《高中物理必修第二冊復習》學習任務單【課前預習任務】閱讀必修第二冊的目錄：總結《拋體運動》《圓周運動》《萬有引力》三章簡述對物體間相互作用和物體運動之間的清楚認識請你把這些認識寫下來，條理化有沒有學會用運動的合成與分解的方法分析生產生活中的曲線運動？例如飛機投放救災物資等情景。簡述描述圓周運動要用到的物理量，把它們的關系寫一寫。簡述向心力和向心加速度的特點（大小、方向）觀察生活中圓運動，想一想向心力的來源，運用牛頓第二定律分析一個實際的圓周運動過程（例如火車轉彎）看書，梳理萬有引力發(fā)現的過程；想一想萬有引力與哪些因素有關；它有哪些成就？回憶三個宇宙速度的大小，整理計算地球衛(wèi)星環(huán)繞速度、周期的方法，整理計算地球和太陽質量的方法。2．總結《機械能守恒定律》一章，體會“功是能量轉化的量度”（1）復習功和功率的計算公式，嘗試解釋汽車發(fā)動機以恒定功率工作時，汽車的啟動問題（2）動能定理的形式是怎樣的？用它來解決問題與用牛頓定律解決問題有何不同？（3）重力做功有什么特點？它和重力勢能的變化有什么關系？（4）舉幾個機械能守恒的例子，想想它們都滿足什么條件。（5）想一想你學過的物理量，哪些是狀態(tài)量？哪些是過程量？【課上學習活動】加深對力的作用效果的認識：力的瞬時作用效果是___________力的空間積累效果是___________拓展物體間相互作用和物體運動之間的認識怎么理解“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”？舉出一些力改變速度大小的例子：舉出一些力改變速度方向的例子：舉出一些力即改變速度方向、又改變速度大小的例子：3．學習從能量的角度看問題（1）觀察圖片，圖片中都有哪些力做功？分別對應什么能量的變化？（2）生活中我們認為機械能守恒的情景，都滿足什么條件？除了機械能，你還能舉出什么其他形式的能量？動手做一做問題1:質量為0.5kg的石塊從10m高處以30o角斜向上方拋出，初速度v0大小為5m/s，不計空氣阻力，g=10m/s2.石塊落地的速度有多大？從力的運動的角度看，解法一：從能量的角度看，解法二：問題2：如圖所示，豎直彈簧固定在水平地面上，彈簧的勁度系數為k，原長為l。質量為m的鐵球由彈簧的正上方h高處自由下落，與彈簧接觸后壓縮彈簧，直至運動到最低點。已知重力加速度為g，求鐵球的動能在哪個位置最大？從力的運動的角度看，解法一：從能量的角度看，解法二：問題3:已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉的周期為T,求地球同步衛(wèi)星離地球表面的高度h。思考：如何將衛(wèi)星發(fā)射至同步軌道？發(fā)射過程中衛(wèi)星的能量有何變化？有沒有守恒量？總結、梳理相互作用、運動、能量三者之間的關系【課后作業(yè)】1．如圖所示，“嫦娥號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時，沿曲線從M點向N點飛行的過程中，速度逐漸減小，在此過程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能是下列圖中的()2．如圖所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運動，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物()A．帆船朝正東方向航行，速度大小為vB．帆船朝正西方向航行，速度大小為vC．帆船朝南偏東45°方向航行，速度大小為eq\r(2)vD．帆船朝北偏東45°方向航行，速度大小為eq\r(2)v3．發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響).速度較大的球越過球網，速度較小的球沒有越過球網.其原因是()A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D.速度較大的球在相同時間間隔內下降的距離較大4．兩根長度不同的細線下面分別懸掛兩個小球，細線上端固定在同一點，若兩個小球以相同的角速度，繞共同的豎直軸在水平面內做勻速圓周運動，則兩個擺球在運動過程中，相對位置關系示意圖正確的是()5.