運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)物體的加速度逐漸減小時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 [

]

A.物體運(yùn)動(dòng)的速度一定增大

B.物體運(yùn)動(dòng)的速度一定減小

C.物體運(yùn)動(dòng)速度的變化量一定減小

D.物體運(yùn)動(dòng)的路程一定增大

4.圖1表示甲、乙兩個(gè)作直線運(yùn)動(dòng)的物體相對(duì)于同一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)的s-t圖象，下列說(shuō)法中正確的是 [

]

A.甲、乙都作勻變速直線運(yùn)動(dòng)

B.甲、乙運(yùn)動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)相距s1

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C.乙比甲早出發(fā)t1 時(shí)間

D.乙運(yùn)動(dòng)的速率大于甲運(yùn)動(dòng)的速率

5.對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 [

]

A.在1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)……的位移之比是1∶3∶5∶…

B.在1s末、2s末、3s末的速度之比是1∶3∶ 5

C.在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比是1∶3∶5

D.在相鄰兩個(gè)1s內(nèi)的位移之差都是9.8m

6.物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知第 1s末的速度是 6m/s，第 2s末的速度是 8m/s，則下面結(jié)論正確的是 [

]

A.物體的初速度是 3m/s

B.物體的加速度是 2m/s2

C.任何 1s內(nèi)的速度變化都是 2m/s

D.第 1s內(nèi)的平均速度是 6m/s

7.如圖2所示的v-t圖象中，表示物體作勻減速運(yùn)動(dòng)的是 [

]

8.某作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，設(shè)它運(yùn)動(dòng)全程的平均速度是v1，運(yùn)動(dòng)到中間時(shí)刻的速度是v2，經(jīng)過(guò)全程一半位置時(shí)的速度是v3，則下列關(guān)系中正確的是 [

]

A.v1＞v2＞v

3B.v1＜v2=v3

C.v1=v2＜v3

D.v1＞v2=v3

9.物體沿一條直線作加速運(yùn)動(dòng)，從開(kāi)始計(jì)時(shí)起，第1s內(nèi)的位移是1m，第2s內(nèi)的位移是2m，第3s內(nèi)的位移是3m，第4s內(nèi)的位移是4m，由此可知 [

]

A.此物體一定作勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.此物體的初速度是零

C.此物體的加速度是1m/s

2D.此物體在前4s內(nèi)的平均速度是2.5m/s

10.某物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，先后通過(guò)A、B兩點(diǎn)，經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度是vA，經(jīng)B點(diǎn)時(shí)速度是vB，則下列說(shuō)法正確的是 [

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D.通過(guò)AB段的中點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度等于 AB段的位移和所用時(shí)間的比值

11.幾個(gè)作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在相同時(shí)間內(nèi)位移最大的是 [

]

A.加速度最大的物體

B.初速度最大的物體

C.末速度最大的物體

D.平均速度最大的物體

12.圖3是甲乙兩物體從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng)的速度圖線，其中t2=2t1，則 [

]

A.在t1 時(shí)刻乙物體在前，甲物體在后

B.甲的加速度比乙大

C.在t1時(shí)刻甲乙兩物體相遇

D.在t2 時(shí)刻甲乙兩物體相遇

二、填空題

13.質(zhì)點(diǎn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸方向運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)＝4m后，又沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)為（-3，4）的B點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)從O運(yùn)動(dòng)以B通過(guò)的路程是________m，位移大小是_________m。

14.物體從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)的位移是6m，則其加速度是______m/s2，5s內(nèi)的位移是________m，它運(yùn)動(dòng)最初18m的時(shí)間是______s，速度從6m/s增大到10m/s所發(fā)生的位移是__________m.15.一輛汽車沿平直公路運(yùn)動(dòng)，以速度v1＝25m/s勻速通過(guò)前1/3路程，以速度v2＝50m/s通過(guò)其余2/3路程，則汽車在全程中的平均速度是______m/s.學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

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16.子彈恰能穿過(guò)3塊疊放在一起的同樣厚的木板（即穿過(guò)第3塊木板后子彈速度減小為零）.設(shè)子彈在木板里運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的，則子彈依次穿過(guò)3塊木板所用的時(shí)間之比為_(kāi)____________.17.某物體作直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象如圖4所示.根據(jù)圖象回答：

