第一篇：高中物理論文高一物理必修2第三章萬(wàn)有引力定律中衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)教學(xué)研究

注重引導(dǎo)，突破難點(diǎn)

——高中物理必修2衛(wèi)星問(wèn)題的教學(xué)探討

摘要

筆者從自己的教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，結(jié)合許多學(xué)生在學(xué)習(xí)人造衛(wèi)星知識(shí)時(shí)都遇到了一定困難的現(xiàn)狀，分析了學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知道的困難原因，并結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)際，提出了8個(gè)方面的教學(xué)措施。為克服人造衛(wèi)星這一內(nèi)容的教學(xué)困難提供了比較好的解決方法。

關(guān)鍵字

人造衛(wèi)星

學(xué)習(xí)困難

解決困難

類(lèi)比法

軌道選擇

從教13年以來(lái)，筆者在有關(guān)人造衛(wèi)星的教學(xué)問(wèn)題中，總會(huì)遇到不少麻煩，特別是隨著高中教育的逐步普及，現(xiàn)在有更多學(xué)生反映人造衛(wèi)星的問(wèn)題難懂。人造衛(wèi)星的問(wèn)題究竟“難”在哪里？有什么好的方法能幫助學(xué)生突破這一知識(shí)的難關(guān)呢？筆者想就這兩個(gè)問(wèn)題，結(jié)合粵教版高中物理必修2第三章的內(nèi)容，進(jìn)行一些探討，希望對(duì)同行們教這一內(nèi)容及學(xué)生們學(xué)這一內(nèi)容有一些幫助。

一、學(xué)生學(xué)習(xí)人造衛(wèi)星問(wèn)題的困難在哪里？ 人造衛(wèi)星問(wèn)題只所以難學(xué)，原因主要有以下幾點(diǎn)：

1、人造衛(wèi)星問(wèn)題本身就是屬于比較復(fù)雜的圓周運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題，學(xué)生對(duì)教材第二章的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題把握不好，主要是對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的條件認(rèn)識(shí)不清，不能很好地理解物體的圓周運(yùn)動(dòng)的“供”、“需”關(guān)系，致使其看到圓周運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題就怕。

2、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供，萬(wàn)有引力定律的公式包含的字母多，而且很多時(shí)候又近似地把重力看成萬(wàn)有引力，加上常用的向心力公式的形式又有三種，這就使得解決這類(lèi)問(wèn)題可能組合的方程達(dá)到7種以上的可能性。

3、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題比較抽象，學(xué)生對(duì)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)缺乏感性認(rèn)識(shí)。

二、如何幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)這一知識(shí)的困難？

筆者在這一內(nèi)容的教學(xué)工作中，主要做了以下幾方面的工作，使學(xué)生在學(xué)習(xí)這一知識(shí)上有了比較大的突破：

1、創(chuàng)設(shè)情境，通過(guò)看得到的圓周運(yùn)動(dòng)的分析，為衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

課堂上，通過(guò)“水流星”實(shí)驗(yàn)，演示小桶和水做圓周運(yùn)動(dòng)情形，引導(dǎo)學(xué)生分析下面三個(gè)問(wèn)題：

（1）為了保證水不會(huì)流出來(lái)，我們必須提供什么條件？（2）如果我們把拉繩子的手松開(kāi)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

（3）如果我們讓水和桶的速度增大或讓它們做軌跡半徑更大的圓周運(yùn)動(dòng)，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？

學(xué)生通過(guò)分析這三個(gè)問(wèn)題，得出了幾點(diǎn)結(jié)論，一是為了讓水不流出來(lái)，必須保證桶和水的速度足夠大（這為講解衛(wèi)星環(huán)繞速度和第一宇宙速度做了鋪墊），二是沒(méi)有了手的拉力，桶和水不可能再做圓周運(yùn)動(dòng)（這使學(xué)生對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力條件有了比較深刻的認(rèn)識(shí)），三是如果桶和水的速度大了或者運(yùn)動(dòng)軌道半徑增加了，可能會(huì)導(dǎo)致繩子被拉斷（這為學(xué)生學(xué)習(xí)衛(wèi)星的發(fā)射問(wèn)題提供了模型）。

2、借助多媒體課件，模擬衛(wèi)星運(yùn)行情況，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。通過(guò)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的模擬演示，使學(xué)生清晰地看到了不同軌道上的“衛(wèi)星”繞地球做“環(huán)繞運(yùn)動(dòng)”的情形。并引導(dǎo)學(xué)生觀察，不同軌道上的衛(wèi)星的運(yùn)行情況有什么不同？（引導(dǎo)學(xué)生觀察得出，高軌衛(wèi)星慢，低軌衛(wèi)星快的結(jié)論，為日后學(xué)生分析不同軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)快慢提供了感性認(rèn)識(shí)）

3、通過(guò)類(lèi)比，引導(dǎo)學(xué)生找出衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力條件。

將衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)與“水流星”的運(yùn)動(dòng)對(duì)比，讓學(xué)生找到衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力來(lái)源。學(xué)生通過(guò)分析，能確定萬(wàn)有引力提供了向心力。這就使衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方程有了著落。

4、強(qiáng)記萬(wàn)有引力定律。要求學(xué)生寫(xiě)出萬(wàn)有引力定律公式F?G晰地講出公式中各字母的含義。

5、讓學(xué)生推導(dǎo)衛(wèi)星在半徑為r的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度公式。學(xué)生通過(guò)第3點(diǎn)得出方程Gm?Mr2m?Mr2，并清?mv2r，并很容易地推出了速度公式v?GMr，引導(dǎo)學(xué)生討論這一結(jié)論，并理解，由于地球質(zhì)量M及萬(wàn)有引力常數(shù)G都是恒量，故v僅由r決定。

6、討論“第一宇宙速度”與衛(wèi)星的軌道參數(shù)的含義，并理解“每條軌道都

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

是一個(gè)速度選擇器”。

結(jié)合教材P53，讓學(xué)生理解第一宇宙速度的定義，并知道第一宇宙速度就是近地軌道的參數(shù)速度。不同的軌道有不同的速度要求，軌道越高，速度越小。要把衛(wèi)星送到某一軌道，并保證衛(wèi)星在這一軌道穩(wěn)定運(yùn)行，衛(wèi)星到達(dá)這一軌道時(shí)的速度必須等于這一軌道的參數(shù)速度。在這里，我把衛(wèi)星的發(fā)射與大學(xué)生就業(yè)類(lèi)比起來(lái)，學(xué)生理解得非常深刻。即把每一條軌道類(lèi)比成社會(huì)上的每一個(gè)職位，把每一顆衛(wèi)星類(lèi)比成每一個(gè)大學(xué)畢業(yè)生，衛(wèi)星送入軌道就好比大學(xué)生找到一個(gè)職位。通過(guò)這種類(lèi)比，學(xué)生對(duì)“軌道選擇衛(wèi)星”，“軌道定了，運(yùn)動(dòng)參數(shù)v、?、T、a定了”理解得比較清楚。