如圖所示，一顆衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運動，A、B是衛(wèi)星運動的遠地點和近地點.下列說法中正確的是()A．衛(wèi)星在A點的角速度大于B點的角速度B．衛(wèi)星在A點的加速度小于B點的加速度C．衛(wèi)星由A運動到B過程中動能減小，勢能增加D．衛(wèi)星由A運動到B過程中引力做正功，機械能增大6．升降機底板上放一質量為100kg的物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動5m時速度達到4m/s，則此過程中(g取10m/s2，不計空氣阻力)()A.升降機對物體做功5800JB.合外力對物體做功5800JC.物體的重力勢能增加500JD.物體的機械能增加800J7.一質量為8.00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面.飛船在離地面高度1.60×105m處以7.5×103m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100m/s時下落到地面.取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8m/s2(結果保留兩位有效數字).(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能；(2)求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%. 【課后作業(yè)參考答案】1.答案C2.答案D解析以帆板為參照物，帆船具有正東方向的速度v和正北方向的速度v，所以帆船相對帆板的速度v相對＝eq\r(2)v，方向為北偏東45°，D正確.3.答案C解析由題意知，兩個乒乓球均做平拋運動，則根據h＝eq\f(1,2)gt2及vy2＝2gh可知，乒乓球的運動時間、下降的高度及豎直方向速度的大小均與水平速度大小無關，故選項A、B、D均錯誤；由發(fā)出點到球網的水平位移相同時，速度較大的球運動時間短，在豎直方向下落的距離較小，可以越過球網，故C正確.4.答案B解析小球做勻速圓周運動，對其受力分析如圖所示，則有mgtanθ＝mω2Lsinθ，整理得：Lcosθ＝eq\f(g,ω2)，則兩球處于同一高度，故B正確.5.答案B解析由開普勒第二定律知，衛(wèi)星與地球的連線在相等的時間內掃過的面積相等，故衛(wèi)星在遠地點轉過的角度較小，由ω＝eq\f(θ,t)知，衛(wèi)星在A點的角速度小于B點的角速度，選項A錯誤；設衛(wèi)星的質量為m，地球的質量為M，衛(wèi)星的軌道半徑為r，由萬有引力定律得Geq\f(mM,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)，由此可知，r越大，加速度越小，故衛(wèi)星在A點的加速度小于B點的加速度，選項B正確；衛(wèi)星由A運動到B的過程中，引力做正功，動能增加，勢能減小，選項C錯誤；衛(wèi)星由A運動到B的過程中，只有引力做功，機械能守恒，選項D錯誤.6.答案A7.答案(1)4.0×108J2.4×1012J(2)9.7×108J解析(1)飛船著地前瞬間的機械能為E0＝eq\f(1,2)mv02 ①式中，m和v0分別是飛船的質量和著地前瞬間的速度.由①式和題給數據得E0＝4.0×108J ②設地面附近的重力加速度大小為g，飛船進入大氣層時的機械能為Eh＝eq\f(1,2)mvh2＋mgh ③式中，vh是飛船在高度1.60×105m處的速度.由③式和題給數據得Eh≈2.4×1012J ④(2)飛船在高度h′＝600m處的機械能為Eh′＝eq\f(1,2)m(eq\f(2.0,100)vh)2＋mgh′ ⑤由功能關系得W＝Eh′－E0 ⑥式中，W是飛船從高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和題給數據得W≈9.7×108J 課后測評一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.