資源簡介

(共67張PPT)
1．宇宙速度
(1)第一宇宙速度。
(2)第二宇宙速度。
①大小：v2＝11.2 km/s。
②意義：在地面附近發射飛行器，使之能夠掙脫地球引力的束縛，飛到太陽系成為“人造小行星”所需的最小發射速度。
(3)第三宇宙速度。
①大小：v3＝16.7 km/s。
②意義：在地面附近發射飛行器，使之能夠掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外的最小發射速度。
2．人造地球衛星的軌道
人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動的圓心必與地心重合，其運行軌道可分為如下三類(如圖所示)：
(1)赤道軌道：衛星的軌道與赤道共面，衛星始終處于赤道正上方。
(2)極地軌道：衛星的軌道與赤道平面垂直，衛星經過兩極上空。
(3)任意軌道：衛星的軌道與赤道平面成某一角度。
4．地球靜止軌道衛星的六個“一定”
[全悉考法]
1．一半徑為R的球形行星，自轉周期為T，其同步衛星距離行星表面的高度為3R，則在該行星表面繞其做勻速圓周運動的衛星線速度大小為 (　　)
3.我國的“嫦娥二號”探測器環月飛行的高度為100 km，所探測到的有關月球的數據將比環月飛行高度為200 km的“嫦娥一號”探測器更加翔實。若兩顆衛星環月的運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示。則 (　　)
A．“嫦娥二號”環月運行的周期比“嫦娥一號”小
B．“嫦娥二號”環月運行的線速度比“嫦娥一號”小
C．“嫦娥二號”環月運行的向心加速度比“嫦娥一號”小
D．“嫦娥二號”環月運行的向心力與“嫦娥一號”相等
4.如圖所示，a、b、c為三顆人造地球衛星，其中a為地球靜止軌道衛星，b、c在同一軌道上，三顆衛星的軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是 (　　)
A．衛星a的運行周期大于衛星b的運行周期
B．衛星b的運行速度可能大于7.9 km/s
C．衛星b加速即可追上前面的衛星c
D．衛星a在運行時有可能經過宜昌市的正上方
5.如圖所示，地球赤道上的山丘、近地衛星和靜止軌道衛星均在赤道平面內繞地心做勻速圓周運動。設山丘c、近地衛星p和靜止軌道衛星q的圓周運動速率依次為v1、v2、v3，向心加速度依次為a1、a2、a3，則(　　)
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v3＜v2
C．a1＞a2＞a3 D．a3＞a2＝a1
答案：B　
[主干回扣]
1．功的概念
(1)做功不可缺少的兩個要素：力和物體在力的方向上發生的位移。
(2)公式：W＝Fscos α，只適用于恒力做功，其中s為物體的位移。
(3)功是標量，只有大小沒有方向。功的正負即不表示大小，也不表示方向。
(4)正、負功的判斷方法。
①依據力F與位移s的方向夾角α來判斷；
②依據力F與速度v的方向夾角θ來判斷；
③依據能量變化來判斷：功是能量轉化的量度，若有能量轉化，則必有力對物體做功。此法常用于判斷兩個相聯系的物體之間的相互作用力做功的判斷。
2．功率的概念
(1)意義：表示物體做功快慢的物理量。
(3)計算式：P＝Fv，①若v取瞬時速度，則P＝Fv為瞬時功率；②若v取平均速度，則P＝Fv為平均功率。
3．求解功率時應注意的“三個”問題
(1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率。
(2)平均功率與一段時間(或過程)相對應，計算時應明確是哪個力在哪段時間(或過程)內做功的平均功率。
(3)瞬時功率計算時應明確是哪個力在哪個時刻(或狀態)的功率。
[特別提醒]
(1)作用力與反作用力做功沒有必然聯系，作用力做正功時，反作用力可能做正功、可能做負功、還可能不做功。
(2)注意額定功率與實際功率、瞬時功率與平均功率的區別。
[全悉考法]
1．籃球比賽時，小王同學跳起投籃。在離地上升過程中，下列說法正確的是 (　　)
A．重力對小王做負功
B．重力對小王做正功
C．手對球的作用力大于球對手的作用力
D．手對球的作用力小于球對手的作用力
解析：小王離地上升過程中，位移(運動)方向與重力方向相反，重力做負功，A正確，B錯誤；根據作用力與反作用力關系，手對球的作用力與球對手的作用力大小相等，C、D錯誤。
答案：A　
2. 如圖所示，小鄭同學正在墊排球。排球離開手臂后先豎直向上運動，再落回原位置，則此過程中 (　 )
A．重力對排球所做總功為零
B．空氣阻力對排球所做總功為零
C．重力對排球先做正功再做負功
D．空氣阻力對排球先做正功再做負功