（1）物體在OA段作________運(yùn)動(dòng)，加速度為_(kāi)_________m/s2，在AB段作________運(yùn)動(dòng)，加速度是_________m/s2.（2）物體在2s末的速度是________m/s.（3）物體的最大位移是__________m.18.在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的實(shí)驗(yàn)中，將以下步驟的代號(hào)按合理順序填空寫在橫線上：_____________.（A）拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)紙帶；

（B）將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路；

（C）把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼；

（D）斷開(kāi)電源，取下紙帶；

（E）將平板一端抬高，輕推小車，使小車恰能在平板上作勻速運(yùn)動(dòng)；

（F）將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔；

（G）換上新的紙帶，再重復(fù)做兩三次.19.某學(xué)生的實(shí)驗(yàn)紙帶如圖5，取O為起始計(jì)數(shù)點(diǎn)，每隔相同時(shí)間T的計(jì)數(shù)點(diǎn)分別為A、B、C、D、E、F，每相鄰兩點(diǎn)間距離依次為S1、S2、S3、S4、S5、S6，若取每隔3T的時(shí)間計(jì)算加速度，則平均加速度為_(kāi)_______.學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

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20.某次實(shí)驗(yàn)紙帶的記錄如圖6所示，圖中前幾個(gè)點(diǎn)模糊，因此從A點(diǎn)開(kāi)始每打5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則小車通過(guò)D點(diǎn)時(shí)速度是________m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度是________m/s2.（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率是50Hz）

三、計(jì)算題

21.一質(zhì)點(diǎn)從靜止開(kāi)始作直線運(yùn)動(dòng)，第1s內(nèi)以加速度a＝1m/s2運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)加速度a＇＝-1m/s2，第3s又以a＝1m/s2運(yùn)動(dòng)，第4s內(nèi)加速度a＇＝-1m/s2，如此反復(fù)，經(jīng)100s此質(zhì)點(diǎn)的總位移多大？

22.甲車以加速度3m/s2由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙車落后2s鐘在同一地點(diǎn)由靜止開(kāi)始，以加速度4m/s2作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩車的運(yùn)動(dòng)方向相同，求：

（1）在乙車追上甲車之前，兩車距離的最大值是多少？

（2）乙車出發(fā)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間可追上甲車？此時(shí)它們離開(kāi)出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)？

單元練習(xí)題答案

一、選擇題

1.C 2.AB 3.D 4.BD 5.CD 6.BC 7.B 8.C 9.D

10.AB 11.D 12.AD 學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

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二、填空題

13.7，5 4，50，3，8

15.37.5

17.初速度為零的勻加速直線，1，初速度為4m/s的勻減速直線，-2，2，12

18.E B F C A D G

20.2.48，6.18

三、計(jì)算題

21.50m，22.24m，12.9s，332.8m

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第五篇：物理同步練習(xí)題考試題試卷教案高一物理力學(xué)典型例題（范文模版）

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高考網(wǎng)004km.cn 高中物理力學(xué)典型例題

1、如圖1-1所示，長(zhǎng)為5米的細(xì)繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4米的兩桿頂端A、B。繩上掛一個(gè)光滑的輕質(zhì)掛鉤。它鉤著一個(gè)重為12牛的物體。平衡時(shí)，繩中張力T=＿＿＿＿

分析與解：本題為三力平衡問(wèn)題。其基本思路為：選對(duì)象、分析力、畫力圖、列方程。對(duì)平衡問(wèn)題，根據(jù)題目所給條件，往往可采用不同的方法，如正交分解法、相似三角形等。所以，本題有多種解法。

解法一：選掛鉤為研究對(duì)象，其受力如圖1-2所示，設(shè)細(xì)繩與水平夾角為α，由平衡條件可知：2TSinα=F，其中F=12牛，將繩延長(zhǎng)，由圖中幾何條件得：Sinα=3/5，則代入上式可得T=10牛。

解法二：掛鉤受三個(gè)力，由平衡條件可知：兩個(gè)拉力（大小相等均為T）的合力F’與F大小相等方向相反。以兩個(gè)拉力為鄰邊所作的平行四邊形為菱形。如圖1-2所示，其中力的三角形△OEG與△ADC相似，則： 得：牛。

