2012-2013年高中物理联系实际问题分类精析 - 图文

2010-2011年高中物理联系实际问题分类精析

第一课 体育中的物理

一、要点：

1、直线运动

跳高、跳水---------竖直上抛

跳伞----------自由落体，而后匀减速

竖直杆上滑或者下滑---------匀加速或者匀减速

2、曲线运动

跳远、铅球--------斜上抛

垒球水平击出、篮球垂直撞板后---------平抛 单杆--------变速圆周运动 双人滑------匀速圆周运动

二、高考考察特征：每年必考

三、德育渗透：用体育健儿的拼搏精神激励学生

牙买加飞人博尔特

据物理学家组织网报道，在北京奥运会上，牙买加短跑运动员乌塞恩．博尔特创造了新的百米世纪纪录，成为世界上跑得最快的人，但他究竟还能跑多快？

8月16日，星期六，在北京奥运会上的百米大战中，博尔特以9.69秒的速度打破了由他保持的世界纪录(9.72秒)。在撞线之前，距离终点20米处，这名21岁的飞人甚至环顾四周，意识到自己遥遥领先后，开始放慢脚步为自己擂胸庆祝。看到他的惊人表现，很多人好奇，如果不放慢脚步跑完全程的话，博尔特的时间会是多少？或者说人类奔跑的极限究竟是多少？

以汉斯．克里斯蒂安．埃里克森为首的奥斯陆大学的物理学家们也对此感到好奇，最近，他们根据博尔特速度和加速度等因素预测了这个世界飞人究竟可以跑多快的问题。通过推断博尔特在擂胸庆祝前的速度，科学家们估算出的假设性世界纪录为9.55秒，误差数为加减0.04。

他们的估算支持博尔特教练格勒．米尔斯的说法。米尔斯在一次记者招待会上曾暗示博尔特全速跑的话，跑完全程的时间应为9.52秒，甚至更少。埃里克森称，他和同事们都对体育感兴趣，他说：“我们的研究工作起始于在苏黎世黄金联盟田径赛前，大众媒体上刊登的乌塞恩．博尔特教练的采访录。他称如果不放慢脚步，博尔特的最好成绩应该是9.52秒。这令我们感到震惊，如果拥有他的田径赛录像和一些有关他的加速度的假设，我们应该能计算出这个时间。”

为了得出结论，这些挪威科学家分析了来自美国国家广播公司、英国广播公司和挪威广播公司的不同的田径赛录像。在跑道一侧安置的移动摄像机则扮演着“标尺”的角色。科学家们依据不同假设做出两种估算。第一种估算较为保守，是假定博尔特到最后维持亚军理查德．汤普森的加速度。第二种估算是博尔特最后的加速度是0.5 m/s2，比汤普森的加速度快。根据博尔特和汤普森在经过摄像机轨道上每一条间隔线的位置录像，研究人员以时间函数的方式确定了两名运动员位置的近似值，以及他们的速度和加速度。 将这些轨迹投射在100米上，科学家们得出了他们的结论。如果博尔特最后保持汤普森的加速度，他的时间为9.61秒，误差为加减0.04秒。如果博尔特维持0.5 m/s2加速度，他的时间将是9.55 秒，误差为加减0.04秒。埃里克森说：“刚开始时，我们只是觉得有趣，但后来我们意识到，这样的结果可能真的非常有趣，也可能对更多的人有用，而不只是原来预想的目标读者。于是，我们改成以半严肃的方式完成了这篇论文。尤其是，我们认为这可能是一个用于教育和更多目的的简单物理学的有趣例子，因此，我们把这篇论文发表在《美国物理学杂志》上。”

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埃里克森强调，这项研究是“趣味物理学”的一部分，考虑它的结论不该太严肃。这些物理学家解释，他们对博尔特可能时间的估算有一定的误差，误差为加减0.04秒，而且这种不确定性源自科学家对博尔特加速度假设的统计的不确定性。例如，屏幕时钟的精确度，屏幕时钟与体育场时钟的差异。