7、討論衛(wèi)星發(fā)射問(wèn)題。

通過(guò)前面的討論，學(xué)生對(duì)“軌道選擇衛(wèi)星”有了一定的認(rèn)識(shí)，而且知道高軌衛(wèi)星速度慢，低軌衛(wèi)星速度快，這時(shí)，學(xué)生容易有一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，以為高軌道要求低，低軌道要求高，從而得出“發(fā)射高軌衛(wèi)星比發(fā)射低軌衛(wèi)星容易”的錯(cuò)誤結(jié)論。此時(shí)，我結(jié)合前面演示的“水流星”問(wèn)題，要求學(xué)生分析，如何讓一顆低軌衛(wèi)星變軌到更高的軌道去？學(xué)生通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，要讓低軌衛(wèi)星“高就”，在低軌道上必須讓它做離心運(yùn)動(dòng)，從而得出“高軌衛(wèi)星在經(jīng)過(guò)低軌道時(shí)，速度比低軌衛(wèi)星大”的結(jié)論，從而糾正了上面的錯(cuò)誤看法。同時(shí)通過(guò)這一討論，還要引導(dǎo)學(xué)生得出“第一宇宙速度既是衛(wèi)星運(yùn)行的最大速度，又是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度”這一結(jié)論。

8、討論同步衛(wèi)星問(wèn)題。

結(jié)合教材P54，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)同步衛(wèi)星是一種特殊的衛(wèi)星，特殊之處在于它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，根據(jù)“軌道選擇衛(wèi)星”的結(jié)論，要想發(fā)射同步衛(wèi)星，就必須送入同步軌道，世界上所有的同步衛(wèi)星都在同一軌道。

通過(guò)以上8點(diǎn)措施，學(xué)生對(duì)衛(wèi)星問(wèn)題有了比較清楚的認(rèn)識(shí)，由于既有了感性認(rèn)識(shí)又有了理性認(rèn)識(shí)，不同層次的學(xué)生對(duì)這一問(wèn)題都有了較深刻的認(rèn)識(shí)，學(xué)生在解題中也基本掌握了先定性分析，有必要時(shí)再進(jìn)行定量計(jì)算的解題步驟，比較有效地提高了這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果。

都

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

第二篇：高中物理 6-3 萬(wàn)有引力定律同步檢測(cè) 新人教版必修2(答案后)

第6章第3節(jié) 萬(wàn)有引力定律

基礎(chǔ)夯實(shí)

1．(2011·北京日壇中學(xué)高一檢測(cè))下列關(guān)于天文學(xué)發(fā)展歷史說(shuō)法正確的是()

A．哥白尼建立了日心說(shuō)，并且現(xiàn)代天文學(xué)證明太陽(yáng)就是宇宙的中心

B．開(kāi)普勒提出繞同一恒星運(yùn)行的行星軌道的半長(zhǎng)軸的平方跟公轉(zhuǎn)周期的立方之比都相等

C．牛頓建立了萬(wàn)有引力定律，該定律可計(jì)算任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的引力

D．卡文迪許用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量G，其在國(guó)際單位制中的單位是：Nm/kg

2．(2011·南京六中高一檢測(cè))一顆人造衛(wèi)星在地球引力作用下，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星離地面的高度為h，引力常量G，則地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力大小為()

A．22Mm

R＋h2B．2D．MmRC．2Mm

hMm R＋h

3．蘋(píng)果落向地球，而不是地球向上碰到蘋(píng)果，對(duì)此論斷的正確解釋是()

A．由于地球質(zhì)量比蘋(píng)果質(zhì)量大得多，地球?qū)μO(píng)果的引力比蘋(píng)果對(duì)地球的引力大得多造成的B．由于地球?qū)μO(píng)果的引力作用，而蘋(píng)果對(duì)地球無(wú)引力作用造成的C．由于蘋(píng)果對(duì)地球的引力和地球?qū)μO(píng)果的引力大小相等，但地球的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于蘋(píng)果，地球不能產(chǎn)生明顯的加速度

D．以上解釋都不對(duì)

4．(2011·江蘇鹽城中學(xué)高一檢測(cè))2010年10月1日，我國(guó)成功發(fā)射了“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星，在衛(wèi)星飛赴月球的過(guò)程中，隨著它與月球間距離的減小，月球?qū)λ娜f(wàn)有引力將

（）

A．變小

C．先變小后變大B．變大 D．先變大后變小

5．(上海外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高一檢測(cè))已知地球半徑為R，將一物體從地面發(fā)射至離地面高h(yuǎn)處時(shí)，物體所受萬(wàn)有引力減少到原來(lái)的一半，則h為()

A．R

B．2R1

C.2RD．2－1)R

6．引力常量為G，地球質(zhì)量為M，把地球當(dāng)作球體，半徑為R，忽略地球的自轉(zhuǎn)，則地球表面的重力加速度大小為()

A．g＝B．g＝GR C．g＝2D．缺少條件，無(wú)法算出地面重力加速度

7．(2010·揚(yáng)州高一檢測(cè))地球可近似看成球形，由于地球表面上物體都隨地球自轉(zhuǎn)，所以有()

A．物體在赤道處受的地球引力等于兩極處，而重力小于兩極處 B．赤道處的角速度比南緯30°大

C．地球上物體的向心加速度都指向地心，且赤道上物體的向心加速度比兩極處大 D．地面上的物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)提供向心力的是重力

8．火星半徑為地球半徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9.一位宇航員連同宇航服在地球上的質(zhì)量為100kg，則在火星上其質(zhì)量為_(kāi)_______kg，重力為_(kāi)_______N.9．(廣西鴻鳴中學(xué)高一檢測(cè))在一次測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)里，已知一個(gè)質(zhì)量是0.50kg的球．以2.6×10

－10

GM

R

GMR

N的力吸引另一個(gè)質(zhì)量是12.8×10kg的球．這兩個(gè)球相距4.0×10m，－3－2

地球表面的重力加速度是9.8m/s，地球直徑是12.8×10km.根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算引力常量．

能力提升

1．兩艘質(zhì)量各為1×10kg的輪船相距100m時(shí)，它們之間的萬(wàn)有引力相當(dāng)于()A．一個(gè)人的重力量級(jí)B．一個(gè)雞蛋的重力量級(jí) C．一個(gè)西瓜的重力量級(jí) D．一頭牛的重力量級(jí)

2．據(jù)報(bào)道，最近在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個(gè)在地球表面重量為600N的人在這個(gè)行星表面的重量將變?yōu)?60N.由此可推知，該行星的半徑與地球半徑之比約為()

A．0.5C．3.2

B．2D．4，半徑比R地R火＝

3．(吉林一中高一檢測(cè))地球和火星的質(zhì)量之比M地M火＝，表面動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，用一根繩在地球上拖動(dòng)一個(gè)箱子，箱子獲得10m/s的最大加速度，將此箱和繩送上火星表面，仍用該繩子拖動(dòng)木箱，則木箱產(chǎn)生的最大加速度為()

