【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：解密开普勒三大定律
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：15分钟突破摩擦力
1. 摩擦力是否存在的判断方法：（1）假设法：利用假设法判断的思维程序如下。
此法关键是先判明物体的运动状态是平衡状态还是有加速度，平衡的物体（静止或匀速直线运动）用平衡条件去求解；有加速度的利用牛顿第二定律（F＝ma，后面将学到）确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
（2）根据力的相互性：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2. 对于有关摩擦力的题目，关键是判断出是静摩擦力还是滑动摩擦力：3. 摩擦力大小的计算注意以下三点：（1）只有滑动摩擦力才能用公式f＝μN，其中的N表示正压力，不一定等于重力G。
（2）静摩擦力大小不能用f＝μN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，一般可认为等于滑动摩擦力，即f m＝μN。
（3）静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是：0＜f≤f m。
例题1 （山东省实验中学月考）如图所示，质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行，长木板处于静止状态。
已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。
下列说法正确的是（ ）A . 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB . 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m ＋M ）gC . 当F >μ2（m ＋M ）g 时，木板便会开始运动D . 无论怎样改变F 的大小，木板都不可能运动解析：木块在力F 的作用下向右滑动，木块与木板之间为滑动摩擦力，F f 1＝μ1mg 。
木板处于静止状态，其与地面间为静摩擦力，根据物体的平衡条件可知F f 2＝F f 1＝μ1mg ，并保持不变。
答案：AD例题2 （山东淄博）如图所示，物块A 放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为（ ）A . 12 B .32 C . 22D . 52解析：由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff 1＝mgsin 30°，当α＝45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为2f F ＝μF N ＝μmgcos 45°，由1f F ＝2f F 得μ＝22。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：15分钟突破功与功率
一、功1. 做功的两个要素（1）作用在物体上的力。
（2）物体在力的方向上发生的位移。
2. 公式W＝Fl cos α（1）α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。
（2）该公式只适用于恒力做功。
3. 判断正、负功的方法二、功率1. 物理意义描述力对物体做功的快慢。
2. 公式（1）P＝Wt（P为时间t内的平均功率）（2）P ＝Fv cos α（α为F 与v 的夹角）3. 额定功率机械正常工作时的功率。
4. 实际功率机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。
5. 平均功率的计算方法（1）利用P ＝W t。
（2）利用P ＝F v cos α，其中v 为物体运动的平均速度。
6. 瞬时功率的计算方法（1）利用公式P ＝Fv cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度。
（2）P ＝F F v ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度。
（3）P ＝F v v ，其中F v 为物体受的外力F 在速度v 方向上的分力。
例题1 （海南高考）一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时起，第1秒内受到2 N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N 的外力作用。
下列判断正确的是（ ）A. 0～2 s 内，外力的平均功率是94 W B. 第2秒内，外力所做的功是54J C. 第2秒末，外力的瞬时功率最大 D. 第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45 解析：由题意知质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2秒内的加速度分别为a 1＝2 m/s 2、a 2＝1 m/s 2，则质点在第1 s 末与第2 s 末的速度分别为v 1＝2 m/s 、v 2＝3 m/s ，每一秒内，质点动能的增加量分别为ΔE k1＝2112mv ＝2 J 、ΔE k2＝2212mv －2112mv ＝2.5 J ，D 正确；再由动能定理可知第2 s 内与0～2 s 内，外力所做功分别为W 2＝ΔE k2＝2.5 J 、W ＝2212mv －0＝4.5 J ，则在0～2 s 内，外力的平均功率P ＝W t＝2.25 W ，A 正确，B 错误；由P ＝Fv 知质点在第1 s 末与第2 s 末的瞬时功率分别为P 1＝4 W 、P 2＝3 W ，故C 错误。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：运动的合成与分解
两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线。
