高考物理第一轮能力提升复习：实验的误差与有效数字游标卡尺。

俗话说，磨刀不误砍柴工。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助授课经验少的教师教学。教案的内容要写些什么更好呢？以下是小编收集整理的“高考物理第一轮能力提升复习：实验的误差与有效数字游标卡尺”，但愿对您的学习工作带来帮助。

第四课时实验的误差与有效数字游标卡尺

【教学要求】
1．知道误差、有效数字等概念；
2．了解游标卡尺的原理，并会正确运用和读数。
【知识再现】
一、实验误差
1．误差：测量值与真实值的叫做误差．
实验中误差是不可避免的，只可以减小；实验中要努力减小误差．误差不是错误，错误是失误，是可以而且应当避免的．
根据误差产生的来源（原因）不同，误差可分成系统误差和偶然误差两种．
2．系统误差和偶然误差
①系统误差：是由于仪器本身不精确（如天平两臂不严格相等或砝码不准）、或实验方法粗略（如用多用电表测电阻）、或实验原理不完善而产生的．其特点是在多次重做同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小．减小系统误差的方法是（针对误差产
生的原因）、或，或设计在原理上更为完善的实验．
②偶然误差：是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的．其特点是多次重做同一实验时，误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的概率相同（机会均等）．减小偶然误差的方法是。
3．绝对误差和相对误差
①绝对误差：测量值与真实值之差（取绝对值）。
②相对误差：等于绝对误差与真实值之比（通常用百分数表示）。

二、有效数字
1．有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字。（因为测量总有误差，测得的数值只能是近似数字，如用毫米刻度尺量得某书本长184.2mm，最末一位数字“2是估计出来的，是不可靠数字，但仍有意义，一定要写出来）．

三、实验：练习使用游标卡尺
1．实验目的：
练习正确使用刻度尺和游标卡尺测量长度．测量一段金属管的长度、内径和半径；测量一个小量筒的深度．
2．实验器材
刻度尺，游标卡尺，金属管，小量筒
3．实脸步骤
（1）用刻度尺测量金属管的长度，每次测量后让金属管绕轴转过约45°，再测量下一次，共测量4次．把测量的数据填入表格中，求出平均值．
（2）用游标卡尺测量金属管的内径和外径．测量时先在管的一端测量两个互相垂直方向的内径（或外径），再在管的另一端测量两个互相垂直方向的内径（或外径），把测量的数据填入表格中，分别求出内径和外径的平均值．
（3）用游标卡尺测量小量筒的深度，共测量三次，把测量的数据填入下表中，求出平均值．

知识点一有效数字的理解
①有效数字的位数是从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字止。
②有效数字的位数与小数点的位置无关，可以采用科学记数法来表示，如0.0735cm=7.35×10-2cm，有三位有效数字。
③以从左往右第一个不为零数字为标准，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”是有效数字。如0．0123是3位有效数字，0.01230是4位有效数字。
④作为有效数字的“0，不可省略不写，如不能将1．350cm写成1.35cm，因为它们的误差不相同。
【应用1】以千米为单位记录的某次测量结果为5.4km，若以米为单位记录这一结果可写为（）
A．5400mB．5.4×103m
C．5.4×10-3mD．5.400×103m
导示:由题意可知，测量结果5.4km有两位有效数字，因此，如果以米为单位记录则结果也应该是两位有效数字，故选B。

知识点二游标卡尺
1．游标卡尺的结构
游标卡尺的构造如下图所示，它的左测量爪固定在主尺上并与主尺垂直．右测量爪与左测量爪平行，固定在游标尺上，可以随同游标卡尺一起沿主尺滑动．

2．游标卡尺的测量原理
通常用的游标卡尺，在游标尺上有10个小的等分刻度，其总长度为9mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差0.1mm。
当被测物的长度大于1mm时，整的毫米数由主尺上读出，十分之几毫米从游标尺上读出．这样，我们读出的十分之几毫米是直接测出的精确值，而不是估读值．因此，这种游标卡尺可以精确到0.1mm。
有的游标卡尺，在游标尺上有20个小的等分刻度，其总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差0.05mm，可推知，这种游标卡尺精确度为0.05mm，使用时，整的毫米数由主尺上读出，再看游标尺的第几条刻线与主尺某一刻线重合，则毫米以下的长度就是0.05的几倍．
有的实验室使用的游标卡尺，在游标尺上有50个小的等分刻度，其总长度为49mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差0.02mm。可推知，这种游标卡尺的精确度为0.02mm.使用时，整的毫米数由主尺上读出，再看游标尺的第几条刻线与主尺某一刻线重合，则毫米以下的长度就是0.02mm的几倍．
3．游标卡尺的读数方法
主尺上读数+标尺上对齐的格数×精确度
常见游标卡尺的相关数据如下：
游标尺精度
(mm)测量结果(游标尺第n条刻度线与主尺上的某条刻度线对齐)
格数刻度
总长每小格与1mm相差
109mm0.1mm0.1主尺mm数+0.1n
20xxmm0.05mm0.05主尺mm数+0.05n
5049mm0.02mm0.02主尺mm数+0.02n
【应用2】如图所示，被测小球的直径是_____cm．
导示:主尺上读数为29mm，标尺上对齐的格数为8格，所以，读数为29.8mm=2.98cm。

