第一篇：物理試題練習題考試題教案高一物理人造衛(wèi)星宇宙速度5

第五節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度

本節(jié)教材分析 本節(jié)教材重點講述了人造地球衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導了第一宇宙速度，應使學生確切地理解，第一宇宙速度是衛(wèi)星軌道半徑等于地球半徑時，即衛(wèi)星在地面附近，環(huán)繞地球做勻速圓周運動的速度，當軌道半徑r大地球半徑時，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度變小.在實際教學時，學生常據課本圖6—4所描述的情況得出離地球表面越高的地方，其運行速度越大的錯誤結論，對此可向學生說明：衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時，它在各點的速度大小是不同的，在近地點速度最大，以后逐漸就小，在遠地點速度最小.雖然公式只適用于描述做勻速圓周運動的衛(wèi)星，但是由橢圓軌道上衛(wèi)星的運行情況，也可以大致印證當r變大時，v變小.教學目標

一、知識目標 1.了解人造衛(wèi)星的有關知識.

2.知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度.

二、能力目標

通過用萬有引力定律推導第一宇宙速度，培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力.

三、德育目標 1.通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學生的愛國熱情.2.通過簡述宇宙的產生過程，使學生明確宇宙將如何演化下去的問 題需要我們不斷地去探索增強學生學習物理的興趣.

教學重點 1.第一宇宙速度的推導.

2.運行速率與軌道半徑之間的關系.

教學難點 運行速率與軌道半徑之間的關系.教學方法 關于第一宇宙速度和地球同步衛(wèi)星軌道的教學，采用電教法、推導法、歸納法、講授法等綜合教法進行.

教學用具 投影片、CAI課件（牛頓描繪的人造衛(wèi)星原理圖）、有關天體的錄像資料.教學過程

教學步驟

用投影片出示本節(jié)課的學習目標.

1.了解人造衛(wèi)星的有關知識.

2.知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度.

一、導入新課

1.問：在高山上用不同的水平初速度拋出一個物體，不計空氣阻力，它們的落地點相同嗎？（它們的落地點不同，速度越大，落地點離山腳越遠.因為在同一座高山上拋出，它們在空中運動的時間相同，速度大的水平位移大，所以落地點也較遠.）教師：假設被拋出物體的速度足夠大，物體的運動情形又如何呢？ 學生進行猜想.教師總結，并用多媒體模擬.如果地面上空有一個相對于地面靜止的物體，它只受重力的作用，那么它就做自由落體運動，如果物體在空中具有一定的初速度，且初速度的方向與重力的方向垂直，那么它將做平拋運動，牛頓曾設想過：從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點也一次比一次離山腳遠，如果沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星.（牛頓的設想：物體的速度足夠大時，物體不再回到地面，成為地球衛(wèi)星．）

人造衛(wèi)星簡介：①前蘇聯1957年10月4日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，衛(wèi)星重83.6kg中國1970年4月24日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，衛(wèi)星重173kg ②人造衛(wèi)星的分類 a．軌道分類：同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、任一軌道衛(wèi)星。

b．用途分類：通訊衛(wèi)星、軍事衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等等。

③．同步衛(wèi)星 a．軌道；一定在赤道上空。

b．必須有一定的高度、周期、線速度、角速度。（為什么？）

2.引入：那么人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的運動速率之間有什么關系呢？本節(jié)課我們就來學習這個問題。

二、新課教學

（一）宇宙速度1.設一顆人造衛(wèi)星沿圓形軌道繞地球運轉.

①衛(wèi)星繞地球運轉的向心力由什么力提供？（由衛(wèi)星所受地球的萬有引力來提供.）②據上述關系你能得到什么表達式？，③所以我們得到

在公式

中，m＇為地球質量，G為引力恒量，r為衛(wèi)星軌道半徑.此式為衛(wèi)星繞地球正常運轉的線速度的表達式.

2.討論v與r之間的關系：（由于GM一定，r越小，線速度v越大，反之，r越大，v越小.）由此我們得到：距地面越高的衛(wèi)星運轉速率越小.那么，是向高軌道發(fā)射困難，還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難呢？（向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難，因為向高軌道發(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球對它的引力做更多的功.）

3.對于靠近地面運行的人造衛(wèi)星，求解它繞地球的速率.①學生解答. ②在多媒體實物投影儀上抽查展示解題過程.對于靠徑R，則

近地面運行的人造衛(wèi)星，可以認為此時的r近似等于地球的半又由 ③這

得

就是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，叫第一宇宙速度.4.討論： ①第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球的最大速度，為什么？ ②為什么說第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度？

學生討論后，教師總結： 第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成： 一是發(fā)射衛(wèi)星進入最低軌道所必須具有的最小速度.二是衛(wèi)星進入軌道正常運轉的最大環(huán)繞速度，即所有衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于7.9km/s. 過渡：如果衛(wèi)星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,此時衛(wèi)星的運行軌道又如何呢？

5.教師講解，并用多媒體模擬： ①當人造衛(wèi)星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它繞地球運動的軌跡就不是圓形，而是橢圓.②當物體的速度等于或大于11.2km/s時，衛(wèi)星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行，這個速度叫做第二宇宙速度，也叫脫離速度. ③達到第二宇宙速度的物體還受到太陽的引力，如果使衛(wèi)星的速度等于或者大于16.7km/s,這個速度叫做第三宇宙速度.

(二）用多媒體放映“航天技術的發(fā)展和宇宙航行”的錄像資料，使學生了解我國在航天技術上所取得的巨大成就.三、鞏固練習1.發(fā)射一個用來轉播電視節(jié)目的同步衛(wèi)星，應使它與地面相對靜止，已知地球半徑為6400km,問此衛(wèi)星應發(fā)射到什么高度？

2.宇航員坐在人造衛(wèi)星里，試說明衛(wèi)星在發(fā)射過程中人為什么會產生超重現象？當衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時又為什么會產生完全失重現象？

四、小結 通過本節(jié)課的學習，我們知道了：1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s 2.第二宇宙速度（脫離速度）v2=11.2km/s 3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s

五、作業(yè)

（一）課本P110練習二的（3），（4），（5），（6），（7）.