常见的类型有：（1）a=0：匀速直线运动或静止。
（2）a恒定：性质为匀变速运动，分为：①v、a同向，匀加速直线运动；②v、a反向，匀减速直线运动；③v、a成角度，匀变速曲线运动（轨迹在v、a之间，和速度v的方向相切，方向逐渐向a的方向接近，但不可能达到。
）按照分运动特征进行分类有：（1）两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动；（2）一个匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动①两运动共线时为匀变速直线运动；②两运动不共线时为匀变速曲线运动；（3）两个匀变速直线运动的合运动①两个初速为零的匀加速直线运动的合运动仍是匀加速直线运动；②合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动；③合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动；一个分运动是匀速直线运动，另一个分运动是匀变速直线运动，其合运动是一个匀变速的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。
假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每一秒上升的距离是10cm，使玻璃管水平方向初速度为零向右平移，第一秒通过的水平位移是2.5cm。
之后每一秒的水平位移是第一秒的2n+1（n=1、2、3、4……）倍。
图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t=0时蜡块位于坐标原点。
甲乙301020（1）请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹；（2）求t=2s时蜡块的速度v。
解析：（1）通过题干可以分析出，蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，速度方向竖直向上；在水平方向上做匀变速直线运动。
根据题目中的条件描出每一个点的位置，连成曲线。
如下图：。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：受力分析专题解密
1. 受力分析的步骤：
例题1 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P 与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，弹簧处于竖直方向，则斜面体P此刻受到的力的个数有可能为（）
A. 2个
B. 3个
C. 4个
D. 5个
解析：以斜面体P为研究对象，很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作用，二力共线。
若F1＝mg，二力使P处于平衡状态（如图甲所示）；若F1>mg，挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的N作用，N产生水平向左的分量，欲使斜面体P处于平衡状态，MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力f（如图乙所示）。
答案：AC
例题2 如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，m A=1kg，m B=2kg，m C=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1（B与C之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦），轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物体拉动，则作用在C物体上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s2）（）
A. 6N
B. 8N
C. 10N
D. 12N
解析：首先由于A和C用轻绳相连，则时刻有相同的速度；而B分别受到A和C的摩擦力，由于C能提供的摩擦力要比A能提供的摩擦力大，所以物体B一定随C一起运动；由此，我们发现B和C之间是相对静止的，可以看做一个整体，BC整体受到向左的拉力，绳子向右的拉力和A给的摩擦力，根据受力平衡，有F=f A对BC+f地面对BC+T绳子拉力=1N+6N+1N =8N。
答案：B。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：描述圆周运动的物理量及相互关系
例题1如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0＝1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边沿接触。
当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力。
自行车车轮的半径R1＝35 cm，小齿轮的半径R2＝4.0 cm，大齿轮的半径R3＝10.0 cm。
求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比。
（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）解析：大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同，两轮边沿各点的线速度大小相等，由v＝2πnr可知转速n和半径r成反比；小齿轮和车轮同轴转动，两轮上各点的转速相同。
大齿轮与小齿轮转速之间的关系为：n1∶n小＝R2∶R3。
车轮与小齿轮之间的转速关系为：n车＝n小。
车轮与摩擦小轮之间的关系为：n车∶n2＝r0∶R1。
由以上各式可解出大齿轮和摩擦小轮之间的转速之比为：n1∶n2＝2∶175。
