2024-2025學(xué)年高中物理第4章經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)的革命模塊復(fù)習(xí)課學(xué)案含解析粵教版必修2

PAGE9-模塊復(fù)習(xí)課[核心學(xué)問(wèn)回顧]一、拋體運(yùn)動(dòng)1．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合力(加速度)的方向與速度方向不在同始終線上．2．拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(1)豎直下拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：①速度公式：vt＝v0＋gt.②位移公式：s＝v0t＋eq\f(1,2)gt2.③位移、速度與加速度的關(guān)系：veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)＝2gs.(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：①速度公式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(上升階段：vt＝v0－gt.,下降階段：vt′＝gt′.))②位移公式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(上升階段：h＝v0t－\f(1,2)gt2.,下降階段：h′＝\f(1,2)gt′2.))③上升到最高點(diǎn)，所用時(shí)間t＝eq\f(v0,g).④上升的最大高度：h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g).(3)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律①水平方向速度：vx＝v0.②豎直方向速度：vy＝gt.③水平方向位移：x＝v0t.④豎直方向位移：y＝eq\f(1,2)gt2.(4)斜拋運(yùn)動(dòng)①坐標(biāo)表達(dá)式：x＝v0cos_θ·t；y＝v0sinθ·t－eq\f(1,2)gt2.②分速度表達(dá)式：vx＝v0cos_θ；vy＝v0sin_θ－gt.③射程(X)：在斜拋運(yùn)動(dòng)中，從物體被拋出的地點(diǎn)到落地點(diǎn)間的水平距離．表達(dá)式：X＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g).④射高(Y)：從拋出點(diǎn)的水平面到物體運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)間的高度差．表達(dá)式：Y＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g).二、圓周運(yùn)動(dòng)1．線速度、角速度、周期間的關(guān)系(1)線速度與周期的關(guān)系：v＝eq\f(2πr,T).(2)角速度與周期的關(guān)系：ω＝eq\f(2π,T).(3)線速度與角速度的關(guān)系：v＝ωr.2．向心力、向心加速度(1)向心力①作用效果：不變更質(zhì)點(diǎn)速度的大小，只變更速度的方向．②方向：沿半徑指向圓心，和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向垂直，其方向時(shí)刻在變更．③大?。篎＝mrω2；F＝meq\f(v2,r).(2)向心加速度①定義：由向心力產(chǎn)生的指向圓心方向的加速度．②大?。篴＝rω2，a＝eq\f(v2,r).③方向：與向心力方向一樣，始終指向圓心，時(shí)刻在變更．3．離心現(xiàn)象及其應(yīng)用和防止(1)離心現(xiàn)象：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消逝或不足以供應(yīng)圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的狀況下，就會(huì)做漸漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象．(2)離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)：由于物體具有慣性，物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，總有沿切線方向飛出的趨勢(shì)．(3)離心現(xiàn)象的應(yīng)用：離心干燥器、洗衣機(jī)的脫水筒、離心分別器．(4)離心現(xiàn)象的防止：轉(zhuǎn)彎限速、砂輪加防護(hù)罩等．三、萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用1．萬(wàn)有引力定律(1)內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是相互吸引的．兩個(gè)物體間引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們之間的距離的二次方成反比．(2)公式：F＝Geq\f(m1m2,r2).2．計(jì)算天體的質(zhì)量(1)地球質(zhì)量的計(jì)算：若月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由它們之間的萬(wàn)有引力供應(yīng)的，依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r可得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，知道月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T以及它和地球之間的距離r就可以算出地球的質(zhì)量．(2)行星(或中心天體)的質(zhì)量計(jì)算：已知衛(wèi)星繞行星(或行星繞中心天體)運(yùn)動(dòng)的周期和衛(wèi)星與行星(或行星與中心天體)之間的距離，同樣可以計(jì)算出行星(或中心天體)的質(zhì)量．3．人造衛(wèi)星和宇宙速度(1)近地衛(wèi)星的速度：①原理：飛行器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力供應(yīng)，所以meq\f(v2,r)＝eq\f(GMm,r2)，解得：v＝eq\r(\f(GM,r)).②結(jié)果：用地球半徑R代表近地衛(wèi)星到地心的距離r，可算出：v＝eq\r(\f(6.67×10－11×5.98×1024,6.37×106))m/s≈7.9km/s.