【应用3】有一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度，为此人们在这样的仪器上设计了一个可转动的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度（称为主尺），圆盘外侧有一个固定不动的圆弧的游标尺，如图所示（图中画出了圆盘的一部分和游标尺），圆盘上刻出对应的圆心角，游标尺上9°对应的圆心角等分为10个格，试根据图中所示的情况读出此时游标上的“0”刻度线与圆盘的“0”刻度线之间所夹的角度为。
导示:由图可以读出圆盘上刻度为15°，游标尺上第5格与圆盘上刻度对齐，故读数为
15°+5×0.1°=15.5°

本题的测量原理与10分度游标卡尺的原理类似；因此，同学们要学会把学过的知识进行迁移。
知识点二长度测量中的注意事项
1．刻度尺的刻线要紧贴金属管，读数时视线与刻度线要对齐，避免视差．
2．如果刻度尺端头有磨损，测量起点不要选在“0”刻度线．
3．毫米以下的数值靠目测估读一位，估读至最小刻度值的1/10。（即0.1mm)．
4．用游标卡尺测量金属管的外径时，金属管不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口．
5．用游标卡尺测量金属管的外径、内径和量筒的深度，把游标卡尺放在合适的位里后适当旋紧固定螺钉，再读数．
6．游标卡尺读数时，主尺的读数应从游标尺的零刻线处读取，而不能从游标尺的机械末端读．
7．游标卡尺使用时不论多少分度都不用估读．20分度的游标卡尺，读数的末位数一定是0或5；50分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是偶数．
8．若游标卡尺上任何一格均不与主尺的刻线重合，选择较近的一条刻线读数．
【应用4】用刻度尺和直角三角板测量一圆柱体的直径，方法如图所示，此圆柱体的直径为（）
A.2.5cmB.2.0cm
C.2.01cmD.2.05cm
答案：C
1．用毫米刻度尺测量某一物体的长度为12.6mm。若物体的实际长度为12.4mm，则绝对误差△x
=mm，相对误差η=。

2．如果数字9.5cm和9.50cm是用刻度尺测量长度时记录的数据，其含义是什么？有什么不同？

3．读出如图所示游标尺的读数．

4．用游标为50分度的卡尺测量某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图9所示,可读出圆柱的直径为
mm

5．如图所示为测量一金属筒时刻度尺示数的示意图，该金属筒长度为cm.

