物理试题练习题考试题教案高一物理人造卫星宇宙速度5

第一篇：物理试题练习题考试题教案高一物理人造卫星宇宙速度5

第五节 人造卫星 宇宙速度

本节教材分析 本节教材重点讲述了人造地球卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，应使学生确切地理解，第一宇宙速度是卫星轨道半径等于地球半径时，即卫星在地面附近，环绕地球做匀速圆周运动的速度，当轨道半径r大地球半径时，卫星绕地球做匀速圆周运动的速度变小.在实际教学时，学生常据课本图6—4所描述的情况得出离地球表面越高的地方，其运行速度越大的错误结论，对此可向学生说明：卫星在椭圆轨道上运行时，它在各点的速度大小是不同的，在近地点速度最大，以后逐渐就小，在远地点速度最小.虽然公式只适用于描述做匀速圆周运动的卫星，但是由椭圆轨道上卫星的运行情况，也可以大致印证当r变大时，v变小.教学目标

一、知识目标 1.了解人造卫星的有关知识.

2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.

二、能力目标

通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力.

三、德育目标 1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情.2.通过简述宇宙的产生过程，使学生明确宇宙将如何演化下去的问 题需要我们不断地去探索增强学生学习物理的兴趣.

教学重点 1.第一宇宙速度的推导.

2.运行速率与轨道半径之间的关系.

教学难点 运行速率与轨道半径之间的关系.教学方法 关于第一宇宙速度和地球同步卫星轨道的教学，采用电教法、推导法、归纳法、讲授法等综合教法进行.

教学用具 投影片、CAI课件（牛顿描绘的人造卫星原理图）、有关天体的录像资料.教学过程

教学步骤

用投影片出示本节课的学习目标.

1.了解人造卫星的有关知识.

2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.

一、导入新课

1.问：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？（它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远.）教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？ 学生进行猜想.教师总结，并用多媒体模拟.如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星.（牛顿的设想：物体的速度足够大时，物体不再回到地面，成为地球卫星．）

人造卫星简介：①前苏联1957年10月4日发射第一颗人造地球卫星，卫星重83.6kg中国1970年4月24日发射第一颗人造地球卫星，卫星重173kg ②人造卫星的分类 a．轨道分类：同步卫星、极地卫星、任一轨道卫星。

b．用途分类：通讯卫星、军事卫星、气象卫星等等。

③．同步卫星 a．轨道；一定在赤道上空。

b．必须有一定的高度、周期、线速度、角速度。（为什么？）

2.引入：那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？本节课我们就来学习这个问题。

二、新课教学

（一）宇宙速度1.设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转.

①卫星绕地球运转的向心力由什么力提供？（由卫星所受地球的万有引力来提供.）②据上述关系你能得到什么表达式？，③所以我们得到

在公式

中，m＇为地球质量，G为引力恒量，r为卫星轨道半径.此式为卫星绕地球正常运转的线速度的表达式.

2.讨论v与r之间的关系：（由于GM一定，r越小，线速度v越大，反之，r越大，v越小.）由此我们得到：距地面越高的卫星运转速率越小.那么，是向高轨道发射困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？（向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功.）

3.对于靠近地面运行的人造卫星，求解它绕地球的速率.①学生解答. ②在多媒体实物投影仪上抽查展示解题过程.对于靠径R，则

近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r近似等于地球的半又由 ③这

得

就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度.4.讨论： ①第一宇宙速度是卫星绕地球的最大速度，为什么？ ②为什么说第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度？

学生讨论后，教师总结： 第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成： 一是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小速度.二是卫星进入轨道正常运转的最大环绕速度，即所有卫星的环绕速度均小于7.9km/s. 过渡：如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,此时卫星的运行轨道又如何呢？

5.教师讲解，并用多媒体模拟： ①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆.②当物体的速度等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度. ③达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力，如果使卫星的速度等于或者大于16.7km/s,这个速度叫做第三宇宙速度.

(二）用多媒体放映“航天技术的发展和宇宙航行”的录像资料，使学生了解我国在航天技术上所取得的巨大成就.三、巩固练习1.发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400km,问此卫星应发射到什么高度？

2.宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星绕地球做匀速圆周运动时又为什么会产生完全失重现象？

四、小结 通过本节课的学习，我们知道了：1.第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s 2.第二宇宙速度（脱离速度）v2=11.2km/s 3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s

五、作业

（一）课本P110练习二的（3），（4），（5），（6），（7）.

（二）思考题：

1.要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是

km/s.要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于

km/s，要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于

km/s. 2.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是 A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度

3.在环绕地球运行的宇宙飞船的实验舱内，下面几项实验中可以正常进行的是 A.用天平称物体的质量 B.同弹簧秤称物体的重力 C.上紧闹钟上的发条 D.用体温表测宇航员的体温

4.某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是A.行星的半径 B.卫星的半径 C.卫星运行的线速度 D.卫星运行的周期 5.关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是 A.如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量 B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的

C.原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D.一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

6.某人造卫星距地面的高度为h，地球半径为R，质量为M，地面重力加速度为g，万有引力恒量为G.（1）试分别用h、R、M、G表示卫星的周期T、线速度v和角速度ω.（2）试分别用h、R、g表示卫星的周期T、线速度v和角速度ω.