A．10m/sC．7.5m/s

B．12.5m/s D．15m/s

4．(吉林一中高一檢測(cè))目前，中國(guó)正在實(shí)施“嫦娥一號(hào)”登月工程，已知月球上沒(méi)有1

空氣，重力加速度為地球的，假如你登上月球，你能夠?qū)崿F(xiàn)的愿望是()

A．輕易將100kg物體舉過(guò)頭頂 B．放飛風(fēng)箏

C．做一個(gè)同地面上一樣的標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)，在此打球，發(fā)現(xiàn)自己成為扣籃高手 D．撇鉛球的水平距離變?yōu)樵瓉?lái)的6倍

5．(廣西鴻鳴中學(xué)高一檢測(cè))1990年5月，紫金山天文臺(tái)將他們發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)小行星命名為吳健雄星，該小行星的半徑為16km，若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，小行星密度與地球相同．已知地球半徑R＝6400km，地球表面重力加速度為g.這個(gè)小行星表面的重力加速度為()

A．400gC．20g

B.D.g4001g 20

6．質(zhì)量為60kg的宇航員，他在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上繞地球運(yùn)行時(shí)，他所受地球吸引力是__________N，這時(shí)他對(duì)衛(wèi)星中的座椅的壓力為_(kāi)___________N．(設(shè)地面上重力加速度g＝9.8m/s)．

7．已知月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/81，月球半徑是地球半徑的1/3.8

(1)在月球和地球表面附近，以同樣的初速度分別豎直上拋一個(gè)物體時(shí)，上升的最大高度之比是多少？

(2)在距月球和地球表面相同高度處(此高度較小)，以同樣的初速度分別水平拋出一個(gè)物體時(shí)，物體的水平射程之比為多少？

第6章第3節(jié) 萬(wàn)有引力定律

基礎(chǔ)夯實(shí)

1．答案：D 2．答案：A 3．答案：C

解析：蘋(píng)果與地球之間的吸引力是相互的，它們大小相等；在相同的力作用下，質(zhì)量越大物體加速度越?。?/p>

4．答案：B 5．答案：D

解析：根據(jù)萬(wàn)有引力定律，F(xiàn)＝G，F(xiàn)′＝G6．答案：C

解析：在地球表面附近G2mg，∴g＝2 7．答案：A

解析：由F＝G2可知，物體在地球表面任何位置受到地球的引力都相等，此引力的兩個(gè)分力一個(gè)是物體的重力，另一個(gè)是物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力．在赤道上，向心力最大，重力最小，A對(duì)．地表各處的角速度均等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，B錯(cuò)．地球上只有赤道上的物體向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，C錯(cuò)．地面上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力是萬(wàn)有引力與地面支持力的合力，D錯(cuò)．

8．案：100 436

解析：地球表面的重力加速度g地＝火星表面的重力加速度g火＝

mMRmMR＋h，代入可求解得結(jié)論． 2

MmRGMR

MmR

GM地

① R地2

GM火

R火2

R地2M火1222

由①②：g火＝2g地＝2××9.8m/s＝4.36m/s

R火M地9

物體在火星上的重力：mg火＝100×4.36N＝436N.9．案：6.5×10

－11

N·m/kg

解析：(1)對(duì)兩球應(yīng)用萬(wàn)有引力定律，∵F＝G

－2

Fr22.6×10－10

∴G＝－3

m1m20.50×12.8×10

m1m2

r2

N·m/kg

＝6.5×10

－11

N·m/kg

能力提升

1．答案：B 解析：由F引＝G2答案：B

m1m2

得F引＝0.667N相當(dāng)于一個(gè)雞蛋的重力量級(jí)． rMmgM0r2

解析：若地球質(zhì)量為M0，則“宜居”行星質(zhì)量為M＝6.4M0，由mg＝G·

rg′r0M

600

＝960

＝

rr0600M

＝960M0600×6.4M0

＝2.960M0

3．答案：B

g地M地·r火2

解析：＝2，F(xiàn)－μmg地＝ma地，F(xiàn)－μmg火＝ma火

g火M火·r地由上面各式解得a火＝12.5m/s.4．答案：AC 5．答案：B

432πrρR

GMg′mR3r1

解析：由g2＝2＝

RgMr432R400

πRρr3

∴g′＝g.4006．答案：147 0

解析：在地球表面mg＝G2，在離地面高度等于h處，mg′＝14

MmRMmR＋h，當(dāng)h＝R時(shí)

mg′＝mg＝147N.由于萬(wàn)有引力全部作為向心力，宇航員處于完全失重狀態(tài)，他對(duì)衛(wèi)星中的座椅的壓力為零．

7．答案：(1)5.6(2)2.37

解析：(1)在月球和地球表面附近豎直上拋的物體都做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其上升的最大高度分別為：h月＝v0/2g月，h地＝v0/2g地．式中，g月和g地是月球表面和地球表面附近的重力加速度，根據(jù)萬(wàn)有引力定律得：

GM月GM地

g月＝2，g地＝2R月R地

于是得上升的最大高度之比為：

h月g地M地R月212＝5.6.2h地g月M月R地3.8

(2)設(shè)拋出點(diǎn)的高度為H，初速度為v0，在月球和地球表面附近做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎

直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，從拋出到落地所用時(shí)間分別為：

t月＝

2H

g月，t地＝

2H

g地

在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其水平射程之比為

s月v0t月

s地v0t地

g地R月

＝g月R地M地9

2.37.M月3.8

第三篇：高一物理必修2典型題型節(jié)選

高一物理必修2典型題型典型例題：

3、平拋運(yùn)動(dòng)

例1平拋小球的閃光照片如圖。已知方格邊長(zhǎng)a和閃光照相的頻閃間隔T，求：v0、g、vc

解析：水平方向：v0?

a2a

豎直方向：?s?gT2,?g?2 TT

先求C點(diǎn)的水平分速度vx和豎直分速度vy，再求合速度vC：

vx?v0?

2a5aa,vy?,?vc?T2T2T

41（2）臨界問(wèn)題

典型例題是在排球運(yùn)動(dòng)中，為了使從某一位置和某一高度水平扣

出的球既不觸網(wǎng)、又不出界，扣球速度的取值范圍應(yīng)是多少？

例2 已知網(wǎng)高H，半場(chǎng)長(zhǎng)L，扣球點(diǎn)高h(yuǎn)，扣球點(diǎn)離網(wǎng)水平距離s、求：水平扣球速度v的取值范圍。

解析：假設(shè)運(yùn)動(dòng)員用速度vmax扣球時(shí)，球剛好不會(huì)出界，用速度vmin扣球時(shí)，球剛好不觸網(wǎng)，從圖中數(shù)量關(guān)系可得：h=gt2/2則t2=2h/g

vmax??L?s?/

2hg

； ?(L?s)

g2h

vmin?s/

2(h?H)g

?s

g2(h?H)

實(shí)際扣球速度應(yīng)在這兩個(gè)值之間。

第一章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

1、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中速度的方向不斷變化，所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)必定是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)。

2、物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件：

當(dāng)力F與速度V的方向不共線(xiàn)時(shí)，速度的方向必定發(fā)生變化，物體將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。注意兩點(diǎn)：第一，曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的某段時(shí)間內(nèi)的位移方向與某時(shí)刻的速度方向不同。（位移方向是由起始位置指向末位置的有向線(xiàn)段。速度方向則是沿軌跡上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。）第二，曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的路程和位移的大小一般不同。

3、平拋運(yùn)動(dòng)：將物體以某一初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體所做的運(yùn)動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：（1）水平方向上是個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)（2）豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng) 位移公式：x??0t；y?合速度的大小為：v?

