教材阅读复习指导必修2曲线万有引力含答案.docx
- 文档编号:26774099
- 上传时间:2023-06-22
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:1.57MB
教材阅读复习指导必修2曲线万有引力含答案.docx
《教材阅读复习指导必修2曲线万有引力含答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教材阅读复习指导必修2曲线万有引力含答案.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
教材阅读复习指导必修2曲线万有引力含答案
阅读指导第五章:
曲线运动
1、必修2:
P4演示:
蜡块的运动。
(1)如何描述题目中红蜡块的位置、速度和轨迹?
(2)如何玻璃管向右由静止开始做匀加速运动,请类比写出蜡块的位置、速度和运动的轨迹。
请画出大致的轨迹。
【海淀期中2013】如图4所示,一块橡皮用不可伸长的细线悬挂于O点,用铅笔靠着细线的左侧从O点开始水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则在铅笔向右匀速移动过程中,橡皮运动的速度
A.大小和方向均不变
B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变
D.大小和方向均改变
【海淀期中2012】如图2所示,旋臂式起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平运动。
现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又启动天车上的起吊电动机,使货物沿竖直方向做匀加速运动。
此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是图3中的()
2、必修2:
P6演示实验
请从初速度和受力条件分析小钢球的运动。
【例题】若已知物体运动的初速度v0的方向及物体受到的恒定合外力F的方向,则下列图中正确的是
v0v0v0v0
AFBFCFDF
3、必修2:
P10做一做。
实验现象是什么?
说明什么问题?
【例题】三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:
(1)甲同学采用如图
(1)所示的装置。
金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明
(2)乙同学采用如图
(2)所示的装置。
两个相同的弧形轨道M、N,两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。
实验可观察到的现象应是。
仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。
图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每__________s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为___________m/s,经过b点时速度大小为m/s;(g取10m/s2)
2.
(1)平抛运动在竖直方向做自由落体运动
(2)P球落地时刚好和Q球相遇
说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
(3)0.1s2m/s2.5m/s
4、必修2:
P15问题与练习1、2
(1)分析练习1中的测量量,分析如何求出水平初速度?
(2)分析练习2中的测量量,分析如何求出水平初速度?
【2012年海淀期中】如图11甲所示,水平桌面上固定有一位于竖直平面内的弧形轨道A,其下端的切线是水平的,轨道的厚度可忽略不计。
将小铁块B从轨道的固定挡板处由静止释放,小铁块沿轨道下滑,最终落到水平地面上。
若测得轨道末端距离水平地面的高度为h,小铁块从轨道飞出到落地的水平位移为x,已知当地的重力加速度为g。
(1)小铁块从轨道末端飞出时的速度v=。
(2)若轨道A粗糙,现提供的实验测量工具只有天平和直尺,为求小铁块下滑过程中克服摩擦力所做的功,在已测得h和x后,还需要测量的物理量有(简要说明实验中所要测的物理量,并用字母表示)。
小铁块下滑过程中克服摩擦力所做功的表达式为W=。
(用已知条件及所测物理量的符号表示)
(3)若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图11乙所示),并建立直角坐标系xOy,使坐标原点O与轨道槽口末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平。
实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出。
依次下移水平挡板的位置,分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹。
在轨迹上取一些点得到相应的坐标(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)……,利用这些数据,在以y为纵轴、x为横轴的平面直角坐标系中做出y-x2的图线,可得到一条过原点的直线,测得该直线的斜率为k,则小铁块从轨道末端飞出的速度v=。
(用字母k、g表示)
12.(9分)
(1)
…………(3分)
(2)小铁块沿轨道下滑的高度H(或小铁块下滑起点到水平地面的高度H),小铁块的质量m……(2分);
或
…………(2分)
(3)
…………(2分)
【2013海淀期中】
12.(8分)两位同学用如图11所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)实验中必须满足的条件是。
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图11中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON。
当所测物理量满足表达式时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。
(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:
如图12所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。
实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。
测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。
若所测物理量满足表达式时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
12.(8分)
(1)BC(2分)
(2)mA·OP=mA·OM+mB·ON(2分);OP+OM=ON(2分)
(3)
=
+
(2分)
【例4】某同学使小球沿课桌面水平飞出,用每秒钟拍摄30帧画面的摄像机记录这一运动过程,小球落地时的水平射程约为1m。
从小球飞出到落地的过程中,关于摄像机拍摄的画面帧数和小球从桌面飞出时的速度大小,下列数据中最可能的一组是()
A.10,0.4m/sB.12,2.5m/sC.24,5.0m/sD.36,7.5m/s
5、必修2:
P16思考与讨论:
请分析自行车车镫子、大齿轮、小齿轮和后轮质点运动的关系?
【例题】P22:
练习3
6、必修2:
P19练习5
7、必修2:
P20证明向心加速度大小的表达式
写出证明的过程。
8、必修2:
P23用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。
需要测量哪些量?
如何验证向心力的表达式?
9、必修2:
P24一般的曲线运动
【例题】一辆卡车装载着货物在丘陵地匀地匀速行驶,地形如下图所示,由于轮胎已旧,出现爆胎可能性最大的位置应是()
A.a;B.b;C.C;D.d;
【海淀期中2012】一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。
如图9甲所示,曲线上A点的曲率圆定义为:
在曲线上某一点A和邻近的另外两点分别做一圆,当邻近的另外两点无限接近A点时,此圆的极限位置叫做曲线A点处的曲率圆,其曲率圆半径R叫做A点的曲率半径。
现将一物体沿与水平面成θ角的方向以速度v0抛出,如图9乙所示。
不计空气阻力,则在其轨迹最高点P处的曲率半径r是()
A.
