第4章 曲线运动与万有引力定律 章末提升创新应用(4)-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版多选 新教材 新高考）

章末提升创新应用(四) 授课提示：对应学生用书第111页 新教材人教版必修第二册第五章第3节拓展学习——用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹(节选部分内容，详细请查阅教材) 设计原理如图所示，物体A在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声—红外接收装置B。B盒装有B1、B2两个超声—红外接收器，并与计算机相连。B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离。从图可以看出，在这两个距离确定之后，由于B1、B2两处的距离是已知的，所以物体A的位置也就确定了。计算机可以即时给出A的坐标。…… 试题链接1　 如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h＝0.420 m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中。 (1)由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成________。 v0(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584 t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 (2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理＝＝ s＝289.8 ms，发现理论值与测量值之差约为3 ms。经检查，实验及测量无误，其原因是________。 (3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t理′，但二者之差在3～7 ms之间，且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由题表中数据可知，h一定时，小球的水平位移d与初速度v0成正比。 (2)该同学计算时重力加速度取的是10 m/s2，一般情况下应取9.8 m/s2，从而导致约3 ms的偏差。 (3)小球直径过大、小球飞过光电门需要时间或光电门传感器置于槽口的内侧，使测量值大于理论值。 答案：(1)正比　(2)计算时重力加速度取值(10 m/s2)大于实际值　(3)见解析 天体运动是牛顿运动定律的延伸，以万有引力提供向心力为背景，考查圆周运动的基本规律及高中阶段与生活、科技、航空航天、卫星导航等结合紧密的知识点。 资料1　空间站建设 中国载人空间站，简称中国空间站，是一个在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统。初期将建造三个舱段，包括一个核心舱和两个实验舱，每个规模20多吨。基本构型为T字形，核心舱居中，实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧。核心舱前端设两个对接口，接纳载人太空船对接和停靠；后端设后向对接口，用于货运飞船停靠补给。站上设气闸舱用于太空人出舱，配置机械臂用于辅助对接、补给、出舱和科学实验。 2021年4月29日，长征五号B遥二火箭把天和核心舱精准送入预定轨道。后续，长征五号B系列火箭将实验舱——“问天”和“梦天”发射升空，与天和核心舱完成对接，空间站“T”字基本构型在轨组装完成。 资料2　北斗导航系统 中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度高可靠定位、导航、授时服务，并具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 2018年12月26日，“北斗三号”基本系统开始提供全球服务。2019年9月，北斗系统正式向全球提供服务，在轨39颗卫星中包括21颗“北斗三号”卫星：有18颗运行于中圆轨道、1颗运行于地球静止轨道、2颗运行于倾斜地球同步轨道