2020版新教材高中物理第3章必备考点素养评价（含解析）鲁教版.docx

必备考点素养评价素养一物理观念考点圆周运动的临界极值问题1.临界状态:当物体从某种特性变化为另一种特性时发生质的飞跃的转折状态,通常叫作临界态,出现临界态时,既可以理解为“恰好出现”,也可理解为“恰好不出现”。2.常见的临界态种类:(1)轻绳类:轻绳拴小球在竖直面内做圆周运动,过最高点时临界速度为v=,此时轻绳拉力为0。(2)轻杆类:小球过最高点的临界条件v=0。(3)汽车过拱形桥,如图所示,当压力为零时,即mg-m=0,v=是汽车正常过拱形桥的临界速度,v0由得:va0由得:vb答案:va素养二科学思维考点圆周运动与平抛运动的综合应用1.解决平抛运动的三个突破口:(1)把平抛运动的时间作为突破口。平抛运动规律中,各物理量均与时间有关系,只要求出时间,其他量都可轻松求解。(2)把平抛运动的偏转角作为突破口。tan=(推导:tan=)tan=,所以有tan=2tan 。从以上各式可以看出偏转角和其他各物理量都有关联,通过偏转角可以确定其他的物理量。(3)把平抛运动的一段轨迹作为突破口。平抛运动的轨迹是一条抛物线,已知抛物线上的任意一段,就可求出水平初速度和抛出点,其他物理量也就迎刃而解了。设图为某小球做平抛运动的一段轨迹,在轨迹上任取两点A和B,E为AB的中间时刻。(如图所示)设tAE=tEB=T由竖直方向上的匀变速直线运动得FC-AF=gT2,所以T= =由水平方向上的匀速直线运动得v0=EF2.分析圆周运动问题的基本方法:(1)分析物体的运动情况,明确圆周运动的轨道平面、圆心和半径是解题的先决条件。在分析具体问题时,首先要明确其圆周轨道在怎样的一个平面内,确定圆心在何处,半径是多大,这样才能掌握做圆周运动物体的运动情况。(2)分析物体的受力情况,弄清向心力的来源是解题的关键,跟运用牛顿第二定律解直线运动问题一样,解圆周运动问题,也要先选择研究对象,然后进行受力分析,画出受力示意图,这是解题不可缺少的步骤。(3)由牛顿第二定律F=ma列方程求解相应问题,其中F是指指向圆心方向的合外力(向心力),a是指向心加速度,即或2r或用周期T来表示的形式。3.圆周运动与平抛运动关键词转化: 学业评价1.(水平2)如图所示,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好离开转台开始做平抛运动。先测得转台半径R=0.5 m,离水平地面的高度H=0.8 m,物块平抛落地过程水平位移的大小x=0.4 m,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。则(1)物块做平抛运动的初速度大小v0。(2)物块与转台间的动摩擦因数。【解析】(1)物块做平抛运动,在竖直方向上有H=gt2水平方向上有x=v0t联立解得v0=x,代入数据得v0=1 m/s。(2)物块恰不离开转台时,由最大静摩擦力提供向心力,有fm=mfm=FN=mg联立解得=,代入数据得=0.2。答案:(1)1 m/s(2)0.22.(水平4)如图所示,小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时撤去外力。然后,小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处。试求:(1)小球运动到C点时的速度。(2)A、B之间的距离。【解析】(1)小球恰能通过最高点C,说明此时半圆环对球无作用力,设此时小球的速度为v,则mg=m所以v=(2)小球离开C点后做平抛运动,设从C点落到A点用时t,则2R=gt2又因A、B之间的距离s=vt所以s=2R。答案:(1)(2)2R【补偿训练】某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,绳子下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中绕竖直转轴转动飞旋。设绳子长L=10 m,人与座椅的总质量m=60 kg,可视为质点,转盘静止时人与转轴之间的距离d=4 m,此时座椅离地面的高度H=3 m。转盘慢慢加速运动,经过一段时间后转速保持稳定,此时人与转轴之间的距离变为D=10 m且保持不变。不计空气阻力,绳子不可伸长,g取10 m/s2。(1)转盘转动到稳定状态时,人距地面的高度?(2)若转盘转动稳定后,一位游客随身带的手机突然滑下来。为了保证安全,管理员应该让地面上的游客至少离中心轴多远?试从运动学的角度分析手机滑落前后的运动性质。(3)最后转盘匀速转动时,绳子的拉力是多大?试从运动和力的关系讨论,“空中飞椅”的转速过大时,座椅中的游客存在安全隐患的原因。【解析】(1)设转盘转动稳定时绳子与竖直方向间的夹角为,质点所处的位置和受力情况如图所示,可得sin=0.6质点上升的高度h=L(1-cos)=2 m转盘转动到稳定状态时,人距地面的高度H=H+h=5 m(2)人与座椅所受合力提供向心力F合=mgtan=m2D 代入数据解得= rad/s手机滑下来后沿圆周的切线方向做平抛运动,手机下落时间为t,有H=gt2设手机从抛出至落地点的水平距离为x,则 x=vt=Dt地面上的游客至少离中心轴的距离为s=联立解得s=5 m。因此,管理员应该让地面上的游客至少离中心轴5 m远。手机滑落前,随游客绕转盘做匀速圆周运动,滑落后,沿与圆周相切的方向做平抛运动。(3)匀速转动时,绳对座椅的拉力F=750 N。由tan=