(山西渾源五中月考)在田徑運動會投擲項目的比賽中,投擲鏈球、鉛球、鐵餅和標槍等都是把物體斜向上拋出的運動,如圖所示,若不計空氣阻力,這些物體從被拋出到落地的過程中()A.物體的機械能先減小后增大B.物體的機械能先增大后減小C.物體的動能先增大后減小,重力勢能先減小后增大D.物體的動能先減小后增大,重力勢能先增大后減小答案D解析不計空氣阻力,這些物體從被拋出到落地過程中機械能守恒,A、B均錯誤;物體斜向上飛行過程中,動能減小,重力勢能增大,物體下落過程中,動能增大,重力勢能減小,D正確,C錯誤。2.(山東濰坊模擬)在籃球比賽中,某位同學獲得罰球機會,他站在罰球線處用力將籃球投出,籃球以約1m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質量約為0.6kg,籃筐離地高度約為3m,忽略籃球受到的空氣阻力,則該同學罰球時對籃球做的功大約為()A.1J B.10J C.50J D.100J答案B解析該同學將籃球投出時的高度約為h1=1.8m,根據動能定理有W-mg(h-h1)=12mv2,解得W=7.5J,B項最接近,故選項B3.一運動員穿著飛翔裝備從飛機上跳出后的一段運動過程可近似認為是勻變速直線運動,如圖運動員的運動方向與水平方向的夾角為53°,運動員做勻變速直線運動的加速度大小為3g4。已知運動員(包含裝備)的質量為m,則在運動員下落高度為h的過程中,正確的(A.運動員動能的增加量為15mg?B.運動員動能的增加量為3C.運動員重力勢能的減少量為3mg?D.運動員的機械能減少了15答案A解析運動員下落的高度是h,則飛行的距離L=?sin53°=54h,運動員受到的合外力F合=ma=34mg,動能的增加等于合外力做的功,即ΔEk=W=34mg×54h=1516mgh,故A正確,B錯誤;運動員下落的高度是h,則重力做功為WG=mgh,所以運動員重力勢能的減少量為mgh,故C錯誤;運動員重力勢能的減少量為mgh,動能的增加量為154.如圖所示,小車以較大的速度沖上斜坡,受阻力作用,則在這個過程中,下列關于小車的說法正確的是()A.機械能增加B.克服阻力做的功等于機械能的減少量C.減少的動能等于增加的重力勢能D.因為要克服阻力做功,故克服重力做的功小于克服阻力做的功答案B解析以較大的速度沖上斜坡時,受阻力作用,部分的機械能轉化為內能,所以機械能減小,故A錯誤;除重力外,只有阻力做功,小車克服阻力做的功等于機械能的減少量,故B正確;由于阻力做負功,所以減少的動能大于增加的重力勢能,故C錯誤;克服重力做功,與克服阻力做功的大小無法比較,故D錯誤。5.(安徽合肥一中檢測)彈簧發(fā)生彈性形變時,其彈性勢能的表達式為Ep=12kx2,其中k是彈簧的勁度系數,x是形變量。如圖所示,一質量為m的物體位于一直立的輕彈簧上方h高度處,該物體從靜止開始落向彈簧。設彈簧的勁度系數為k,忽略空氣阻力,則物體的最大動能為(彈簧形變在彈性限度內)(A.mgh+m2g22kC.mgh+m2g2k 答案A解析物體和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,當彈簧壓縮h1時物體受力平衡,mg=kh1,此時動能最大,由機械能守恒定律得mg(h+h1)=12k?12+Ekm,故E6.(北京豐臺區(qū)一模)摩天輪是游樂場里的大型娛樂項目,它的直徑可以達到幾百米。乘客乘坐時,轉輪始終不停地勻速轉動,下列說法正確的是()A.在最高點,乘客處于超重狀態(tài)B.任一時刻乘客受到的合力都不等于零C.乘客在乘坐過程中對座椅的壓力始終不變D.乘客在乘坐過程中的機械能始終保持不變答案B解析在最高點,乘客具有向下的加速度,處于失重狀態(tài),選項A錯誤;乘客做圓周運動,任一時刻受到的合力都不等于零,選項B正確;乘客在乘坐過程中勻速轉動,向心力時刻指向圓心,大小不變,向心力由座椅對乘客的作用力與乘客的重力的合力提供,由力的合成與牛頓第三定律可知乘客對座椅的壓力不可能始終不變,選項C錯誤;乘客在乘坐過程中勻速轉動,動能不變,但重力勢能在變化,所以機械能也在變化,選項D錯誤。7.如圖所示的拖輪胎跑是一種體能訓練活動。某次訓練中,輪胎的質量為5kg,與輪胎連接的拖繩與地面夾角為37°,輪胎與地面間的動摩擦因數是0.8。