想一想：若將右端繩A 沿桿適當(dāng)下移些，細(xì)繩上張力是否變化？

（提示：掛鉤在細(xì)繩上移到一個(gè)新位置，掛鉤兩邊細(xì)繩與水平方向夾角仍相等，細(xì)繩的張力仍不變。）

2、如圖2-1所示，輕質(zhì)長(zhǎng)繩水平地跨在相距為2L的兩個(gè)小定滑輪A、B上，質(zhì)量為m的物塊懸掛在繩上O點(diǎn)，O與A、B兩滑輪的距離相等。在輕繩兩端C、D分別施加豎直向下的恒力F=mg。先托住物塊，使繩處于水平拉直狀態(tài)，由靜止釋放物塊，在物塊下落過(guò)程中，保持C、D兩端的拉力F不變。

（1）當(dāng)物塊下落距離h為多大時(shí)，物塊的加速度為零？（2）在物塊下落上述距離的過(guò)程中，克服C端恒力F做功W為多少？（3）求物塊下落過(guò)程中的最大速度Vm和最大距離H？

分析與解：物塊向下先作加速運(yùn)動(dòng)，隨著物塊的下落，兩繩間的夾角逐漸減小。因?yàn)槔K子對(duì)物塊的拉力大小不變，恒等于F，所以隨著兩繩間的夾角減小，兩繩對(duì)物塊拉力的合力將逐漸增大，物塊所受合力逐漸減小，向下加速度逐漸減小。當(dāng)物塊的合外力為零時(shí)，速度達(dá)到最大值。之后，因?yàn)閮衫K間夾角繼續(xù)減小，物塊所受合外力豎直向上，且逐漸增大，物塊將作加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物塊下降速度減為零時(shí)，物塊豎直下落的距離達(dá)到最大值H。

當(dāng)物塊的加速度為零時(shí)，由共點(diǎn)力平衡條件可求出相應(yīng)的θ角，再由θ角求出相應(yīng)的距離h，進(jìn)而求出克服C端恒力F所做的功。

對(duì)物塊運(yùn)用動(dòng)能定理可求出物塊下落過(guò)程中的最大速度Vm和最大距離H。

（1）當(dāng)物塊所受的合外力為零時(shí)，加速度為零，此時(shí)物塊下降距離為h。因?yàn)镕恒等于mg，所以繩對(duì)物塊拉力大小恒為mg，由平衡條件知：2θ=120°，所以θ=60°，由圖2-2知：

h=L*tg30°= L

[1]

-L

[2]（2）當(dāng)物塊下落h時(shí)，繩的C、D端均上升h’，由幾何關(guān)系可得：h’=克服C端恒力F做的功為：W=F*h’

[3] 學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

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高考網(wǎng)004km.cn 由[1]、[2]、[3]式聯(lián)立解得：W=（-1）mgL（3）出物塊下落過(guò)程中，共有三個(gè)力對(duì)物塊做功。重力做正功，兩端繩子對(duì)物塊的拉力做負(fù)功。兩端繩子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。因?yàn)槲飰K下降距離h時(shí)動(dòng)能最大。由動(dòng)能定理得：mgh-2W=

[4] 將[1]、[2]、[3]式代入[4]式解得：Vm=

當(dāng)物塊速度減小為零時(shí)，物塊下落距離達(dá)到最大值H，繩C、D上升的距離為H’。由動(dòng)能定理得：mgH-2mgH’=0，又H’=-L，聯(lián)立解得：H=。

3、如圖3-1所示的傳送皮帶，其水平部分 ab=2米，bc=4米，bc與水平面的夾角α=37°，一小物體A與傳送皮帶的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.25，皮帶沿圖示方向運(yùn)動(dòng)，速率為2米/秒。若把物體A輕輕放到a點(diǎn)處，它將被皮帶送到c點(diǎn)，且物體A一直沒(méi)有脫離皮帶。求物體A從a點(diǎn)被傳送到c點(diǎn)所用的時(shí)間。

分析與解：物體A輕放到a點(diǎn)處，它對(duì)傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)向后，傳送帶對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力向前，則 A 作初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)直到與傳送帶速度相同。設(shè)此段時(shí)間為t1，則：

a1=μg=0.25x10=2.5米/秒

2t=v/a1=2/2.5=0.8秒

設(shè)A勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)位移為S1，則：

設(shè)物體A在水平傳送帶上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則設(shè)物體A在bc段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，加速度為α2，則： α2=g*Sin37°-μgCos37°=10x0.6-0.25x10x0.8=4米/秒2