7.从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回地球被吸收，光速为c，光讯号往复经历的时间为t,地球的半径为R，月球的半径为r,月球绕地球转动的周期为T，试求地球的质量.

变轨道发射

首先，利用第一级火箭将卫星送到180～200km的高空，然后依靠惯性进行圆停泊轨道（A）．

当到达赤道上空时，第二、三级火箭点火，卫星进入位于赤道平面内的椭圆转移轨道（B），且轨道的远地点（D）为35800km．

当到达远地点时，卫星启动发动机，然后改变方向进入同步轨道（C）．

这种发射有两个优点：一是对火箭推力要求较低；二是发射场的位置不局限在赤道上．

第二篇：人造卫星 宇宙速度教案

新人教<人造卫星 宇宙速度>教案

●教学目标

一、知识目标

1.了解人造卫星的有关知识.2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次.4.了解宇宙大爆炸理论.二、能力目标

通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力.三、德育目标

1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情.2.通过简述宇宙的产生过程，使学生明确宇宙将如何演化下去的问题需要我们不断地去探索，增强学生学习物理的兴趣.●教学重点

1.第一宇宙速度的推导.2.运行速率与轨道半径之间的关系.●教学难点

运行速率与轨道半径之间的关系.●教学方法

1.关于第一宇宙速度和地球同步卫星轨道的教学，采用电教法、推导法、归纳法、讲授法等综合教法进行.2.关于天体的几个层次的教学，采用电教法、讲授法进行.●教学用具

投影片、CAI课件(牛顿描绘的人造卫星原理图)、有关天体的录像资料.●课时安排 1课时

●教学过程

［投影］本节课的学习目标 1.了解人造卫星的有关知识.2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次.4.了解宇宙大爆炸理论.学习目标完成过程

一、导入新课

上节课我们学习了万有引力定律在天文学上的应用.现在请同学们回忆下列问题.1.万有引力定律在天文学上有何作用？

2.如何应用万有引力定律计算天体的质量？能否计算环绕天体的质量？ ［学生活动］经过思考，回答上述问题：

1.应用万有引力定律可以估算天体的质量；可以来发现未知天体.2.应用万有引力定律求解天体质量时，我们可以用下面三个方程求解： F引=F心 ① F引=mg

② mg=F心 ③

二、新课教学 1.人造卫星 A.基础知识

请同学们阅读课文第一自然段，同时思考下列问题.［投影出示］

1.在地面抛出的物体为什么要落回地面？ 2.什么叫人造地球卫星？

［学生活动］阅读课文,从课文中找出相应的答案.1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面.2.如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星.B.深入探究

1.月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？ 2.物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系? 3.若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？ ［学生活动］分组讨论，得出结论.1.由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力(即重力)，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来.2.由平抛物体的运动规律知： x=v0t

①

t=2hg

②

联立①、②可得： x=v02hg

即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远.3.当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星.C.教师总结

［用多媒体演示］平抛物体的速度逐渐增大，飞行距离也跟着增大，当速度足够大时，成为一颗绕地运转的卫星.牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现.今天，我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实.D.基础知识应用

1.在地面抛出的物体，最终要落回地面的主要原因是________，________.2.平抛物体________时，就会成为一颗人造地球卫星.参考答案: 1.受重力的作用；初速度不够大 2.水平初速度足够大 2.宇宙速度 ［过渡语］从上面学习可知，当平抛物体的初速度足够大时就可成为卫星.那么，大到什么程度就叫足够大了呢？下面我们来讨论这一个问题.A.基础知识

请同学们阅读第二部分——宇宙速度，同时考虑下面几个问题.［投影出示］

1.卫星环绕地球运转的动力学方程是什么？

2.为什么向高轨道发射卫星比向低轨道发射要困难？

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？ ［学生活动］阅读课文，找出相应答案.1.卫星绕地球运转时做匀速圆周运动，此时的动力学方程是：F引=F心.2.向高轨道发射卫星时，火箭须克服地球对它的引力而做更多的功，对火箭的要求更高一些，所以比较困难.3.人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时所必须具有的速度叫第一宇宙速度.人造卫星绕地球做椭圆轨道运动时所具有的最大运转速度叫第二宇宙速度.人造卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙中去时，所必须具有的速度叫第三宇宙速度.B.深入探究

1.卫星绕地球运转的最小半径是多少？

2.结合卫星运转的动力学方程，推导第一宇宙速度.［学生活动］分组讨论，得出答案.1.卫星运转的最小半径近似等于地球的半径，即在地球表面绕地运转.2.由动力学方程：F引=F心