（二）思考題：

1.要使人造衛(wèi)星繞地球運行，它進入地面附近的軌道速度是

km/s.要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運行，必須使它的軌道速度等于或大于

km/s，要使它飛行到太陽系以外的地方，它的速度必須等于或大于

km/s. 2.關于第一宇宙速度，下面說法正確的是 A它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度 C它是使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度 D它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度

3.在環(huán)繞地球運行的宇宙飛船的實驗艙內，下面幾項實驗中可以正常進行的是 A.用天平稱物體的質量 B.同彈簧秤稱物體的重力 C.上緊鬧鐘上的發(fā)條 D.用體溫表測宇航員的體溫

4.某行星的衛(wèi)星，在靠近行星的軌道上飛行，若要計算行星的密度，需要測出的物理量是A.行星的半徑 B.衛(wèi)星的半徑 C.衛(wèi)星運行的線速度 D.衛(wèi)星運行的周期 5.關于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說法中，正確的是 A.如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬有引力恒量，就可算出地球質量 B.兩顆人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期就一定是相同的

C.原來在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D.一只繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內慢慢走出，并離開飛船，飛船因質量減小，所受萬有引力減小，故飛行速度減小

6.某人造衛(wèi)星距地面的高度為h，地球半徑為R，質量為M，地面重力加速度為g，萬有引力恒量為G.（1）試分別用h、R、M、G表示衛(wèi)星的周期T、線速度v和角速度ω.（2）試分別用h、R、g表示衛(wèi)星的周期T、線速度v和角速度ω.

7.從地球發(fā)出的光訊號垂直于地面發(fā)射，訊號到達月球表面時正好能垂直射向水平月面，經反射返回地球被吸收，光速為c，光訊號往復經歷的時間為t,地球的半徑為R，月球的半徑為r,月球繞地球轉動的周期為T，試求地球的質量.

變軌道發(fā)射

首先，利用第一級火箭將衛(wèi)星送到180～200km的高空，然后依靠慣性進行圓停泊軌道（A）．

當到達赤道上空時，第二、三級火箭點火，衛(wèi)星進入位于赤道平面內的橢圓轉移軌道（B），且軌道的遠地點（D）為35800km．

當到達遠地點時，衛(wèi)星啟動發(fā)動機，然后改變方向進入同步軌道（C）．

這種發(fā)射有兩個優(yōu)點：一是對火箭推力要求較低；二是發(fā)射場的位置不局限在赤道上．

第二篇：人造衛(wèi)星 宇宙速度教案

新人教<人造衛(wèi)星 宇宙速度>教案

●教學目標

一、知識目標

1.了解人造衛(wèi)星的有關知識.2.知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的幾個主要天體層次.4.了解宇宙大爆炸理論.二、能力目標

通過用萬有引力定律推導第一宇宙速度，培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力.三、德育目標

1.通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學生的愛國熱情.2.通過簡述宇宙的產生過程，使學生明確宇宙將如何演化下去的問題需要我們不斷地去探索，增強學生學習物理的興趣.●教學重點

1.第一宇宙速度的推導.2.運行速率與軌道半徑之間的關系.●教學難點

運行速率與軌道半徑之間的關系.●教學方法

1.關于第一宇宙速度和地球同步衛(wèi)星軌道的教學，采用電教法、推導法、歸納法、講授法等綜合教法進行.2.關于天體的幾個層次的教學，采用電教法、講授法進行.●教學用具

投影片、CAI課件(牛頓描繪的人造衛(wèi)星原理圖)、有關天體的錄像資料.●課時安排 1課時

●教學過程

［投影］本節(jié)課的學習目標 1.了解人造衛(wèi)星的有關知識.2.知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的幾個主要天體層次.4.了解宇宙大爆炸理論.學習目標完成過程

一、導入新課

上節(jié)課我們學習了萬有引力定律在天文學上的應用.現在請同學們回憶下列問題.1.萬有引力定律在天文學上有何作用？

2.如何應用萬有引力定律計算天體的質量？能否計算環(huán)繞天體的質量？ ［學生活動］經過思考，回答上述問題：

1.應用萬有引力定律可以估算天體的質量；可以來發(fā)現未知天體.2.應用萬有引力定律求解天體質量時，我們可以用下面三個方程求解： F引=F心 ① F引=mg

② mg=F心 ③

二、新課教學 1.人造衛(wèi)星 A.基礎知識

請同學們閱讀課文第一自然段，同時思考下列問題.［投影出示］

1.在地面拋出的物體為什么要落回地面？ 2.什么叫人造地球衛(wèi)星？

［學生活動］閱讀課文,從課文中找出相應的答案.1.在地面上拋出的物體，由于受到地球引力的作用，所以最終都要落回到地面.2.如果在地面上拋出一個物體時的速度足夠大，那么它將不再落回地面，而成為一個繞地球運轉的衛(wèi)星，這個物體此時就可認為是一顆人造地球衛(wèi)星.B.深入探究

1.月球也要受到地球引力的作用，為什么月亮不會落到地面上來？ 2.物體做平拋運動時，飛行的距離與飛行的水平初速度有何關系? 3.若拋出物體的水平初速度足夠大，物體將會怎樣？ ［學生活動］分組討論，得出結論.1.由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運轉，此時月球受到的地球的引力(即重力)，用來充當繞地運轉的向心力，故而月球并不會落到地面上來.2.由平拋物體的運動規(guī)律知： x=v0t

①

t=2hg

②

聯立①、②可得： x=v02hg

即物體飛行的水平距離和初速度v0及豎直高度h有關，在豎直高度相同的情況下，水平距離的大小只與初速度v0有關，水平初速度越大，飛行的越遠.3.當平拋的水平初速度足夠大時，物體飛行的距離也很大，由于地球是一圓球體，故物體將不能再落回地面，而成為一顆繞地球運轉的衛(wèi)星.C.教師總結

［用多媒體演示］平拋物體的速度逐漸增大，飛行距離也跟著增大，當速度足夠大時，成為一顆繞地運轉的衛(wèi)星.牛頓曾依據平拋現象猜想了衛(wèi)星的發(fā)射原理，但他沒有看到他的猜想得以實現.今天，我們的科學家們把牛頓的猜想變成了現實.D.基礎知識應用

1.在地面拋出的物體，最終要落回地面的主要原因是________，________.2.平拋物體________時，就會成為一顆人造地球衛(wèi)星.參考答案: 1.受重力的作用；初速度不夠大 2.水平初速度足夠大 2.宇宙速度 ［過渡語］從上面學習可知，當平拋物體的初速度足夠大時就可成為衛(wèi)星.那么，大到什么程度就叫足夠大了呢？下面我們來討論這一個問題.A.基礎知識

請同學們閱讀第二部分——宇宙速度，同時考慮下面幾個問題.［投影出示］

1.衛(wèi)星環(huán)繞地球運轉的動力學方程是什么？

2.為什么向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射要困難？

3.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？ ［學生活動］閱讀課文，找出相應答案.1.衛(wèi)星繞地球運轉時做勻速圓周運動，此時的動力學方程是：F引=F心.2.向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時，火箭須克服地球對它的引力而做更多的功，對火箭的要求更高一些，所以比較困難.3.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動時所必須具有的速度叫第一宇宙速度.人造衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運動時所具有的最大運轉速度叫第二宇宙速度.人造衛(wèi)星掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙中去時，所必須具有的速度叫第三宇宙速度.B.深入探究