答案：1．△x=（12.6-12.4)mm=0.2mm；
η=△x/x0=1.6％
2．略3．5.015cm4．41.12mm
5．5.10cm

相关知识

高考物理第一轮能力提升复习：力的合成与分解

第三课时力的合成与分解

【教学要求】
1．理解合力和分力的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算。
2．理解力的平行四边形定则，并会用来分析生产、生活中的有关问题。（力的合成与分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决）
【知识再现】
一、合力与分力：
1．一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力，合力与分力之间是效果上的等效“替代”关系。
2．求几个已知力的合力叫做力的合成，求一个已知力的分力叫做力的分解。力的合成与分解互为逆运算。
二、平行四边形定则（三角形定则）—图示如下：
三、力的分解：
力的分解的原则：（1）可以按力的作用效果分解，（2）按照题设条件分解，（3）正交分解。分解力时，可以认为已知平行四边形的对角线，求作两邻边。
注意：即使是同一个力，在不同的情况下所产生的效果往往也会是不同的。
知识点一合力大小的讨论
1．F1与F2大小不变，夹角θ变化时：
①θ=0°时，F=F1+F2；
②θ=90°时，；
③θ=180°时，；
④因此两个力的合力满足：
2．F1与F2夹角θ不变，使其中一个力增大时，合力F的变化：分θ90°和θ90°两种情况讨论。从图中可以看出：
①当θ90°时，若F2增大，其合力的大小变化比较复杂。
②当0°θ90°时，合力随着其中一个力的增大而增大。
③将菱形转化为直角三角形——两个大小为F的力，夹角为θ时，其合力大小为F合=2Fcos，
方向在两个力夹角的平分线上。
④当θ=120°时，F合=F。
【应用1】（苏州市2007届高三调研测试）如图所示，三角形ABC三边中点分别是D、E、F，在三角形中任取一点O，如果OE、OF、DO三个矢量代表三个力，那么这三个力的合力为（）
A．OAB．OBC．OCD．DO
导示:求合力问题中矢量图解的作法与共点力平衡问题不同的地方是力的三角形或多边形是开口的，然后封闭此三角形或多边形，由第一个矢量的始端指向最后一个矢量末端的矢量就是合力．如图所示，将DO,OF两力平移，使三力成顺向开口状，最后封闭此多边形，OA（未连接）即为其合力的大小和方向，所以答案为A。
若F3满足，则三个力合力的最小值等于0。或者说，表示三个力的线段如果能围成一个三角形，则这三力的合力最小值为0
知识点二探究力的分解有确定解的情况
1．已知合力F，两个分力F1、F2的方向，求两个分力的大小,有唯一解；
2．已知合力F，分力F1的大小和方向，求分力F2的大小和方向,有唯一解；
3．已知合力F，分力F1的大小、分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小；可能有唯一解(F1=Fsinθ)，可能有两个解(F1Fsinθ)，也可能没有解(F1Fsinθ)。
【应用2】已知力F的一个分力F1，跟F成30°角，大小未知；另一个分力F2的大小是，方向未知。则F1的大小可能是（）
A．B．
C．D．
导示:根据三角形法则，可以以力F的矢端为圆心，以F2的大小为半径画圆弧，与力F1的作用线有两个交点。易定F1的大小可能有两解：和，选AC。
类型一力的正交分解法的应用
【例1】（山东临沂市08届高三上学期期中考试）用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车，如图所示，一辆沿与卡车前进方向成45°角用大小为1414N的力拉卡车，另一辆用与卡车前进方向成30°角的力拉卡车，卡车开动后自身向前提供的动力是4×103N。三车同时工作，刚好使卡车脱离泥坑，则卡车受到的阻力约为（）
A．8.2×103NB．6.0×103N
C．5.6×103ND．6.7×103N
导示：选D。把卡车所受的力沿运动方向和垂直运动方向进行分解，在垂直运动方向上有：
F1sin45°=F2sin30°解得F2=2×103N；
在运动方向上有：
阻力f=F1cos45°+F2cos30°+F卡=6.7×103N。
本题关键是挖掘“隐含条件”：在垂直卡车运动方向上的合力应该为0，从而求出F2的大小。
类型二图解法分析动态平衡问题
【例2】如图细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将（）
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
导示：选D。用图解法分析该题，作出力的图示如图甲．因为G、FN、FT三力共点平衡，故三个力可以构成一个矢量三角形，图乙中G的大小和方向始终不变；FN的方向也不变，大小可变，FT的大小、方向都在变，在绳向上偏移的过程中，可以作出一系列矢量三角形（如图乙所示），显而易见在FT变化到与FN垂直前,FT是逐渐变小的，然后FT又逐渐变大，故应选D.同时看出斜面对小球的支持力FN是逐渐变小的．应用此方法可解决许多相关动态平衡问题．

类型三用力的分解讨论实际问题
【例3】(山东沂源一中08届高三模块终结性检测)如图，是木工用凿子工作时的截面示意图，三角形ABC为直角三角形，∠C=300。用大小为F=100N的力垂直作用于MN，MN与AB平行。忽略凿子的重力，求凿子推开木料AC面和BC面的力分别为多大？
导示：弹力垂直于接触面，将力F按作用效果进行分解，由几何关系易得：推开AC面的力为
F1=F/tan30o=100N
推开BC面的力为：F2=F/sin30o=200N。
类型四用实验验证力的平行四边形定则
【例4】“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____________________。
（2）本实验采用的科学方法是（）
A.理想实验法B.等效替代法
C.控制变量法D.建立物理模型法
导示：本实验采用等效替代法。同时用两个弹簧秤和单独用一个弹簧秤把橡皮筋拉到同样的位置。由图可分析知，单独用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力为F′，根据二力平衡原理，其方向一定沿AO方向。
答案：（1）F（2）B

1．（08扬州三校联考）在倾角为300的斜面上有一个重10N的物块，被平行于斜面大小为8N的恒力F推着沿斜面匀速上行。在推力突然撤除的瞬间，物块受到的合力大小为（）
A．8NB．5NC．3ND．2N

2．(潍坊市08届高三教学质量检测)9.若两个力F1、F2夹角为α（90α180），且α保持不变，则（）
A．一个力增大，合力一定增大
B．两个力都增大，合力一定增大
C．两个力都增大，合力可能减小
D．两个力都增大，合力可能不变

3．如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1＜F2＜F3，则下列四个图中，这三个力的合力最大的是（）

4．如图所示，两根硬杆AB、BC分别用铰链连接于A、B、C，整个装置处于静止状态。AB杆对BC杆的作用力方向可能是（）
A．若AB杆计重力，而BC杆不计重力时，由B指向C
B．若AB杆计重力，而BC杆不计重力时，由C指向B
C．若AB杆不计重力，而BC杆计重力时，由B指向A
D．若AB杆不计重力，而BC杆计重力时，由A指向B

5．(山东沂源一中08届高三模块终结性检测)如图5所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态。若F4沿逆时针方向转过900而大小保持不变，则此时物体所受合力的大小为。