另一个可能的不确定性是可能博尔特跑到终点精疲力尽了。但是，通过主观观察，科学家们指出：“从他撞线时的面部表情判断，我们的假设不是似是而非。” 风速是另一个因素，虽然在这次北京田径赛期间，跑道上的风速经测量可以忽略。但是，物理学家指出，在风力条件良好——例如风速每秒2米——的状况下，博尔特的时间可减少0.1秒。鉴于这些结论，他们认为，博尔特可在短期内以9.5秒以内的成绩创造新的世界纪录。

当然，他们也从科学的角度进行了提醒。埃里克森说：“我还应该说，这次研究对新世界纪录的实际预测几乎没有什么用处。但重要的是，这是简单物理学的一个有趣的例子，很多人对此感兴趣。它的主要目的是用来普及物理学，不是定义一个新的世界纪录。尽管如此，我们相信，我们使用的方法是恰当的，如果获得更准确的数据的话，我们得到的结论还会更准确。” 练一练：

1、甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛，正僵持不下，如图所示．如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为6 000N，同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为500 N．绳上的A、B两点分别位于甲1和乙1、乙1和乙2之间．不考虑绳子的质量．下面说法正确的是（ ） A．地面对乙方队员的总的摩擦力是6 000 N B．A处绳上的张力为零 C．B处绳上的张力为500 N D．B处绳上的张力为5500N

2、在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而

竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度） （ ）

A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了mgh C．他的机械能减少了(F－mg)h D．他的机械能减少了Fh 3、一位高三学生以恒定的速率从学校教学楼的一层上到四层，该同学上楼过程中克服自身重力做的功最接近：

A．60 J B．6.0×10J C．6.0×10J D．6.0×10J

4、2006年美国NBA全明星赛非常精彩，最后东部队以2分的微弱优势取胜，本次比赛的最佳队员为东部队的詹姆斯，假设他在某次投篮过程中对篮球做功为W，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m，不计空气阻力，则篮球进筐时的动能为：（ ） A．W+mgh1 C．mgh12

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?mgh2； B．mgh2?mgh1－W；

?mgh2－W； D．W+mgh2?mgh1。

5、质量为60kg的体操运动员，做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为（忽略空气阻力， g=10m/s）

A．600N

B．2400N C．3000N D．3600N

6、在2006年2月26号闭幕的都灵冬奥会上，张丹和张昊一起以完美表演赢得了双人滑比赛

的银牌．在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起后在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两人的冰刀与冰面间的摩擦因数相同，已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远，这是由于 A．在推的过程中，张昊推张丹的力大于张丹推张昊的力

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2

B．在推的过程中，张昊对张丹的冲量大于张丹对张昊的冲量 C．在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度 D．在分开后，张丹的加速度大于张昊的加速度

参考答案：1、AD 2、BD 3、C 4、A 5、C 6、C（根据牛顿第三定律可知，作用力和反作用力是等大、反向的，A、B都不正确；由于冰刀与冰面的动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律可知加速度也大小相同，根据匀变速运动的规律可知位移大小反映初速度的大小，所以在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度，故C正确，D不正确．）

第二课 交通工具中的物理

要点：汽车、自行车

汽车上的物理知识

一、力学方面

1、汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。 2、汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力

3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力（主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反） 4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力与地面的支持力平衡

5、汽车拐弯时：①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性

6、汽车急刹车（减速）时，①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向车行方向倾倒──惯性 ;③司机用较小的力就能刹住车──杠杆原理；④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦

7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关 8、汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服

9、汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因

10、交通管理部门要求：①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害；②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏，还有减小摩擦、惯性等；③严禁车辆超速——防止急刹车时，因反应距离和制动距离过长而造成车祸

11、简单机械的应用：①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴，②调速杆，自动开关门装置是杠杆 12、汽车爬坡时要调为低速：由P=Fv，功率一定时，降低速度，可增大牵引力 13、关于速度路程，时间的计算问题；参照物与运动状态的描述问题 14、认识限速，里程，禁鸣等标志牌，了解其含义 二、声学方面