1.衛(wèi)星繞地球運轉的最小半徑是多少？

2.結合衛(wèi)星運轉的動力學方程，推導第一宇宙速度.［學生活動］分組討論，得出答案.1.衛(wèi)星運轉的最小半徑近似等于地球的半徑，即在地球表面繞地運轉.2.由動力學方程：F引=F心

得：GMmR2V2=m

R故：v= MmR2－GM/R

①

由于萬有引力近似等于物體的重力，所以動力學方程也可為：mg=F心 得：mg=mv

R2故v=gR

②

①、②兩式都可用于求解人造衛(wèi)星的第一宇宙速度.C.基礎知識應用

1.要使人造衛(wèi)星繞地球運行，它進入地面附近的軌道速度是________km/s，要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運行，必須使它的軌道速度等于或大于________km/s，要使它飛行到太陽系以外的地方，它的速度必須等于或大于________km/s.答案：7.9;11.2;16.7 2.關于第一宇宙速度，下面說法正確的是（）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度 C.它是使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度 D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度 答案：BC

三、反饋練習

1.某行星的衛(wèi)星在靠近行星的軌道上飛行，若要計算行星的密度，需要測出的物理量是（）A.行星的半徑

B.衛(wèi)星的半徑 C.衛(wèi)星運行的線速度

D.衛(wèi)星運行的周期 2.關于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說法中，正確的是（）A.如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬有引力恒量，就可算出地球質量

B.兩顆人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期一定是相同的

C.原來在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D.一艘繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內慢慢走出并離開飛船，飛船因質量減小，所受萬有引力減小，故飛行速度減小

3.一顆人造地球衛(wèi)星離地面高h=3R(R為地球半徑).若已知地球表面的重力加速度為g,則衛(wèi)星做勻速圓周運動的速度是________，角速度是________，周期是________，若已知地球質量為M，萬有引力常量為G，則衛(wèi)星做勻速圓周運動的速度是________，角速度是________，周期是________.4.從地球發(fā)出的光訊號垂直于地面發(fā)射，訊號到達月球表面時正好能垂直射向水平月面，經反射返回地球被吸收，光速為c，光訊號往復經歷的時間為t，地球的半徑為R，月球的半徑為r，月球繞地球轉動的周期為T，試求地球的質量.參考答案： 1.D 2.AB

3.gR/2;gR/8R;16?RgR;

MG/2;RMGR8?R;

16?RMGR

24?4.設地球質量為M，月球質量為m，則：GMm=m·r′ '22rT所以M=所以4?2r'3GT2而r′=R+r+ct

2t4?2(R?r?C)322??M=GT22GT2(2R+2r+ct)3

四、本節(jié)小結

通過本節(jié)學習掌握：(1)第一宇宙速度的推導 F引=F心?GMmR2v2=m?v?Gm/RRv2?v?gRR

mg=F心?mg=m(2)第二宇宙速度：v2=11.2 km/s(3)第三宇宙速度：v3=16.7 km/s

五、作業(yè)

1.閱讀本節(jié)內容.2.課本P110練習二的(3)，(4)，(5)，(6)，(7).3.思考題：

(1)發(fā)射一個用來轉播電視節(jié)目的同步衛(wèi)星，應使它與地面相對靜止，已知地球半徑為6400 km,問此衛(wèi)星應發(fā)射到什么高度？

(2)宇航員坐在人造衛(wèi)星里，試說明衛(wèi)星在發(fā)射過程中人為什么會產生超重現象？當衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時又為什么會產生完全失重現象？

4.系統(tǒng)復習本章內容,畫出知識點結構圖.六、板書設計

人造衛(wèi)星的發(fā)射原理

第三篇：高中物理《人造衛(wèi)星宇宙速度》教案教科版解析

人造衛(wèi)星 宇宙速度

教學目的:

1．了解人造衛(wèi)星的有關知識

2．掌握第一宇宙速度的推導。了解第二、第三宇宙速度的意義。教學重點：第一宇宙速度的推導 教學難點：發(fā)射速度與環(huán)繞速度的區(qū)別 教學方法:啟發(fā)、講授 教學過程： 一 導入新課

1．問：在高山上用不同的水平初速度拋出一個物體，不計空氣阻力，它們的落地點相同嗎？

學生：它們的落地點不同，速度越大，落地點離山腳越遠.因為在同一座高山上拋出，它們在空中運動的時間相同，速度大的水平位移大，所以落地點也較遠。

教師：假設被拋出物體的速度足夠大，物體的運動情形又如何呢？ 學生進行猜想。

教師總結，并用多媒體模擬。

如果地面上空有一個相對于地面靜止的物體，它只受重力的作用，那么它就做自由落體運動，如果物體在空中具有一定的初速度，且初速度的方向與重力的方向垂直，那么它將做平拋運動，牛頓曾設想過：從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點也一次比一次離山腳遠，如果沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。1970年4月24日,我國發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星, 到現在我國已發(fā)射了多顆人造地球衛(wèi)星。1975年,我國就掌握了使衛(wèi)星返回地面的回收技術,成為世界上第三個掌握這種先進技術的國家。1984年4月8日, 我國發(fā)射了一顆試驗通訊衛(wèi)星, 把衛(wèi)星準確地運送到指定位置的同步軌道上。這是一個難度非常大的多維控制問題.同步衛(wèi)星的定點成功, 標志著我國在運載火箭和衛(wèi)星技術方面已加入世界先進行列。近幾年,我國一直利用火箭為其它國家發(fā)射衛(wèi)星。這節(jié)課我們來學習人造地球衛(wèi)星的基本知識。

2．人造衛(wèi)星的分類

a．軌道分類：同步衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、任一軌道衛(wèi)星。

b．用途分類：通訊衛(wèi)星、軍事衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等等。3．同步衛(wèi)星

1．軌道；一定在赤道上空。

2．必須有一定的高度、周期、線速度、角速度。（為什么？）

3．引入：那么人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的運動速率之間有什么關系呢？本節(jié)課我們就來學習這個問題。

