2019-2020學(xué)年高中物理 第4章 經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)的革命 模塊復(fù)習(xí)課學(xué)案（含解析）粵教版必修2

《2019-2020學(xué)年高中物理 第4章 經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)的革命 模塊復(fù)習(xí)課學(xué)案（含解析）粵教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第4章 經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)的革命 模塊復(fù)習(xí)課學(xué)案（含解析）粵教版必修2（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、模塊復(fù)習(xí)課 [核心知識回顧] 一、拋體運動 1．物體做曲線運動的條件：物體所受合力(加速度)的方向與速度方向不在同一直線上． 2．拋體運動的規(guī)律 (1)豎直下拋運動的規(guī)律： ①速度公式：vt＝v0＋gt. ②位移公式：s＝v0t＋gt2. ③位移、速度與加速度的關(guān)系：v－v＝2gs. (2)豎直上拋運動的規(guī)律： ①速度公式 ②位移公式 ③上升到最高點，所用時間t＝. ④上升的最大高度：h＝. (3)平拋運動的規(guī)律 ①水平方向速度：vx＝v0. ②豎直方向速度：vy＝gt. ③水平方向位移：x＝v0t. ④豎直方向位移：y＝gt2. (4)斜拋運動 ①坐標(biāo)

2、表達式：x＝v0cos_θ·t； y＝v0sin θ·t－gt2. ②分速度表達式：vx＝v0cos_θ； vy＝v0sin_θ－gt. ③射程(X)：在斜拋運動中，從物體被拋出的地點到落地點間的水平距離．表達式：X＝. ④射高(Y)：從拋出點的水平面到物體運動軌跡最高點間的高度差．表達式：Y＝. 二、圓周運動 1．線速度、角速度、周期間的關(guān)系 (1)線速度與周期的關(guān)系：v＝. (2)角速度與周期的關(guān)系：ω＝. (3)線速度與角速度的關(guān)系：v＝ωr. 2．向心力、向心加速度 (1)向心力 ①作用效果：不改變質(zhì)點速度的大小，只改變速度的方向． ②方向：沿半徑指向圓心，

3、和質(zhì)點運動的方向垂直，其方向時刻在改變． ③大?。篎＝mrω2；F＝m. (2)向心加速度 ①定義：由向心力產(chǎn)生的指向圓心方向的加速度． ②大?。篴＝rω2，a＝. ③方向：與向心力方向一致，始終指向圓心，時刻在改變． 3．離心現(xiàn)象及其應(yīng)用和防止 (1)離心現(xiàn)象：做圓周運動的物體，在所受合力突然消失或不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就會做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，這種現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象． (2)離心運動的本質(zhì)：由于物體具有慣性，物體做圓周運動時，總有沿切線方向飛出的趨勢． (3)離心現(xiàn)象的應(yīng)用：離心干燥器、洗衣機的脫水筒、離心分離器． (4)離心現(xiàn)象的防止：轉(zhuǎn)彎限速、砂輪加

4、防護罩等． 三、萬有引力定律及其應(yīng)用 1．萬有引力定律 (1)內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是互相吸引的．兩個物體間引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們之間的距離的二次方成反比． (2)公式：F＝G. 2．計算天體的質(zhì)量 (1)地球質(zhì)量的計算：若月球繞地球做勻速圓周運動，則月球繞地球做勻速圓周運動的向心力是由它們之間的萬有引力提供的，根據(jù)G＝m2r可得M＝，知道月球繞地球運動的周期T以及它和地球之間的距離r就可以算出地球的質(zhì)量． (2)行星(或中心天體)的質(zhì)量計算：已知衛(wèi)星繞行星(或行星繞中心天體)運動的周期和衛(wèi)星與行星(或行星與中心天體)之間的距離，同

5、樣可以計算出行星(或中心天體)的質(zhì)量． 3．人造衛(wèi)星和宇宙速度 (1)近地衛(wèi)星的速度： ①原理：飛行器繞地球做勻速圓周運動，運動所需的向心力由萬有引力提供，所以m＝，解得：v＝. ②結(jié)果：用地球半徑R代表近地衛(wèi)星到地心的距離r，可算出：v＝ m/s≈7.9 km/s. (2)宇宙速度： ①第一宇宙速度數(shù)值是7.9 km/s，意義是衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的速度 ②第二宇宙速度數(shù)值是11.2 km/s，意義是使衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度 四、機械能和能源 1．功及正功和負(fù)功 (1)功的公式：W＝Fscos_α. (2)力對物體做正功和負(fù)功的條件，由

6、W＝Fscos α可知 ①當(dāng)0≤α<時，W>0，力對物體做正功； ②當(dāng)<α≤π時，W<0，力對物體做負(fù)功，或稱物體克服這個力做功； ③當(dāng)α＝時，W＝0，力對物體不做功． 2．動能、重力勢能及彈性勢能 (1)動能表達式：Ek＝mv2. (2)重力做的功： ①做功表達式：WG＝mgh＝mgh1－mgh2， ②做功的正負(fù)：物體下降時重力做正功；物體被舉高時重力做負(fù)功． ③做功的特點：只與運動物體的起點和終點的位置有關(guān)，而與運動物體所經(jīng)過的路徑無關(guān)． (3)重力勢能： ①表達式：Ep＝mgh；單位：焦耳，符號：J. ②重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，表達式：WG＝mgh1－mgh