答案：1、A2、CD3、C4、AC
5、。点拨：F1、F2、F3的合力与F4大小相等，方向相反，F4旋转900后与另三个力的合力成900角。

高考物理第一轮能力提升复习：运动的描述

第一章运动的描述
匀变速直线运动的研究

1.近年来，高考对本单元考查的重点是匀变速直线运动的规律的应用及v-t图象。
2.对本单元知识的考查既有单独命题，也有与牛顿运动定律、电场中带电粒子的运动、电磁感应现象等知识结合起来，作为综合试题中的一个知识点加以体现。
3.在今后的高考中，有关加速度、瞬时速度、匀变速直线运动的规律的应用及v-t图象等仍然是命题热点。试题内容与现实生产、生活和现代科技的结合将更加紧密，涉及的内容也更广泛。

第一课时运动学的基本概念匀速直线运动

【教学要求】
1．理解质点、位移、速度和加速度等概念；
2．掌握匀速直线运动的规律及s－t图像和v—t图像，并用它们描述匀速直线运动
【知识再现】
1、质点：用来代替物体有质量的点，它是一个理想化模型。
2、位移：位移是矢量，位移大小是初位置与末位置之间的距离；方向由初位置指向末位置。
注意：位移与路程的区别。
3、速度：用来描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量。
○1平均速度：是位移与通过这段位移所用时间的比值。其定义式为v=s/t，平均速度是矢量，方向为这段时间位移的方向
注意：平均速度的大小与平均速率的区别。
○2瞬时速度：物体在某时刻（或某位置）的速度，瞬时速度简称为速度，瞬时速度的大小叫速率，它是一个标量。
注意：时刻与一段时间的区别。
4、加速度：用来描述物体速度变化快慢的物理量。其定义式为a=△v/t。
加速度是矢量，方向与速度变化方向一致（不一定与速度方向一致），大小由两个因素决定。
注意：加速度与速度没有直接联系。
5．匀速直线运动：v=s/t，即在任意相等的时间内物体的位移相等，它是速度为恒矢量、加速度为零的直线运动。

知识点一关于位移和路程的关系
（1）位移是从初位置到末位置的一条有向线段，用来表示位置的变化，与路径无关；路程是质点运动轨迹的长度，与路径有关。
（2）位移既有大小又有方向，是一个矢量；路程只有大小没有方向，是一个标量。
（3）一般情况下，位移的大小不等于路程，只有在质点做单方向的直线运动时，位移的大小才等于路程。
【应用1】我们假想在2008年北京奥运会上，甲、乙两运动员将分别参加在主体育场举行的400m和l00m田径决赛，且两个都是在最内侧跑道完成了比赛，则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小S甲、S乙和通过的路程大小S甲′、S乙′之间的关系是（）
A.S甲＞S乙，S甲′＜S乙′
B.S甲＜S乙，S甲′＞S乙′
C.S甲＞S乙，S甲′＞S乙′
D.S甲＜S乙，S甲′＜S乙′
导示:根据题意知道，甲参加了400m决赛，刚好绕场一周，他的位移是0，通过的路程为400m；乙参加了100m决赛，他运动的路线是直线，因此，他通过的位移大小和路程都是100m。故选B

位移与初、末位置有关与运动路线无关，而路程与运动路线有关。

知识点二关于速度v、速度变化△v、加速度a的理解
【应用2】下列说法正确的是（）
A．物体运动的速度为0，而加速度却不一定等于0
B．物体的速度变化量很大，而加速度却可能较小
C．物体的加速度不变，它一定做直线运动
D．物体做匀速圆周运动时速度是不变的
导示:速度是对物体运动快慢的描述，而加速度是对速度变化快慢的描述，所以速度为零时，加速度可能不为零，例如做自由落体运动的物体开始时，速度为零，而加速度为g不是零，A正确。在同一直线上运动的物体的速度变化△v与加速度a和t两个因素有关，加速度较小时，如果时间很长，速度变化量可能很大，B正确。物体加速度不变且与初速度方向不一致时，做曲线运动，如平抛运动，C不正确。做匀速圆周运动的物体速度方向与切线方向一致，方向不断变化，速度矢量发生变化，D不正确。选A、B.