二 新課教學

（一）宇宙速度

1．設一顆人造衛(wèi)星沿圓形軌道繞地球運轉。

①教師：衛(wèi)星繞地球運轉的向心力由什么力提供？

學生：由衛(wèi)星所受地球的萬有引力來提供。

②據上述關系你能得到什么表達式？

學生：＝mr

③所以我們得到,T=2л

教師：在公式中，M為地球質量，G為引力恒量，r為衛(wèi)星軌道半徑。此式為衛(wèi)星繞地球正常運轉的線速度(環(huán)繞速度)和運行周期表達式。

2．討論v、T與r之間的關系：

學生：由于GM一定，r越小，線速度v越大，反之，r越大，v越小.即：r↑→v↓ 同理：r↑→T↑,對于人造衛(wèi)星vmax=7.9km/s,Tmin=84.4min

教師：由此我們得到：距地面越高的衛(wèi)星運轉速率越小。那么，是向高軌道發(fā)射困難，還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難呢？

學生：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難，因為向高軌道發(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球對它的引力做更多的功。

3．對于靠近地面運行的人造衛(wèi)星，求解它繞地球的速率

對于靠近地面運行的人造衛(wèi)星，可以認為此時的r近似等于地球的半徑R，則

或者：mg=mv/r v

2==7.9km/s

教師：這個速度就是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，叫第一宇宙速度。

4．討論：

①第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球的最大速度，為什么？

②為什么說第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度

學生討論后，教師總結：

第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：

(1)是發(fā)射衛(wèi)星進入最低軌道所必須具有的最小速度。

(2)是衛(wèi)星進入軌道正常運轉的最大環(huán)繞速度，即所有衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于7.9km/s。

過渡：如果衛(wèi)星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,此時衛(wèi)星的運行軌道又如何呢？

5．教師講解，并用多媒體模擬：

①當人造衛(wèi)星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它繞地球運動的軌跡就不是圓形，而是橢圓。

②當衛(wèi)星從地面飛出時的速度大于或等于11.2km/s時，衛(wèi)星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行，為太陽的行星這個速度叫做第二宇宙速度，也叫脫離速度。

③當衛(wèi)星從地面上飛出時的速度大于或等于16.7km/s,則能脫離太陽的束縛，進入太陽系以外的宇宙空間中去，這個速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。

（二）地球同步衛(wèi)星

下面我們再來研究一種衛(wèi)星──同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星繞地球運動的角速度與地球自轉的速度相同，所以從地面上看，它總在某地的正上方，因此叫同步衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般用于通訊，又叫同步通訊衛(wèi)星。我們平時看電視實況轉播時總聽到解說員所說的太平洋上空或印度洋上空的衛(wèi)星都是通訊衛(wèi)星，在北京上空有沒有同步衛(wèi)星呢？同步衛(wèi)星有何特點呢？ 若在北緯或南緯某地上空真有一顆同步衛(wèi)星，那么這顆衛(wèi)星軌道平面的中心應是地軸上的某點，而不是地心，其需要的向心力也指向這一點。而地球所能夠提供的引力只能指向地心，所以北緯或南緯某地上空是不可能有同步衛(wèi)星的。另外由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉周期相同，所以此衛(wèi)星離地球的距離只能是一個定值。換句話說，所有地球的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一條圓弧上，而為了衛(wèi)星之間不相互干擾，大約3度角左右才能放置一顆衛(wèi)星，地球的同步通訊衛(wèi)星只能有120顆?？梢?，空間位置也是一種資源。(讓學生推導同步衛(wèi)星的高度)。

同步通訊衛(wèi)星的特點：1．在赤道平面內。2．與地球自轉方向相同。3．高度一定。值得說明的是：衛(wèi)星在發(fā)射的過程中處于超重狀態(tài)，和在升降機中相同。衛(wèi)星進入軌道，在正常運行的過程中，衛(wèi)星中的物體處于完全失重狀態(tài)，凡是工作原理與重力有關的儀器（天平，水銀氣壓計）在衛(wèi)星中都不能正常使用，凡是與重力有關的實驗都無法進行。地球同步衛(wèi)星是指運轉周期與地球自轉周期相同，與地球同步轉動，相對于地面上某一點始終保持靜止的人造衛(wèi)星。有一下特點：

（1）周期、角速度與地球相同，即T＝24h（2）軌道確定。因為ω、T與地球相同，又在做勻速圓周運動，所以只能在赤道面上與地球自轉同步，所有地球同步衛(wèi)星的軌道均在赤道平面內，且離地面的高度和環(huán)繞速度相同。

三 鞏固練習

1．發(fā)射一個用來轉播電視節(jié)目的同步衛(wèi)星，應使它與地面相對靜止，已知地球半徑為6400km,問此衛(wèi)星應發(fā)射到什么高度？（h=-R=3.59χ104km）

2．宇航員坐在人造衛(wèi)星里，試說明衛(wèi)星在發(fā)射過程中人為什么會產生超重現象？當衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時又為什么會產生完全失重現象？

3．在環(huán)繞地球運行的宇宙飛船的實驗艙內，下面幾項實驗中可以正常進行的是（CD）

A．用天平稱物體的質量

B．同彈簧秤稱物體的重力

C．上緊鬧鐘上的發(fā)條

D．用體溫表測宇航員的體溫

4.關于第一宇宙速度，下面說法正確的是(BC)A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度

B．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度

C．它是使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度

D．它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度

5．某行星的衛(wèi)星，在靠近行星的軌道上飛行，若要計算行星的密度，需要測出的物理量是(D)A．行星的半徑

B．衛(wèi)星的半徑

C．衛(wèi)星運行的線速度

D．衛(wèi)星運行的周期

6．關于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說法中，正確的是(AB)A．如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬有引力恒量，就可算出地球質量

B．兩顆人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期就一定是相同的

C．原來在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D．一只繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內慢慢走出，并離開飛船，飛船因質量減小，所受萬有引力減小，故飛行速度減小

第四篇：物理同步練習題考試題試卷教案高一物理加速度單元練習題

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一、選擇題

1.在研究下述運動時，能把物體看作質點的是 [

]

A.研究地球的自轉效應

B.研究乒乓球的旋轉效應

C.研究火車從南京到上海運行需要的時間

D.研究一列火車通過長江大橋所需的時間

2.下列說法正確的是 [

]

A.運動物體在某一時刻的速度可能很大而加速度可能為零

B.運動物體在某一時刻的速度可能為零而加速度可能不為零

C.在初速度為正、加速度為負的勻變速直線運動中，速度不可能增大

D.在初速度為正、加速度為正的勻變速直線運動中，當加速度減小時，它的速度也減小

3.沿一條直線運動的物體，當物體的加速度逐漸減小時，下列說法正確的是 [

]

A.物體運動的速度一定增大

B.物體運動的速度一定減小

C.物體運動速度的變化量一定減小

D.物體運動的路程一定增大

4.圖1表示甲、乙兩個作直線運動的物體相對于同一個坐標原點的s-t圖象，下列說法中正確的是 [

]