解析：排球來回運動，高度差為零，重力對排球做的總功為零，選項A正確；空氣阻力始終與排球運動方向相反，始終做負功，做的總功小于零，選項B、D錯誤；排球先向上運動，后向下運動，重力先做負功，重力再做正功，選項C錯誤。
答案：A　
3.如圖所示是一種清洗車輛用的手持噴水槍。設槍口截面積為0.6 cm2，噴出水的速度為 20 m/s (水的密度為1×103 kg/m3)。則水槍工作時的功率約為 (　　)
A．250 W B．300 W
C．350 W D．400 W
4.如圖所示，同一物體分別沿斜面AD和BD自頂點由靜止開始下滑，該物體與斜面間的動摩擦因數相同。在滑行過程中克服摩擦力做的功分別為WA和WB，則
(　　)
A．WA>WB B．WA＝WB
C．WA5.如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球。在水平
拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內由A點運動到B點。
在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是 (　　)
A．逐漸增大 B．逐漸減小
C．先增大，后減小 D．先減小，后增大
解析：因為小球的速率不變，由圖示可知Fsin α＝mgcos α，故
拉力F的瞬時功率為P＝Fvsin α＝mgvcos α。從A點到B點的過
程中，α減小，cos α增大，所以P增大。
答案：A　
[主干回扣]
1．動能的概念
(1)定義：物體由于運動所具有的能量稱為動能。
(3)單位：焦耳，符號J。
(4)動能是標量，只有大小，沒有方向，只有正值或零，沒有負值。
(5)動能是狀態量：與物體的運動狀態(或某一時刻)相對應。
(6)具有相對性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動能就不同，一般以地面為參考系。
2．動能定理
(1)內容：力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。
(3)動能定理描述了做功和動能變化的兩種關系。
①等值關系：物體動能的變化量等于合力對它做的功。
②因果關系：合力對物體做功是引起物體動能變化的原因，做功的過程實質上是其他形式的能與動能相互轉化的過程，轉化了多少由合力做的功來度量。
[特別提醒]
(1)物體的速度變化，動能不一定變化；但動能變化，速度一定變化。
(2)合外力的功決定動能的變化。
[全悉考法]
1．關于物體的動能，下列說法正確的是 (　　)
A．質量大的物體，動能一定大
B．速度大的物體，動能一定大
C．速度方向變化，動能一定變化
D．物體的質量不變，速度變為原來的兩倍，動能將變為原來的四倍
2．木塊在大小為10 N的水平拉力作用下，在水平面上由靜止開始運動，前進1 m后撤去水平拉力，木塊又沿原方向前進1.5 m停止，則木塊在運動過程中
(　　)
A．受到摩擦力大小為5 N B．受到摩擦力大小為6 N
C．最大動能為10 J D．最大動能為6 J
解析：對木塊運動的全過程，應用動能定理得Fx1－f(x1＋x2)＝0－0，解得木塊在運動過程中受到摩擦力大小f＝4 N，故A、B兩項錯誤；對有拉力作用的過程，應用動能定理得Fx1－fx1＝Ekm－0，解得木塊在運動過程中的最大動能Ekm＝6 J，故C項錯誤，D項正確。
答案：D　
4．一質量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經過一段時間后，滑塊的速度變為－2v(方向與原來相反)，在這段時間內，水平力所做的功為 (　　)
[主干回扣]
1．重力做功
(1)公式：WG＝mgh。
(2)特點：重力做功與物體運動的路徑無關，只與初末位置有關。
2．重力勢能的概念
(1)意義：物體由于被舉高而具有的能。
(2)表達式：Ep＝mgh。
(3)重力勢能是標量，但有正負，其正負表示大小。
①重力勢能為正表示物體在參考平面的上方；②重力勢能為負表示物體在參考平面的下方。
(4)重力勢能具有相對性，選擇不同的參考平面，同一個物體的重力勢能數值不同。
3．重力做功與重力勢能變化的關系
(1)關系：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(2)意義：重力做正功，物體的重力勢能將減小；重力做負功，物體的重力勢能將增大。
4．彈性勢能
(1)意義：發生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能叫作彈性勢能。
(2)影響彈簧彈性勢能大小的因素：①彈簧的形變量；②勁度系數。