2x

2gt速度公式：vx?v0;vy?gt2

2y

v?v； 方向，與水平方向的夾角?為：tan??

vyv0

1.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中不正確的是（）

A．曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)肯定是一種變速運(yùn)動(dòng)B．變速運(yùn)動(dòng)必定是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C．曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以是速率不變的運(yùn)動(dòng)D．曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以是加速度不變的運(yùn)動(dòng)

2、某人騎自行車(chē)以4m/s的速度向正東方向行駛，天氣預(yù)報(bào)報(bào)告當(dāng)時(shí)是正北風(fēng)，風(fēng)速也是4m/s，則騎車(chē)人感覺(jué)的風(fēng)速方向和大?。ǎ?/p>

A.西北風(fēng)，風(fēng)速4m/sB.西北風(fēng)，風(fēng)速

m/s C.東北風(fēng)，風(fēng)速4m/sD.東北風(fēng)，風(fēng)速42 m/s

4.在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)（）

A.速度為零，加速度也為零B.速度為零，加速度不為零 C.加速度為零，有向下的速度D.有向下的速度和加速度

5.如圖所示，一架飛機(jī)水平地勻速飛行，飛機(jī)上每隔1s釋放一個(gè)鐵球，先后共釋放4個(gè),若不計(jì)空氣阻力，則落地前四個(gè)鐵球在空中的排列情況是（）

6、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，每秒的速度增量總是：（）A．大小相等，方向相同B．大小不等，方向不同 C．大小相等，方向不同D．大小不等，方向相同

7．一小球從某高處以初速度為v0被水平拋出，落地時(shí)與水平地面夾角為45?，拋出點(diǎn)距地面的高度為()

2v02v0v0A．B． C．D．條件不足無(wú)法確定

g2gg8、如圖所示，以9.8m/s的水平初速度v0拋出的物體，飛行一段時(shí)間后，垂直地撞在傾角θ為30°的斜面上，可知物體完成這段飛行的時(shí)間是（）

A．

sB．

3sC．3 sD．2s4、圓周運(yùn)動(dòng)

例1如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線(xiàn)速度之比、角速度之比、加速度之比。解析：va= vc，而vb∶vc∶vd =1∶2∶4，所以va∶ vb∶vc∶vd =2∶1∶2∶4；ωa∶ωb=2∶1，而ωb=ωc=ωd，所以ωa∶ωb∶ωc∶ωd =2∶1∶1∶1；再利用a=vω，可得aa∶ab∶ac∶ad=4∶1∶2∶

4點(diǎn)評(píng)：凡是直接用皮帶傳動(dòng)（包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)）的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等；凡是同一個(gè)輪軸上（各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn)角速度相等（軸上的點(diǎn)除外）。例

3：長(zhǎng)l?0.5m，質(zhì)量可忽略不計(jì)的桿，其下端固定于O點(diǎn)，上端連接著質(zhì)量m?2kg的小球A，A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，在A點(diǎn)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，求在下面兩種情況下，桿的受力：

⑴ A的速率為1m/s;

圖1

1⑵ A的速率為4m/s；

解析：對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行受力分析，假設(shè)小球受到向上的支持力，如圖所示，則有

v

2F向?mg?FN則FN?mg?m分別帶入數(shù)字則有

l

⑴FN =16N

⑵FN =-44N負(fù)號(hào)表示小球受力方向與原假設(shè)方向相反

第二章圓周運(yùn)動(dòng)

物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)：線(xiàn)速度、向心力、向心加速度的方向時(shí)刻變化，但大小不變； 速率、角速度、周期、轉(zhuǎn)速不變。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種非勻變速運(yùn)動(dòng)。即變加速度的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 離心現(xiàn)象：

向心力突然消失時(shí)，它就以這一時(shí)刻的線(xiàn)速度沿切線(xiàn)方向飛去；

向心力不足時(shí)，質(zhì)點(diǎn)是做半徑越來(lái)越大的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而且離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)屬于（）

A、勻速運(yùn)動(dòng) B、勻加速運(yùn)動(dòng)C、加速度不變的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D、變加速度的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

2、如圖所示，小物體A與水平圓盤(pán)保持相對(duì)靜止，跟著圓一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A的受力情況是 A、重力、支持力

B、重力、支持力和指向圓心的摩擦力 C、重力、支持力、向心力、摩擦力 D、以上均不正確

3、在光滑水平桌面上；用細(xì)線(xiàn)系一個(gè)小球，球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)系球的線(xiàn)突然斷掉，關(guān)于球的運(yùn)動(dòng)，下述說(shuō)法正確的是

A．向圓心運(yùn)動(dòng)B．背離圓心沿半徑向外運(yùn)動(dòng) C．沿圓的切線(xiàn)方向做勻速運(yùn)動(dòng)D．做半徑逐漸變大的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 4.在一段半徑為R的圓孤形水平彎道上,已知汽車(chē)拐彎時(shí)的安全速度為大靜摩擦力等于車(chē)重的（）倍 A．

?gR,則彎道路面對(duì)汽車(chē)輪胎的最

B．?2C．?D．?

35、汽車(chē)駛過(guò)凸形拱橋頂點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為F1，汽車(chē)靜止在橋頂時(shí)對(duì)橋的壓力為F2，那么F1與F2比較()A．F1＞F2B．F1＜F2C．F1＝F2D．都有可能

6、如圖1所示，質(zhì)量為m的小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)速度v?桿的作用力是：A

Rg，R是球心到O點(diǎn)的距離，則球?qū)?/p>

2113

3mg的拉力B mg的壓力C mg的拉力 D mg的壓力2222萬(wàn)有引力及天體運(yùn)動(dòng)：

例10地球表面的平均重力加速度為g，地球半徑為R，萬(wàn)有引力恒量為G，可以用下式估計(jì)地球的平均密度是（）

3gg3gg22

A．4?RGB．4?RGC．RGD．RG

解析在地球表面的物體所受的重力為mg，在不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響時(shí)即等于它受到的G

MmR

?mg

地球的引力，即：

??

①

密度公式

M

4V??R3

V ②地球體積 3③

由①②③式解得

??

3g

4?RG，選項(xiàng)A正確。

點(diǎn)評(píng)本題用到了“平均密度”這個(gè)概念，它表示把一個(gè)多種物質(zhì)混合而成的物體看成是由“同種物質(zhì)”組成的，用

??

M

V求其“密度”。

例13地球同步衛(wèi)星離地心距離為r，環(huán)繞速度大小為v1，加速度大小為a1，地球赤道

上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列關(guān)系式正確的是（）

a1a1rr??