解得：t3=1秒（t3=-2秒舍去）

所以物體A從a點(diǎn)被傳送到c點(diǎn)所用的時(shí)間t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4秒。

4、如圖4-1所示，傳送帶與地面傾角θ=37°，AB長(zhǎng)為16米，傳送帶以10米/秒的速度勻速運(yùn)動(dòng)。在傳送帶上端A無(wú)初速地釋放一個(gè)質(zhì)量為0.5千克的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為μ=0.5，求：（1）物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需時(shí)間，（2）物體從A 運(yùn)動(dòng)到B 的過(guò)程中，摩擦力對(duì)物體所做的功（g=10米/秒2）

分析與解：（1）當(dāng)物體下滑速度小于傳送帶時(shí)，物體的加速度為α1,（此時(shí)滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下）則：

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t1=v/α1=10/10=1米

當(dāng)物體下滑速度大于傳送帶V=10米/秒 時(shí)，物體的加速度為α2（此時(shí)f沿斜面向上）則：

即：10t2+t22=11 解得：t2=1秒（t2=-11秒舍去）所以，t=t1+t2=1+1=2秒

（2）W1=fs1=μmgcosθS1=0.5X0.5X10X0.8X5=10焦

W2=-fs2=-μmgcosθS2=-0.5X0.5X10X0.8X11=-22焦 所以，W=W1+W2=10-22=-12焦。

想一想：如圖4-1所示，傳送帶不動(dòng)時(shí)，物體由皮帶頂端A從靜止開(kāi)始下滑到皮帶底端B用的時(shí)間為t，則：（請(qǐng)選擇）

A.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定大于t。

B.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t。

C.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間可能等于t。

D.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間可能小于t。（B、C、D）

5、如圖5-1所示，長(zhǎng)L=75cm的靜止直筒中有一不計(jì)大小的小球，筒與球的總質(zhì)量為4千克，現(xiàn)對(duì)筒施加一豎直向下、大小為21牛的恒力，使筒豎直向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=0.5秒時(shí)間，小球恰好躍出筒口。求：小球的質(zhì)量。（取g=10m/s2）

分析與解：筒受到豎直向下的力作用后做豎直向下的勻加速運(yùn)動(dòng)，且加速度大于重力加速度。而小球則是在筒內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng)。小球躍出筒口時(shí)，筒的位移比小球的位移多一個(gè)筒的長(zhǎng)度。

設(shè)筒與小球的總質(zhì)量為M，小球的質(zhì)量為m，筒在重力及恒力的共同作用下豎直向下做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a；小球做自由落體運(yùn)動(dòng)。設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，筒與小球的位移分別為h1、h2（球可視為質(zhì)點(diǎn)）如圖5-2所示。

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：

又有：L=h1-h2 代入數(shù)據(jù)解得：a=16米/秒2

又因?yàn)橥彩艿街亓?M-m)g和向下作用力F，據(jù)牛頓第二定律：

F+(M-m)g=(M-m)a 得：

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6、如圖6-1所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別是m1和m2，其接觸面光滑，與水平面的夾角為θ，若A、B與水平地面的動(dòng)摩擦系數(shù)都是μ，用水平力F推A，使A、B一起加速運(yùn)動(dòng)，求：（1）A、B間的相互作用力（2）為維持A、B間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力F的取值范圍。

分析與解：A在F的作用下，有沿A、B間斜面向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，據(jù)題意，為維持A、B間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，A處剛脫離水平面，即A不受到水平面的支持力，此時(shí)A與水平面間的摩擦力為零。

本題在求A、B間相互作用力N和B受到的摩擦力f2時(shí)，運(yùn)用隔離法；而求A、B組成的系統(tǒng)的加速度時(shí)，運(yùn)用整體法。

（1）對(duì)A受力分析如圖6-2（a）所示，據(jù)題意有：N1=0，f1=0 因此有：Ncosθ=m1g [1] , F-Nsinθ=m1a [2] 由[1]式得A、B間相互作用力為：N=m1g/cosθ

（2）對(duì)B受力分析如圖6-2（b）所示，則：N2=m2g+Ncosθ [3] , f2=μN(yùn)2 [4] 將[1]、[3]代入[4]式得： f2=μ(m1+ m2)g 取A、B組成的系統(tǒng)，有：F-f2=(m1+ m2)a [5] 由[1]、[2]、[5]式解得：F=m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2

