教材原图与拓展 必修第二册-【优化探究】2026高考物理一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

必修第二册 　 教材原图 拓展应用 　   (1)质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。 (2)当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 一、抛体运动 教材原图 拓展应用   由图可知蜡块水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀速直线运动。   x=vxt,y=vyt v=,tan θ= 位移关系:y=x。 图5.2-2　研究蜡块的运动 教材原图 拓展应用 某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,如图所示,测得A、B间的距离为l=40 m,斜坡与水平方向的夹角为30°。不计空气阻力,g取10 m/s2。 (1)计算运动员在A处的速度大小和在空中飞行的时间。 (2)计算一下运动员在空中离坡面的最大距离。 (1)竖直方向:l·sin 30°=gt2,水平方向:lcos 30°=v0t,联立解得t=2 s,v0=10 m/s。 (2)建立以坡面为x轴、 垂直坡面为y轴的坐标系, 沿垂直坡面的方向: vy=v0sin 30°-gcos 30°·t 设运动员飞出t'时间后与坡面间距离最大,此时运动员沿y方向的分速度为0, 即v0sin 30°-gcos 30°·t'=0, 此时沿y方向的距离为 y=v0sin 30°·t'-gcos 30°·t'2= m。 图5-5 教材原图 拓展应用 在某次演习中,轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,山坡的倾角为θ,求炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比。 图5-8 由平抛运动的规律,得===。 教材原图 拓展应用   斜抛运动在水平方向不受力,加速度是0;在竖直方向只受重力,加速度是。 如果斜抛物体的初速度v0与水平方向的夹角为θ,则水平方向分速度v0x=v0cos θ,竖直方向分速度vy=v0sin θ-gt,水平位移x=v0cos θ·t,竖直位移y=v0sin θ·t-gt2。 教材原图 拓展应用 　　     变速圆周运动物体受到的合力并不严格指向运动轨迹的圆心。 Ft的作用是改变速度大小; Fn的作用是改变速度方向。 二、圆周运动 教材原图 拓展应用     小球在漏斗壁上的受力如图所示。 小球所受重力G与漏斗壁对小球的支持力FN的合力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。 教材原图 拓展应用 在O点正下方钉一个钉子A,小球从一定高度摆下。   当细绳与钉子相碰时做圆周运动的半径改变,在最低点对小球受力分析 FT-G=m 得FT=G+m 在G、m、v0一定的情况下,r越小,FT越大,绳子承受的拉力越大,绳子越容易断,即细绳与钉子相碰时,钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断。 教材原图 拓展应用   两轨间距为L,左侧垫起高度为d,火车转弯半径为R,推导火车转弯限速: F=mgtan α≈mgsin α= F=m v= 教材原图 拓展应用   向心力:G-FN=m 桥对车的支持力:FN=G-m 车对桥的压力:FN'=G-m   向心力:FN-G=m 车对路面的压力:FN'=G+m 教材原图 拓展应用   由mg-FN=m知,当v= 时座椅对驾驶员的支持力FN=0,驾驶员处于完全失重状态。   F<mω2r,离心运动; F=mω2r,圆周运动; F>mω2r,近心运动。 教材原图 拓展应用   (1)开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。 (2)开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。 开普勒第二定律告诉我们:当行星离太阳较近的时候,运行的速度较大,而离太阳较远的时候速度较小。 (3)开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等,即=k。 三、万有引力与宇宙航行 教材原图 拓展应用   牛顿虽然发现了万有引力定律,却没能给出引力常量G的值。 1798年,卡文迪什巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量G的值。   一质量为m、半径为R、密度均匀的球体,在距离球心O为2R的地方有一质量为m'的质点。现从m中挖去半径为R的球体,剩余部分对m'的万有引力F=F1-F2=-=G。 教材原图 拓展应用   (1)物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度,叫作第一宇宙速度。此速度既是卫星的最小发射速度,也是卫星环绕地球运行的最大速度,即近地卫星的速度。 v= ==7.9 km/s。 (2)如果速度大于7.9 km/s,又小于11.2 km/s,飞行器绕地球运行的轨迹就不是圆,而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s时,它就会克服地球的引力,永远离开地球。我们把11.2 km/s叫作第二宇宙速度。 (3)在地面附近发射飞行器,如果要使其挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系外,必须使它的速度等于或大于16.7 km/s,这个速度叫作第三宇宙速度。 教材原图 拓展应用   (1)α=,力不做功,W=0; (2)0≤α<,力做正功,W>0; (3)<α≤π,力做负功,W<0。   根据P=Fv,汽车上坡要使用低速挡提高牵引力。 四、机械能守恒定律 教材原图 拓展应用   在倾角为θ1的斜面上,重力所做的功为WG=mgl1cos(-θ1)=mgl1sin θ1=mgh。 同理可证,在倾角为θ2、θ3的斜面上,重力所做的功都等于mgh,故重力做的功与斜面倾角无关。 教材原图 拓展应用   质量为m的某物体在光滑水平面上运动,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2。 恒力F做的功W=Fl,根据牛顿第二定律,有F=ma 结合l= 可得F做的功W=m-m W=Ek2-Ek1 力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论叫作动能定理。 说明:动能定理也适用于变力做功和曲线运动的情况。 教材原图 拓展应用 斜面的高度为h。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下,滑到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ。   图8-5 设斜面底端到A点的距离为s,s=x- 根据动能定理,有WG+Wf=0 即mgh-(μmgs+μmgcos θ)=0 两式联立,解得x=,所以x与斜面倾角θ的大小无关。 教材原图 拓展应用   由动能定理知W=m-m 另一方面W=mgh1-mgh2 联立可得mgh1-mgh2=m-m 移项后得到m+mgh2=m+mgh1 在只有重力或弹力做功的系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。这叫作机械能守恒定律。 教材原图 拓展应用   A球质量为m,B球质量为3m,用手托住B球,轻绳刚好被拉紧时,B离地面高度为h,从释放B球到B球刚好落地,系统减小的重力势能为ΔEp=3mgh-mgh=2mgh A、B两球速度相等,系统增加的动能为 ΔEk=(m+3m)v2=2mv2 由机械能守恒ΔEp=ΔEk,得2mgh=2mv2 解得B落地时,A球的速度大小v=。 教材原图 拓展应用 轻质动滑轮下方悬 挂重物A、轻质定 滑轮下方悬挂重物 B,悬挂滑轮的轻质 细线竖直。开始时, 重物A、B处于静止 状态,释放后A、B开 始运动。已知A、B的质量相等,阻力均忽略不计。    根据滑轮的特点,B的速度是A的速度的2倍,当A上升h时,B下降2h,设这时A的速度为v,设A、B的质量都是m。 在这个过程中,系统减小的重力势能为ΔEp=mgh, 系统增加的动能为ΔEk=mv2+m(2v)2=mv2 由机械能守恒ΔEp=ΔEk,得mgh=mv2 所以A的速度为v= 。 图8-7 教材原图 拓展应用   小球由位置A至位置B(此时弹簧正好处于自由状态)过程中,在到达最大速度之前弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能,当弹簧对小球向上的弹力大小与重力大小相等时,小球的动能最大。之后,弹性势能和小球的动能转化为小球的重力势能,当弹簧恢复到自然长度时,弹性势能为0。小球由位置B至位置C时,弹簧的弹性势能为0,小球与弹簧没有能量转化。 $$