(2)宇宙速度：①第一宇宙速度數(shù)值是7.9km/s，意義是衛(wèi)星在地球表面旁邊繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度②其次宇宙速度數(shù)值是11.2km/s，意義是使衛(wèi)星擺脫地球引力束縛的最小地面放射速度四、機(jī)械能和能源1．功及正功和負(fù)功(1)功的公式：W＝Fscos_α.(2)力對(duì)物體做正功和負(fù)功的條件，由W＝Fscosα可知①當(dāng)0≤α<eq\f(π,2)時(shí)，W>0，力對(duì)物體做正功；②當(dāng)eq\f(π,2)<α≤π時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功，或稱物體克服這個(gè)力做功；③當(dāng)α＝eq\f(π,2)時(shí)，W＝0，力對(duì)物體不做功．2．動(dòng)能、重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能(1)動(dòng)能表達(dá)式：Ek＝eq\f(1,2)mv2.(2)重力做的功：①做功表達(dá)式：WG＝mgh＝mgh1－mgh2，②做功的正負(fù)：物體下降時(shí)重力做正功；物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功．③做功的特點(diǎn)：只與運(yùn)動(dòng)物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)物體所經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)．(3)重力勢(shì)能：①表達(dá)式：Ep＝mgh；單位：焦耳，符號(hào)：J.②重力做功與重力勢(shì)能變更的關(guān)系，表達(dá)式：WG＝mgh1－mgh2＝－ΔEp.(4)彈性勢(shì)能①定義：發(fā)生形變的物體，在復(fù)原原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，因而具有能量．②大小：跟形變量的大小有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能也越大．對(duì)于彈簧來(lái)說(shuō)，彈性勢(shì)能與拉伸或壓縮長(zhǎng)度有關(guān)；當(dāng)形變量肯定時(shí)，勁度系數(shù)越大的彈簧彈性勢(shì)能越大．3．機(jī)械能守恒定律(1)內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能的總量保持不變．(2)表達(dá)式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2.4．功率(1)公式：P＝eq\f(W,t).單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)W.(2)意義：功率是表示物體做功快慢的物理量．(3)功率與速度的關(guān)系：①當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P＝Fv；②當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos_α.(4)平均功率和瞬時(shí)功率①平均功率：時(shí)間t內(nèi)功率的平均值，計(jì)算公式：eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)和eq\x\to(P)＝Feq\x\to(v).②瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能精確地描述做功的快慢，計(jì)算公式：P＝Fv，其中v為瞬時(shí)速度；當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos_α.五、經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)革命1．經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍(1)經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：對(duì)于宏觀、低速(相對(duì)光速)物體的運(yùn)動(dòng)經(jīng)典力學(xué)仍舊適用．(2)經(jīng)典力學(xué)的局限性①經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運(yùn)動(dòng)速率的限制，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速率接近于真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)的很多觀念將發(fā)生重大變更．②經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)的現(xiàn)象．2．量子化現(xiàn)象(1)黑體輻射：假如一個(gè)物體能夠汲取照耀到它上面的全部輻射而無(wú)反射，這一物體就稱為黑體．黑體輻射是指黑體發(fā)出的電磁輻射．(2)光電效應(yīng)：當(dāng)用一些波長(zhǎng)較短的光照耀金屬表面時(shí)，金屬便有電子逸出，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)．從金屬表面逸出的電子稱為光電子．光電效應(yīng)的產(chǎn)生取決于光的頻率而與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)．(3)光的波粒二象性：大量的試驗(yàn)事實(shí)表明，光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性．(4)原子光譜：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，當(dāng)原子從一種能量狀態(tài)變更到另一種能量狀態(tài)時(shí)，輻射(或汲取)肯定頻率的光子，輻射(或汲取)光子的能量是不連續(xù)的．[易錯(cuò)易混辨析]1．曲線運(yùn)動(dòng)肯定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不肯定是曲線運(yùn)動(dòng)．(√)2．做曲線運(yùn)動(dòng)物體的合力肯定是變力．(×)【提示】做曲線運(yùn)動(dòng)物體的合力可以是恒力3．