若運動員拖著輪胎以5m/s的速度勻速前進,則10s內運動員對輪胎做的功最接近的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)()A.500J B.750J C.1250J D.2000J答案C解析對輪胎受力分析如圖所示,Fcosθ=Ff,FN+Fsinθ=mg,Ff=μFN,得F=μmgcosθ+μsinθ=0.8×500.8+0.8×0.6N=31.25N,10s內運動員對輪胎做功W=Fcosθ·vt=31二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.如圖所示,在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中,衛(wèi)星首先進入橢圓軌道Ⅰ,然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度,讓衛(wèi)星進入地球同步軌道Ⅱ。下列說法正確的是()A.在軌道Ⅱ上,衛(wèi)星的運行速度大于7.9km/sB.在軌道Ⅰ上,衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度C.衛(wèi)星在Q點通過加速實現由軌道Ⅰ進入軌道ⅡD.在軌道Ⅰ上運行的過程中,衛(wèi)星、地球組成的系統(tǒng)的機械能不守恒答案BC解析據GMmr2=mv2r得v=GMr,第一宇宙速度v1=GMR地=7.9km/s,因r>R地,故A錯誤。衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運行過程中只受地球引力,它與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒,因rP<rQ,故vP>vQ,故D錯誤,BGMmrQ2故vQ2>vQ1,C正確。9.(山東菏澤月考)在搶險救災工作中常見到直升機的身影。如圖為直升機搶救傷員的情景,直升機懸停在空中,用繩索將傷員由靜止向上吊起,繩索對傷員做功的功率恒定,不計空氣阻力,則在傷員加速上升的過程中()A.繩索對傷員的拉力越來越小B.傷員克服重力做功的功率恒定C.傷員運動的速度變化越來越慢D.合力對傷員做功的功率越來越大答案AC解析繩索對傷員的拉力做功的功率不變,而傷員加速上升,速度增大,由P=Fv可知,繩索對傷員的拉力F越來越小,A項正確;由P1=mgv可知,傷員克服重力做功的功率不斷增大,B項錯誤;由F-mg=ma可知,傷員運動的加速度越來越小,速度變化得越來越慢,C項正確;合力對傷員做功的功率(F-mg)v=P-mgv,由于P不變,速度越來越大,則合力對傷員做功的功率越來越小,D項錯誤。10.中學科技小組制作的利用太陽能驅動小車的裝置如圖所示。當太陽光照射到小車上方的光電板時,光電板中產生的電流經電動機作用帶動小車前進。若質量為m的小車在平直的水泥路上行駛,某時刻的速度為v0,從該時刻起小車開始加速,經過時間t前進的距離為s,且速度達到最大值vmax。設這一過程中電動機的輸出功率恒為P,小車所受阻力恒為Ff,那么這段時間內牽引力所做的功為()A.Pt B.FfvmaxtC.Ffs D.12mvmax答案ABD解析牽引力的功率恒為P,則牽引力做的功W=Pt,A正確;當牽引力等于阻力時,小車速度達到最大值,則有P=Ffvmax,B正確;小車加速階段牽引力大于阻力,C錯誤;對小車加速階段,由動能定理得W-Ffs=12m三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(8分)(河南洛陽模擬)某實驗小組進行“驗證機械能守恒定律”的實驗。(1)實驗室提供了鐵架臺、夾子、導線、紙帶等器材。為完成此實驗,除了所給的器材,從圖中還必須選取的實驗器材是。

(2)下列方法有助于減小實驗誤差的是。

A.在重物的正下方地面鋪海綿B.必須從紙帶上第一個點開始計算驗證機械能是否守恒C.重復多次實驗,重物必須從同一位置開始下落D.重物的密度盡量大一些(3)完成實驗后,小明用刻度尺測量紙帶上點間距離時如圖所示,已知打點計時器每隔0.02s打一個點,則B點對應的速度vB=m/s。