故A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)F的取值范圍為：0＜F≤m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2

想一想：當(dāng)A、B與水平地面間光滑時(shí)，且又m1=m2=m時(shí)，則F的取值范圍是多少？(0＜F≤2mgtgθ＝。

7、某人造地球衛(wèi)星的高度是地球半徑的15倍。試估算此衛(wèi)星的線速度。已知地球半徑R=6400km，g=10m/s2。

分析與解：人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的引力提供，設(shè)地球與衛(wèi)星的質(zhì)量分別為M、m，則：=

[1]

[2] 又根據(jù)近地衛(wèi)星受到的引力可近似地認(rèn)為等于其重力，即：mg= [1]、[2]兩式消去GM解得：V==

=2.0X103 m/s 說(shuō)明：n越大(即衛(wèi)星越高)，衛(wèi)星的線速度越小。若n=0，即近地衛(wèi)星，則衛(wèi)星的線速度為V0==7.9X103m/s，這就是第一宇宙速度，即環(huán)繞速度。

8、一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R（比細(xì)管的內(nèi)徑大得多。在圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。A球的質(zhì)量為m1，B球的質(zhì)量為m2。它們沿環(huán)形圓管順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都為V0。設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，B球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零，那么m1、m2、R與V0應(yīng)滿足的關(guān)系式是。

分析與解：如圖7-1所示，A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度為V0，A球受到向下重力mg和細(xì)管向上彈力N1的作用，其合力提供向心力。那么，N1-m1g=m1 [1] 這時(shí)B球位于最高點(diǎn)，速度為V1，B球受向下重力m2g和細(xì)管彈力N2作用。球作用于細(xì)管的力是N1、N2的反作用力，要求兩球作用于細(xì)管的合力為零，即要求N2與N1等值反向，N1=N2 [2]，且N2方向一定向下，對(duì)B球：N2+m2g=m2B球由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度為V0，此過(guò)程中機(jī)械能守恒：

[3]

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高考網(wǎng)004km.cn 即m2V12+m2g2R=m2V02 [4] 由[1][2][3][4]式消去N1、N2和V1后得到m1、m2、R與V0滿足的關(guān)系式是：

(m1-m2)+(m1+5m2)g=0 [5] 說(shuō)明：（1）本題不要求出某一物理量，而是要求根據(jù)對(duì)兩球運(yùn)動(dòng)的分析和受力的分析，在建立[1]-[4]式的基礎(chǔ)上得到m1、m2、R與V0所滿足的關(guān)系式[5]。（2）由題意要求兩球?qū)A管的合力為零知，N2一定與N1方向相反，這一點(diǎn)是列出[3]式的關(guān)鍵。且由[5]式知兩球質(zhì)量關(guān)系m1＜m2。

9、如圖8-1所示，質(zhì)量為m=0.4kg的滑塊，在水平外力F作用下，在光滑水平面上從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)外力F突然撤去，滑塊隨即沖上半徑為 R=0.4米的1/4光滑圓弧面小車，小車立即沿光滑水平面PQ運(yùn)動(dòng)。設(shè)：開(kāi)始時(shí)平面AB與圓弧CD相切，A、B、C三點(diǎn)在同一水平線上，令A(yù)B連線為X軸，且AB=d=0.64m，滑塊在AB面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)量隨位移的變化關(guān)系為P=1.6

kgm/s，小車質(zhì)量M=3.6kg，不計(jì)能量損失。求：(1)滑塊受水平推力F為多大?(2)滑塊通過(guò)C點(diǎn)時(shí)，圓弧C點(diǎn)受到壓力為多大?(3)滑塊到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，小車速度為多大?(4)滑塊能否第二次通過(guò)C點(diǎn)? 若滑塊第二次通過(guò)C點(diǎn)時(shí)，小車與滑塊的速度分別為多大?(5)滑塊從D點(diǎn)滑出再返回D點(diǎn)這一過(guò)程中，小車移動(dòng)距離為多少?(g取10m/s2)

分析與解：(1)由P=1.6 VB=1.6/m=1.6=mv，代入x=0.64m，可得滑塊到B點(diǎn)速度為：

=3.2m/s A→B，由動(dòng)能定理得：FS=mVB2

所以 F=mVB2/(2S)=0.4X3.22/(2X0.64)=3.2N(2)滑塊滑上C立即做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：