A.甲、乙都作勻變速直線運動

B.甲、乙運動的出發(fā)點相距s1

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C.乙比甲早出發(fā)t1 時間

D.乙運動的速率大于甲運動的速率

5.對于自由落體運動，下列說法正確的是 [

]

A.在1s內、2s內、3s內……的位移之比是1∶3∶5∶…

B.在1s末、2s末、3s末的速度之比是1∶3∶ 5

C.在第1s內、第2s內、第3s內的平均速度之比是1∶3∶5

D.在相鄰兩個1s內的位移之差都是9.8m

6.物體作勻加速直線運動，已知第 1s末的速度是 6m/s，第 2s末的速度是 8m/s，則下面結論正確的是 [

]

A.物體的初速度是 3m/s

B.物體的加速度是 2m/s2

C.任何 1s內的速度變化都是 2m/s

D.第 1s內的平均速度是 6m/s

7.如圖2所示的v-t圖象中，表示物體作勻減速運動的是 [

]

8.某作勻加速直線運動的物體，設它運動全程的平均速度是v1，運動到中間時刻的速度是v2，經過全程一半位置時的速度是v3，則下列關系中正確的是 [

]

A.v1＞v2＞v

3B.v1＜v2=v3

C.v1=v2＜v3

D.v1＞v2=v3

9.物體沿一條直線作加速運動，從開始計時起，第1s內的位移是1m，第2s內的位移是2m，第3s內的位移是3m，第4s內的位移是4m，由此可知 [

]

A.此物體一定作勻加速直線運動

B.此物體的初速度是零

C.此物體的加速度是1m/s

2D.此物體在前4s內的平均速度是2.5m/s

10.某物體作勻加速直線運動，先后通過A、B兩點，經A點時速度是vA，經B點時速度是vB，則下列說法正確的是 [

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D.通過AB段的中點時的瞬時速度等于 AB段的位移和所用時間的比值

11.幾個作勻變速直線運動的物體，在相同時間內位移最大的是 [

]

A.加速度最大的物體

B.初速度最大的物體

C.末速度最大的物體

D.平均速度最大的物體

12.圖3是甲乙兩物體從同一地點沿同一方向運動的速度圖線，其中t2=2t1，則 [

]

A.在t1 時刻乙物體在前，甲物體在后

B.甲的加速度比乙大

C.在t1時刻甲乙兩物體相遇

D.在t2 時刻甲乙兩物體相遇

二、填空題

13.質點從坐標原點O沿y軸方向運動到y(tǒng)＝4m后，又沿x軸負方向運動到坐標為（-3，4）的B點，則質點從O運動以B通過的路程是________m，位移大小是_________m。

14.物體從靜止開始作勻加速直線運動，第2s內的位移是6m，則其加速度是______m/s2，5s內的位移是________m，它運動最初18m的時間是______s，速度從6m/s增大到10m/s所發(fā)生的位移是__________m.15.一輛汽車沿平直公路運動，以速度v1＝25m/s勻速通過前1/3路程，以速度v2＝50m/s通過其余2/3路程，則汽車在全程中的平均速度是______m/s.學而思教育·學習改變命運 思考成就未來！

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16.子彈恰能穿過3塊疊放在一起的同樣厚的木板（即穿過第3塊木板后子彈速度減小為零）.設子彈在木板里運動的加速度是恒定的，則子彈依次穿過3塊木板所用的時間之比為_____________.17.某物體作直線運動的速度一時間圖象如圖4所示.根據圖象回答：

（1）物體在OA段作________運動，加速度為__________m/s2，在AB段作________運動，加速度是_________m/s2.（2）物體在2s末的速度是________m/s.（3）物體的最大位移是__________m.18.在測定勻變速直線運動加速度的實驗中，將以下步驟的代號按合理順序填空寫在橫線上：_____________.（A）拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先接通電源，后放開紙帶；

（B）將打點計時器固定在平板上，并接好電路；

（C）把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著重量適當的鉤碼；

（D）斷開電源，取下紙帶；

（E）將平板一端抬高，輕推小車，使小車恰能在平板上作勻速運動；

（F）將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔；

（G）換上新的紙帶，再重復做兩三次.19.某學生的實驗紙帶如圖5，取O為起始計數點，每隔相同時間T的計數點分別為A、B、C、D、E、F，每相鄰兩點間距離依次為S1、S2、S3、S4、S5、S6，若取每隔3T的時間計算加速度，則平均加速度為________.學而思教育·學習改變命運 思考成就未來！

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20.某次實驗紙帶的記錄如圖6所示，圖中前幾個點模糊，因此從A點開始每打5個點取1個計數點，則小車通過D點時速度是________m/s，小車運動的加速度是________m/s2.（打點計時器的電源頻率是50Hz）

三、計算題

21.一質點從靜止開始作直線運動，第1s內以加速度a＝1m/s2運動，第2s內加速度a＇＝-1m/s2，第3s又以a＝1m/s2運動，第4s內加速度a＇＝-1m/s2，如此反復，經100s此質點的總位移多大？

22.甲車以加速度3m/s2由靜止開始作勻加速直線運動，乙車落后2s鐘在同一地點由靜止開始，以加速度4m/s2作勻加速直線運動，兩車的運動方向相同，求：

（1）在乙車追上甲車之前，兩車距離的最大值是多少？

（2）乙車出發(fā)后經多長時間可追上甲車？此時它們離開出發(fā)點多遠？

單元練習題答案

一、選擇題

1.C 2.AB 3.D 4.BD 5.CD 6.BC 7.B 8.C 9.D

10.AB 11.D 12.AD 學而思教育·學習改變命運 思考成就未來！

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二、填空題

13.7，5 4，50，3，8

15.37.5

17.初速度為零的勻加速直線，1，初速度為4m/s的勻減速直線，-2，2，12

18.E B F C A D G

20.2.48，6.18

三、計算題

21.50m，22.24m，12.9s，332.8m

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第五篇：物理同步練習題考試題試卷教案高一物理力學典型例題（范文模版）

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1、如圖1-1所示，長為5米的細繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4米的兩桿頂端A、B。繩上掛一個光滑的輕質掛鉤。它鉤著一個重為12牛的物體。平衡時，繩中張力T=＿＿＿＿

分析與解：本題為三力平衡問題。其基本思路為：選對象、分析力、畫力圖、列方程。對平衡問題，根據題目所給條件，往往可采用不同的方法，如正交分解法、相似三角形等。所以，本題有多種解法。

解法一：選掛鉤為研究對象，其受力如圖1-2所示，設細繩與水平夾角為α，由平衡條件可知：2TSinα=F，其中F=12牛，將繩延長，由圖中幾何條件得：Sinα=3/5，則代入上式可得T=10牛。