社会实践：如何消除噪声？ 三、热学方面

1、汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功 2、发动机外装有水套，用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大 3、冬天，为防冻坏水箱，入夜时要排尽水箱中的水──防止热胀冷缩的危害

4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结 5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时，会闻到浓浓的汽油味——扩散现象 6、空调车车窗玻璃设计成双层的──防止传热 7、环保汽车使用气体燃料，可减小对大气的污染 四、电学方面

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社会实践：

1、汽车的发动机如何起动？

2、汽车电动机（汽车电机）常用车载电瓶（蓄电池）供电，车载电瓶怎样充电？车载蓄电池还有何用？ 3、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面，为社么这样做？ 五、光学方面

1、汽车旁的观后镜，交叉路口的观察镜用的都是凸面镜，可以开阔视野

2、汽车在夜间行驶时，车内一般不开灯，这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像，干扰司机正确判断

3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立（底盘高大的车除外），这是因为挡风玻璃相当于平面镜车内物体易通过它成像于司机面前，影响司机的判断

4、汽车尾灯灯罩：角反射器可将射来的光线反回，保证后面车辆安全

5、汽车头灯：凹面镜反射原理，近距光灯丝在焦点附近，远距光灯丝在焦点上

自行车上的物理知识

你知道自行车上有哪些物理知识吗？下面我们来看一看。 1、 自行车上的摩擦知识。 社会实践：

① 自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹？ ② 自行车为什么能前进？

③ 刹车以后，自行车为何能停止？

④自行车哪些地方安有钢珠？为什么安钢珠？ 2、车上的杠杆、轮轴知识。

社会实践：①哪些地方用到了省力杠杆？ ②哪些地方时省力轮轴？哪些地方时费力轮轴？ 3、自行车上的气压知识。

自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。

气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏，方便进气，保证充气内胎的密封。 4、自行车上光学知识。

自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色醒目，就可以引起司机的注意。 自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识1．测量中的应用 在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n，则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。 5、力和运动的应用

社会实践：如何减小与增大摩擦？如何减震？ 6、压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。 7、简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。 8、功、机械能的知识运用

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社会实践: (1)人们在上坡时，常骑“S形”路线的原因是什么？ (2)谈一谈动能和重力势能的相互转化。 9、惯性定律的运用

社会实践：切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！为社么？

第三课 交通安全中的物理

要点：抽象出理想化物理模型

巧用几何图形、函数图像、表达式解决问题 一般具有综合性

鸟击落飞机

我们知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力量就越大。想一想：为什么？

比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会产生1500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。想一想：以上数据是怎么算出来的？里面蕴含着什么样的物理规律？

1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。

在我国也发生过类似的事情。1991年10月6日，海南海口市乐东机场，海军航空兵的一架“014号 ”飞机刚腾空而起，突然，“砰”的一声巨响，机体猛然一颤，飞行员发现左前三角挡风玻璃完全破碎，令人庆幸的是，飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞机降落在跑道上，追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。

瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。 如果一只 1.5千克的鸡与速度为每小时54千米的汽车相撞时产生的力有2800多牛顿。一次，一位汽车司机开车行使在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。

练一练：

1、某司机为确定他的汽车上所载货物的质量，他采用如下方法：已知汽车自身的质量为m0，当汽车空载时，让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上读出汽车达到的最大速度为v0。当汽车载重时，仍让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上再读出汽车达到的最大速度为vm．设汽车行驶时的阻力与总重力成正比．试根据上述提供的已知量，求出车上所载货物的质量m。

2、如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升机A，用悬索（重力可忽略不计）救护困在湖水中的伤员B．在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，A、B之间的距离以l?H?t2（式中H为直升机A

离地面的高度，各物理量的单位均为国际单位制单位）规律变化，则在这段时间内（ ）

A．悬索的拉力等于伤员的重力 B．悬索是竖直的 C．从地面看，伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动

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