7、2＝－ΔEp. (4)彈性勢能 ①定義：發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν饨缱龉Γ蚨哂心芰浚? ②大小：跟形變量的大小有關(guān)，形變量越大，彈性勢能也越大．對于彈簧來說，彈性勢能與拉伸或壓縮長度有關(guān)；當(dāng)形變量一定時，勁度系數(shù)越大的彈簧彈性勢能越大． 3．機械能守恒定律 (1)內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變． (2)表達式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2. 4．功率 (1)公式：P＝.單位：瓦特，簡稱瓦，符號W. (2)意義：功率是表示物體做功快慢的物理量． (3)功率與速度的關(guān)系： ①當(dāng)F與v方向相同時

8、，P＝Fv； ②當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos_α. (4)平均功率和瞬時功率 ①平均功率：時間t內(nèi)功率的平均值，計算公式：＝和＝F. ②瞬時功率：某一時刻功率的瞬時值，能精確地描述做功的快慢，計算公式：P＝Fv，其中v為瞬時速度；當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos_α. 五、經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)革命 1．經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍 (1)經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：對于宏觀、低速(相對光速)物體的運動經(jīng)典力學(xué)仍然適用． (2)經(jīng)典力學(xué)的局限性 ①經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運動速率的限制，當(dāng)物體運動速率接近于真空中的光速時，經(jīng)典力學(xué)的許多觀念將發(fā)生重大變化． ②經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀領(lǐng)域

9、中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)的現(xiàn)象． 2．量子化現(xiàn)象 (1)黑體輻射：如果一個物體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而無反射，這一物體就稱為黑體．黑體輻射是指黑體發(fā)出的電磁輻射． (2)光電效應(yīng)：當(dāng)用一些波長較短的光照射金屬表面時，金屬便有電子逸出，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)．從金屬表面逸出的電子稱為光電子．光電效應(yīng)的產(chǎn)生取決于光的頻率而與光的強度無關(guān)． (3)光的波粒二象性：大量的實驗事實表明，光既具有波動性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性． (4)原子光譜：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，當(dāng)原子從一種能量狀態(tài)變化到另一種能量狀態(tài)時，輻射(或吸收)一定頻率的光子，輻射(或吸收)光子的能量

10、是不連續(xù)的． [易錯易混辨析] 1．曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動．(√) 2．做曲線運動物體的合力一定是變力．(×) 【提示】　做曲線運動物體的合力可以是恒力 3．互成角度的兩個勻速直線運動的合運動，一定也是勻速直線運動．(√) 4．從正在上升的熱氣球上脫落的物體做自由落體運動．(×) 【提示】　從正在上升的熱氣球上脫落的物體具有向上的初速度 5．物體做豎直上拋運動時，上升過程中速度、加速度都在減?。?×) 【提示】　加速度不變 6．平拋運動是曲線運動，但不是勻變速運動．(×) 【提示】　平拋運動是勻變速曲線運動． 7．平拋運動的物體初速度越大，下

11、落得越快．(×) 【提示】　平拋運動下落的快慢與初速度無關(guān) 8．拋射角越大斜拋運動的射程越大．(×) 【提示】　由X＝知拋射角越大斜拋運動的射程不一定越大 9．僅在重力作用下斜拋運動的軌跡曲線是拋物線．(√) 10．做勻速圓周運動的物體，其合外力不為零．(√) 11．做勻速圓周運動的物體，其線速度不變．(×) 【提示】　做勻速圓周運動的物體，其線速度方向時刻改變 12．勻速圓周運動的向心力是恒力．(×) 【提示】　勻速圓周運動的向心力方向時刻改變 13．汽車行駛至拱橋頂部時對橋面的壓力大于重力．(×) 【提示】　汽車行駛至拱橋頂部時對橋面的壓力小于重力 14．離心運動是

12、物體慣性的表現(xiàn)．(√) 15．離心運動的運動軌跡一定是直線．(×) 【提示】　離心運動的運動軌跡也可以是曲線 16．太陽系中越是離太陽遠(yuǎn)的行星，運行周期就越大．(√) 17．圍繞太陽運動的各行星的速率是不變的．(×) 【提示】　由開普勒第二定律知圍繞太陽運動的各行星的速率是變化的 18．已知地球繞太陽轉(zhuǎn)動的周期和軌道半徑，可以求出地球的質(zhì)量．(×) 【提示】　已知地球繞太陽轉(zhuǎn)動的周期和軌道半徑，可以求出太陽的質(zhì)量． 19．第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度．(√) 20．使火箭向前射出的力是它利用火藥燃燒向后急速噴出的氣體產(chǎn)生的作用力．(√) 21．物體只要受力且運動，該力就