解法二：掛鉤受三個力，由平衡條件可知：兩個拉力（大小相等均為T）的合力F’與F大小相等方向相反。以兩個拉力為鄰邊所作的平行四邊形為菱形。如圖1-2所示，其中力的三角形△OEG與△ADC相似，則： 得：牛。

想一想：若將右端繩A 沿桿適當下移些，細繩上張力是否變化？

（提示：掛鉤在細繩上移到一個新位置，掛鉤兩邊細繩與水平方向夾角仍相等，細繩的張力仍不變。）

2、如圖2-1所示，輕質長繩水平地跨在相距為2L的兩個小定滑輪A、B上，質量為m的物塊懸掛在繩上O點，O與A、B兩滑輪的距離相等。在輕繩兩端C、D分別施加豎直向下的恒力F=mg。先托住物塊，使繩處于水平拉直狀態(tài)，由靜止釋放物塊，在物塊下落過程中，保持C、D兩端的拉力F不變。

（1）當物塊下落距離h為多大時，物塊的加速度為零？（2）在物塊下落上述距離的過程中，克服C端恒力F做功W為多少？（3）求物塊下落過程中的最大速度Vm和最大距離H？

分析與解：物塊向下先作加速運動，隨著物塊的下落，兩繩間的夾角逐漸減小。因為繩子對物塊的拉力大小不變，恒等于F，所以隨著兩繩間的夾角減小，兩繩對物塊拉力的合力將逐漸增大，物塊所受合力逐漸減小，向下加速度逐漸減小。當物塊的合外力為零時，速度達到最大值。之后，因為兩繩間夾角繼續(xù)減小，物塊所受合外力豎直向上，且逐漸增大，物塊將作加速度逐漸增大的減速運動。當物塊下降速度減為零時，物塊豎直下落的距離達到最大值H。

當物塊的加速度為零時，由共點力平衡條件可求出相應的θ角，再由θ角求出相應的距離h，進而求出克服C端恒力F所做的功。

對物塊運用動能定理可求出物塊下落過程中的最大速度Vm和最大距離H。

（1）當物塊所受的合外力為零時，加速度為零，此時物塊下降距離為h。因為F恒等于mg，所以繩對物塊拉力大小恒為mg，由平衡條件知：2θ=120°，所以θ=60°，由圖2-2知：

h=L*tg30°= L

[1]

-L

[2]（2）當物塊下落h時，繩的C、D端均上升h’，由幾何關系可得：h’=克服C端恒力F做的功為：W=F*h’

[3] 學而思教育·學習改變命運 思考成就未來！

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高考網www.tmdps.cn 由[1]、[2]、[3]式聯立解得：W=（-1）mgL（3）出物塊下落過程中，共有三個力對物塊做功。重力做正功，兩端繩子對物塊的拉力做負功。兩端繩子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。因為物塊下降距離h時動能最大。由動能定理得：mgh-2W=

[4] 將[1]、[2]、[3]式代入[4]式解得：Vm=

當物塊速度減小為零時，物塊下落距離達到最大值H，繩C、D上升的距離為H’。由動能定理得：mgH-2mgH’=0，又H’=-L，聯立解得：H=。

3、如圖3-1所示的傳送皮帶，其水平部分 ab=2米，bc=4米，bc與水平面的夾角α=37°，一小物體A與傳送皮帶的滑動摩擦系數μ=0.25，皮帶沿圖示方向運動，速率為2米/秒。若把物體A輕輕放到a點處，它將被皮帶送到c點，且物體A一直沒有脫離皮帶。求物體A從a點被傳送到c點所用的時間。

分析與解：物體A輕放到a點處，它對傳送帶的相對運動向后，傳送帶對A的滑動摩擦力向前，則 A 作初速為零的勻加速運動直到與傳送帶速度相同。設此段時間為t1，則：

a1=μg=0.25x10=2.5米/秒

2t=v/a1=2/2.5=0.8秒

設A勻加速運動時間內位移為S1，則：

設物體A在水平傳送帶上作勻速運動時間為t2，則設物體A在bc段運動時間為t3，加速度為α2，則： α2=g*Sin37°-μgCos37°=10x0.6-0.25x10x0.8=4米/秒2

解得：t3=1秒（t3=-2秒舍去）

所以物體A從a點被傳送到c點所用的時間t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4秒。

4、如圖4-1所示，傳送帶與地面傾角θ=37°，AB長為16米，傳送帶以10米/秒的速度勻速運動。在傳送帶上端A無初速地釋放一個質量為0.5千克的物體，它與傳送帶之間的動摩擦系數為μ=0.5，求：（1）物體從A運動到B所需時間，（2）物體從A 運動到B 的過程中，摩擦力對物體所做的功（g=10米/秒2）

分析與解：（1）當物體下滑速度小于傳送帶時，物體的加速度為α1,（此時滑動摩擦力沿斜面向下）則：

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t1=v/α1=10/10=1米

當物體下滑速度大于傳送帶V=10米/秒 時，物體的加速度為α2（此時f沿斜面向上）則：

即：10t2+t22=11 解得：t2=1秒（t2=-11秒舍去）所以，t=t1+t2=1+1=2秒

（2）W1=fs1=μmgcosθS1=0.5X0.5X10X0.8X5=10焦

W2=-fs2=-μmgcosθS2=-0.5X0.5X10X0.8X11=-22焦 所以，W=W1+W2=10-22=-12焦。

想一想：如圖4-1所示，傳送帶不動時，物體由皮帶頂端A從靜止開始下滑到皮帶底端B用的時間為t，則：（請選擇）

A.當皮帶向上運動時，物塊由A滑到B的時間一定大于t。

B.當皮帶向上運動時，物塊由A滑到B的時間一定等于t。

C.當皮帶向下運動時，物塊由A滑到B的時間可能等于t。

D.當皮帶向下運動時，物塊由A滑到B的時間可能小于t。（B、C、D）

5、如圖5-1所示，長L=75cm的靜止直筒中有一不計大小的小球，筒與球的總質量為4千克，現對筒施加一豎直向下、大小為21牛的恒力，使筒豎直向下運動，經t=0.5秒時間，小球恰好躍出筒口。求：小球的質量。（取g=10m/s2）

分析與解：筒受到豎直向下的力作用后做豎直向下的勻加速運動，且加速度大于重力加速度。而小球則是在筒內做自由落體運動。小球躍出筒口時，筒的位移比小球的位移多一個筒的長度。