得：GMmR2V2=m

R故：v= MmR2－GM/R

①

由于万有引力近似等于物体的重力，所以动力学方程也可为：mg=F心 得：mg=mv

R2故v=gR

②

①、②两式都可用于求解人造卫星的第一宇宙速度.C.基础知识应用

1.要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是________km/s，要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于________km/s，要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于________km/s.答案：7.9;11.2;16.7 2.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（）A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度 答案：BC

三、反馈练习

1.某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是（）A.行星的半径

B.卫星的半径 C.卫星运行的线速度

D.卫星运行的周期 2.关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是（）A.如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量

B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C.原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D.一艘绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

3.一颗人造地球卫星离地面高h=3R(R为地球半径).若已知地球表面的重力加速度为g,则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________，若已知地球质量为M，万有引力常量为G，则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________.4.从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回地球被吸收，光速为c，光讯号往复经历的时间为t，地球的半径为R，月球的半径为r，月球绕地球转动的周期为T，试求地球的质量.参考答案： 1.D 2.AB

3.gR/2;gR/8R;16RgR;

MG/2;RMGR8R;

16RMGR

244.设地球质量为M，月球质量为m，则：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、本节小结

通过本节学习掌握：(1)第一宇宙速度的推导 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、作业

1.阅读本节内容.2.课本P110练习二的(3)，(4)，(5)，(6)，(7).3.思考题：

(1)发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400 km,问此卫星应发射到什么高度？

(2)宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星绕地球做匀速圆周运动时又为什么会产生完全失重现象？

4.系统复习本章内容,画出知识点结构图.六、板书设计

人造卫星的发射原理

第三篇：高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析

人造卫星 宇宙速度

教学目的:

1．了解人造卫星的有关知识

2．掌握第一宇宙速度的推导。了解第二、第三宇宙速度的意义。教学重点：第一宇宙速度的推导 教学难点：发射速度与环绕速度的区别 教学方法:启发、讲授 教学过程： 一 导入新课

1．问：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？

学生：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。

教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？ 学生进行猜想。

教师总结，并用多媒体模拟。

如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。1970年4月24日,我国发射了第一颗人造地球卫星, 到现在我国已发射了多颗人造地球卫星。1975年,我国就掌握了使卫星返回地面的回收技术,成为世界上第三个掌握这种先进技术的国家。1984年4月8日, 我国发射了一颗试验通讯卫星, 把卫星准确地运送到指定位置的同步轨道上。这是一个难度非常大的多维控制问题.同步卫星的定点成功, 标志着我国在运载火箭和卫星技术方面已加入世界先进行列。近几年,我国一直利用火箭为其它国家发射卫星。这节课我们来学习人造地球卫星的基本知识。

2．人造卫星的分类

a．轨道分类：同步卫星、极地卫星、任一轨道卫星。

b．用途分类：通讯卫星、军事卫星、气象卫星等等。3．同步卫星

1．轨道；一定在赤道上空。

2．必须有一定的高度、周期、线速度、角速度。（为什么？）

3．引入：那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？本节课我们就来学习这个问题。

二 新课教学

（一）宇宙速度

1．设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转。

①教师：卫星绕地球运转的向心力由什么力提供？

学生：由卫星所受地球的万有引力来提供。

②据上述关系你能得到什么表达式？

学生：＝mr

③所以我们得到,T=2л

教师：在公式中，M为地球质量，G为引力恒量，r为卫星轨道半径。此式为卫星绕地球正常运转的线速度(环绕速度)和运行周期表达式。

2．讨论v、T与r之间的关系：

学生：由于GM一定，r越小，线速度v越大，反之，r越大，v越小.即：r↑→v↓ 同理：r↑→T↑,对于人造卫星vmax=7.9km/s,Tmin=84.4min

教师：由此我们得到：距地面越高的卫星运转速率越小。那么，是向高轨道发射困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？

学生：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功。

3．对于靠近地面运行的人造卫星，求解它绕地球的速率

对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r近似等于地球的半径R，则

或者：mg=mv/r v

2==7.9km/s

教师：这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度。

4．讨论：

①第一宇宙速度是卫星绕地球的最大速度，为什么？

②为什么说第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度

学生讨论后，教师总结：

第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：

(1)是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小速度。

(2)是卫星进入轨道正常运转的最大环绕速度，即所有卫星的环绕速度均小于7.9km/s。

过渡：如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,此时卫星的运行轨道又如何呢？

5．教师讲解，并用多媒体模拟：

①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆。

②当卫星从地面飞出时的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，为太阳的行星这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度。

③当卫星从地面上飞出时的速度大于或等于16.7km/s,则能脱离太阳的束缚，进入太阳系以外的宇宙空间中去，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。

（二）地球同步卫星

下面我们再来研究一种卫星──同步通信卫星。这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。我们平时看电视实况转播时总听到解说员所说的太平洋上空或印度洋上空的卫星都是通讯卫星，在北京上空有没有同步卫星呢？同步卫星有何特点呢？ 若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。(让学生推导同步卫星的高度)。

