《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(huì)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(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、模塊復(fù)習(xí)課 [核心知識(shí)回顧] 一、拋體運(yùn)動(dòng) 1．物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的規(guī)律 (1)豎直下拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的規(guī)律： ①速度公式 ②位移公式 ③上升到最高點(diǎn)，所用時(shí)間t＝. ④上升的最大高度：h＝. (3)平拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) ①坐標(biāo)

2、表達(dá)式：x＝v0cos_θ·t； y＝v0sin θ·t－gt2. ②分速度表達(dá)式：vx＝v0cos_θ； vy＝v0sin_θ－gt. ③射程(X)：在斜拋運(yùn)動(dòng)中，從物體被拋出的地點(diǎn)到落地點(diǎn)間的水平距離．表達(dá)式：X＝. ④射高(Y)：從拋出點(diǎn)的水平面到物體運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)間的高度差．表達(dá)式：Y＝. 二、圓周運(yùn)動(dòng) 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(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向垂直，其方向時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就會(huì)做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象． (2)離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)：由于物體具有慣性，物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，總有沿切線方向飛出的趨勢(shì)． (3)離心現(xiàn)象的應(yīng)用：離心干燥器、洗衣機(jī)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(hù)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(gè)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(jì)算天體的質(zhì)量 (1)地球質(zhì)量的計(jì)算：若月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jì)算：已知衛(wèi)星繞行星(或行星繞中心天體)運(yùn)動(dòng)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(jì)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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jī)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(duì)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(shí)，W>0，力對(duì)物體做正功； ②當(dāng)<α≤π時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功，或稱物體克服這個(gè)力做功； ③當(dāng)α＝時(shí)，W＝0，力對(duì)物體不做功． 2．動(dòng)能、重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能 (1)動(dòng)能表達(dá)式：Ek＝mv2. (2)重力做的功： ①做功表達(dá)式：WG＝mgh＝mgh1－mgh2， ②做功的正負(fù)：物體下降時(shí)重力做正功；物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功． ③做功的特點(diǎn)：只與運(yùn)動(dòng)物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)物體所經(jīng)過的路徑無關(guān)． (3)重力勢(shì)能： ①表達(dá)式：Ep＝mgh；單位：焦耳，符號(hào)：J. ②重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，表達(dá)式：WG＝mgh1－mgh

7、2＝－ΔEp. (4)彈性勢(shì)能 ①定義：發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，因而具有能量? ②大小：跟形變量的大小有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能也越大．對(duì)于彈簧來說，彈性勢(shì)能與拉伸或壓縮長(zhǎng)度有關(guān)；當(dāng)形變量一定時(shí)，勁度系數(shù)越大的彈簧彈性勢(shì)能越大． 3．機(jī)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(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能的總量保持不變． (2)表達(dá)式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2. 4．功率 (1)公式：P＝.單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)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(shí)

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(shí)功率 ①平均功率：時(shí)間t內(nèi)功率的平均值，計(jì)算公式：＝和＝F. ②瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能精確地描述做功的快慢，計(jì)算公式：P＝Fv，其中v為瞬時(shí)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(duì)于宏觀、低速(相對(duì)光速)物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)速率的限制，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速率接近于真空中的光速時(shí)，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(gè)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(zhǎng)較短的光照射金屬表面時(shí)，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(qiáng)度無關(guān)． (3)光的波粒二象性：大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，光既具有波動(dòng)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(shí)，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(cuò)易混辨析] 1．曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)．(√) 2．做曲線運(yùn)動(dòng)物體的合力一定是變力．(×) 【提示】　做曲線運(yùn)動(dòng)物體的合力可以是恒力 3．互成角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定也是勻速直線運(yùn)動(dòng)．(√) 4．從正在上升的熱氣球上脫落的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)．(×) 【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(yùn)動(dòng)時(shí)，上升過程中速度、加速度都在減?。?×) 【提示】　加速度不變 6．平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，但不是勻變速運(yùn)動(dòng)．(×) 【提示】　平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)． 7．平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大，下

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

12、物體慣性的表現(xiàn)．(√) 15．離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是直線．(×) 【提示】　離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡也可以是曲線 16．太陽系中越是離太陽遠(yuǎn)的行星，運(yùn)行周期就越大．(√) 17．圍繞太陽運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的各行星的速率是變化的 18．已知地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．(√) 23．同一物體在不同位置的重力勢(shì)能分別為Ep1＝3 J，Ep2＝－10 J，則Ep1

14、間隔是絕對(duì)的．(√) 29．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)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(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)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(shí)間較多 B．速度較小的球在下降相同距離時(shí)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(shí)間較少 D．速度較大的球在相同時(shí)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(yùn)動(dòng)，由h＝ gt2知，選項(xiàng)A、

15、D錯(cuò)誤．由v2＝2gh知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．在水平方向，球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過相同水平距離，速度大的球用時(shí)少，選項(xiàng)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(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān)，此距離最大時(shí)對(duì)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(shí)的速度為v1.小物塊上滑過程中，機(jī)械能守恒，有mv2＝mv＋2mgR① 小物塊從軌道上端水平飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平位移為x，下落時(shí)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(duì)應(yīng)的軌道半徑R＝.故選B.] 3.小球P和Q用不可伸長(zhǎng)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(diǎn)，(　　) A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)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(yùn)動(dòng)到軌跡最低點(diǎn)的過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，取軌跡的最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則由機(jī)械能守恒定律得mgL＝mv2

17、，v＝，因LPmQ，則兩球的動(dòng)能無法比較，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)繩的拉力為F，則F－mg＝m，則F＝3mg，因mP>mQ，則FP>FQ，選項(xiàng)C正確；向心加速度a＝＝2g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 4．2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行．與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的(　　) A．周期變大 B．速率變大 C．動(dòng)能變大 D．向心加速度變大 C　[天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來的軌道運(yùn)行，根據(jù)G＝ma＝＝mr可知

18、，組合體運(yùn)行的向心加速度、速率、周期不變，質(zhì)量變大，則動(dòng)能變大，選項(xiàng)C正確．] 5．(多選)如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)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(yùn)動(dòng)過程中(　　) A．從P到M所用的時(shí)間等于 B．從Q到N階段，機(jī)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(duì)它先做負(fù)功后做正功 CD　[A錯(cuò)：由開普勒第二定律可知，相等時(shí)間內(nèi)，太陽與海王星連線掃過的面積都相等． B錯(cuò)：由機(jī)械能守恒定律知，從Q到N階段，機(jī)械能守恒． C對(duì)：從P到Q階段，

19、萬有引力做負(fù)功，動(dòng)能減小，速率逐漸變?。? D對(duì)：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(duì)它先做負(fù)功后做正功．] 6.如圖，一質(zhì)量為m，長(zhǎng)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(diǎn)，M點(diǎn)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(duì)象，其質(zhì)量為 m，取M點(diǎn)所在的水平面為零勢(shì)能面，開始時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)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(diǎn)時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)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(shì)能的變化，即W＝Ep2－Ep1＝－mgl＋mgl＝mgl，選項(xiàng)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(jìn)入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時(shí)下落到地面．取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，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(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)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(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%. [解析]　(1)飛船著地前瞬間的機(jī)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(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)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(jī)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 -