N-mg=mVC2/R 而VC=VB 則

N=mg+mVC2/R=0.4X10+0.4X3.22/0.4=14.2N(3)滑塊由C→D的過(guò)程中，滑塊和小車組成系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，由于滑塊始終緊貼著小車一起運(yùn)動(dòng)，在D點(diǎn)時(shí)，滑塊和小車具有相同的水平速度VDX。由動(dòng)量守恒定律得：mVC=(M+m)VDX

所以 VDX=mVC/(M+m)=0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.32m/s(4)滑塊一定能再次通過(guò)C點(diǎn)。因?yàn)榛瑝K到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，除與小車有相同的水平速度VDX外，還具有豎直向上的分速度VDY，因此滑塊以后將脫離小車相對(duì)于小車做豎直上拋運(yùn)動(dòng)(相對(duì)地面做斜上拋運(yùn)動(dòng))。因題中說(shuō)明無(wú)能量損失，可知滑塊在離車后一段時(shí)間內(nèi)，始終處于D點(diǎn)的正上方(因兩者在水平方向不受力作用，水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，具有相同水平速度)，所以滑塊返回時(shí)必重新落在小車的D點(diǎn)上，然后再圓孤下滑，最后由C點(diǎn)離開(kāi)小車，做平拋運(yùn)動(dòng)落到地面上。由機(jī)械能守恒定律得： mVC2=mgR+(M+m)VDX2+mVDY

2所以學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

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學(xué)而思教育·學(xué)習(xí)改變命運(yùn) 思考成就未來(lái)！

高考網(wǎng)004km.cn 以滑塊、小車為系統(tǒng)，以滑塊滑上C點(diǎn)為初態(tài)，滑塊第二次滑到C點(diǎn)時(shí)為末態(tài)，此過(guò)程中系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能守恒(注意：對(duì)滑塊來(lái)說(shuō)，此過(guò)程中彈力與速度不垂直，彈力做功，機(jī)械能不守恒)得：

mVC=mVC'+MV 即mVC2=mVC'2+MV2

上式中VC'、V分別為滑塊返回C點(diǎn)時(shí)，滑塊與小車的速度，V=2mVC/(M+m)=2X0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.64m/s VC'=(m-M)VC/(m+M)=(0.4-3.6)X3.2/(0.4+3.6)=-2.56m/s(與V反向)(5)滑塊離D到返回D這一過(guò)程中，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)距離為： △S=VDX2VDY/g=0.32X2X1.1/10=0.07m

10、如圖9-1所示，質(zhì)量為M=3kg的木板靜止在光滑水平面上，板的右端放一質(zhì)量為m=1kg的小鐵塊，現(xiàn)給鐵塊一個(gè)水平向左速度V0=4m/s，鐵塊在木板上滑行，與固定在木板左端的水平輕彈簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求鐵塊與彈簧相碰過(guò)程中，彈性勢(shì)能的最大值EP。

分析與解：在鐵塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，因此彈簧壓縮最大時(shí)和鐵塊停在木板右端時(shí)系統(tǒng)的共同速度（鐵塊與木板的速度相同）可用動(dòng)量守恒定律求出。在鐵塊相對(duì)于木板往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)總機(jī)械能損失等于摩擦力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離的乘積，可利用能量關(guān)系分別對(duì)兩過(guò)程列方程解出結(jié)果。

設(shè)彈簧壓縮量最大時(shí)和鐵塊停在木板右端時(shí)系統(tǒng)速度分別為V和V'，由動(dòng)量守恒得：mV0=(M+m)V=(M+m)V' 所以，V=V’=mV0/(M+m)=1X4/(3+1)=1m/s 鐵塊剛在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)總動(dòng)能為：EK=mV02=0.5X1X16=8J

彈簧壓縮量最大時(shí)和鐵塊最后停在木板右端時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)能都為：

EK'=(M+m)V2=0.5X(3+1)X1=2J 鐵塊在相對(duì)于木板往返運(yùn)過(guò)程中，克服摩擦力f所做的功為：

Wf=f2L=EK-EK'=8-2=6J 鐵塊由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大的過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能損失為：fs=3J