同步通讯卫星的特点：1．在赤道平面内。2．与地球自转方向相同。3．高度一定。值得说明的是：卫星在发射的过程中处于超重状态，和在升降机中相同。卫星进入轨道，在正常运行的过程中，卫星中的物体处于完全失重状态，凡是工作原理与重力有关的仪器（天平，水银气压计）在卫星中都不能正常使用，凡是与重力有关的实验都无法进行。地球同步卫星是指运转周期与地球自转周期相同，与地球同步转动，相对于地面上某一点始终保持静止的人造卫星。有一下特点：

（1）周期、角速度与地球相同，即T＝24h（2）轨道确定。因为ω、T与地球相同，又在做匀速圆周运动，所以只能在赤道面上与地球自转同步，所有地球同步卫星的轨道均在赤道平面内，且离地面的高度和环绕速度相同。

三 巩固练习

1．发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400km,问此卫星应发射到什么高度？（h=-R=3.59χ104km）

2．宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星绕地球做匀速圆周运动时又为什么会产生完全失重现象？

3．在环绕地球运行的宇宙飞船的实验舱内，下面几项实验中可以正常进行的是（CD）

A．用天平称物体的质量

B．同弹簧秤称物体的重力

C．上紧闹钟上的发条

D．用体温表测宇航员的体温

4.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是(BC)A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度

C．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度

D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度

5．某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是(D)A．行星的半径

B．卫星的半径

C．卫星运行的线速度

D．卫星运行的周期

6．关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是(AB)A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量

B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的

C．原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D．一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

第四篇：物理同步练习题考试题试卷教案高一物理加速度单元练习题

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

高考网www.xiexiebang.com 加速度单元练习题

一、选择题

1.在研究下述运动时，能把物体看作质点的是 [

]

A.研究地球的自转效应

B.研究乒乓球的旋转效应

C.研究火车从南京到上海运行需要的时间

D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间

2.下列说法正确的是 [

]

A.运动物体在某一时刻的速度可能很大而加速度可能为零

B.运动物体在某一时刻的速度可能为零而加速度可能不为零

C.在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中，速度不可能增大

D.在初速度为正、加速度为正的匀变速直线运动中，当加速度减小时，它的速度也减小

3.沿一条直线运动的物体，当物体的加速度逐渐减小时，下列说法正确的是 [

]

A.物体运动的速度一定增大

B.物体运动的速度一定减小

C.物体运动速度的变化量一定减小

D.物体运动的路程一定增大

4.图1表示甲、乙两个作直线运动的物体相对于同一个坐标原点的s-t图象，下列说法中正确的是 [

]

A.甲、乙都作匀变速直线运动

B.甲、乙运动的出发点相距s1

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C.乙比甲早出发t1 时间

D.乙运动的速率大于甲运动的速率

5.对于自由落体运动，下列说法正确的是 [

]

A.在1s内、2s内、3s内……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内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1∶3∶5

D.在相邻两个1s内的位移之差都是9.8m

6.物体作匀加速直线运动，已知第 1s末的速度是 6m/s，第 2s末的速度是 8m/s，则下面结论正确的是 [

]

A.物体的初速度是 3m/s

B.物体的加速度是 2m/s2

C.任何 1s内的速度变化都是 2m/s

D.第 1s内的平均速度是 6m/s

7.如图2所示的v-t图象中，表示物体作匀减速运动的是 [

]

8.某作匀加速直线运动的物体，设它运动全程的平均速度是v1，运动到中间时刻的速度是v2，经过全程一半位置时的速度是v3，则下列关系中正确的是 [

]

A.v1＞v2＞v

3B.v1＜v2=v3

C.v1=v2＜v3

D.v1＞v2=v3

9.物体沿一条直线作加速运动，从开始计时起，第1s内的位移是1m，第2s内的位移是2m，第3s内的位移是3m，第4s内的位移是4m，由此可知 [

]

A.此物体一定作匀加速直线运动

B.此物体的初速度是零

C.此物体的加速度是1m/s

2D.此物体在前4s内的平均速度是2.5m/s

10.某物体作匀加速直线运动，先后通过A、B两点，经A点时速度是vA，经B点时速度是vB，则下列说法正确的是 [

] 学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

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D.通过AB段的中点时的瞬时速度等于 AB段的位移和所用时间的比值

11.几个作匀变速直线运动的物体，在相同时间内位移最大的是 [

]

A.加速度最大的物体

B.初速度最大的物体

C.末速度最大的物体

D.平均速度最大的物体

12.图3是甲乙两物体从同一地点沿同一方向运动的速度图线，其中t2=2t1，则 [

]

A.在t1 时刻乙物体在前，甲物体在后

B.甲的加速度比乙大

C.在t1时刻甲乙两物体相遇

D.在t2 时刻甲乙两物体相遇

二、填空题

13.质点从坐标原点O沿y轴方向运动到y＝4m后，又沿x轴负方向运动到坐标为（-3，4）的B点，则质点从O运动以B通过的路程是________m，位移大小是_________m。

