1.下列加點字注音有誤的一項是
A.穩(wěn)健(jiàn) 踱步(duó) 頓時(dùn) 恪守不渝(kè)
B.酣暢(hān) 欺侮(wǔ) 瘦削(xuē) 含英咀華(jǔ)
C.景仰(yǎng) 激亢(háng) 拋擲(zhì) 垂涎三尺(xián)
D.寒暄(xuān) 焦灼(zhuó) 陰涼(yīn) 涕泗交流(tì)
4、離心運動
做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用,它會怎樣運動呢?如果物體受的合力不足以提供向心力,它會怎樣運動呢?發(fā)表你的見解并說明原因。(做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用,它會沿切線飛出去,如體育中的“鏈球”運動,運動員手一放后,“鏈球”馬上飛了出去。)
如果向心力突然消失,物體由于慣性,會沿切線方向飛出去。
如果物體受的合力不足以提供向心力,物體雖不能沿切線方向飛出去.但會逐漸遠離圓心.這兩種運動都叫做離心運動。
討論與思考:請同學(xué)們結(jié)合生活實際,舉出物體做離心運動的例子,在這些例子中,離心運動是有益的還是有害的?你能說出這些例子中離心運動是怎樣發(fā)生的嗎?
課堂訓(xùn)練
例題1:雜技演員在做水流星表演時,用繩系著裝有水的水桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,若水的質(zhì)量m=0.5 kg,繩長l=60cm,求:(1)最高點水不流出的最小速率,(2)水在最高點速率v=3 m/s時,水對桶底的壓力。
點評:抓住臨界狀態(tài),找出臨界條件是解決這類極值問題的關(guān)鍵。
思考:若本題中將繩換成輕桿,將桶換成球,上面所求的臨界速率還適用嗎?
例題2:如圖6.8-4所示,在水平固定的光滑平板上,有一質(zhì)量為M的質(zhì)點P,與穿過中央小孔H的輕繩一端連著,平板與小孔是光滑的,用手拉著繩子下端,使質(zhì)點做半徑為d、角速度為ω的勻速四周運動,若繩子迅速放松至某一長度^而拉緊,質(zhì)點就能在以半徑為b的圓周上做勻速圓周運動,求質(zhì)點由半徑a到b所需的時間及質(zhì)點在半徑為b的圓周上運動的角速度?
例題3:一根長l=0.625 m的細繩,一端拴一質(zhì)量m=0.4 kg的小球,使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運動,求:(1)小球通過最高點時的最小速度;(2)若小球以速度v=3.0m/s通過圓周最高點時,繩對小球的拉力多大?若此時繩突然斷了,小球?qū)⑷绾芜\動?
課外訓(xùn)練
(1)如圖6.8-7所示,汽車以一定的速度經(jīng)過一個圓弧形橋面的頂點時,關(guān)于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況,以下說法正確的是………( )
A.在豎直方向汽車受到三個力:重力、橋面的支持力和向心力
B.在豎直方向汽車只受兩個力:重力和橋面的支持力
C.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力
D.汽車對橋面的壓力大于汽車的重力
(2)一輛汽車以速度。勻逮轉(zhuǎn)彎,若車輪與地面間的最大靜摩擦力為車重的k倍,求汽車轉(zhuǎn)彎的最小半徑?
(3)一根原長為20cm的輕質(zhì)彈簧,勁度系數(shù)k=20 N/m,一端拴著一個質(zhì)量為1 kg的小球,在光滑的水平面上繞另一端做勻速圓周運動,此時彈簧的實際長度為25 cm,如圖6.8-8所示。求:小球運動的線速度為多大?小球運動的周期為多大?
(4)一細繩拴一質(zhì)量m=100 g的小球,在豎直平面內(nèi)傲半徑R=40 cm的圓周運動,取g=10 m/s2,求;小球恰能通過圓周最高點時的速度,小球以v=3.0 m/s的速度通過圓周最低點時,繩對小球的拉力;小球v2=5.0m/s的速度通過圓周最低點時,繩對小球的拉力?