类型一物体运动的相对性
【例1】（广州市07届高三X科统考卷）观察图一中烟囱冒出的烟和车上的小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是()
A．甲、乙两车一定向左运动
B．甲、乙两车一定向右运动
C．甲车可能运动，乙车向右运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动
导示:由烟囱冒出的烟可知风向左刮，根据车上的小旗的方向可以分析，乙一定向左运动，而甲车运动有三种可能性：可能向左运动（速度比风速小）；可能静止；可能向右运动。故D正确。

类型二平均速度、瞬时速度和平均速率的比较
【例2】游泳作为一项体育运动，十分普及，游泳可以健身、陶冶情操，北京体育大学青年教师张健第一个不借漂浮物而横渡渤海海峡，创造了男子横渡渤海海峡最长距离的世界纪录，为我国争得荣誉，2000年8月8日8时整，张健从旅顺老铁山南岬角准时下水，于8月10日22时抵达蓬莱阁东沙滩，游程123.58km，直线距离109km，根据上述材料，试求：
（1）在这次横渡中，张健游泳的平均速度v和每游100m约需的时间t分别为多少？（保留两位有效数字）
（2）在这次横渡中，张健游泳的平均速率又是多少？
导示:由题意知，张健游泳的时间
t=62h=2.232×105s；
则平均速度v=109×103/2.232×105=0.49m/s；
而平均速率v’=123.58×103/2.232×105=0.55m/s
故每游100m约需的时间t=100/0.55=1.8×102s.
平均速度=位移/时间，平均速率=路程/时间；张健游过100m的速率可以认为近似等于平均速率。

类型三有关匀速运动的实际问题分析
【例3】某高速公路单向有两条车道，两条车道的最高限速分别为120km/h和l00km/h按规定在高速公路上行驶的车辆最小间距（m）应为车速（km/h）数的2倍，即限速为100km/h的车道，前后车距至少应为200m，求：
（1）两条车道中限定的车流量（每小时通过某一位置的车辆总数）之比．
（2）若此高速公路总长为80km，则车流量达最大允许值时，全路（考虑双向共四条车道）拥有的车辆总数．
导示:（1）按题设条件知，两个车道上前后两辆车通过同一点最少用时为：
200m100km/h=240m120km/h=2×10－3h，
所以一个小时通过某一位置的车辆总数为12×10-3＝500，两个车道上车流量相同，即比值为1:1。
（2）100km/h的车道上拥有车辆总数为：80km200m=400辆
120km/h的车道上拥有车辆总数为：80km240m=333辆
全路（四条车道）拥有车辆总数为：（400+333）×2＝1466辆

1．下列加点的物体或人可以看作质点的是（B）A．研究一列火车通过某一路标所用的时间
B．比较两列火车运动的快慢
C．研究乒乓球的弧圈技术
D．研究自由体操运动员在空中翻滚的动作

2．(无锡市08届高三基础测试）如图是一辆汽车做直线运动的s-t图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是(BC)
A．OA段运动最快
B．AB段静止
C．CD段表示的运动方向与初始运动方向相反
D．运动4h汽车的位移大小为30km

3．（2007高考理综北京卷）18．图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片。该照片经放大后分辨出，在曝光时间内，子弹影象前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(B)
A．10-3sB．10-6s
C．10-9sD．10-12s

4．作匀加速直线运动的物体，加速度是2m/s2，它意味着（B）
A．物体在任一秒末的速度是该秒初的两倍
B．物体在任一秒末的速度比该秒初的速度大2m/s
C．物体在第一秒末的速度为2m/s
D．物体任一秒初速度比前一秒的末速度大2m/s
5．某测量员是这样利用回声测距离的；他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00s第一次听到回声，又经过0.50s再次听到回声.已知声速为340m/s,则两峭壁间的距离为多少？?