答案：2∶175例题2 如图所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，A到竖直圆筒中心的距离为r，物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连，B与A质量相同，物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍，则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A才能随盘转动？解析：由于A在圆盘上随盘做匀速圆周运动，所以它所受的合外力必然指向圆心，而其中重力、支持力平衡，绳的拉力指向圆心，所以A所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆心，或背离圆心。
当A将要沿盘向外滑时，A所受的最大静摩擦力指向圆心，A的向心力为绳的拉力与最ωr ①大静摩擦力的合力，即F＋F m′＝m21由于B静止，故F＝mg ②由于最大静摩擦力是压力的μ倍，即F m′＝μF N＝μmg③由①②③式解得ω1当A将要沿盘向圆心滑时，A所受的最大静摩擦力沿半径向外，这时向心力为ωr ④F－F m′＝m22由②③④式解得ω2A随盘一起转动，其角速度ω应满足ωω。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：轻松解决多过程问题
为考查学生的能力，高考试卷都设置有一系列物理过程分析的试题，即“多过程”问题考生能否准确地分清物理过程是解决这类问题的关键，对它的解决能很好地反映出学生分析、解决物理问题的能力，这一类问题往往比较复杂，在高考中常在计算题中出现，且常把牛顿运动定律与其他力学规律、电场、磁场等知识综合起来考查，难度较大。
解决思路：1. “合”步了解全过程，构建大致运动图景；2. “分”将全过程进行分解，分析每个过程的规律；3. “合”——找到子过程的联系，寻找解题方法。
分析要点:1. 题目中有多少个物理过程？2. 每个过程物体做什么运动？3. 每种运动满足什么物理规律？4. 运动过程中的一些关键位置（时刻）是哪些?下面让我们结合具体的实例，来分析详细理解多过程问题的分析方法。
例题1 （江西省重点中学联考）中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶。
选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。
其简化模型如下图所示，AC是长度为L1＝5 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域。
已知BC长度为L2＝1 m，瓶子质量为m＝0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数μ＝0.4。
某选手作用在瓶子上的水平推力F＝20 N，瓶子沿AC 做直线运动，g取10m/s2，假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：（1）推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？（2）推力作用在瓶子上的距离最小为多少？解析：第一步：抓信息关键点第二步：找解题突破口推力作用在瓶子上的距离越长，则推力的作用时间越长，停在有效区域内时，离C 点越近，离B 点越远，因此解答本题的关键是求出瓶子正好停在B 点或C 点时，推力的作用时间或距离。
第三步：条理作答解析：（1）要想获得游戏成功，瓶子滑到C 点速度正好为0，力作用时间最长，设最长作用时间为t 1，有力作用时瓶子的加速度为a 1，t 1时刻瓶子的速度为v ，力停止作用后加速度为a 2，由牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma 1 μmg ＝ma 2加速运动过程中的位移s 1＝v 22a 1减速运动过程中的位移s 2＝v 22a 2位移关系满足s 1＋s 2＝L 1 又v ＝a 1t 1由以上各式解得t 1＝16s（2）要想游戏获得成功，瓶子滑到B 点速度正好为零，力作用距离最小，设最小距离为d ，则v ′22a 1＋v ′22a 2＝L 1－L 2v ′2＝2a 1d联立解得d ＝0.4 m答案：（1）16s （2）0.4 m例题2 （江苏高考）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2㎏，动力系统提供的恒定升力F =28 N 。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：深度剖析速度、速度变化量、加速度
注意：要正确理解速度与加速度，速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系，加速度方向与速度变化量方向一致，加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化，速度均增大，相反时不论加速度大小怎么变化，速度均减小。
对加速度大小和方向的进一步理解明确了这些区别，在高中我们会遇到什么样的速度、速度的变化、加速度方面的题目呢？让我们来看几个例题。
例题1 关于速度、速度的变化量、加速度，正确的说法是 （ ） A. 物体运动时速度的变化量越大，它的加速度一定越大 B. 速度很大的物体，其加速度可以为零C. 某时刻物体速度为零，其加速度不可能很大D. 加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大解析：由a ＝ΔvΔt可知，在Δv 越大，但不知道Δt 的大小时，无法确定加速度的大小，故A 错；高速匀速飞行的战斗机，速度很大，但速度变化量为零，加速度为零，所以B 对；炮筒中的炮弹，在火药刚刚燃烧的时刻，炮弹的速度为零，但加速度很大，所以C 错；加速度很大，说明速度变化很快，速度可能很快变大，也可能很快变小，故D 错。
答案：B点拨：解答这类题目一定要正确理解速度与加速度，速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系；直线运动中加速度方向与速度变化量方向一致，与速度方向可能相同，也可能相反。