若H點對應的速度為vH,重物下落的高度為hBH,重物質量為m,當地重力加速度為g,為得出實驗結論,需要比較mghBH與的大小關系(用題中字母表示)。

答案(1)AEF(2)D(3)1.351解析(1)實驗中需要用刻度尺測量紙帶上點間距離,從而可知重物下降的距離,以及各點對應的瞬時速度。紙帶上相鄰兩計數點的時間間隔已知,所以不需要秒表。實驗時不必測重物的質量和所受力,故不需要天平和測力計。必須選取的實驗器材為重物、打點計時器、刻度尺。(2)在重物的正下方地面鋪海綿可以防止摔壞實驗器材,但對減小實驗誤差沒有幫助,故A不符合題意;不一定要從紙帶上第一個點開始計算驗證機械能是否守恒,故B不符合題意;重復多次實驗時,重物不需要從同一位置開始下落,故C不符合題意;重物的密度盡量大一些,可以相對減小阻力的影響,以減小實驗誤差,故D符合題意。(3)B點的瞬時速度等于A、C兩點間的平均速度,vB=xAC2T=5.40×1如果機械能守恒,重物減少的重力勢能等于增加的動能,則mghBH=1212.(10分)“利用自由落體運動驗證機械能守恒定律”的實驗如圖甲所示。甲(1)下列器材中不必要的一項是(填字母代號)。

A.天平B.低壓交流電源C.毫米刻度尺(2)某同學在該實驗中得到了一條如圖乙所示的紙帶,圖中O點為打點計時器打下的第一點,可以看做是重物運動的起始點,從后面某點起選取連續(xù)打下的三個點A、B、C,各點間距離為s0、s1、s2。已知相鄰兩點之間的時間間隔為T,重力加速度為g,設所用重物的質量為m,則從起點O到打下B點的過程中,重物動能的增加量ΔEk=,重物重力勢能的減少量ΔEp=。(用題目中的字母表示)

乙(3)通過計算,在數值上ΔEpΔEk(填“>”“=”或“<”),原因是重物在下落過程中,除重力做功之外還有。

丙(4)某同學想利用該實驗裝置測定當地的重力加速度,他打出了一條紙帶后,利用紙帶測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h,算出了各計數點對應的速度v,以h為橫軸,以12v2為縱軸畫出了如圖丙所示的圖線。由于圖線沒有過原點,他又檢查了幾遍,發(fā)現測量和計算都沒有出現問題,其原因可能是;該同學測出該圖線的斜率為k,如果不計一切阻力,則當地的重力加速度g(選填“>”“=”或“<”)k答案(1)A(2)m(s1+s2)28T2mg(=解析(1)由于動能和勢能的表達式中都有物體的質量可以消去,不必測量,因此不必要的儀器是天平。(2)由于B點為AC的中間時刻,因此打B點的速度等于AC段的平均速度vB=s因此物體增加的動能ΔEk=1重物重力勢能的減小量ΔEp=mgh=mg(s0+s1)。(3)減小的重力勢能大于增加的動能,原因是除重力做功外還有空氣阻力做功,導致機械能減少。(4)根據mgh=12mv2-12mv02,整理得可知g=k圖線不過坐標原點就是打第一個點時速度不為零,可能的原因是先釋放重物,再接通電源。13.(10分)(山東泰安高一檢測)一輛汽車正以20m/s的速度向東勻速行駛在某水平路面的AB段上,汽車前方的BC段,由于剛剛維修過比較粗糙。小明觀察汽車中控屏并記錄下汽車通過整個ABC路段的不同時刻的速度,作出了v-t圖像如圖乙所示(在t=15s處水平虛線與曲線相切)。假設運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持80kW不變,汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自保持不變。求:(1)汽車在AB段及BC段上運動時所受的阻力Ff1和Ff2。(2)小明通過中控屏記錄了BC路段的長度約為122.5m,那么這輛汽車連同乘客的質量m約是多少?答案(1)4000N8000N(2)1.2×103kg解析(1)汽車在AB段勻速行駛,有P=Ff1v1則有Ff1=Pv1=8000020汽車在BC段運動,當t=15s時勻速行駛,有P=Ff2v2則有Ff2=Pv2=8000010N(2)汽車在5~15s內做變減速直線運動,而汽車發(fā)動機的功率P不變,由動能定理有Pt-Ff2x=12mv22?12mv1214.(12分)如圖所示,MNP為豎直面內一固定軌道,其圓弧段MN與水平段NP相切于N,P端固定一豎直擋板。M相對于N的高度