答案：1.B2.BC3.B4.B5.425m

高考物理第一轮能力提升复习:圆周运动

第三课时圆周运动

【教学要求】
1．掌握匀速圆周运动的v、ω、T、f、a等概念，并知道它们之间的关系；
2．理解匀速圆周运动的向心力；
3．会运用用顿第二定律解决匀速圆周运动的问题。
【知识再现】
一、匀速圆周运动
1．定义：做圆周运动的质点，若在相等的时间里通过的______________相等，就是匀速圆周运动。
2．运动学特征：线速度大小不变，周期不变；角速度大小不变；向心加速度大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速运动。
二、描述圆周运动的物理量
1．线速度
（1）方向：质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧在该点的____________方向。
（2）大小：v=s/t（s是t内通过的弧长）
2．角速度
大小：ω=θ/t(rad/s),是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的_________
3．周期T、频率f
（1）做圆周运动的物体运动一周所用的_______叫做周期
（2）做圆周运动的物体_____________时间内绕圆心转过的圈数，叫做频率，也叫转速。
（3）实际中所说的转数是指做匀速圆周运动的物体每分钟转过的圈数，用n表示
4．v、ω、T、f的关系：_____________________
5．向心加速度
（1）物理意义：描述_____________改变的快慢。
（2）大小：a=v2/r=rω2
（3）方向：总是指向_________，与线速度方向________,方向时刻发生变化。
6．向心力
（1）作用效果：产生向心加速度，不断改变物体的速度方向，维持物体做圆周运动。
（2）大小：F=ma向=mv2/r=mrω2
（3）产生：向心力是按___________命名的力，不是某种性质的力，因此，向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，要根据物体受力实际情况判定。
三、离心现象及其应用
1．离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的_______________的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
2．离心运动的应用和防止
（1）利用离心运动制成离心机械，如：离心干燥器、“棉花糖”制作机等。
（2）防止离心运动的危害性，如：火车、汽车转弯时速度不能过大，机器的转速也不能过大等。
知识点一描述圆周运动的物理量
描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、频率、向心加速度5个物理量。其中T、f、ω三个量是密切相关的，任意一个量确定，其它两个量就是确定的，其关系为T=1/f=2π/ω。当T、f、ω一定时，线速度v还与r有关，r越大，v越大；r越小，v越小。
【应用1】如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是_________；车速度的表达式为v=_________；行程的表达式为s=_________。
导示:由题可知，每经过一个间隙，转化成一个脉冲信号被接收到．每个间隙转动的时间t=1/n
设一周有P个齿轮，则有P个间隙，周期T=Pt=P/n．
据v=2πR/T可得v=2πnR/P
所以必须测量车轮的半径R和齿轮数P。
当脉冲总数为N则经过的时间t0=Nt=N/n
所以位移s=vt0=2πRN/P．
答案：车轮半径R和齿轮的齿数P
2πnR/P；2πRN/P
知识点二向心力的理解
向心力是按力的效果命名的，它可以是做圆周运动的物体受到的某一个力或是几个力的合力或是某一个力的分力，要视具体问题而定。
【应用2】(08北京四中第一学期期中测验)如图A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台间动摩擦因数都相同，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，则当圆台旋转时，设A、B、C都没有滑动（）
A．C物体受到的静摩擦力比A大
B．B物体受到的静摩擦力最小
C．若圆台转动角速度逐渐增加时，A和C同时开始滑动
D．若圆台转动角速度逐渐增加时，C最先开始滑动
导示:物块与圆盘之间静摩擦力提供向心力Ff=mω2r，而ω相同，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，所以，A、C所受静摩擦力一样大，B最小。要使物体与盘面间不发生相对滑动,最大静摩擦力提供向心力kmg=mωm2r有则物体C先滑动。故答案应选BD。
1、做匀速圆周运动的物体，受到的合外力的方向一定沿半径指向圆心(向心力)，大小一定等于mv2/r。
2、做变速圆周运动的物体，受到的合外力沿半径指向圆心方向的分力提供向心力，大小等于mv2/r；沿切线方向的分力产生切向加速度,改变物体的速度的大小。
知识点三离心运动
做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，如图所示；当产生向心力的合外力消失，F=0时，物体便沿所在位置的切线方向飞出去，如图中A所示；当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力，F′＜mω2r，即合外力不足提供所需的向心力的情况下，物体沿切线与圆周之间的一条曲线运动，如图中B所示。
【应用3】（2007湖北模拟）如图所示，在光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动
导示:拉力突然消失，小球将沿切线方向做匀速直线运动，运动轨迹应为Pa；拉力突然变小，提供的向心力小于需要的向心力，物体将做离心运动，运动轨迹应为Pb；拉力突然变大，提供的向心力大于需要的向心力，物体将做近心运动，运动轨迹应为Pc。故答案应为A。
1、做圆周运动的质点，当它受到的沿着半径指向圆心的合外力突然变为零时，它就因为没有向心力而沿切线方向飞出。
2、离心运动并非沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动。
3、离心运动并不是受到什么离心力作用的结果，根本就没有离心力这种力，因为没有任何物体提供这种力。
类型一皮带传动问题
【例1】(2007广州模拟)如图为一种三级减速器的示意图，各轮轴均相同，轮半径和轴半径分别为R和r。若第一个轮轴的轮缘线速度为v1，则第三个轮缘和轴缘的线速度v3和v3′各为多大?
导示:同一轮轴上的所有质点转动角速度相等，各点转动的线速度与半径成正比，
则
皮带不打滑，故皮带传动的两轮缘线速度大小相等，即vl′=v2,v2′=v3
所以；
得；
1、凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子，两轮边缘L各点的线速度大小相等。2、凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等(轴上的点除外)。
类型二圆周运动与其他运动形式结合问题
圆周运动常与其他运动形式结合起来出现，找出两者的结合点是解决此类问题的关键。
【例2】如图所示，直径为d的纸质圆筒，使它以角速度ω绕轴o转动，然后把枪口对准圆筒，使子弹沿直径穿过圆筒，若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a，b两弹孔，已知ao，bo夹角ф，则子弹的速度为（）
A．dф/2πω
B．dω/ф
C．dω/(2π-ф)
D．dω/(π-ф)
导示:理解子弹的直线运动和纸筒的转动的联系：时间相等。设子弹的速度为v，则子弹经过直径的距离所用时间为t=d/v,在此时间内圆筒转过的角度为：π-ф，则有：(π-ф)/ω=d/v得：v=dω/(π-ф)。故选D。
1、圆周运动与其他运动通常是通过时间联系在一起。2、该类问题还要注意是否要考虑圆周运动的周期性。