14.物体从静止开始作匀加速直线运动，第2s内的位移是6m，则其加速度是______m/s2，5s内的位移是________m，它运动最初18m的时间是______s，速度从6m/s增大到10m/s所发生的位移是__________m.15.一辆汽车沿平直公路运动，以速度v1＝25m/s匀速通过前1/3路程，以速度v2＝50m/s通过其余2/3路程，则汽车在全程中的平均速度是______m/s.学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

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16.子弹恰能穿过3块叠放在一起的同样厚的木板（即穿过第3块木板后子弹速度减小为零）.设子弹在木板里运动的加速度是恒定的，则子弹依次穿过3块木板所用的时间之比为_____________.17.某物体作直线运动的速度一时间图象如图4所示.根据图象回答：

（1）物体在OA段作________运动，加速度为__________m/s2，在AB段作________运动，加速度是_________m/s2.（2）物体在2s末的速度是________m/s.（3）物体的最大位移是__________m.18.在测定匀变速直线运动加速度的实验中，将以下步骤的代号按合理顺序填空写在横线上：_____________.（A）拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带；

（B）将打点计时器固定在平板上，并接好电路；

（C）把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码；

（D）断开电源，取下纸带；

（E）将平板一端抬高，轻推小车，使小车恰能在平板上作匀速运动；

（F）将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；

（G）换上新的纸带，再重复做两三次.19.某学生的实验纸带如图5，取O为起始计数点，每隔相同时间T的计数点分别为A、B、C、D、E、F，每相邻两点间距离依次为S1、S2、S3、S4、S5、S6，若取每隔3T的时间计算加速度，则平均加速度为________.学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

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20.某次实验纸带的记录如图6所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打5个点取1个计数点，则小车通过D点时速度是________m/s，小车运动的加速度是________m/s2.（打点计时器的电源频率是50Hz）

三、计算题

21.一质点从静止开始作直线运动，第1s内以加速度a＝1m/s2运动，第2s内加速度a＇＝-1m/s2，第3s又以a＝1m/s2运动，第4s内加速度a＇＝-1m/s2，如此反复，经100s此质点的总位移多大？

22.甲车以加速度3m/s2由静止开始作匀加速直线运动，乙车落后2s钟在同一地点由静止开始，以加速度4m/s2作匀加速直线运动，两车的运动方向相同，求：

（1）在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是多少？

（2）乙车出发后经多长时间可追上甲车？此时它们离开出发点多远？

单元练习题答案

一、选择题

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

10.AB 11.D 12.AD 学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

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二、填空题

13.7，5 4，50，3，8

15.37.5

17.初速度为零的匀加速直线，1，初速度为4m/s的匀减速直线，-2，2，12

18.E B F C A D G

20.2.48，6.18

三、计算题

21.50m，22.24m，12.9s，332.8m

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第五篇：物理同步练习题考试题试卷教案高一物理力学典型例题（范文模版）

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高考网www.xiexiebang.com 高中物理力学典型例题

1、如图1-1所示，长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个重为12牛的物体。平衡时，绳中张力T=＿＿＿＿

分析与解：本题为三力平衡问题。其基本思路为：选对象、分析力、画力图、列方程。对平衡问题，根据题目所给条件，往往可采用不同的方法，如正交分解法、相似三角形等。所以，本题有多种解法。

解法一：选挂钩为研究对象，其受力如图1-2所示，设细绳与水平夹角为α，由平衡条件可知：2TSinα=F，其中F=12牛，将绳延长，由图中几何条件得：Sinα=3/5，则代入上式可得T=10牛。

解法二：挂钩受三个力，由平衡条件可知：两个拉力（大小相等均为T）的合力F’与F大小相等方向相反。以两个拉力为邻边所作的平行四边形为菱形。如图1-2所示，其中力的三角形△OEG与△ADC相似，则： 得：牛。

想一想：若将右端绳A 沿杆适当下移些，细绳上张力是否变化？

（提示：挂钩在细绳上移到一个新位置，挂钩两边细绳与水平方向夹角仍相等，细绳的张力仍不变。）

2、如图2-1所示，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮的距离相等。在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过程中，保持C、D两端的拉力F不变。

（1）当物块下落距离h为多大时，物块的加速度为零？（2）在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力F做功W为多少？（3）求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H？

分析与解：物块向下先作加速运动，随着物块的下落，两绳间的夹角逐渐减小。因为绳子对物块的拉力大小不变，恒等于F，所以随着两绳间的夹角减小，两绳对物块拉力的合力将逐渐增大，物块所受合力逐渐减小，向下加速度逐渐减小。当物块的合外力为零时，速度达到最大值。之后，因为两绳间夹角继续减小，物块所受合外力竖直向上，且逐渐增大，物块将作加速度逐渐增大的减速运动。当物块下降速度减为零时，物块竖直下落的距离达到最大值H。

当物块的加速度为零时，由共点力平衡条件可求出相应的θ角，再由θ角求出相应的距离h，进而求出克服C端恒力F所做的功。

对物块运用动能定理可求出物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H。

（1）当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块下降距离为h。因为F恒等于mg，所以绳对物块拉力大小恒为mg，由平衡条件知：2θ=120°，所以θ=60°，由图2-2知：

h=L*tg30°= L

[1]