(3)彈力做功與彈性勢能變化的關系：
①關系：W彈＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp。
②意義：彈力做正功，彈性勢能減小；彈力做負功，彈性勢能增大。
[特別提醒]
(1)物體的重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化量ΔEp是絕對的，與參考平面的選擇無關。
(2)在有關重力勢能的研究中，重力勢能的差值更有實際意義。
[全悉考法]
1. 某高速行駛的汽車由于剎車失靈，司機將汽車駛入外側的斜坡式避險車道，如圖所示。在汽車沖上斜坡的過程中，汽車的 (　 )
A．動能減小 B．動能不變
C．重力做正功 D．重力不做功
解析：在汽車沖上斜坡的過程中，汽車的速度減小，動能減小，高度增加，則重力做負功。故選A。
答案：A　
2.如圖所示，一位同學把一桶20 L的純凈水從一樓提到四樓，水的重力勢能約增加了 (　　)
A．20 J B．200 J
C．2×103 J D．2×106 J
解析：從一樓到四樓高度約為h＝9 m，則水的重力勢能約增加W＝mgh＝20×10×9 J＝1.8×103 J。故選項C正確。
答案：C　
3．關于重力勢能的說法正確的是 (　　)
A．重力勢能只由地球上的物體決定
B．重力勢能不能有負值
C．在某高度質量一定的物體，重力勢能是一定的
D．重力勢能是相對的，只有參考平面選定后，重力勢能才能確定
解析：重力勢能是物體和地球共同具有的，故A錯誤；重力勢能的大小是相對于參考平面來講的，所以可以有負值，參考平面選定后，重力勢能才能確定，B、C錯誤，D正確。
答案：D　
4．把一個物體從地面豎直向上拋出，該物體上升的最大高度為h，若物體的質量為m，所受的空氣阻力大小恒為f，則在從物體被拋出到落回地面的全過程中
(　　)
A．重力勢能的變化量為2mgh B．重力勢能的變化量為零
C．重力做功為2mgh D．空氣阻力做的功為2fh
解析：物體從地面拋出到落回地面的全過程中，物體的高度變化量為零，重力做功為零，物體重力勢能的變化量為零，故A、C項錯誤，B項正確。物體從地面豎直向上拋出，物體上升的最大高度為h，物體從地面拋出到落回地面的全過程中，所受的空氣阻力大小恒為f，阻力方向始終與運動方向相反，則空氣阻力做的功為－2fh，故D項錯誤。
答案：B　
5.如圖所示，某人用彈簧拉力器健身，在將彈簧拉力器用力拉開的過程中，彈簧的彈力和彈性勢能的變化情況是 (　　)
A．彈力變大，彈性勢能變小
B．彈力變小，彈性勢能變大
C．彈力和彈性勢能都變大
D．彈力和彈性勢能都變小
解析：將彈簧拉力器用力拉開的過程中，彈簧的伸長量變大，彈簧的彈力變大，彈性勢能變大；故A、B、D錯誤，C正確。
答案：C　
[主干回扣]
1．內容
在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。
2．常用的三種表達式
(1)從不同狀態看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)。
此式表示系統的兩個狀態的機械能總量相等。
(2)從能的轉化角度看：ΔEk＝－ΔEp。此式表示系統動能的增加(減少)量等于勢能的減少(增加)量。
(3)從能的轉移角度看：ΔEA增＝ΔEB減。此式表示系統A部分機械能的增加量等于系統剩余部分(即B部分)機械能的減少量。
3．對機械能守恒條件的理解
(1)物體只受重力，只發生動能和重力勢能的相互轉化，如自由落體運動、拋體運動等。
(2)只有彈力做功，只發生動能和彈性勢能的相互轉化。如在光滑水平面上運動的物體碰到一個彈簧，和彈簧相互作用的過程中，對物體和彈簧組成的系統來說，機械能守恒。
(3)重力和彈力都做功，發生動能、彈性勢能、重力勢能的相互轉化，如自由下落的物體落到豎直的彈簧上和彈簧相互作用的過程中，對物體和彈簧組成的系統來說，機械能守恒。
(4)除受重力或彈力外，還受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代數和為零。如物體在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面運動，拉力與摩擦力的大小相等，方向相反，在此運動過程中，其機械能守恒。
4．判斷機械能是否守恒的方法
(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷)：若物體動能、勢能均不變，機械能不變。若動能和勢能中，一種能變化，另一種能不變，則其機械能一定變化。
(2)用做功判斷：若物體或系統只有重力(或彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機械能守恒。