13、一定做功．(×) 【提示】　若力與位移垂直，該力不做功． 22．一個力對物體做了負(fù)功，則說明這個力一定阻礙物體的運動．(√) 23．同一物體在不同位置的重力勢能分別為Ep1＝3 J，Ep2＝－10 J，則Ep1

14、間隔是絕對的．(√) 29．牛頓運動定律適用于宏觀、低速運動物體．(√) 30．量子理論中能量也是連續(xù)變化的．(×) 【提示】　量子理論中能量是不連續(xù)變化的 [高考真題感悟] 1．發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)．速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)．其原因是(　　) A．速度較小的球下降相同距離所用的時間較多 B．速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大 C．速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少 D．速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大 C　[在豎直方向，球做自由落體運動，由h＝ gt2知，選項A、

15、D錯誤．由v2＝2gh知，選項B錯誤．在水平方向，球做勻速直線運動，通過相同水平距離，速度大的球用時少，選項C正確．] 2.如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直徑與地面垂直．一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān)，此距離最大時對應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g)(　　) A.　　　　　　　 B. C. D. B　[設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，滑到軌道上端時的速度為v1.小物塊上滑過程中，機械能守恒，有mv2＝mv＋2mgR① 小物塊從軌道上端水平飛出，做平拋運動，設(shè)水平位移為x，下落時間為t，有2R＝gt2 ②

16、 x＝v1t ③ 聯(lián)立①②③式整理得x2＝－ 可得x有最大值，對應(yīng)的軌道半徑R＝.故選B.] 3.小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示．將兩球由靜止釋放．在各自軌跡的最低點，(　　) A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的動能一定小于Q球的動能 C．P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 C　[兩球由靜止釋放到運動到軌跡最低點的過程中只有重力做功，機械能守恒，取軌跡的最低點為零勢能點，則由機械能守恒定律得mgL＝mv2

17、，v＝，因LPmQ，則兩球的動能無法比較，選項A、B錯誤；在最低點繩的拉力為F，則F－mg＝m，則F＝3mg，因mP>mQ，則FP>FQ，選項C正確；向心加速度a＝＝2g，選項D錯誤．] 4．2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行．與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的(　　) A．周期變大 B．速率變大 C．動能變大 D．向心加速度變大 C　[天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道運行，根據(jù)G＝ma＝＝mr可知

18、，組合體運行的向心加速度、速率、周期不變，質(zhì)量變大，則動能變大，選項C正確．] 5．(多選)如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠(yuǎn)日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0.若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運動過程中(　　) A．從P到M所用的時間等于 B．從Q到N階段，機械能逐漸變大 C．從P到Q階段，速率逐漸變小 D．從M到N階段，萬有引力對它先做負(fù)功后做正功 CD　[A錯：由開普勒第二定律可知，相等時間內(nèi)，太陽與海王星連線掃過的面積都相等． B錯：由機械能守恒定律知，從Q到N階段，機械能守恒． C對：從P到Q階段，

19、萬有引力做負(fù)功，動能減小，速率逐漸變?。? D對：從M到N階段，萬有引力與速度的夾角先是鈍角后是銳角，即萬有引力對它先做負(fù)功后做正功．] 6.如圖，一質(zhì)量為m，長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛．用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距l(xiāng).重力加速度大小為g.在此過程中，外力做的功為(　　) A.mgl B．.mgl C.mgl D.mgl A　[以均勻柔軟細(xì)繩MQ段為研究對象，其質(zhì)量為 m，取M點所在的水平面為零勢能面，開始時，細(xì)繩MQ段的重力勢能Ep1＝－mg·＝－mgl，用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點時，細(xì)繩MQ段的重力勢能Ep2＝

20、－mg·＝－mgl，則外力做的功即克服重力做的功等于細(xì)繩MQ段的重力勢能的變化，即W＝Ep2－Ep1＝－mgl＋mgl＝mgl，選項A正確．] 7．一質(zhì)量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面．飛船在離地面高度1.60×105 m處以7.50×103 m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面．取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8 m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能； (2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知

21、飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%. [解析]　(1)飛船著地前瞬間的機械能為 Ek0＝ mv ① 式中，m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率．由①式和題給數(shù)據(jù)得 Ek0＝4.0×108 J ② 設(shè)地面附近的重力加速度大小為g.飛船進入大氣層時的機械能為 Eh＝mv＋mgh ③ 式中，vh是飛船在高度1.60×105 m處的速度大?。散凼胶皖}給數(shù)據(jù)得 Eh≈2.4×1012 J ④ (2)飛船在高度h′＝600 m處的機械能為 Eh′＝m＋mgh′ ⑤ 由功能原理得 W＝Eh′－Ek0 ⑥ 式中，W是飛船從高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功．由②⑤⑥式和題給數(shù)據(jù)得 W≈9.7×108 J ⑦ [答案]　(1)4.0×108 J　2.4×1012 J (2)9.7×108 J - 10 -