类型三圆周运动中的连接体问题
【例3】（西安市六校2008届第三次月考）如图所示，质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上，整个直杆被固定在竖直转轴上，并保持水平，两球间用劲度系数为k，自然长度为L的轻质弹簧连接在一起，A球被轻质细绳拴在竖直转轴上，细绳长度也为L，现欲使横杆AB随竖直转轴一起在竖直平面内匀速转动，其角速度为ω，求当弹簧长度稳定后，细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大?
导示:设直杆匀速转动时，弹簧伸长量为x，A、B两球受力分别如右图所示，据牛顿第二定律得：对A：FT-F=mω2L
对B：kx=mω2(2L+x)
解得：
FT=mω2L(1+；x=
所以弹簧的总长度为
L′=L+x=L
答案：mω2L(1+；L
1、圆周运动中的动力学问题要特别注意轨道平面和圆心的位置。2、圆周运动中的连接体加速度一般不同，所以，解决这类连接体的动力学问题时一般用隔离法。

1．（07届广东省惠阳市综合测试卷三）某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A、B，A盘上有一个信号发射装置P，能发射水平红外线，P到圆心的距离为28cm。B盘上有一个带窗口的红外线信号接受装置Q，Q到圆心的距离为16cm。P、Q转动的线速度相同，都是4πm/s。当P、Q正对时，P发出的红外线恰好进入Q的接受窗口，如图所示，则Q接受到的红外线信号的周期是（）
A．0.56sB．0.28s
C．0.16sD．0.07s

2、(盐城市2007/2008学年度高三年级第一次调研考试)一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小速度并列运动。如果这只蜜蜂眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是（）

3．如图所示，半径为R的圆板做匀速转动，当半径OB转到某一方向时，在圆板中心正上方高h处以平行于OB的方向水平抛出一球.要使小球与圆板只碰撞一次,且落点为B,则小球的初速度是多大?圆板转动的角速度是多大?

4．（湖北省百所重点中学2008届联考）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在o点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知o点到斜面底边的距离Soc=L，求：
（1）小球通过最高点A时的速度vA；
（2）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力；
（3）小球运动到A点或B点时细线断裂，小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等，则l和L应满足什么关系？

答案：1、A2、A
3、；（n=1,2,3…）
4、（1）；（2）；（3）

高考物理第一轮能力提升复习：恒定电流

第七章恒定电流

1.本章主要是对电路中的基本概念、规律的掌握，各种电路的实际应用和各种物理量的测量。
2.本章要求学生尝试识别常见的电路元件、知道各种电表的使用及了解其工作原理、熟悉各物理量的意义和它们间的关系、会分析各种电路的连接方法、了解常见的门电路和集成电路。
3.本章是每年高考中必考内容之一，常以实验题形式出现，是考查考生分析、推理、创新思维能力的有效知识载体。

第一课时欧姆定律电功和电功率

【教学要求】
1．认识电流，知道电流的各种计算方法。
2．理解欧姆定律、知道电功电功率的概念，并能进行有关计算。
【知识再现】
一、电流
1．电流：电荷的移动形成电流．人为规定定向移动的方向为电流的方向。
2．电流的形成条件：
①要有能的电荷。
②导体两端必须有。
3．电流强度：通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流强度，简称电流．即I=q/t
二、电阻、电阻定律
1．电阻：表示导体对作用大小的物理量．其定义式为R。
电阻与电压和电流强度无关．
2．电阻定律：在温度不变的情况下，导体的电阻跟它的成正比，跟它的成反比，其表达式为R=。
3．电阻率：反映的物理量，其特点是随温度的改变而变化，材料不同，电阻率一般不同。
4．半导体与超导体：有些材料，它们的导电性能介于和之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为。有些材料，当它的温度降到附近时，电阻突然变为零，这种现象叫．能够发生超导现象的物质称为。材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的。
三、部分电路欧姆定律
1．部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的成正比，跟它的成反比．其表达式为I=。
2．欧姆定律的适用范围：、(对气体导电不适用)和(不含电动机及电解槽的电路)．
3．导体的伏安特性：导体中的电流I和电压U的关系可以用图线表示．用纵坐标表示、横坐标表示，画出的I一U图线叫做导体的伏安特性曲线。
伏安特性曲线为直线的元件叫做元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫做元件(如气体、半导体二极管等)。
四、电功和电热
1．电功：W＝＝。
2．电热：计算公式Q＝，此关系式又称为焦耳定律．
3．电功和电热的关系：在纯电阻电路中，W＝Q；在非纯电阻电路中，WQ．
王、电功率和热功率
1．电功率，单位时间内电流所做的功，即P＝。此式适用于一切电路．
2．热功率：单位时间内电阻产生的热量，即PQ＝