RA．a(chǎn)2RB．a(chǎn)2

()2

v1r

?

C．v2R

v

1?

D． v2Rr

解析在赤道上的物體的向心加速度a2≠g，因?yàn)槲矬w不僅受到萬(wàn)有引力，而且受到地面對(duì)物體的支持力；隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體不是地球衛(wèi)星，它和地球同步衛(wèi)星有相同的角速度；速度v1和v2均為衛(wèi)星速度，應(yīng)按衛(wèi)星速度公式尋找關(guān)系。

設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，則

a??ra??R 12對(duì)同步衛(wèi)星赤道上的物體2a1rv1GMm??m2r 所以a2R對(duì)同步衛(wèi)星r

所以

v1?

v1GMGM?v2?

vr第一宇宙速度R所以2R

r故答案為AD。

第三章萬(wàn)有引力定律和天體運(yùn)動(dòng)

一、萬(wàn)有引力定律

二、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 1．解題的相關(guān)知識(shí)：

（1）應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解題的知識(shí)常集中于兩點(diǎn)：

4?2Mmv2

2一是天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于天體之間的萬(wàn)有引力，即G2?m2＝m2r?m?r；

Trr

二是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力近似等于物體的重力，即G

mM2

＝mg從而得出GM＝Rg。2R

（2）圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式：?＝

2?，v=?r。T

C.G/9

D.G/21、一個(gè)物體在地球表面所受重力為G，則在距地面高度為地球半徑2倍時(shí)，所受的引力為（）

A.G/3B.G/

42、當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)后，下列敘述中不正確的是（）A.在任何軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球球心都在衛(wèi)星的軌道平面內(nèi) B.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度一定不超過(guò)7.9 km/s

C.衛(wèi)星內(nèi)的物體仍受重力作用，并可用彈簧秤直接測(cè)出所受重力的大小

D.衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的向心加速度等于衛(wèi)星軌道所在處的重力加速度

3、某人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道可近似看作是以地心為中心的圓．由于阻力作用，人造衛(wèi)星到地心的距離從r1慢慢變到r2，用EKl、EK2分別表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上的動(dòng)能，則

A、r1r2，EK1 EK2D、r1>r2，EK1>EK2

4、關(guān)于同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造衛(wèi)星，有關(guān)說(shuō)法正確的是（）

①同步衛(wèi)星不繞地球運(yùn)動(dòng)②同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期 ③同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方④同步衛(wèi)星可以在地面上任一點(diǎn)的正上方

⑤同步衛(wèi)星離地面的高度一定⑥同步衛(wèi)星離地面的高度可按需要選擇不同的數(shù)值 A．①③⑤B．②④⑥C．①④⑥Ｄ．②③⑤

假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的軌道半徑r增為原來(lái)的2倍，則（）A．據(jù)v=rω可知，衛(wèi)星的線(xiàn)速度將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

B．據(jù)F=mv/r可知，衛(wèi)星所受的向心力減為原來(lái)的1/2

C．據(jù)F=GmM/r可知，地球提供的向心力減為原來(lái)的1/4 D．由GmM/r=mωr可知，衛(wèi)星的角速度將變?yōu)樵瓉?lái)的2/4倍

R，質(zhì)量為M，地面附近的重力加速度為g，萬(wàn)有引力恒量為G。那么第一宇宙速度可以表示為：ARgB

MGMRCD

RR2g

第四篇：高一物理必修2典型題型

典型例題

1、過(guò)河問(wèn)題

例1．小船在200m的河中橫渡，水流速度為2m/s，船在靜水中的航速是4m/s，求： 1．小船怎樣過(guò)河時(shí)間最短，最短時(shí)間是多少？ 2．小船怎樣過(guò)河位移最小，最小位移為多少？ 解： 如右圖所示，若用v1表示水速，v2表示船速，則：

①過(guò)河時(shí)間僅由v2的垂直于岸的分量v⊥決定，即t?d，與v1無(wú)關(guān)，所以當(dāng)v2⊥岸時(shí)，v?

過(guò)河所用時(shí)間最短，最短時(shí)間為t?

d

也與v1無(wú)關(guān)。v

2②過(guò)河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定，當(dāng)v1＜v2時(shí)，最短路程為d ；

2、連帶運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

指物拉繩（桿）或繩（桿）拉物問(wèn)題。由于高中研究的繩都是不可伸長(zhǎng)的，桿都是不可伸長(zhǎng)和壓縮的，即繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變，所以解題原則是：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿）和平行于繩（桿）兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩（桿）方向的分速度大小相同求解。例2 如圖所示，汽車(chē)甲以速度v1拉汽車(chē)乙前進(jìn)，乙的速度為v2，甲、乙都在水平面上運(yùn)動(dòng)，求v1∶v

2解析：甲、乙沿繩的速度分別為v1和v2cosα，兩者應(yīng)該相等，所以有v1∶v2=cosα∶1

3、平拋運(yùn)動(dòng)

例3平拋小球的閃光照片如圖。已知方格邊長(zhǎng)a和閃光照相的頻閃間隔T，求：v0、g、vc

a2a

解析：水平方向：v0?豎直方向：?s?gT2,?g?

2TT

先求C點(diǎn)的水平分速度vx和豎直分速度vy，再求合速度vC：

vx?v0?

2a5aa,vy?,?vc?T2T2T

41（2）臨界問(wèn)題

典型例題是在排球運(yùn)動(dòng)中，為了使從某一位置和某一高度水平扣出的球既不觸網(wǎng)、又不

出界，扣球速度的取值范圍應(yīng)是多少？

例4 已知網(wǎng)高H，半場(chǎng)長(zhǎng)L，扣球點(diǎn)高h(yuǎn)，扣球點(diǎn)離網(wǎng)水平距離s、求：水平扣球速度v的取值范圍。

解析：假設(shè)運(yùn)動(dòng)員用速度vmax扣球時(shí)，球剛好不會(huì)出界，用速度vmin扣球時(shí)，球剛好不觸網(wǎng)，從圖中數(shù)量關(guān)系可得：

vmax??L?s?/

2hg

； ?(L?s)

g2h

vmin?s/

2(h?H)g

?s

g2(h?H)

實(shí)際扣球速度應(yīng)在這兩個(gè)值之間。

4、圓周運(yùn)動(dòng)

例5如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線(xiàn)速度之比、角速度之比、加速度之比。解析：va= vc，而vb∶vc∶vd =1∶2∶4，所以va∶ vb∶vc∶

vd =2∶1∶2∶4；ωa∶ωb=2∶1，而ωb=ωc=ωd，所以ωa∶ωb∶ωc∶ωd =2∶1∶1∶1；再利用a=vω，可得aa∶ab∶ac∶ad=4∶1∶2∶

4點(diǎn)評(píng)：凡是直接用皮帶傳動(dòng)（包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)）的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等；凡是同一個(gè)輪軸上（各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn)角速度相等（軸上的點(diǎn)除外）。例6 小球在半徑為R的光滑半球內(nèi)做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試分析圖中的θ（小球與半球球心連線(xiàn)跟豎直方向的夾角）與線(xiàn)速度v、周期T的關(guān)系。（小球的半徑遠(yuǎn)小于R。）解析：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在和小球等高的水平面上（不在半球的球心），向心力F是重力G和支持力N的合力，所以重力和支持力的合力方向必然水平。如圖所示有：

mv

2mgtan???mRsin??2，Rsin?