-L

[2]（2）当物块下落h时，绳的C、D端均上升h’，由几何关系可得：h’=克服C端恒力F做的功为：W=F*h’

[3] 学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

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高考网www.xiexiebang.com 由[1]、[2]、[3]式联立解得：W=（-1）mgL（3）出物块下落过程中，共有三个力对物块做功。重力做正功，两端绳子对物块的拉力做负功。两端绳子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。因为物块下降距离h时动能最大。由动能定理得：mgh-2W=

[4] 将[1]、[2]、[3]式代入[4]式解得：Vm=

当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值H，绳C、D上升的距离为H’。由动能定理得：mgH-2mgH’=0，又H’=-L，联立解得：H=。

3、如图3-1所示的传送皮带，其水平部分 ab=2米，bc=4米，bc与水平面的夹角α=37°，一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ=0.25，皮带沿图示方向运动，速率为2米/秒。若把物体A轻轻放到a点处，它将被皮带送到c点，且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。

分析与解：物体A轻放到a点处，它对传送带的相对运动向后，传送带对A的滑动摩擦力向前，则 A 作初速为零的匀加速运动直到与传送带速度相同。设此段时间为t1，则：

a1=μg=0.25x10=2.5米/秒

2t=v/a1=2/2.5=0.8秒

设A匀加速运动时间内位移为S1，则：

设物体A在水平传送带上作匀速运动时间为t2，则设物体A在bc段运动时间为t3，加速度为α2，则： α2=g*Sin37°-μgCos37°=10x0.6-0.25x10x0.8=4米/秒2

解得：t3=1秒（t3=-2秒舍去）

所以物体A从a点被传送到c点所用的时间t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4秒。

4、如图4-1所示，传送带与地面倾角θ=37°，AB长为16米，传送带以10米/秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千克的物体，它与传送带之间的动摩擦系数为μ=0.5，求：（1）物体从A运动到B所需时间，（2）物体从A 运动到B 的过程中，摩擦力对物体所做的功（g=10米/秒2）

分析与解：（1）当物体下滑速度小于传送带时，物体的加速度为α1,（此时滑动摩擦力沿斜面向下）则：

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t1=v/α1=10/10=1米

当物体下滑速度大于传送带V=10米/秒 时，物体的加速度为α2（此时f沿斜面向上）则：

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：如图4-1所示，传送带不动时，物体由皮带顶端A从静止开始下滑到皮带底端B用的时间为t，则：（请选择）

A.当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定大于t。

B.当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定等于t。

C.当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间可能等于t。

D.当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间可能小于t。（B、C、D）

5、如图5-1所示，长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总质量为4千克，现对筒施加一竖直向下、大小为21牛的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5秒时间，小球恰好跃出筒口。求：小球的质量。（取g=10m/s2）

分析与解：筒受到竖直向下的力作用后做竖直向下的匀加速运动，且加速度大于重力加速度。而小球则是在筒内做自由落体运动。小球跃出筒口时，筒的位移比小球的位移多一个筒的长度。

设筒与小球的总质量为M，小球的质量为m，筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下做初速为零的匀加速运动，设加速度为a；小球做自由落体运动。设在时间t内，筒与小球的位移分别为h1、h2（球可视为质点）如图5-2所示。

由运动学公式得：

又有：L=h1-h2 代入数据解得：a=16米/秒2

又因为筒受到重力(M-m)g和向下作用力F，据牛顿第二定律：

F+(M-m)g=(M-m)a 得：

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6、如图6-1所示，A、B两物体的质量分别是m1和m2，其接触面光滑，与水平面的夹角为θ，若A、B与水平地面的动摩擦系数都是μ，用水平力F推A，使A、B一起加速运动，求：（1）A、B间的相互作用力（2）为维持A、B间不发生相对滑动，力F的取值范围。

分析与解：A在F的作用下，有沿A、B间斜面向上运动的趋势，据题意，为维持A、B间不发生相对滑动时，A处刚脱离水平面，即A不受到水平面的支持力，此时A与水平面间的摩擦力为零。

本题在求A、B间相互作用力N和B受到的摩擦力f2时，运用隔离法；而求A、B组成的系统的加速度时，运用整体法。

（1）对A受力分析如图6-2（a）所示，据题意有：N1=0，f1=0 因此有：Ncosθ=m1g [1] , F-Nsinθ=m1a [2] 由[1]式得A、B间相互作用力为：N=m1g/cosθ

（2）对B受力分析如图6-2（b）所示，则：N2=m2g+Ncosθ [3] , f2=μN2 [4] 将[1]、[3]代入[4]式得： f2=μ(m1+ m2)g 取A、B组成的系统，有：F-f2=(m1+ m2)a [5] 由[1]、[2]、[5]式解得：F=m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2