設筒與小球的總質量為M，小球的質量為m，筒在重力及恒力的共同作用下豎直向下做初速為零的勻加速運動，設加速度為a；小球做自由落體運動。設在時間t內，筒與小球的位移分別為h1、h2（球可視為質點）如圖5-2所示。

由運動學公式得：

又有：L=h1-h2 代入數據解得：a=16米/秒2

又因為筒受到重力(M-m)g和向下作用力F，據牛頓第二定律：

F+(M-m)g=(M-m)a 得：

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6、如圖6-1所示，A、B兩物體的質量分別是m1和m2，其接觸面光滑，與水平面的夾角為θ，若A、B與水平地面的動摩擦系數都是μ，用水平力F推A，使A、B一起加速運動，求：（1）A、B間的相互作用力（2）為維持A、B間不發(fā)生相對滑動，力F的取值范圍。

分析與解：A在F的作用下，有沿A、B間斜面向上運動的趨勢，據題意，為維持A、B間不發(fā)生相對滑動時，A處剛脫離水平面，即A不受到水平面的支持力，此時A與水平面間的摩擦力為零。

本題在求A、B間相互作用力N和B受到的摩擦力f2時，運用隔離法；而求A、B組成的系統(tǒng)的加速度時，運用整體法。

（1）對A受力分析如圖6-2（a）所示，據題意有：N1=0，f1=0 因此有：Ncosθ=m1g [1] , F-Nsinθ=m1a [2] 由[1]式得A、B間相互作用力為：N=m1g/cosθ

（2）對B受力分析如圖6-2（b）所示，則：N2=m2g+Ncosθ [3] , f2=μN2 [4] 將[1]、[3]代入[4]式得： f2=μ(m1+ m2)g 取A、B組成的系統(tǒng)，有：F-f2=(m1+ m2)a [5] 由[1]、[2]、[5]式解得：F=m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2

故A、B不發(fā)生相對滑動時F的取值范圍為：0＜F≤m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2

想一想：當A、B與水平地面間光滑時，且又m1=m2=m時，則F的取值范圍是多少？(0＜F≤2mgtgθ＝。

7、某人造地球衛(wèi)星的高度是地球半徑的15倍。試估算此衛(wèi)星的線速度。已知地球半徑R=6400km，g=10m/s2。

分析與解：人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力由地球對衛(wèi)星的引力提供，設地球與衛(wèi)星的質量分別為M、m，則：=

[1]

[2] 又根據近地衛(wèi)星受到的引力可近似地認為等于其重力，即：mg= [1]、[2]兩式消去GM解得：V==

=2.0X103 m/s 說明：n越大(即衛(wèi)星越高)，衛(wèi)星的線速度越小。若n=0，即近地衛(wèi)星，則衛(wèi)星的線速度為V0==7.9X103m/s，這就是第一宇宙速度，即環(huán)繞速度。

8、一內壁光滑的環(huán)形細圓管，位于豎直平面內，環(huán)的半徑為R（比細管的內徑大得多。在圓管中有兩個直徑與細管內徑相同的小球（可視為質點）。A球的質量為m1，B球的質量為m2。它們沿環(huán)形圓管順時針運動，經過最低點時的速度都為V0。設A球運動到最低點時，B球恰好運動到最高點，若要此時兩球作用于圓管的合力為零，那么m1、m2、R與V0應滿足的關系式是。

分析與解：如圖7-1所示，A球運動到最低點時速度為V0，A球受到向下重力mg和細管向上彈力N1的作用，其合力提供向心力。那么，N1-m1g=m1 [1] 這時B球位于最高點，速度為V1，B球受向下重力m2g和細管彈力N2作用。球作用于細管的力是N1、N2的反作用力，要求兩球作用于細管的合力為零，即要求N2與N1等值反向，N1=N2 [2]，且N2方向一定向下，對B球：N2+m2g=m2B球由最高點運動到最低點時速度為V0，此過程中機械能守恒：

[3]

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高考網www.tmdps.cn 即m2V12+m2g2R=m2V02 [4] 由[1][2][3][4]式消去N1、N2和V1后得到m1、m2、R與V0滿足的關系式是：

(m1-m2)+(m1+5m2)g=0 [5] 說明：（1）本題不要求出某一物理量，而是要求根據對兩球運動的分析和受力的分析，在建立[1]-[4]式的基礎上得到m1、m2、R與V0所滿足的關系式[5]。（2）由題意要求兩球對圓管的合力為零知，N2一定與N1方向相反，這一點是列出[3]式的關鍵。且由[5]式知兩球質量關系m1＜m2。

9、如圖8-1所示，質量為m=0.4kg的滑塊，在水平外力F作用下，在光滑水平面上從A點由靜止開始向B點運動，到達B點時外力F突然撤去，滑塊隨即沖上半徑為 R=0.4米的1/4光滑圓弧面小車，小車立即沿光滑水平面PQ運動。設：開始時平面AB與圓弧CD相切，A、B、C三點在同一水平線上，令AB連線為X軸，且AB=d=0.64m，滑塊在AB面上運動時，其動量隨位移的變化關系為P=1.6

kgm/s，小車質量M=3.6kg，不計能量損失。求：(1)滑塊受水平推力F為多大?(2)滑塊通過C點時，圓弧C點受到壓力為多大?(3)滑塊到達D點時，小車速度為多大?(4)滑塊能否第二次通過C點? 若滑塊第二次通過C點時，小車與滑塊的速度分別為多大?(5)滑塊從D點滑出再返回D點這一過程中，小車移動距離為多少?(g取10m/s2)

分析與解：(1)由P=1.6 VB=1.6/m=1.6=mv，代入x=0.64m，可得滑塊到B點速度為：

=3.2m/s A→B，由動能定理得：FS=mVB2

所以 F=mVB2/(2S)=0.4X3.22/(2X0.64)=3.2N(2)滑塊滑上C立即做圓周運動，由牛頓第二定律得：

N-mg=mVC2/R 而VC=VB 則

N=mg+mVC2/R=0.4X10+0.4X3.22/0.4=14.2N(3)滑塊由C→D的過程中，滑塊和小車組成系統(tǒng)在水平方向動量守恒，由于滑塊始終緊貼著小車一起運動，在D點時，滑塊和小車具有相同的水平速度VDX。由動量守恒定律得：mVC=(M+m)VDX

所以 VDX=mVC/(M+m)=0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.32m/s(4)滑塊一定能再次通過C點。因為滑塊到達D點時，除與小車有相同的水平速度VDX外，還具有豎直向上的分速度VDY，因此滑塊以后將脫離小車相對于小車做豎直上拋運動(相對地面做斜上拋運動)。因題中說明無能量損失，可知滑塊在離車后一段時間內，始終處于D點的正上方(因兩者在水平方向不受力作用，水平方向分運動為勻速運動，具有相同水平速度)，所以滑塊返回時必重新落在小車的D點上，然后再圓孤下滑，最后由C點離開小車，做平拋運動落到地面上。由機械能守恒定律得： mVC2=mgR+(M+m)VDX2+mVDY