由此可得：v?gRtansin,T?2?Rcos??2?h，g

g

（式中h為小球軌道平面到球心的高度）。

可見(jiàn)，θ越大（即軌跡所在平面越高），v越大，T越小。

點(diǎn)評(píng)：本題的分析方法和結(jié)論同樣適用于圓錐擺、火車(chē)轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。共同點(diǎn)是由重力和彈力的合力提供向心力，向心力方向水平。

例7：長(zhǎng)l?0.5m，質(zhì)量可忽略不計(jì)的桿，其下端固定于O點(diǎn)，上端連接著質(zhì)量m?2kg的小球A，A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，在A點(diǎn)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，求在下面兩種情況下，桿的受力：

圖1

1⑴ A的速率為1m/s;⑵ A的速率為4m/s；

解析：對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行受力分析，假設(shè)小球受到向上的支持力，如圖所示，則有

v

2F向?mg?FN則FN?mg?m分別帶入數(shù)字則有

l

⑴FN =16N

⑵FN =-44N負(fù)號(hào)表示小球受力方向與原假設(shè)方向相反

例8 質(zhì)量為M的小球在豎直面內(nèi)的圓形軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)不脫離軌道的臨界速度是V，當(dāng)小球以3V速度經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，球?qū)壍赖膲毫Υ笮∈嵌嗌伲?/p>

解析：對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行受力分析，小球受到向下的壓力重力，其合力為向心力，有

F向?mg?FN

v2

則FN?m?mg

l

解得FN = 8mg

例9 如圖所示，用細(xì)繩一端系著的質(zhì)量為M=0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，細(xì)繩另一端通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m=0.3kg的小球B，A的重心到O點(diǎn)的距離為0.2m．若A與轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜摩擦力為f=2N，為使小球B保持靜止，求轉(zhuǎn)盤(pán)繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度ω的取值范圍．（取g=10m/s2）解析：要使B靜止，A必須相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)靜止——具有與轉(zhuǎn)盤(pán)相同的角速度．A需要的向心力由繩拉力和靜摩擦力合成．角速度取最大值時(shí)，A有離心趨勢(shì)，靜摩擦力指向圓心O；角速度取最小值時(shí)，A有向心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，靜摩擦力背離圓心O．

對(duì)于B，T=mg 對(duì)于A，T?f?Mr?12T?f?Mr?2

?1?6.5rad/s?2?2.9rad/s

所以2.9 rad/s ???6.5rad/s 練習(xí)：

1．在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)飛輪上，固定著一個(gè)質(zhì)量為m的重物，重物到軸的距離為R，如

圖所示，為了使電動(dòng)機(jī)不從地面上跳起，電動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度不能超過(guò)

A．

M?mM?

m

?g B．?g mRmR

C．

M?mMg

D． ?g

mRmR

萬(wàn)有引力及天體運(yùn)動(dòng)：

例10地球表面的平均重力加速度為g，地球半徑為R，萬(wàn)有引力恒量為G，可以用下式估計(jì)地球的平均密度是（）

3gg3gg22

A．4?RGB．4?RGC．RGD．RG

解析在地球表面的物體所受的重力為mg，在不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響時(shí)即等于它受到的GMmR

?mg

地球的引力，即：

??

①

密度公式

M

4V??R

3V ②地球體積 3③

由①②③式解得

??

3g

4?RG，選項(xiàng)A正確。

點(diǎn)評(píng)本題用到了“平均密度”這個(gè)概念，它表示把一個(gè)多種物質(zhì)混合而成的物體看成是由“同種物質(zhì)”組成的，用

??

M

V求其“密度”。

例11“神舟”五號(hào)載人飛船在繞地球飛行的第5圈進(jìn)行變軌，由原來(lái)的橢圓軌道變?yōu)?/p>

距地面高度h=342km的圓形軌道。已知地球半徑R=6.37×103km，地面處的重力加速度g=10m/s2。試導(dǎo)出飛船在上述圓軌道上運(yùn)行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后計(jì)算周期T的數(shù)值（保留兩位有效數(shù)字）。

解析因萬(wàn)有引力充當(dāng)飛船做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：

G

Mm(R?h)2

?m

4?2T2

(R?h)

G

Mm'R

?m'g

①又②

T?

由①②得：

2?(R?h)R?h

Rg代入數(shù)據(jù)解得：T=5421s

例12全球電視實(shí)況轉(zhuǎn)播的傳送要靠同步衛(wèi)星。同步衛(wèi)星的特點(diǎn)是軌道周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同。如果把它旋轉(zhuǎn)在地球赤道平面中的軌道上，這種衛(wèi)星將始終位于地面某一點(diǎn)的上空。一組三顆同步衛(wèi)星，按圖所示，排成一個(gè)正三角形，就可以構(gòu)成一個(gè)全球通訊系統(tǒng)基地，幾乎覆蓋地球上全部人類(lèi)居住地區(qū)，只有兩極附近較小的地區(qū)為盲區(qū)。試推導(dǎo)同步衛(wèi)星的高度和速度的式子。設(shè)地球的質(zhì)量用M表示，地球自轉(zhuǎn)的角速度用ω表示。

解析設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，根據(jù)同步衛(wèi)星繞地心的勻速圓

Mm

周運(yùn)動(dòng)所需的向心力即為它受到的地球的引力，則有G2?

m?2r。解得

r

r?GM

?2。其中ω=7.27×10-5rad/s是地球的自轉(zhuǎn)角速度，G=6.67×10-11N〃m2/kg2是萬(wàn)有引

力常量，M=5.98×1024kg是地球的質(zhì)量。將這些數(shù)據(jù)代入上式，得同步衛(wèi)星離地心的距離為 r=4.23×107m。

v?r???它的速率是

GM

?2，其數(shù)值大小為：

v=rω=4.23×107×7.27×10-5m/s=3.08×103m/s

點(diǎn)評(píng)三顆互成120°角的地球同步衛(wèi)星，可以建立起全球通信網(wǎng)，每顆衛(wèi)星大約覆蓋40%的區(qū)域，只有高緯度地區(qū)無(wú)法收到衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的信號(hào)。

例13地球同步衛(wèi)星離地心距離為r，環(huán)繞速度大小為v1，加速度大小為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列關(guān)系式正確的是（）

a1r?

A．a(chǎn)2R

a1r?RB．a(chǎn)2

()2

v1r

?

C．v2R

v1

?

