2019_2020学年高中物理第4章经典力学与物理学的革命模块复习课学案（含解析）粤教版.docx

模块复习课核心知识回顾一、抛体运动1物体做曲线运动的条件：物体所受合力(加速度)的方向与速度方向不在同一直线上2抛体运动的规律(1)竖直下抛运动的规律：速度公式：vtv0gt.位移公式：sv0tgt2.位移、速度与加速度的关系：vv2gs.(2)竖直上抛运动的规律：速度公式位移公式上升到最高点，所用时间t.上升的最大高度：h.(3)平抛运动的规律水平方向速度：vxv0.竖直方向速度：vygt.水平方向位移：xv0t.竖直方向位移：ygt2.(4)斜抛运动坐标表达式：xv0cos_t；yv0sin tgt2.分速度表达式：vxv0cos_；vyv0sin_gt.射程(X)：在斜抛运动中，从物体被抛出的地点到落地点间的水平距离表达式：X.射高(Y)：从抛出点的水平面到物体运动轨迹最高点间的高度差表达式：Y.二、圆周运动1线速度、角速度、周期间的关系(1)线速度与周期的关系：v.(2)角速度与周期的关系：.(3)线速度与角速度的关系：vr.2向心力、向心加速度(1)向心力作用效果：不改变质点速度的大小，只改变速度的方向方向：沿半径指向圆心，和质点运动的方向垂直，其方向时刻在改变大小：Fmr2；Fm.(2)向心加速度定义：由向心力产生的指向圆心方向的加速度大小：ar2，a.方向：与向心力方向一致，始终指向圆心，时刻在改变3离心现象及其应用和防止(1)离心现象：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象(2)离心运动的本质：由于物体具有惯性，物体做圆周运动时，总有沿切线方向飞出的趋势(3)离心现象的应用：离心干燥器、洗衣机的脱水筒、离心分离器(4)离心现象的防止：转弯限速、砂轮加防护罩等三、万有引力定律及其应用1万有引力定律(1)内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的两个物体间引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们之间的距离的二次方成反比(2)公式：FG.2计算天体的质量(1)地球质量的计算：若月球绕地球做匀速圆周运动，则月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的，根据Gm2r可得M，知道月球绕地球运动的周期T以及它和地球之间的距离r就可以算出地球的质量(2)行星(或中心天体)的质量计算：已知卫星绕行星(或行星绕中心天体)运动的周期和卫星与行星(或行星与中心天体)之间的距离，同样可以计算出行星(或中心天体)的质量3人造卫星和宇宙速度(1)近地卫星的速度：原理：飞行器绕地球做匀速圆周运动，运动所需的向心力由万有引力提供，所以m，解得：v.结果：用地球半径R代表近地卫星到地心的距离r，可算出：v m/s7.9 km/s.(2)宇宙速度：第一宇宙速度数值是7.9 km/s，意义是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度数值是11.2 km/s，意义是使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度四、机械能和能源1功及正功和负功(1)功的公式：WFscos_.(2)力对物体做正功和负功的条件，由WFscos 可知当00，力对物体做正功；当时，W0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功；当时，W0，力对物体不做功2动能、重力势能及弹性势能(1)动能表达式：Ekmv2.(2)重力做的功：做功表达式：WGmghmgh1mgh2，做功的正负：物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功做功的特点：只与运动物体的起点和终点的位置有关，而与运动物体所经过的路径无关(3)重力势能：表达式：Epmgh；单位：焦耳，符号：J.重力做功与重力势能变化的关系，表达式：WGmgh1mgh2Ep.(4)弹性势能定义：发生形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量大小：跟形变量的大小有关，形变量越大，弹性势能也越大对于弹簧来说，弹性势能与拉伸或压缩长度有关；当形变量一定时，劲度系数越大的弹簧弹性势能越大3机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而机械能的总量保持不变(2)表达式：Ek1Ep1Ek2Ep2，即E1E2.4功率(1)公式：P.单位：瓦特，简称瓦，符号W.(2)意义：功率是表示物体做功快慢的物理量(3)功率与速度的关系：当F与v方向相同时，PFv；当F与v夹角为时，PFvcos_.(4)平均功率和瞬时功率平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：和F.瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：PFv，其中v为瞬时速度；当F与v夹角为时，PFvcos_.五、经典力学与物理学革命1经典力学的局限性和适用范围(1)经典力学的适用范围：对于宏观、低速(相对光速)物体的运动经典力学仍然适用(2)经典力学的局限性经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当物体运动速率接近于真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象2量子化现象(1)黑体辐射：如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这一物体就称为黑体黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射(2)光电效应：当用一些波长较短的光照射金属表面时，金属便有电子逸出，这种现象称为光电效应从金属表面逸出的电子称为光电子光电效应的产生取决于光的频率而与光的强度无关(3)光的波粒二象性：大量的实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性(4)原子光谱：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时，辐射(或吸收)一定频率的光子，辐射(或吸收)光子的能量是不连续的易错易混辨析1曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