(3)用能量轉化來判斷：若物體系統中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體系統機械能守恒。
[全悉考法]
1．一位游客正在體驗蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從跳臺下落直到最低點過程中(　　)
A．彈性勢能減小
B．重力勢能減小
C．機械能保持不變
D．繩一繃緊動能就開始減小
解析：游客從跳臺下落，開始階段橡皮繩未拉直，只受重力作用做勻加速運動，下落到一定高度時橡皮繩開始繃緊，游客受重力和向上的彈力作用，彈力從零逐漸增大，游客所受合力先向下減小后向上增大，速度先增大后減小，到最低點時速度減小到零，彈力達到最大值。橡皮繩的彈性勢能先不變，繃緊后彈性勢能一直增大，選項A錯誤；游客高度一直降低，重力一直做正功，重力勢能一直減小，選項B正確；下落繃緊階段橡皮繩對游客做負功，游客機械能減少，轉化為彈性勢能，選項C錯誤；繩剛繃緊開始一段時間內，彈力小于重力，合力向下做正功，游客動能在增加；當彈力大于重力后，合力向上對游客做負功，游客動能逐漸減小，選項D錯誤。
答案：B
4．[多選] 圖甲為某科技興趣小組制作的重力投石機示意圖。支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞支架頂部水平軸OO′在豎直面內自由轉動。A端凹槽內裝有一石子，B端固定一配重。某次打靶時，將桿沿逆時針方向轉至與豎直方向成θ角后由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉到豎直位置時石子被水平拋出。石子投向正前方豎直放置的靶，打到靶心上方的“6”環處，如圖乙所示。若要打中靶心的“10”環處，可能實現的途徑有 (　　)
A．增大石子的質量，同時減小配重的質量
B．減小投石機到靶的距離，同時增大θ角
C．增大投石機到靶的距離，同時減小θ角
D．減小投石機到靶的距離，同時增大配重的質量
5.如圖所示，質量分別為m和3m的兩個小球a和b用一長為2L的輕桿連接，桿可繞中點O在豎直平面內無摩擦轉動。現將桿處于水平位置后無初速度釋放，重力加速度為g，則下列說法正確的是 (　　)
A．在轉動過程中，a球的機械能守恒
B．b球轉動到最低點時處于失重狀態
D．運動過程中，b球的高度可能大于a球的高度
1． [多選]下圖是“探究平拋運動的特
點”的實驗裝置，橫擋板在不同高度卡住平拋運動的
小球來確定小球運動的軌跡，下列操作正確的有(　　)
A．保持斜槽末端切線水平
B．調整硬木板使其與小球下落的豎直面平行
C．測量同一條軌跡時，小球每次可以從不同高度靜止釋放
D．用折線連接描繪的點得到小球的運動軌跡
解析：小球離開斜槽后做平拋運動，必須調整斜槽使其末端切線水平，故A正確；實驗過程中，應調整硬木板使其保持豎直，即與小球下落的豎直面平行，故B正確；測量同一條軌跡時，為使小球做平拋運動的初速度相等，每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放小球，故C錯誤；用光滑曲線連接描繪的點，得到小球的運動軌跡，故D錯誤。
答案：AB　
2．在探究平拋運動的規律時，可以選用圖中幾種裝置進行研究。
(1)圖甲的實驗現象是____________________________________________。
該現象說明平拋運動的_____________________________________________。
(2)圖乙裝置可通過獲得穩定的細水柱來描繪平拋運動的軌跡，其中能獲得穩定的細水柱的過程應該是水面從開始位置一直降到豎直細管________(填“A”或“B”)處。
(3)圖丙是實驗室內研究平拋運動的裝置。為了保證鋼球每次拋出后在空中做平拋運動的軌跡是一定的，每次釋放時都使鋼球在弧形槽上________位置由________滾下。
解析：(1)圖甲裝置用來研究平拋物體在豎直方向的運動規律，觀察實驗發現兩小球總是同時落地，可知做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動。
(2)圖乙是描繪平拋運動軌跡的裝置，其中能獲得穩定的細水柱的過程應該是水面從開始位置一直降到豎直細管A處，這時因為豎直管與大氣相通，管內為外界大氣壓強，保證豎直管上出口處的壓強為大氣壓強，因而彎管的上端口處與豎直管上出口處有恒定的壓強差，可保證彎管口處壓強恒定，從而使水流速度恒定，減小實驗誤差。
(3)圖丙是實驗室內研究平拋運動的裝置。為了保證鋼球每次拋出后在空中做平拋運動的軌跡是一定的，每次釋放時都應使鋼球在弧形槽上同一位置由靜止滾下，保證其做平拋運動的初速度相同，從而保證軌跡是一定的。