D． v2Rr

解析在赤道上的物體的向心加速度a2≠g，因?yàn)槲矬w不僅受到萬(wàn)有引力，而且受到地面對(duì)物體的支持力；隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體不是地球衛(wèi)星，它和地球同步衛(wèi)星有相同的角速度；速度v1和v2均為衛(wèi)星速度，應(yīng)按衛(wèi)星速度公式尋找關(guān)系。

設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，則

a??ra??R 12對(duì)同步衛(wèi)星赤道上的物體2a1rv1GMm??m2r 所以a2R對(duì)同步衛(wèi)星r

所以

v1?

v1GMGM?v2?

vr第一宇宙速度R所以2R

r

1g2

故答案為AD。

例14某物體在地面上受到的重力為160N，將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度

a?

隨火箭向上加速度上升的過(guò)程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90N時(shí)，求此時(shí)衛(wèi)星距地球表面有多遠(yuǎn)？（地球半徑R=6.4×103km，g取10m/s2）

解析設(shè)此時(shí)火箭上升到離地球表面的高度為h，火箭上物體受到的支持力為FN，物體受到的重力為mg’，據(jù)牛頓第二定律FN?mg'?ma

①

mg?G

Mm

R2③

mg'?G

在h高處

Mm(R?h)2

②在地球表面處

FN?

②③代入①

mgR2(h?R)

?ma

h?R∴

（mg

?1?1.92?104(km)

FN?ma)

點(diǎn)評(píng)（1）衛(wèi)星在升空過(guò)程中可以認(rèn)為是堅(jiān)直向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)牛頓第二

定律列出方程，但要注意由于高度的變化可引起的重力加速度的變化，應(yīng)按物體所受重力約等于萬(wàn)有引力列方程求解。

（2）有些基本常識(shí)，盡管題目沒(méi)有明顯給出，必要時(shí)可以直接應(yīng)用。例如，在地球表面物體受到地球的引力近似等于重力，地球自轉(zhuǎn)周期T=24小時(shí)，公轉(zhuǎn)周期T=365天等。

第五篇：高中物理《平拋運(yùn)動(dòng)》教學(xué)案例必修2

《平拋運(yùn)動(dòng)》教學(xué)案例

[教材分析] 學(xué)習(xí)習(xí)近平拋運(yùn)動(dòng)之前，學(xué)生接觸到的都是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)比直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，不容易直接研究它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就需要將它分解為簡(jiǎn)單的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)研究。教學(xué)時(shí)可結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)演示儀和頻閃照片，使學(xué)生能認(rèn)識(shí)到平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論，能給學(xué)生留下更深的印象。[三維目標(biāo)]

一、知識(shí)與技能：

1、知道什么是平拋運(yùn)動(dòng)

2、理解平拋運(yùn)動(dòng)可以分為水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。且這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)互不影響。

3、掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，會(huì)處理簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

二、過(guò)程與方法：

1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)、頻閃照片，完全由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)觀察能力和分析能力。

2、滲透物理學(xué)研究方法的教育。認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法是從復(fù)雜到簡(jiǎn)單，先分解再合成，這個(gè)規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法。

3、發(fā)揮教學(xué)工具的作用，提高運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的能力

三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、在物理教學(xué)中使學(xué)生受到相信科學(xué)、熱愛(ài)科學(xué)的教育。

2、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

3、激發(fā)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)興趣和勇于探索的精神。[教學(xué)重點(diǎn)]平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律 [教學(xué)難點(diǎn)]平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

教學(xué)過(guò)程

[復(fù)習(xí)導(dǎo)入] 師：前面我們學(xué)習(xí)了曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)以及研究曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解，在學(xué)習(xí)新課之前我們先來(lái)回顧一下． 物體在什么情況下物體會(huì)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)? 生：當(dāng)物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線(xiàn)上時(shí)，物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。師：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體其速度方向是怎樣的? 生：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向。師：對(duì)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，我們通常會(huì)如何處理？

生：把它分解為兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)來(lái)研究，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)效果是一樣的。[新課]

一、什么是平拋運(yùn)動(dòng)

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

1、充分感知現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大致分類(lèi)。

第一步是觀看飛機(jī)投彈的錄像，觀察水平管子中射出水流的運(yùn)動(dòng)，觀察桌面上滾下的小球的運(yùn)動(dòng)，觀察水平拋出的紙團(tuán)的運(yùn)動(dòng)。

第二步是區(qū)分類(lèi)別，將值得一起研究的運(yùn)動(dòng)歸為一類(lèi)。

2、求同尋異。對(duì)歸在一起的幾種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，既找不同點(diǎn)，又尋相同點(diǎn)。例如不同點(diǎn)為：運(yùn)動(dòng)速度不同，物體大小和質(zhì)量不同，下落高度不同，所受重力不同，所受空氣阻力不同等，相同點(diǎn)均為曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，軌跡相似，初速度均水平。（滲透了多角度分析的思想方法）

3、運(yùn)用理想化方法，忽略次要因素，重新認(rèn)識(shí)相同點(diǎn)。例如，前述幾種運(yùn)動(dòng)中空氣阻力是次要因素，將其忽略。

4、尋找模型本質(zhì)上的共同點(diǎn)。忽略空氣阻力以后，從運(yùn)動(dòng)和力這一層面我們可以找到初速度方向水平，只受重力作用，加速度均為g這些相同點(diǎn)，從功與能角度，我們可以找到在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒這些相同點(diǎn)。

給出平拋運(yùn)動(dòng)的定義：

物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)

5、綜合表象。平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體，平拋運(yùn)動(dòng)與水平勻速運(yùn)動(dòng)，頻閃照片等。最后舍棄具體細(xì)節(jié)特征,概括形成反映平拋運(yùn)動(dòng)這一運(yùn)動(dòng)模型本質(zhì)特征的表象。例如，雖然物體有大有小，重力有大有小，但重力加速度不變，雖然初速度有大有小，下落高度不同，這些可以影響軌跡的長(zhǎng)短和形狀，但運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)仍然相同。

引導(dǎo)學(xué)生觀察，平拋運(yùn)動(dòng)是由水平方向和豎直方向兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)合成的，那就分別研究這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。

（1）從理論上猜想小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)

師：物體運(yùn)動(dòng)和受力情況是聯(lián)系在一起的。

生：在豎直方向上只受到重力的作用．

師：想一下我們前面學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式有沒(méi)有只在重力作用下實(shí)現(xiàn)的?

生：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體只受重力的作用．

師：既然豎直方向上只受重力的作用，與物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件相同，根據(jù)我們上節(jié)課學(xué)的分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理知道，分運(yùn)動(dòng)在各自的方向上遵循各自的規(guī)律，我們能得出什么樣的結(jié)論呢?

