高考物理一輪復習-第四章-章末提升-核心素養(yǎng)培養(yǎng)

核心素養(yǎng)培養(yǎng)1．平拋運動是勻變速曲線運動，在任意相等時間內(nèi)的速度改變量Δv＝gΔt相同，方向恒為豎直向下。其落地時間完全由下落高度決定，與平拋速度大小無關(guān)。其水平位移由平拋初速度和下落高度共同決定。2．向心力是按力的作用效果命名的，方向始終指向圓心，勻速圓周運動的向心力是物體受到的合外力，非勻速圓周運動的向心力不是物體受到的合外力。3．開普勒行星運動定律既適用于行星繞太陽運動，也適用于衛(wèi)星繞地球運動。素養(yǎng)1物理觀念——物理概念和規(guī)律的辨析

[典例1]

地球赤道上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)，所受的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星(高度忽略)，所受的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球的同步衛(wèi)星所受的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3；地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則(

)A．F1＝F2＞F3

B．a(chǎn)1＝a2＝g＞a3C．v1＝v2＝v＞v3 D．ω1＝ω3＜ω2D

運用“填補法”解題的關(guān)鍵是緊扣萬有引力定律的適用條件，先填補后運算，運用“填補法”解題主要體現(xiàn)了等效思想。素養(yǎng)2科學思維——“填補法”求解萬有引力

[典例2]

如圖所示，在半徑為R的勻質(zhì)鉛球中挖出一個球形空穴，空穴直徑為R且與鉛球相切，并通過鉛球的球心。在未挖出空穴時鉛球質(zhì)量為M，引力常量為G。求挖出空穴后的鉛球與距鉛球球心距離為d、質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)間的萬有引力大小。1．實驗器材：向心力演示器素養(yǎng)3科學探究——探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系2．實驗原理：采用控制變量法探究。(1)使兩物體的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動的半徑相同，探究向心力的大小跟轉(zhuǎn)動的角速度的定量關(guān)系。(2)使兩物體的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動的角速度相同，探究向心力的大小跟轉(zhuǎn)動的半徑的定量關(guān)系。(3)使兩物體的轉(zhuǎn)動半徑、轉(zhuǎn)動的角速度相同，探究向心力的大小跟物體質(zhì)量的定量關(guān)系。

[典例3]

用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。兩個變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態(tài)。(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時，要保持________相同。A.ω和r

B．ω和m

C．m和r

D．m和F(2)若圖中兩個鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等，標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1∶9，與皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為________。A．1∶3B．3∶1C．1∶9D．9∶1AB[解析]

(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法，故選A。(2)根據(jù)F＝mω2r，兩球的向心力之比為1∶9，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶3，因為靠皮帶轉(zhuǎn)動，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)v＝rω，知與皮帶連接的變速輪塔的半徑之比為3∶1，故選B。天體運動是牛頓運動定律的延伸，以萬有引力提供向心力為背景，考查圓周運動的基本規(guī)律及高中階段與生活、科技、航空航天、衛(wèi)星導航等結(jié)合緊密的知識點。素養(yǎng)4科學態(tài)度與責任——天體運動中的STSE問題

[典例4]

(多選)2018年5月21日，“嫦娥”四號中繼星“鵲橋”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，同年12月8日成功發(fā)射“嫦娥”四號探測器，2019年1月3日實現(xiàn)人類探測器在月球背面首次軟著陸；探測器對月球背面進行科學考察，并把信息通過中繼星即時傳送回地球。中繼星“鵲橋”號，可認為相對于月球繞地月系統(tǒng)的拉格朗日點L2做圓周運動，如圖所示。地月系統(tǒng)的拉格朗日點就是小星體在該位置時，可以與地球和月球基本保持相對靜止，即在地球和月球萬有引力作用下與月球一起以相同的角速度近似繞地球運動。下列判斷正確的是(

)BCA．中繼星“鵲橋”繞拉格朗日點L2運動過程，只受到地球和月球萬有引力作用B．中繼星“鵲橋”繞拉格朗日點L2運動過程，不只受到地球和月球萬有引力作用，還要受到自身的動力作用C．中繼星“鵲橋”隨拉格朗日點L2繞地球運動的周期等于月球繞地球的周期D．從月球一面始終朝著地球，說明月球也有自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同

[解析]

中繼星“鵲橋”繞拉格朗日點L2運動過程，中繼星“鵲橋”的合力指向拉格朗日點L2，地球和月球萬有引力的合力不指向拉格朗日點L2，所以不只受到地球和月球萬有引力作用，還要受到自身