(5)質(zhì)量為m=0.02 kg的小球,與長為l=0.4 m的不計質(zhì)量的細桿一端連接,以桿的另一端為軸,在豎直面內(nèi)做圓周運動,當小球運動到最高點.速度分別為v1=0,v2=l m/s,v3=2 m/s,v4=4 m/s時,桿分別對小球施加什么方向的力?大小如何?
(6)一架滑翔機以180km/h的速率,沿著半徑為1 200m的水平圓弧飛行,計算機翼和水平面間夾角的正切值。(取g=10m/s2)
(7)一輛m=2.0X103 kg的汽車在水平公路上行駛,經(jīng)過半徑r=50m的彎路時,如果車速v=72 km/h,這輛汽車會不會發(fā)生側(cè)滑?已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力Fmax=1.4×104 N.
(8)如圖6.8-9所示,圓弧形拱橋AB的圓弧半徑為40 m,橋高l0m,一輛汽車通過橋中央時橋受壓力為車重的1/2,汽車的速率多大?若汽車通過橋中央時對橋恰無壓力,汽車的落地點離AB中點P多遠?
3、航天器中的失重現(xiàn)象
從剛才研究的一道例題可以看出,當汽車通過拱形橋凸形橋面頂點時,如果車速達到一定大小,則可使汽車對橋面的壓力為零,如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”,則情形如何呢?會不會出現(xiàn)這樣的情況;速度達到一定程度時,地面對車的支持力是零?這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時可能有什么感覺?
假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M,它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運動,其軌道半徑近似等于地球半徑R,航天員質(zhì)量為m,宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力,試求座艙對宇航員的支持力,此時飛船的速度多大?通過求解,你可以得出什么結(jié)論?(運用牛頓第二定律可解得:宇宙飛船的速度為,再對宇航員進行分析可得,此時座椅對宇航員的支持力為零,即航天員處于失重狀態(tài)。)
2、拱形橋
問題:質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛,若橋面的圓弧半徑為只R,試畫出受力分析圖,分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力?通過分析,你可以得出什么結(jié)論?
在最高點,對汽車進行受力分析,確定向心力的來源;由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力:由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力:F’N=G-mv2/r 可見,汽車對橋的壓力F’N小于汽車的重力G,并且壓力隨汽車速度的增大而減小。
請同學(xué)們進一步考慮當汽車對橋的壓力剛好減為零時,汽車的速度有多大。當汽車的速度大于這個速度時,會發(fā)生什么現(xiàn)象?(把 F’N=0代人上式可得,此時汽車的速度為,當汽車的速度大于這個速度時,就會發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象我們在電影里看到過。)
下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點時,汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些?(汽車通過凹形橋最低點時,汽車對橋的壓力比汽車的重力大。)
如果汽車不在拱形橋的最高點或最低點,前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運用,又如何來研究這一問題呢?(前面的結(jié)論能直接運用,不過此時物體的向心加速度不等于物體的實際加速度,即要用上一節(jié)研究變速圓周運動的方法來處理。)
課堂訓(xùn)練
例1:一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車,駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s的速度通過橋面最低點時,對橋面壓力是多大?
(2)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點時,對橋面壓力是多大?
(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力?
解:(1)汽車通過凹形橋面最低點時,在水平方向受到牽引力F和阻力f,在豎直方向受到橋面向上的支持力N1和向下的重力G=mg,如圖6.8-2所示:
圓強形軌道的圓心在汽車上方,支持力Nl與重力G=mg的合力為N1-mg,這個合力就是汽車通過橋面最低點時的向心力,即F向=N1-mg。由向心力公式有:N1-mg= mv2/R
6.8-1并提出問題:火車受幾個力作用?這幾個力的關(guān)系如何?
火車受到4個力的作用,各為兩對平衡力,即合外力為零。其中重力和支持力的合力為零,牽引力和摩擦力的合力為零,那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢?