生：平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)有可能是自由落體運(yùn)動(dòng)．

師：既然我們有了這樣的猜想，為了驗(yàn)證它的正確性，我們來(lái)做下面這個(gè)實(shí)驗(yàn) 由于平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上初速度為零，只受重力作用，應(yīng)該做自由落體運(yùn)動(dòng)。（2）實(shí)驗(yàn)探究豎直方向上的運(yùn)動(dòng)

演示課本P55《實(shí)驗(yàn)與探究——研究平拋運(yùn)動(dòng)》

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

如圖6．3—2所示，用小錘打擊彈簧金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)A球被松開(kāi)，自由下落．A、B兩球同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．

師：先來(lái)分析兩個(gè)小球做的分別是什么運(yùn)動(dòng)．

生：A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運(yùn)動(dòng)，所以做的是平拋運(yùn)動(dòng)．B球被松開(kāi)后沒(méi)有任何初速度．且只受到重力的作用，因此做的是自由落體運(yùn)動(dòng)．

師：現(xiàn)在觀察兩球的運(yùn)動(dòng)情況，看兩球是否同時(shí)落地．

這個(gè)地方教給大家一個(gè)判斷兩球是否同時(shí)落地的小技巧．那就是不要用眼睛看．而是用耳朵聽(tīng)．兩個(gè)小球落地后會(huì)不止蹦一下，我們只聽(tīng)它們落地的第一聲響．如果我們只聽(tīng)到一聲響，說(shuō)明兩個(gè)小球同時(shí)落地，如果聽(tīng)到兩個(gè)落地聲，說(shuō)明兩個(gè)小球先后落地．在做實(shí)驗(yàn)之前我們先來(lái)聽(tīng)一下一個(gè)小球落地的聲音。

(拿兩個(gè)相同的小球，在不同高度下落，讓學(xué)生仔細(xì)聽(tīng)其落地的聲音，再讓小球在相同高度下落，讓學(xué)生聽(tīng)其落地聲音)

（演示如圖6．3—2所示的實(shí)驗(yàn)）

師：A、B兩個(gè)小球從同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，又同時(shí)落地，這說(shuō)明了什么問(wèn)題啊?

生：這說(shuō)明了A球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)的情況和B球的運(yùn)動(dòng)情況是一樣的．B球做的是自由落體運(yùn)動(dòng)．

師：由這一次實(shí)驗(yàn)我們就能下這樣的結(jié)論嗎?有可能我們?cè)O(shè)置的這個(gè)高度是一個(gè)特殊的高度，它正好滿(mǎn)足自由落體下落的時(shí)間和平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等呢?或者說(shuō)因?yàn)槲覀兇驌袅Χ鹊脑?，使A球獲得的初速度剛好滿(mǎn)足這一條件。

生：多次改變小球下落的高度與打擊的力度，重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)．

師：現(xiàn)在我們來(lái)改變高度和打擊力度重新來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)聽(tīng)落地的聲音．

生：兩個(gè)小球仍然同時(shí)落地．

師：這說(shuō)明了什么問(wèn)題?

生：平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)．

結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．（3）用頻閃照片加緊深學(xué)生對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的理解

給學(xué)生播放頻閃照片，讓學(xué)生更加清楚地認(rèn)識(shí)到平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)與自由落體小球的運(yùn)動(dòng)相同。

（4）從理論上分析小球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

師：研究完豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，我們?cè)賮?lái)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上的受力情況． 生：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，重力的方向是豎直向下的，所以物體在水平方向上不受力．

師：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性我們知道水平方向上的運(yùn)動(dòng)不會(huì)受到豎直方向的運(yùn)動(dòng)影響．再根據(jù)牛頓第一定律我們能得出什么樣的結(jié)論啊?

生：根據(jù)牛頓第一定律我們知道，如果一個(gè)物體處于不受力或受力平衡狀態(tài)，它將靜止

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．在乎拋運(yùn)動(dòng)中，物體水平方向上不受力，并且水平方向上有一個(gè)初速度，所以物體在水平方向上應(yīng)該是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．

（5）讓學(xué)生通過(guò)頻閃照片更加清晰地認(rèn)識(shí)到小球在水平方向上是做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 相鄰兩個(gè)小球之間的時(shí)間間隔一樣，相鄰兩個(gè)小球之間的水平位移是一樣，說(shuō)明了水平方向上的

得出結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為沿水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。

二、研究模型遵循的規(guī)律。平拋運(yùn)動(dòng)的速度公式，位移公式等。

平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：

引導(dǎo)學(xué)生觀察頻閃照片，得出位移規(guī)律和速度規(guī)律。

1、位移規(guī)律：

既然做平拋運(yùn)動(dòng)的物體水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么： 水平方向上的位移：x?v0t 豎直方向上的位移：y?12gt 2所以平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線(xiàn) 在t時(shí)間內(nèi)合位移的大?。簊?設(shè)s與x軸的夾角為?，則

1(v0t)2?(gt2)2 212gty2gttan????

xv0t2v0水平位移和豎直位移的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是一樣的，但是平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間完全由拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的豎直高度確定，與拋出時(shí)初速度的大小無(wú)關(guān)。軌跡方程：

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

由x?v0t可得t?121x212x，代入y?gt?y?g()?x 222v02v0v0所以平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線(xiàn)

2、速度規(guī)律：

水平分速度：vx?v0 豎直分速度：vy?gt

t時(shí)刻平拋物體的速度大小和方向：vt?(vx)2?(vy)2 設(shè)vt與v0夾角為?，則tan??

vyvx?gt v0

三、運(yùn)用模型解決實(shí)際問(wèn)題。

一架裝載抗洪救災(zāi)物資的飛機(jī)，在距地面500m的高處，以80m/s的水平速度飛行，為了使救援物資準(zhǔn)確投中地面目標(biāo)，如果你是飛行員，你應(yīng)該在距目標(biāo)水平距離多遠(yuǎn)的地方投出物資？（不計(jì)空氣阻力，g?10m/s）

解：由于不計(jì)空氣阻力，物資在離開(kāi)水平飛行的飛機(jī)后仍保持與飛機(jī)相同的速度在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由于豎直方向無(wú)初速度，而且只受重力作用，因此離開(kāi)飛機(jī)的物資在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。

物資在空中飛行的時(shí)間t取決于豎直高度。

由于H?2122H2?500gt得t??s?10s 2g10設(shè)投出物資處距目標(biāo)的水平距離為s，由于物資在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則s?v0t?80?10m?800m

即飛行員應(yīng)在距目標(biāo)的水平距離為800m遠(yuǎn)的地方投出救援物資。

[練習(xí)] [小結(jié)]

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是：

1．什么是平拋運(yùn)動(dòng)。．

2．平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)分別是什么運(yùn)動(dòng)?

水平方向是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)．

3、平拋運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律和速度規(guī)律

[析書(shū)設(shè)計(jì)]

三、平拋運(yùn)動(dòng)

一.、什么是平拋運(yùn)動(dòng)

1、定義：物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng) 受力情況：只受重力作用

2、分運(yùn)動(dòng)：水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．

二、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

1、位移規(guī)律：

水平方向上的位移：x?v0t 豎直方向上的位移：y?12gt 2在t時(shí)間內(nèi)合位移的大?。簊?設(shè)s與x軸的夾角為?，則

1(v0t)2?(gt2)2 212gty2gttan????

xv0t2v02、速度規(guī)律： 水平分速度：vx?v0

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

豎直分速度：vy?gt

t時(shí)刻平拋物體的速度大小和方向：vt?(vx)2?(vy)2

?vyv?gtv x0用心

愛(ài)心 專(zhuān)心 設(shè)vt與v0夾角為?，則tan?