由能量關(guān)系得出彈性勢(shì)能最大值為：EP=EK-EK'-fs=8-2-3=3J 說(shuō)明：由于木板在水平光滑平面上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，題中所求的是彈簧的最大彈性勢(shì)能，解題時(shí)必須要用到能量關(guān)系。在解本題時(shí)要注意兩個(gè)方面：1.是要知道只有當(dāng)鐵塊和木板相對(duì)靜止時(shí)(即速度相同時(shí))，彈簧的彈性勢(shì)能才最大；彈性勢(shì)能量大時(shí)，鐵塊和木板的速度都不為零；鐵塊停在木板右端時(shí)，系統(tǒng)速度也不為零。

2.是系統(tǒng)機(jī)械能損失并不等于鐵塊克服摩擦力所做的功，而等于鐵塊克服摩擦力所做的功和摩擦力對(duì)木板所做功的差值，故在計(jì)算中用摩擦力乘上鐵塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)的距離。

11、如圖10-1所示，勁度系數(shù)為 K的輕質(zhì)彈簧一端與墻固定，另一端與傾角為θ的斜面體小車連接，小車置于光滑水平面上。在小車上疊放一個(gè)物體，已知小車質(zhì)量為 M，物體質(zhì)量為m，小車位于O點(diǎn)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將小車從O點(diǎn)拉到B點(diǎn)，令OB=b，無(wú)初速釋放后，小車即在水平面B、C間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，而物體和小車之間始終沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。求：

(1)小車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度大小和物體所受到的摩擦力大小。

(2)b的大小必須滿足什么條件，才能使小車和物體一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在某一位置時(shí)，物體和小車之間的摩擦力為零。分析與解：

(1)所求的加速度a和摩擦力f是小車在B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)值。取M、m和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律：kb=(M+m)a 所以a=kb/(M+m)。

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高考網(wǎng)004km.cn 取m為研究對(duì)象，在沿斜面方向有：f-mgsinθ=macosθ

所以，f=mgsinθ+mcosθ=m(gsinθ+cosθ)

(2)當(dāng)物體和小車之間的摩擦力的零時(shí)，小車的加速度變?yōu)閍'，小車距O點(diǎn)距離為b'，取m為研究對(duì)象，有：mgsinθ=ma'cosθ

取M、m和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，有：kb'=(M+m)a' 以上述兩式聯(lián)立解得：b'=(M+m)gtgθ

說(shuō)明：在求解加速度時(shí)用整體法，在分析求解m受到的摩擦力時(shí)用隔離法。整體法和隔離法兩者交互運(yùn)用是解題中常用的方法，希讀者認(rèn)真掌握。

12、如圖11-1所示，一列橫波t時(shí)刻的圖象用實(shí)線表示，又經(jīng)△t=0.2s時(shí)的圖象用虛線表示。已知波長(zhǎng)為2m，則以下說(shuō)法正確的是：（）A、若波向右傳播，則最大周期是2s。B、若波向左傳播，則最大周期是2s。C、若波向左傳播，則最小波速是9m/s。D、若波速是19m/s，則傳播方向向左。分析與解：

若向右傳播，則傳播0.2m的波數(shù)為0.2m/2m=0.1，則，△t=(n+0.1)T(n=0、1、2、3……)所以T=△t/(n+0.1)=0.2/(n+0.1)當(dāng)n=0時(shí)，周期有最大值Tmax=2s，所以A正確。

若向左傳播，則在0.2s內(nèi)傳播距離為(2-0.2)m=1.8m，傳過(guò)波數(shù)為1.8m/2m=0.9，則，△t=(n+0.9)T(n=0、1、2、3……)所以T=△t/(n+0.9)=0.2/(n+0.9)當(dāng)n=0時(shí)，周期有最大值Tmax≈0.22S，所以B錯(cuò)。

又：T=λ/V，所以V=λ/T=λ/[0.2/(n+0.9)]=2(n+0.9)/0.2=10(n+0.9)當(dāng)n=0時(shí)，波速最小值為Vmin=9m/s，所以C正確。

當(dāng)n=1時(shí) V=19m/s，所以D正確。

故本題應(yīng)選A、C、D。

說(shuō)明：解決波動(dòng)問(wèn)題要注意：由于波動(dòng)的周期性(每隔一個(gè)周期T或每隔一個(gè)波長(zhǎng)λ)和波的傳播方向的雙向性，往往出現(xiàn)多解，故要防止用特解來(lái)代替通解造成解答的不完整。

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