互成角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，肯定也是勻速直線運(yùn)動(dòng)．(√)4．從正在上升的熱氣球上脫落的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)．(×)【提示】從正在上升的熱氣球上脫落的物體具有向上的初速度5．物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，上升過(guò)程中速度、加速度都在減小．(×)【提示】加速度不變6．平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，但不是勻變速運(yùn)動(dòng)．(×)【提示】平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．7．平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大，下落得越快．(×)【提示】平拋運(yùn)動(dòng)下落的快慢與初速度無(wú)關(guān)8．拋射角越大斜拋運(yùn)動(dòng)的射程越大．(×)【提示】由X＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)知拋射角越大斜拋運(yùn)動(dòng)的射程不肯定越大9．僅在重力作用下斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線是拋物線．(√)10．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其合外力不為零．(√)11．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度不變．(×)【提示】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度方向時(shí)刻變更12．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是恒力．(×)【提示】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力方向時(shí)刻變更13．汽車行駛至拱橋頂部時(shí)對(duì)橋面的壓力大于重力．(×)【提示】汽車行駛至拱橋頂部時(shí)對(duì)橋面的壓力小于重力14．離心運(yùn)動(dòng)是物體慣性的表現(xiàn)．(√)15．離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡肯定是直線．(×)【提示】離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡也可以是曲線16．太陽(yáng)系中越是離太陽(yáng)遠(yuǎn)的行星，運(yùn)行周期就越大．(√)17．圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的各行星的速率是不變的．(×)【提示】由開普勒其次定律知圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的各行星的速率是變更的18．已知地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和軌道半徑，可以求出地球的質(zhì)量．(×)【提示】已知地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和軌道半徑，可以求出太陽(yáng)的質(zhì)量．19．第一宇宙速度是放射衛(wèi)星的最小速度．(√)20．使火箭向前射出的力是它利用火藥燃燒向后急速噴出的氣體產(chǎn)生的作用力．(√)21．物體只要受力且運(yùn)動(dòng)，該力就肯定做功．(×)【提示】若力與位移垂直，該力不做功．22．一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說(shuō)明這個(gè)力肯定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．(√)23．同一物體在不同位置的重力勢(shì)能分別為Ep1＝3J，Ep2＝－10J，則Ep1<Ep2.(×)【提示】重力勢(shì)能是標(biāo)量，比較重力勢(shì)能大小時(shí)不能僅比較其肯定值的大小24．物體由高處到低處，重力肯定做正功，重力勢(shì)能肯定削減．(√)25．內(nèi)能不行能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變更．(√)26．由公式P＝eq\f(W,t)知，做功越多，功率越大．(×)【提示】做功越多，功率不肯定越大27．力對(duì)物體做功越快，力的功率肯定越大．(√)28．經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間間隔是肯定的．(√)29．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)物體．(√)30．量子理論中能量也是連續(xù)變更的．(×)【提示】量子理論中能量是不連續(xù)變更的[高考真題感悟]1．發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽視空氣的影響)．速度較大的球越過(guò)球網(wǎng)，速度較小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng)．其緣由是()A．速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多B．速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大C．速度較大的球通過(guò)同一水平距離所用的時(shí)間較少D．速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大C[在豎直方向，球做自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝eq\f(1,2)gt2知，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤．由v2＝2gh知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．在水平方向，球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)相同水平距離，速度大的球用時(shí)少，選項(xiàng)C正確．]2.