动()2做曲线运动物体的合力一定是变力()【提示】做曲线运动物体的合力可以是恒力3互成角度的两个匀速直线运动的合运动，一定也是匀速直线运动()4从正在上升的热气球上脱落的物体做自由落体运动()【提示】从正在上升的热气球上脱落的物体具有向上的初速度5物体做竖直上抛运动时，上升过程中速度、加速度都在减小()【提示】加速度不变6平抛运动是曲线运动，但不是匀变速运动()【提示】平抛运动是匀变速曲线运动7平抛运动的物体初速度越大，下落得越快()【提示】平抛运动下落的快慢与初速度无关8抛射角越大斜抛运动的射程越大()【提示】由X知抛射角越大斜抛运动的射程不一定越大9仅在重力作用下斜抛运动的轨迹曲线是抛物线()10做匀速圆周运动的物体，其合外力不为零()11做匀速圆周运动的物体，其线速度不变()【提示】做匀速圆周运动的物体，其线速度方向时刻改变12匀速圆周运动的向心力是恒力()【提示】匀速圆周运动的向心力方向时刻改变13汽车行驶至拱桥顶部时对桥面的压力大于重力()【提示】汽车行驶至拱桥顶部时对桥面的压力小于重力14离心运动是物体惯性的表现()15离心运动的运动轨迹一定是直线()【提示】离心运动的运动轨迹也可以是曲线16太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大()17围绕太阳运动的各行星的速率是不变的()【提示】由开普勒第二定律知围绕太阳运动的各行星的速率是变化的18已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量()【提示】已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出太阳的质量19第一宇宙速度是发射卫星的最小速度()20使火箭向前射出的力是它利用火药燃烧向后急速喷出的气体产生的作用力()21物体只要受力且运动，该力就一定做功()【提示】若力与位移垂直，该力不做功22一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动()23同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep13 J，Ep210 J，则Ep1Ep2.()【提示】重力势能是标量，比较重力势能大小时不能仅比较其绝对值的大小24物体由高处到低处，重力一定做正功，重力势能一定减少()25内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化()26由公式P知，做功越多，功率越大()【提示】做功越多，功率不一定越大27力对物体做功越快，力的功率一定越大()28经典时空观认为时间间隔是绝对的()29牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体()30量子理论中能量也是连续变化的()【提示】量子理论中能量是不连续变化的高考真题感悟1发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网其原因是()A速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大C在竖直方向，球做自由落体运动，由h gt2知，选项A、D错误由v22gh知，选项B错误在水平方向，球做匀速直线运动，通过相同水平距离，速度大的球用时少，选项C正确2.如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()A.B.C. D.B设小物块的质量为m，滑到轨道上端时的速度为v1.小物块上滑过程中，机械能守恒，有mv2mv2mgR小物块从轨道上端水平飞出，做平抛运动，设水平位移为x，下落时间为t，有2Rgt2xv1t联立式整理得x2可得x有最大值，对应的轨道半径R.故选B.3.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示将两球由静止释放在各自轨迹的最低点，()AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度C两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒，取轨迹的最低点为零势能点，则由机械能守恒定律得mgLmv2，v，因LPLQ，则vPmQ，则两球的动能无法比较，选项A、B错误；在最低点绳的拉力为F，则Fmgm，则F3mg，因mPmQ，则FPFQ，选项C正确；向心加速度a2g，选项D错误42017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的()A周期变大B速率变大C动能变大 D向心加速度变大C天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据Gmamr可知，组合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能变大，选项C正确5(多选)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A从P到M所用的时间等于B从Q到N阶段，机械能逐渐变大C从P到Q阶段，速率逐渐变小D从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功CDA错：由开普勒第二定律可知，相等时间内，太阳与海王星连线扫过的面积都相等B错：由机械能守恒定律知，从Q到N阶段，机械能守恒C对：从P到Q阶段，万有引力做负功，动能减小，速率逐渐变小D对：从M到N阶段，万有引力与速度的夹角先是钝角后是锐角，即万有引力对它先做负功后做正功6.如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为()A.mgl B.mglC.mgl D.mglA以均匀柔软细绳MQ段为研究对象，其质量为 m，取M点所在的水平面为零势能面，开始时，细绳MQ段的重力势能Ep1mgmgl，用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点时，细绳MQ段的重力势能Ep2mgmgl，则外力做的功即克服重力做的功等于细绳MQ段的重力势能的变化，即WEp2Ep1mglmglmgl，选项A正确7一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面飞船在离地面高度1.60105 m处以7.50103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2