2所以學而思教育·學習改變命運 思考成就未來！

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高考網www.tmdps.cn 以滑塊、小車為系統(tǒng)，以滑塊滑上C點為初態(tài)，滑塊第二次滑到C點時為末態(tài)，此過程中系統(tǒng)水平方向動量守恒，系統(tǒng)機械能守恒(注意：對滑塊來說，此過程中彈力與速度不垂直，彈力做功，機械能不守恒)得：

mVC=mVC'+MV 即mVC2=mVC'2+MV2

上式中VC'、V分別為滑塊返回C點時，滑塊與小車的速度，V=2mVC/(M+m)=2X0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.64m/s VC'=(m-M)VC/(m+M)=(0.4-3.6)X3.2/(0.4+3.6)=-2.56m/s(與V反向)(5)滑塊離D到返回D這一過程中，小車做勻速直線運動，前進距離為： △S=VDX2VDY/g=0.32X2X1.1/10=0.07m

10、如圖9-1所示，質量為M=3kg的木板靜止在光滑水平面上，板的右端放一質量為m=1kg的小鐵塊，現給鐵塊一個水平向左速度V0=4m/s，鐵塊在木板上滑行，與固定在木板左端的水平輕彈簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求鐵塊與彈簧相碰過程中，彈性勢能的最大值EP。

分析與解：在鐵塊運動的整個過程中，系統(tǒng)的動量守恒，因此彈簧壓縮最大時和鐵塊停在木板右端時系統(tǒng)的共同速度（鐵塊與木板的速度相同）可用動量守恒定律求出。在鐵塊相對于木板往返運動過程中，系統(tǒng)總機械能損失等于摩擦力和相對運動距離的乘積，可利用能量關系分別對兩過程列方程解出結果。

設彈簧壓縮量最大時和鐵塊停在木板右端時系統(tǒng)速度分別為V和V'，由動量守恒得：mV0=(M+m)V=(M+m)V' 所以，V=V’=mV0/(M+m)=1X4/(3+1)=1m/s 鐵塊剛在木板上運動時系統(tǒng)總動能為：EK=mV02=0.5X1X16=8J

彈簧壓縮量最大時和鐵塊最后停在木板右端時，系統(tǒng)總動能都為：

EK'=(M+m)V2=0.5X(3+1)X1=2J 鐵塊在相對于木板往返運過程中，克服摩擦力f所做的功為：

Wf=f2L=EK-EK'=8-2=6J 鐵塊由開始運動到彈簧壓縮量最大的過程中，系統(tǒng)機械能損失為：fs=3J

由能量關系得出彈性勢能最大值為：EP=EK-EK'-fs=8-2-3=3J 說明：由于木板在水平光滑平面上運動，整個系統(tǒng)動量守恒，題中所求的是彈簧的最大彈性勢能，解題時必須要用到能量關系。在解本題時要注意兩個方面：1.是要知道只有當鐵塊和木板相對靜止時(即速度相同時)，彈簧的彈性勢能才最大；彈性勢能量大時，鐵塊和木板的速度都不為零；鐵塊停在木板右端時，系統(tǒng)速度也不為零。

2.是系統(tǒng)機械能損失并不等于鐵塊克服摩擦力所做的功，而等于鐵塊克服摩擦力所做的功和摩擦力對木板所做功的差值，故在計算中用摩擦力乘上鐵塊在木板上相對滑動的距離。

11、如圖10-1所示，勁度系數為 K的輕質彈簧一端與墻固定，另一端與傾角為θ的斜面體小車連接，小車置于光滑水平面上。在小車上疊放一個物體，已知小車質量為 M，物體質量為m，小車位于O點時，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F將小車從O點拉到B點，令OB=b，無初速釋放后，小車即在水平面B、C間來回運動，而物體和小車之間始終沒有相對運動。求：

(1)小車運動到B點時的加速度大小和物體所受到的摩擦力大小。

(2)b的大小必須滿足什么條件，才能使小車和物體一起運動過程中，在某一位置時，物體和小車之間的摩擦力為零。分析與解：

(1)所求的加速度a和摩擦力f是小車在B點時的瞬時值。取M、m和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律：kb=(M+m)a 所以a=kb/(M+m)。

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高考網www.tmdps.cn 取m為研究對象，在沿斜面方向有：f-mgsinθ=macosθ

所以，f=mgsinθ+mcosθ=m(gsinθ+cosθ)

(2)當物體和小車之間的摩擦力的零時，小車的加速度變?yōu)閍'，小車距O點距離為b'，取m為研究對象，有：mgsinθ=ma'cosθ

取M、m和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，有：kb'=(M+m)a' 以上述兩式聯立解得：b'=(M+m)gtgθ

說明：在求解加速度時用整體法，在分析求解m受到的摩擦力時用隔離法。整體法和隔離法兩者交互運用是解題中常用的方法，希讀者認真掌握。

12、如圖11-1所示，一列橫波t時刻的圖象用實線表示，又經△t=0.2s時的圖象用虛線表示。已知波長為2m，則以下說法正確的是：（）A、若波向右傳播，則最大周期是2s。B、若波向左傳播，則最大周期是2s。C、若波向左傳播，則最小波速是9m/s。D、若波速是19m/s，則傳播方向向左。分析與解：

若向右傳播，則傳播0.2m的波數為0.2m/2m=0.1，則，△t=(n+0.1)T(n=0、1、2、3……)所以T=△t/(n+0.1)=0.2/(n+0.1)當n=0時，周期有最大值Tmax=2s，所以A正確。

若向左傳播，則在0.2s內傳播距離為(2-0.2)m=1.8m，傳過波數為1.8m/2m=0.9，則，△t=(n+0.9)T(n=0、1、2、3……)所以T=△t/(n+0.9)=0.2/(n+0.9)當n=0時，周期有最大值Tmax≈0.22S，所以B錯。

又：T=λ/V，所以V=λ/T=λ/[0.2/(n+0.9)]=2(n+0.9)/0.2=10(n+0.9)當n=0時，波速最小值為Vmin=9m/s，所以C正確。

當n=1時 V=19m/s，所以D正確。

故本題應選A、C、D。

說明：解決波動問題要注意：由于波動的周期性(每隔一個周期T或每隔一個波長λ)和波的傳播方向的雙向性，往往出現多解，故要防止用特解來代替通解造成解答的不完整。

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