答案：(1)兩小球總是同時落地　豎直分運動是自由落體運動　(2)A　(3)同一　靜止
3.用如圖所示的裝置研究平拋運動，在一塊豎直放置的背景板上固定兩個弧形軌道A、B，用于發射小鐵球，從軌道A射出的小鐵球做平拋運動，從軌道B射出的小鐵球做勻速直線運動。板上還裝有三個電磁鐵C、D、E，其中電磁鐵C、D可分別沿軌道A、B移動。在軌道A出口處有一個碰撞開關S，用以控制電磁鐵E的電源的通斷，電磁鐵E可以沿水平桿MN移動，當它吸上小鐵球時，該小鐵球的中心與從軌道A末端射出的小鐵球的中心在同一水平線上。
(1)實驗中，軌道A末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是________。
A．保證小鐵球飛出時，速度既不太大，也不太小
B．保證小鐵球飛出時，初速度水平
C．保證小鐵球在空中運動的時間每次都相等
D．保證小鐵球運動的軌跡是一條拋物線
(2)若軌道A、B出口方向平行但略向下傾斜，將小鐵球1從某高度靜止釋放，小鐵球落在軌道B的P點，將電磁鐵E移至P點正上方，將小鐵球1和小鐵球3同時釋放，先到達P點的是________。
(3)若軌道A、B出口均水平，調節小鐵球3的水平位置，多次實驗，發現小鐵球1和小鐵球3總是在空中相碰，則說明小鐵球1在豎直方向上做________運動。
解析：(1)平拋運動的初速度沿水平方向，故為了保證小鐵球飛出時，初速度水平，實驗中，軌道A末端的切線必須是水平的，B正確。
(2)由于軌道A出口向下傾斜，則射出后，小鐵球1有豎直向下方向上的初速度，并且與小鐵球3下降的高度相同，而小鐵球3豎直方向上的初速度為零，故小鐵球1先到達P點。
(3)發現小鐵球1和小鐵球3總是在空中相碰，說明兩者在豎直方向上的運動性質相同，故說明小鐵球1在豎直方向上做自由落體運動。
答案：(1)B　(2)小鐵球1　(3)自由落體
1．曉宇利用“自由落體”的方法驗證了機械能守恒定律，他進行了多次操作打出了四條不同的紙帶，經過測量可知紙帶A、紙帶B、紙帶C、紙帶D前兩點之間的距離分別為0.1 85 cm、0.1 92 cm、0.265 cm、0.195 cm。已知低壓交流電源的頻率為50 Hz、重錘的質量為1.00 kg、重力加速度取g＝9.80 m/s2。回答下列問題：
(1)上述的四條紙帶中有一條在操作過程中存在明顯的問題，該紙帶為_____；
(2)按照測量的要求從其中選出一條合適的紙帶，并選取點跡清晰的計時點，用刻度尺測出的實驗數據如圖所示，分析知紙帶的________(選填“左”或“右”)端與重錘相連；
(3)由圖中的實驗數據求解打計時點2時，重錘下落的速度為________ m/s；
(4)重錘由計時點0下降到計時點2的過程中，重錘的重力勢能的減少量ΔEp＝________ J，重錘的動能的增加量ΔEk＝________ J，由計算分析可知ΔEp______ΔEk(選填“>”“＝”或“<”)，原因為____________________________
_____________________________________________________________________。
解析：(1)紙帶C肯定有操作錯誤，因為h＝0.265 cm>0.20 cm，說明他操作時先釋放了紙帶，后接通了電源，致使打點計時器打第一個計時點時，重錘的速度并不為零；
(2)因重錘做自由落體運動，開始記錄時計時點間距小，所以紙帶的左端與重錘相連；
2．某探究小組利用傳感器研究小球在擺動過程中的機械能守恒規律，實驗裝置如圖甲所示，在懸點處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動過程中各時刻的拉力值，小球半徑、擺線的質量和擺動過程中擺線長度的變化可忽略不計。實驗過程如下：
(1)測量小球質量m，擺線長L。
(2)將小球拉離平衡位置在某一高度處無初速度釋放，在傳感器采集的數據中提取最大值為F，小球擺到最低點時動能的表達式為_____________________
(用上面給定物理量的符號表示)。
(3)改變釋放高度h，重復上述過程，獲取多組擺動高度h與對應過程的拉力最大值F的數據，在F-h坐標系中描點連線。
(4)通過描點連線，發現F與h呈線性關系，如圖乙所示，可證明小球擺動過程中機械能守恒。
(5)根據F-h圖線中數據，可知小球質量m＝______kg，擺線長L＝________m(計算結果保留兩位有效數字，重力加速度g取10 m/s2)。

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