新教材同步備課2024春高中物理第7章萬有引力與宇宙航行主題提升課1曲線運動萬有引力定律與相對論初步教師用書新人教版必修第二冊

主題提升課1曲線運動萬有引力定律與相對論初步主題一運動模型的構(gòu)建通過研究平拋運動、勻速圓周運動等運動形式，體會物理學(xué)化繁為簡的研究方法，會用運動與相互作用的知識分析曲線運動問題?！镜淅?】(2022·云南高二學(xué)業(yè)考試)曲線運動是常見的運動形式。圖甲中投出的籃球在空中做曲線運動，圖乙是中國(珠海)航展中飛機飛行表演的精彩鏡頭。關(guān)于曲線運動，下列說法正確的是()A．做曲線運動的物體，其速度方向一定變化B．做曲線運動的物體，其速度大小一定變化C．物體受恒力作用，不可能做曲線運動D．物體受變力作用，一定做曲線運動A[做曲線運動的物體速度方向沿軌跡切線方向，所以速度方向時刻在變，但是大小不一定變化，如勻速圓周運動，故A正確，B錯誤；物體做曲線運動的條件是合外力與速度方向不共線，故恒力作用下也可以做曲線運動，如勻變速曲線運動，故C錯誤；物體受變力作用，如果這個力只是大小發(fā)生變化而方向與速度方向共線，則物體一定做直線運動，故D錯誤。]【典例2】(2022·北京二中高一期中)在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌(如圖丙所示)，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v1。在修建一些急轉(zhuǎn)彎的公路時，通常也會將彎道設(shè)置成外高內(nèi)低(如圖丁所示)，當汽車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，可不受地面的側(cè)向摩擦力，設(shè)此時的速度大小為v2，重力加速度為g。以下說法中正確的是()A．火車彎道的半徑R＝vB．當火車速率大于v1時，外軌將受到輪緣的擠壓C．當汽車速率大于v2時，汽車一定會向彎道外側(cè)“漂移”D．當汽車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度v2也將改變B[火車轉(zhuǎn)彎時設(shè)軌道平面與水平面的夾角為θ，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，則有mgtanθ＝mv12R，解得R＝v12gtanθ，A錯誤；當火車速率大于v1時，重力與支持力的合力不足夠提供向心力，火車做離心運動，對外軌有擠壓的作用，B正確；當汽車速率大于v2時，汽車有向彎道外側(cè)“漂移”的趨勢，這時汽車與路面的摩擦力增大，但不一定發(fā)生“漂移”，C錯誤；當汽車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度不會改變，因為mgtanθ主題二運動模型在航天技術(shù)中的應(yīng)用通過對行星運動規(guī)律的學(xué)習(xí)，關(guān)注物理學(xué)定律與航天技術(shù)等現(xiàn)代科技的聯(lián)系，了解人類對宇宙天體的探索歷程，從萬有引力定律的普適性認識自然界的統(tǒng)一性。【典例3】(多選)(2022·廣東佛山高一期末)在2022年3月23日的“空中課堂”上，航天員葉光富在距地高約440km的中國空間站進行了水油分離實驗，在太空微重力環(huán)境下水油混合物很難自動分離，但葉老師通過使裝有水油混合物的小瓶做圓周運動，實現(xiàn)了水和油的分離。已知地球同步衛(wèi)星離地高度約為36000km，則下列說法正確的是()A．航天員在空間站所受重力近似為零B．空間站繞地球運動的速度小于7.9km/sC．空間站繞地球運動的周期大于24hD．空間站中分離水油混合物的原理和洗衣機脫水的原理類似BD[航天員隨空間站繞地球做圓周運動，重力提供向心力，所以航天員在空間站所受重力不近似為零，故A錯誤；7.9km/s是最小的發(fā)射速度，最大的環(huán)繞速度，所以空間站繞地球運動的速度小于7.9km/s，故B正確；地球同步衛(wèi)星的運行周期為24h，空間站的軌道高度小于同步衛(wèi)星的軌道高度，由GMmr2＝mr4π2T2可得T＝4π2主題三科學(xué)無止境通過對相對論的學(xué)習(xí)，認識到科學(xué)研究包含大膽的想象和創(chuàng)新，科學(xué)理論既具有相對穩(wěn)定性，又是不斷發(fā)展的，人類對自然的探索永無止境。具有探索自然、造福人類的意識?！镜淅?】(多選)關(guān)于牛頓運動定律的適用范圍，下列說法正確的是()A．適用于一切參考系中的力學(xué)現(xiàn)象B．適用于宏觀物體的低速運動C．不適用于微觀粒子的運動D．適用于宏觀物體速度接近光速的運動現(xiàn)象BC[牛頓運動定律適用于慣性參考系中的力學(xué)現(xiàn)象，故A錯誤；牛頓運動定律適用于宏觀物體的低速運動，故B正確，D錯誤；牛頓運動定律不適用于微觀粒子的運動，故C正確。]【典例5】下列說法不符合相對論的觀點的是()A．時間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個事件發(fā)生的時間和一個物體的長度總不會改變B．一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小C．相對論認為時間和空間與物體的運動狀態(tài)有關(guān)D．當物體運動的速度v遠小于c時，“長度收縮”和“時間膨脹”效果可忽略不計A[時間和空間都是相對的，沒有絕對準確的時間和空間，A錯誤；由l＝l01-vc2可知l