故A、B不发生相对滑动时F的取值范围为：0＜F≤m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2

想一想：当A、B与水平地面间光滑时，且又m1=m2=m时，则F的取值范围是多少？(0＜F≤2mgtgθ＝。

7、某人造地球卫星的高度是地球半径的15倍。试估算此卫星的线速度。已知地球半径R=6400km，g=10m/s2。

分析与解：人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的引力提供，设地球与卫星的质量分别为M、m，则：=

[1]

[2] 又根据近地卫星受到的引力可近似地认为等于其重力，即：mg= [1]、[2]两式消去GM解得：V==

=2.0X103 m/s 说明：n越大(即卫星越高)，卫星的线速度越小。若n=0，即近地卫星，则卫星的线速度为V0==7.9X103m/s，这就是第一宇宙速度，即环绕速度。

8、一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的内径大得多。在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）。A球的质量为m1，B球的质量为m2。它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为V0。设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与V0应满足的关系式是。

分析与解：如图7-1所示，A球运动到最低点时速度为V0，A球受到向下重力mg和细管向上弹力N1的作用，其合力提供向心力。那么，N1-m1g=m1 [1] 这时B球位于最高点，速度为V1，B球受向下重力m2g和细管弹力N2作用。球作用于细管的力是N1、N2的反作用力，要求两球作用于细管的合力为零，即要求N2与N1等值反向，N1=N2 [2]，且N2方向一定向下，对B球：N2+m2g=m2B球由最高点运动到最低点时速度为V0，此过程中机械能守恒：

[3]

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高考网www.xiexiebang.com 即m2V12+m2g2R=m2V02 [4] 由[1][2][3][4]式消去N1、N2和V1后得到m1、m2、R与V0满足的关系式是：

(m1-m2)+(m1+5m2)g=0 [5] 说明：（1）本题不要求出某一物理量，而是要求根据对两球运动的分析和受力的分析，在建立[1]-[4]式的基础上得到m1、m2、R与V0所满足的关系式[5]。（2）由题意要求两球对圆管的合力为零知，N2一定与N1方向相反，这一点是列出[3]式的关键。且由[5]式知两球质量关系m1＜m2。

9、如图8-1所示，质量为m=0.4kg的滑块，在水平外力F作用下，在光滑水平面上从A点由静止开始向B点运动，到达B点时外力F突然撤去，滑块随即冲上半径为 R=0.4米的1/4光滑圆弧面小车，小车立即沿光滑水平面PQ运动。设：开始时平面AB与圆弧CD相切，A、B、C三点在同一水平线上，令AB连线为X轴，且AB=d=0.64m，滑块在AB面上运动时，其动量随位移的变化关系为P=1.6

kgm/s，小车质量M=3.6kg，不计能量损失。求：(1)滑块受水平推力F为多大?(2)滑块通过C点时，圆弧C点受到压力为多大?(3)滑块到达D点时，小车速度为多大?(4)滑块能否第二次通过C点? 若滑块第二次通过C点时，小车与滑块的速度分别为多大?(5)滑块从D点滑出再返回D点这一过程中，小车移动距离为多少?(g取10m/s2)

分析与解：(1)由P=1.6 VB=1.6/m=1.6=mv，代入x=0.64m，可得滑块到B点速度为：

=3.2m/s A→B，由动能定理得：FS=mVB2

所以 F=mVB2/(2S)=0.4X3.22/(2X0.64)=3.2N(2)滑块滑上C立即做圆周运动，由牛顿第二定律得：

N-mg=mVC2/R 而VC=VB 则

N=mg+mVC2/R=0.4X10+0.4X3.22/0.4=14.2N(3)滑块由C→D的过程中，滑块和小车组成系统在水平方向动量守恒，由于滑块始终紧贴着小车一起运动，在D点时，滑块和小车具有相同的水平速度VDX。由动量守恒定律得：mVC=(M+m)VDX

所以 VDX=mVC/(M+m)=0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.32m/s(4)滑块一定能再次通过C点。因为滑块到达D点时，除与小车有相同的水平速度VDX外，还具有竖直向上的分速度VDY，因此滑块以后将脱离小车相对于小车做竖直上抛运动(相对地面做斜上抛运动)。因题中说明无能量损失，可知滑块在离车后一段时间内，始终处于D点的正上方(因两者在水平方向不受力作用，水平方向分运动为匀速运动，具有相同水平速度)，所以滑块返回时必重新落在小车的D点上，然后再圆孤下滑，最后由C点离开小车，做平抛运动落到地面上。由机械能守恒定律得： mVC2=mgR+(M+m)VDX2+mVDY

2所以学而思教育·学习改变命运 思考成就未来！

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高考网www.xiexiebang.com 以滑块、小车为系统，以滑块滑上C点为初态，滑块第二次滑到C点时为末态，此过程中系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒(注意：对滑块来说，此过程中弹力与速度不垂直，弹力做功，机械能不守恒)得：

mVC=mVC'+MV 即mVC2=mVC'2+MV2

上式中VC'、V分别为滑块返回C点时，滑块与小车的速度，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(与V反向)(5)滑块离D到返回D这一过程中，小车做匀速直线运动，前进距离为： △S=VDX2VDY/g=0.32X2X1.1/10=0.07m