如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直徑與地面垂直．一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān)，此距離最大時(shí)對(duì)應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g)()A.eq\f(v2,16g) B.eq\f(v2,8g)C.eq\f(v2,4g) D.eq\f(v2,2g)B[設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，滑到軌道上端時(shí)的速度為v1.小物塊上滑過(guò)程中，機(jī)械能守恒，有eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋2mgR①小物塊從軌道上端水平飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平位移為x，下落時(shí)間為t，有2R＝eq\f(1,2)gt2 ②x＝v1t ③聯(lián)立①②③式整理得x2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2g)))eq\s\up20(2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4R－\f(v2,2g)))eq\s\up20(2)可得x有最大值eq\f(v2,2g)，對(duì)應(yīng)的軌道半徑R＝eq\f(v2,8g).故選B.]3.小球P和Q用不行伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示．將兩球由靜止釋放．在各自軌跡的最低點(diǎn)，()A．P球的速度肯定大于Q球的速度B．P球的動(dòng)能肯定小于Q球的動(dòng)能C．P球所受繩的拉力肯定大于Q球所受繩的拉力D．P球的向心加速度肯定小于Q球的向心加速度C[兩球由靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到軌跡最低點(diǎn)的過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，取軌跡的最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則由機(jī)械能守恒定律得mgL＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gL)，因LP<LQ，則vP<vQ，又mP>mQ，則兩球的動(dòng)能無(wú)法比較，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)繩的拉力為F，則F－mg＝meq\f(v2,L)，則F＝3mg，因mP>mQ，則FP>FQ，選項(xiàng)C正確；向心加速度a＝eq\f(F－mg,m)＝2g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]4．2024年4月，我國(guó)勝利放射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間試驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行．與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的()A．周期變大 B．速率變大C．動(dòng)能變大 D．向心加速度變大C[天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間試驗(yàn)室對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道運(yùn)行，依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝ma＝eq\f(mv2,r)＝mreq\f(4π2,T2)可知，組合體運(yùn)行的向心加速度、速率、周期不變，質(zhì)量變大，則動(dòng)能變大，選項(xiàng)C正確．]5．(多選)如圖，海王星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0.若只考慮海王星和太陽(yáng)之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．從P到M所用的時(shí)間等于eq\f(T0,4)B．從Q到N階段，機(jī)械能漸漸變大C．從P到Q階段，速率漸漸變小D．從M到N階段，萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功CD[A錯(cuò)：由開普勒其次定律可知，相等時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)與海王星連線掃過(guò)的面積都相等．B錯(cuò)：由機(jī)械能守恒定律知，從Q到N階段，機(jī)械能守恒．C對(duì)：從P到Q階段，萬(wàn)有引力做負(fù)功，動(dòng)能減小，速率漸漸變?。瓺對(duì)：從M到N階段，萬(wàn)有引力與速度的夾角先是鈍角后是銳角，即萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功．]6.如圖，一質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為l的勻稱松軟細(xì)繩PQ豎直懸掛．用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距eq\f(1,3)l.重力加速度大小為g.在此過(guò)程中，外力做的功為()A.eq\f(1,9)mgl B．.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,2)mglA[以勻稱松軟細(xì)繩MQ段為探討對(duì)象，其質(zhì)量為eq\f(2,3)m，取M點(diǎn)所在的水平面為零勢(shì)能面，起先時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能Ep1＝－eq\f(2,3)mg·eq\f(l,3)＝－eq\f(2,9)mgl，用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能Ep2＝－eq\f(2,3)mg·eq\f(l,6)＝－eq\f(1,9)mgl，則外力做的功即克服重力做的功等于細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能的變更，即W＝Ep2－Ep1＝－eq\f(1,9)mgl＋eq