知识点一电流概念的理解
电流定义式为I=q/t，微观量表达式为：I=mesv．
【应用1】在如图所示的电解池中，测得在5s内共有7．5C正电荷和7．5C的负电荷通过电解池的竖直截面OO′，则电路中电流表指示的读数应为()
A．0B．1．5AC．3AD．7．5A
导示:由电流强度的基本概念可知：如果对某一截面S，从左方通过的电荷量为正电荷q，而从右方通过的电荷量为负电荷一q，那么通过截面的电荷量应为2q，如果从两个相反方向同时穿过截面的电荷都是正电荷时，那么总电荷量是它们电荷量值相减。综合以上信息求解：
电解液导电与金属导体导电不同。金属导体中的自由电荷只有自由电子，而电解液中的自由电荷是正、负离子，应用I＝q／t计算时，Q应是同一时间内正、负两种离子通过某横截面积的电荷量的绝对值之和。这是应用I＝Qt的关键。
知识点二电伏安性曲线
电阻恒定不变的导体，它的伏安特性曲线是直线，如图中a，b所示．直线的斜率等于电阻的倒数，斜率大的电阻小。电阻因外界条件变化而变化的导体，它的伏安特性曲线是曲线，如图中曲线c所示．曲线c的斜率随电压的增大逐渐增大，说明导体c的电阻随电压的升高而减小．
【应用2】如图甲为某一热敏电阻(电阻随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I—U关系曲线图。在图乙所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω，由热敏电阻的I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V，电阻R2的阻值为Ω。
导示:流过电阻R1的电流为I1=U/R1=36mA，则流过R2和热敏电阻的电流为34mA，由热敏电阻的I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为5.3V，电阻R2两端的电压为3.7V，所以R2=U2/I2=109Ω。
知识点三电功电热的计算
1．纯电阻电路：如果电流通过某个电路时、它所消耗的电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁、白炽灯，这种电路叫做纯电阻电路．在纯电阻电路中：电能全部转化为内能，电功和电热相等，电功率和热功率相等．
2．非纯电阻电路：如果电流通过某个电路时，是以转化为内能以外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免内能损失．如电动机、电解槽、给蓄电池充电等，这种电路叫做非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电路消耗的电能W＝UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能；另一部分转化为内能Q＝I2Rt．此时有W＝UIt＝E其它+Q，故UItI2Rt．此时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算．
【应用3】(08诸城期中)某同学在实验中将一直流动机接到6V的直流电源上，闭合开关，发现电动机不转，立即断开开关。为查出原因，他将电动机、电流表、阻值为5的电阻串联后接到原来的电源上，闭合开关后，电动机并没有转动，这时电流表读数为1A，检查发现电动机的轴被卡住了。排除故障后，将电动机重新接到6V的直流电源上带动负载转动，测得电动机做机械功的功率为5W，求此时通过电动机线圈的电流为多大？
导示:设电动机线圈电阻为，5的电阻为，
则检查故障时
电动机线圈阻值=6－=6－5=1
设电动机转动时通过线圈的电流为
代入数据解得
类型一电路的等效简化
【例1】(07江苏大市调测试题)如图所示，电源电动势为E，内阻为r．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，三个小灯泡L1、L2、L3都正常发光，且亮度相同，则（）
A．三个灯泡的额定功率相同
B．三个灯泡的额定电压相同
C．三个灯泡的电阻按从大到小排列是L1、L3、L2
D．当滑片P稍微向左滑动，灯L1和L3变暗，灯L2变亮
导示:三个灯泡L1、L2、L3都正常发光时，亮度相同，说明三个灯泡的额定功率相同。简化电路如图所示，L1两端电压最大，说明它的电阻最大。L2的电流比L3大，说明L3的电阻比L2大。当滑片P稍微向左滑动，电路总电阻增大，路端电压变大，L1变亮，L2变暗，L3变亮。故选AC。
本题中，首先要作出等效电路图，才能对电路进行分析。作等效电路图的常用方法有：直观法、结点元件跨接法等等，同学们应进行反复练习，以提高自己这方面的能力。
类型二恒定电路与电场综合问题
【例2】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离。电源电动势，内电阻，电阻。闭合开关S。待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电量为，质量为，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源输出功率是多大？（取）
导示：设q恰能到达A极、两极电压为Up，则
1．(07江苏大市调测试题)一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率相同，现将它们连接成如图（b）所示的电路，仍接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系是（）
A．P1=4P2B．P14P2C．PDP2D．PDP2

2．（07重庆卷）.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（）
A.35.8WB.43.2W
C.48.2WD.76.8W

3.（07苏北五市调研）按照经典的电子理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（可看作匀加速运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用表示。电子运动的平均速度用表示，导体单位体积内自由电子的数量为n，电子的质量为，电子的电荷量为，电流的表达式I=nes。
请证明金属导体的电阻率=。

答案:1．D2．B
3.证明：导体中电流强度的微观表达式为：I=nes
根据电阻定律：R=
根据欧姆定律：R=
自由程内，电子在加速电场作用下，速度从0增加到，由动能定理：qU=
又由于，可得出电阻率的表达式为：=