10、如图9-1所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=1kg的小铁块，现给铁块一个水平向左速度V0=4m/s，铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求铁块与弹簧相碰过程中，弹性势能的最大值EP。

分析与解：在铁块运动的整个过程中，系统的动量守恒，因此弹簧压缩最大时和铁块停在木板右端时系统的共同速度（铁块与木板的速度相同）可用动量守恒定律求出。在铁块相对于木板往返运动过程中，系统总机械能损失等于摩擦力和相对运动距离的乘积，可利用能量关系分别对两过程列方程解出结果。

设弹簧压缩量最大时和铁块停在木板右端时系统速度分别为V和V'，由动量守恒得：mV0=(M+m)V=(M+m)V' 所以，V=V’=mV0/(M+m)=1X4/(3+1)=1m/s 铁块刚在木板上运动时系统总动能为：EK=mV02=0.5X1X16=8J

弹簧压缩量最大时和铁块最后停在木板右端时，系统总动能都为：

EK'=(M+m)V2=0.5X(3+1)X1=2J 铁块在相对于木板往返运过程中，克服摩擦力f所做的功为：

Wf=f2L=EK-EK'=8-2=6J 铁块由开始运动到弹簧压缩量最大的过程中，系统机械能损失为：fs=3J

由能量关系得出弹性势能最大值为：EP=EK-EK'-fs=8-2-3=3J 说明：由于木板在水平光滑平面上运动，整个系统动量守恒，题中所求的是弹簧的最大弹性势能，解题时必须要用到能量关系。在解本题时要注意两个方面：1.是要知道只有当铁块和木板相对静止时(即速度相同时)，弹簧的弹性势能才最大；弹性势能量大时，铁块和木板的速度都不为零；铁块停在木板右端时，系统速度也不为零。

2.是系统机械能损失并不等于铁块克服摩擦力所做的功，而等于铁块克服摩擦力所做的功和摩擦力对木板所做功的差值，故在计算中用摩擦力乘上铁块在木板上相对滑动的距离。

11、如图10-1所示，劲度系数为 K的轻质弹簧一端与墙固定，另一端与倾角为θ的斜面体小车连接，小车置于光滑水平面上。在小车上叠放一个物体，已知小车质量为 M，物体质量为m，小车位于O点时，整个系统处于平衡状态。现将小车从O点拉到B点，令OB=b，无初速释放后，小车即在水平面B、C间来回运动，而物体和小车之间始终没有相对运动。求：

(1)小车运动到B点时的加速度大小和物体所受到的摩擦力大小。

(2)b的大小必须满足什么条件，才能使小车和物体一起运动过程中，在某一位置时，物体和小车之间的摩擦力为零。分析与解：

(1)所求的加速度a和摩擦力f是小车在B点时的瞬时值。取M、m和弹簧组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律：kb=(M+m)a 所以a=kb/(M+m)。

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高考网www.xiexiebang.com 取m为研究对象，在沿斜面方向有：f-mgsinθ=macosθ

所以，f=mgsinθ+mcosθ=m(gsinθ+cosθ)

(2)当物体和小车之间的摩擦力的零时，小车的加速度变为a'，小车距O点距离为b'，取m为研究对象，有：mgsinθ=ma'cosθ

取M、m和弹簧组成的系统为研究对象，有：kb'=(M+m)a' 以上述两式联立解得：b'=(M+m)gtgθ

说明：在求解加速度时用整体法，在分析求解m受到的摩擦力时用隔离法。整体法和隔离法两者交互运用是解题中常用的方法，希读者认真掌握。

12、如图11-1所示，一列横波t时刻的图象用实线表示，又经△t=0.2s时的图象用虚线表示。已知波长为2m，则以下说法正确的是：（）A、若波向右传播，则最大周期是2s。B、若波向左传播，则最大周期是2s。C、若波向左传播，则最小波速是9m/s。D、若波速是19m/s，则传播方向向左。分析与解：

若向右传播，则传播0.2m的波数为0.2m/2m=0.1，则，△t=(n+0.1)T(n=0、1、2、3……)所以T=△t/(n+0.1)=0.2/(n+0.1)当n=0时，周期有最大值Tmax=2s，所以A正确。

若向左传播，则在0.2s内传播距离为(2-0.2)m=1.8m，传过波数为1.8m/2m=0.9，则，△t=(n+0.9)T(n=0、1、2、3……)所以T=△t/(n+0.9)=0.2/(n+0.9)当n=0时，周期有最大值Tmax≈0.22S，所以B错。

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)当n=0时，波速最小值为Vmin=9m/s，所以C正确。

当n=1时 V=19m/s，所以D正确。

故本题应选A、C、D。

说明：解决波动问题要注意：由于波动的周期性(每隔一个周期T或每隔一个波长λ)和波的传播方向的双向性，往往出现多解，故要防止用特解来代替通解造成解答的不完整。

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