提出問題:
(1)轉(zhuǎn)彎與直線前進有何不同?(2)畫出受力示意圖,并結(jié)合運動情況分析各力的關(guān)系?(轉(zhuǎn)彎時火車的速度方向在不斷變化,故其一定有加速度,其合外力一定不為零。)
轉(zhuǎn)彎時合外力不為零,即需要提供向心力,而平直路前行不需要,那么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的?進一步受力分析得:需增加的一個向心力(效果力),由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。
問題:擠壓的后果會怎樣?(由于火車質(zhì)量、速度比較大,故所需向心力也很大。這樣的話,輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大,導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞,軌緣也容易損壞。)
那么應(yīng)該如何解決這一實際問題,結(jié)合學(xué)過的知識加以討論,提出可行的解決方案,并畫出受力圖,加以定性說明。
交流與討論:學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力,結(jié)合知識點設(shè)計方案,結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解…… 如圖6.8-l所示:
(火車受的重力和支持力的合力提供向心力,對內(nèi)外軌都無擠壓,這樣就達到了保護鐵軌的目的。)請同學(xué)們運用剛才的分析進一步討論:實際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
1、鐵路的彎道
復(fù)習(xí)提問:請同學(xué)們回顧并敘述出對于圓周運動你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識?(用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運動物體的運動快慢;知道了圓周運動一定是變速運動,一定具有加速度;掌握了對于圓周運動的有關(guān)問題還必須通過運用牛頓第二定律去認真分析和處理。)
25.(15分)
某芳香族化合物A發(fā)生以下反應(yīng):(已知B的相對分子質(zhì)量為108.有機玻璃的結(jié)構(gòu)簡式為
。)
回答下列問題:
(1)A的分子式為 。
(2)G的結(jié)構(gòu)簡式 。
(3)B→D的反應(yīng)類型 ,H-→I的反應(yīng)類型 。
(4)C→H的反應(yīng)方程式 。
D→E的反應(yīng)方程式 。
(5)符合以下條件的M的同分異構(gòu)體有 種(不包括M)
①含有苯環(huán)結(jié)構(gòu) ②含有
寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式 。
24.(15分)
請設(shè)計實驗:用MnO2與濃鹽酸制備純凈、干燥的Cl2,其他藥品與試劑任選。
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)在下面方框中,A表示有分液漏斗和圓底燒瓶組成的氣體發(fā)生器,請在虛線框內(nèi)的A后完成該反應(yīng)的實驗裝置示意圖(夾持裝置、連接膠管不必畫出,需要加熱的儀器下方用△標出),按氣流方向在每件儀器下方標出字母B、C……;其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡易表示如下:
(3)根據(jù)方框中的裝置圖,完成下表(若無需填寫,則在表格中寫“無”)
儀器符號 |
儀器中所加物質(zhì) |
作用 |
A |
MnO2、濃鹽酸 |
MnO2與濃鹽酸生成Cl2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4)KMnO2與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)也可以得到Cl2,請寫出該反應(yīng)的離子方程式 。
(5)請寫出Cl2在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生等方面的用途 。(寫出兩種即可)
(6)將Cl2與SO4分別通人品紅溶液,都能使品紅褪色。簡述用褪色的溶液區(qū)別二者的實驗方法!
23.(12分)某溫度時,在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)CO和H2反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z,它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表所示。
t/min |
CO/mol |
H2/mol |
Z/mol |
0 |
1.00 |
1.00 |
0.00 |
1 |
0.90 |
0.80 |
0.10 |
3 |
0.75 |
0.50 |
0.25 |
5 |
0.65 |
0.30 |
0.35 |
7 |
0.55 |
0.10 |
0.45 |
9 |
0.55 |
0.10 |
0.45 |
10 |
0.55 |
0.10 |
0.45 |
(1)(根據(jù)上表中數(shù)據(jù),在下圖中畫出CO、z的物質(zhì)的量的濃度(c)隨時間(t)變化的曲線:
(2)體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(3)在3-5 min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率: 。
(4)圖2表示該反應(yīng)進行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時反應(yīng)的能量變化,曲線b表示使用催化劑后的能量變化。該反應(yīng)是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
(5)恒容條件下,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有 (選填序號)。
a.升高溫度 b.使用催化劑 C.再充人2 mol H2 d.再充人2 mol He
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