人教版高中物理必修二第7章主题提升课1曲线运动万有引力定律与相对论初步学案

这是一份人教版高中物理必修二第7章主题提升课1曲线运动万有引力定律与相对论初步学案，共4页。

主题一　运动模型的构建通过研究平抛运动、匀速圆周运动等运动形式，体会物理学化繁为简的研究方法，会用运动与相互作用的知识分析曲线运动问题。【典例1】　(2022·云南高二学业考试)曲线运动是常见的运动形式。图甲中投出的篮球在空中做曲线运动，图乙是中国(珠海)航展中飞机飞行表演的精彩镜头。关于曲线运动，下列说法正确的是(　　)A．做曲线运动的物体，其速度方向一定变化B．做曲线运动的物体，其速度大小一定变化C．物体受恒力作用，不可能做曲线运动D．物体受变力作用，一定做曲线运动A　[做曲线运动的物体速度方向沿轨迹切线方向，所以速度方向时刻在变，但是大小不一定变化，如匀速圆周运动，故A正确，B错误；物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不共线，故恒力作用下也可以做曲线运动，如匀变速曲线运动，故C错误；物体受变力作用，如果这个力只是大小发生变化而方向与速度方向共线，则物体一定做直线运动，故D错误。]【典例2】　(2022·北京二中高一期中)在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图丙所示)，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v1。在修建一些急转弯的公路时，通常也会将弯道设置成外高内低(如图丁所示)，当汽车以规定的行驶速度转弯时，可不受地面的侧向摩擦力，设此时的速度大小为v2，重力加速度为g。以下说法中正确的是(　　)A．火车弯道的半径R＝v12gB．当火车速率大于v1时，外轨将受到轮缘的挤压C．当汽车速率大于v2时，汽车一定会向弯道外侧“漂移”D．当汽车质量改变时，规定的行驶速度v2也将改变B　[火车转弯时设轨道平面与水平面的夹角为θ，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，则有mg tan θ＝mv1 2R，解得R＝v1 2gtanθ，A错误；当火车速率大于v1时，重力与支持力的合力不足够提供向心力，火车做离心运动，对外轨有挤压的作用，B正确；当汽车速率大于v2时，汽车有向弯道外侧“漂移”的趋势，这时汽车与路面的摩擦力增大，但不一定发生“漂移”，C错误；当汽车质量改变时，规定的行驶速度不会改变，因为mg tan θ＝mv2 2R，解得v2＝gRtanθ，速度与质量无关，D错误。] 主题二　运动模型在航天技术中的应用通过对行星运动规律的学习，关注物理学定律与航天技术等现代科技的联系，了解人类对宇宙天体的探索历程，从万有引力定律的普适性认识自然界的统一性。【典例3】　(多选)(2022·广东佛山高一期末)在2022年3月23日的“空中课堂”上，航天员叶光富在距地高约440 km的中国空间站进行了水油分离实验，在太空微重力环境下水油混合物很难自动分离，但叶老师通过使装有水油混合物的小瓶做圆周运动，实现了水和油的分离。已知地球同步卫星离地高度约为36 000 km，则下列说法正确的是(　　)A．航天员在空间站所受重力近似为零B．空间站绕地球运动的速度小于7.9 km/sC．空间站绕地球运动的周期大于24 hD．空间站中分离水油混合物的原理和洗衣机脱水的原理类似BD　[航天员随空间站绕地球做圆周运动，重力提供向心力，所以航天员在空间站所受重力不近似为零，故A错误；7.9 km/s是最小的发射速度，最大的环绕速度，所以空间站绕地球运动的速度小于7.9 km/s，故B正确；地球同步卫星的运行周期为24 h，空间站的轨道高度小于同步卫星的轨道高度，由GMmr2＝mr4π2T2可得T＝4π2r3GM，所以空间站绕地球运动的周期小于24 h，故C错误；水的密度大于油的密度，在做圆周运动时更容易发生离心，所以空间站中分离水油混合物的原理和洗衣机脱水的原理类似，故D正确。] 主题三　科学无止境通过对相对论的学习，认识到科学研究包含大胆的想象和创新，科学理论既具有相对稳定性，又是不断发展的，人类对自然的探索永无止境。具有探索自然、造福人类的意识。【典例4】　(多选)关于牛顿运动定律的适用范围，下列说法正确的是(　　)A．适用于一切参考系中的力学现象B．适用于宏观物体的低速运动C．不适用于微观粒子的运动D．适用于宏观物体速度接近光速的运动现象BC　[牛顿运动定律适用于惯性参考系中的力学现象，故A错误；牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动，故B正确，D错误；牛顿运动定律不适用于微观粒子的运动，故C正确。]【典例5】　下列说法不符合相对论的观点的是(　　)A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小C．相对论认为时间和空间与物体的运动状态有关D．当物体运动的速度v远小于c时，“长度收缩”和“时间膨胀”效果可忽略不计A　[时间和空间都是相对的，没有绝对准确的时间和空间，A错误；由l＝l01-vc2可知l