B.
C.
D.
10、必修2:
P25做一做
(1)每秒钟转一圈时,拉住绳结A和B拉力有何不同?
(2)拉住绳结B时,每秒转1圈和每秒转2圈拉力有何不同?
11、P32开普勒三定律
用图来说明开普勒三定律的内容。
【例题】地球的公转轨道接近圆,但彗星的运动轨道则是一个很扁的椭圆。
1682年哈雷对这一彗星进行了跟踪观测,计算出它的轨道半长轴约是地球公转轨道半径的18倍,并预言这颗彗星经过一段时间后会再次出现。
哈雷的预言得到证实,这颗彗星被命名为哈雷彗星。
哈雷彗星最近一次出现是在1986年,那么它再次飞近地球大约是()
A.2020年B.2036年C.2047年D.2062年
【例题】我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站。
如图所示,关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆的近月点B处与空间站对接。
已知空间站绕月运行的圆轨道半径为r,周期为T,万有引力常量为G,月球的半径为R,那么以下选项正确的是()
①航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速;
②图中的航天飞机正在加速地飞向B处;
③月球的质量为
;④月球的第一宇宙速度为
A.①②④B.①③④C.①②③D.②③④
【例题】2007年10月24日18时05分,我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星。
卫星经过八次点火变轨后,绕月球做匀速圆周运动。
图中所示为探月卫星运行轨迹的示意图(图中1、2、3…8为卫星运行中的八次点火位置)
①卫星第2、3、4次点火选择在绕地球运行轨道的近地点,是为了有效地利用能源,提高远地点的高度
②卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,加速度逐渐增大,速度逐渐减小
③卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,机械能守恒
④卫星沿椭圆轨道由远地点向近地点运动的过程中,卫星中的科考仪器处于超重状态
⑤卫星在靠近月球时需要紧急制动被月球所捕获,为此实施第6次点火,则此次发动机喷气方向与卫星运动方向相反
对于上述说法正确的是()
A.①④B.②③C.①⑤D.①③
12、必修2:
P36~39万有引力定律证明和月地检测
(1)说明证明中的逻辑关系。
(2)思考:
牛顿完成“月地检验”的过程的测量量?
需要证明的关系?
【例题】万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。
已知地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。
将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。
设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F0。
a.若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为F1,求比值F1/F0的表达式,并就h=1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);
b.若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F2,求比值F2/F0的表达式。
(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径RS和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。
仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的1年将变为多长?
答案:
(1)a.
b.
(2)“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同。
【例题】已知月球质量为m,月球半径为r,月球公转周期为T,月球公转轨道半径为R。
地球质量为M,地球半径为R,万有引力常量为G。
求:
(1)地球表面的重力加速度;
(2)月球的第一宇宙速度。
【例题】随着科学技术水平的不断进步,相信在不远的将来,人类能够在太空建造巨型空间站实现太空移民。
为解决太空中的失重问题,科学家设计了一个巨型环状管道式空间站,人们生活在巨大的环形管道中。
该空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转,使在空间站中生活的人们获得“人工重力”。
该空间站的环状管道两侧到转动中心的距离分别为r1=10km、r2=12km,环形管道壁厚度忽略不计,地表重力加速度为10m/s2。
若要使人们受到的“人工重力”与在地球上受到的重力一样,则该空间站的自转周期应为多大?
对于生活在太空站中的人而言,“天空”和“地面”分别位于环形管道的什么位置?
13、必修2:
P46黑洞
证明:
当质量为M的球状物体,
时即成为黑洞。
【例13】1997年8月26日在日本举行的国际学术大会上,德国Max Planck学会的一个研究组宣布了他们的研究成果:
银河系的中心可能存在大黑洞,他们的根据是用口径为3.5m的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年的观测所得的数据。
他们发现,距离银河系中约60亿千米的星体正以2000km/s的速度围绕银河系中心旋转。
根据上面数据,试在经典力学的范围内(见提示2)通过计算确认,如果银河系中心确实存在黑洞的话,其最大半径是多少?
(引力常数是G=6.67×10-20km3·kg-1s-2)
解析:
表面上的所有物质,即使速度等于光速c也逃脱不了其引力的作用。
本题的题源背景是银河系中心的黑洞,而题目的“提示”内容则给出了本题的基本原理:
(1)它是一个“密度极大的天体”,表面引力强到“包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力的作用”,
(2)计算采用“拉普拉斯黑洞模型”。
这些描绘当代前沿科学的词汇令人耳目一新,让人感到高深莫测。
但是反复揣摩提示就会看到,这些词句恰恰是本题的“眼”,我们据此可建立起“天体环绕运动模型”,且可用光速c作为“第一宇宙速度”来进行计算。
设位于银河系中心的黑洞质量为M,绕其旋转的星体质量为m,星体做匀速圆周运动,则有:
G
=m
①
根据拉普拉斯黑洞模型有:
G
=m
②
联立上述两式并代入相关数据可得:
R=2.67×105km
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教材 阅读 复习 指导 必修 曲线 万有引力 答案