例题2 一物体以初速度0v 、加速度a 做匀加速直线运动，若物体从t 时刻起，加速度a 逐渐减小至零，则物体从t 时刻开始 （ ）A. 速度开始减小，直到加速度等于零为止B. 速度继续增大，直到加速度等于零为止C. 速度一直增大D. 位移继续增大，直到加速度等于零为止解析：因为物体做匀加速直线运动，所以a 、v 同向，虽然a 减小，但由于a 与v 同向，所以v 变大，当a ＝0时加速过程结束，以后做匀速直线运动，所以B 选项正确，C 选项错误；从t 时刻开始，无论是做加速运动，还是匀速运动，物体的位移一直变大，所以D 错。
答案：B点拨：加速运动中加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化，速度均增大；减速运动中加速度方向与速度方向相反时不论加速度大小怎么变化，速度均减小。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：自由落体运动专题破解
自由落体运动的规律及物理量之间的关系自由落体运动是初速度为零的匀加速运动；把所求问题转化为初速度为零的匀加速运动；并利用自由落体运动的规律是解题的思路；分清物体的运动过程，理清各物理量之间的关系，画出合理的示意图是解题的关键。
例题1 （济南实验中学）取一根长2 m 左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘。
在线下端系上第一个垫圈，隔12 cm 再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36 cm 、60 cm 、84 cm ，如下图所示，站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。
松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈（ ）A. 落到盘上的声音时间间隔越来越大B. 落到盘上的声音时间间隔相等C. 依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶2D. 依次落到盘上的时间关系为1∶（2－1）∶（3－2）∶（2－3）解析：各垫圈之间的距离之比为1∶3∶5∶7，各垫圈到金属盘的距离之比为1∶4∶9∶16，各垫圈做自由落体运动，根据x ＝12gt 2得t ＝2xg ，各垫圈落到盘上的时间之比为1∶2∶3∶4，则各垫圈落地时间间隔相等，B 选项正确，A 、D 选项错误；根据2gx ＝v 2得v ＝2gx ，各垫圈依次落到盘上的速率之比为1∶2∶3∶4，C 选项错误。
答案：B例题2 （济南质检）小芳是一个善于思考的乡村女孩，她在学过自由落体运动规律后，对自家房上下落的雨滴产生了兴趣，她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗子的上、下沿，小芳同学在自己的作业本上画出了如图所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图，其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子，请问：。
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（1）开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
（2）开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线（矢径）在相等的时间内扫过的面积相等。
图中有AB CD
EK S S S ==。
根据这一规律，我们也能得到行星在近日点的速率要大于在
远日点的速率。
（3）开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值
都相等。
即k T
a =23
，其中K 值只与中心天体的质量有关。
对于处于不同轨道的行星，有333
312
222123
=a a a k T T T ===…
由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理，这样，开普勒三定律就可以说成：
1. 大多数行星绕太阳运动的轨迹十分接近圆，太阳处在圆心。
2. 对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度的大小）不变，即行星做匀速圆周运动。
3. 所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即3
2r k T
=。
例题1 某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a ，近日点离太阳的距离为b ，过远日点时行星的速率为v a ，则过近日点时的速率为（ ）
A.
a v a b
B. a v b a
C. a v b a
D. a v a
b
解析：画出椭圆轨道的示意图，A ，B 分别为远日点和近日点，由开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，取足够短的时间t 0，则面积相等可近似表示为：
002121t v b t v a b a ⋅=⋅，所以a b v b
a
v =。
答案：C
例题2（安徽高考）
（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a 的三次方
与它的公转周期T 的二次方成正比，即3
2a T
=k ，k 是一个对所有行星都相同的常量。
将行星
绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k 的表达式。
已知引力常量为G ，太阳的质量为M 太。
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。
经测定月地距离为3.84×108m ，月球绕地球运动的周期为2.36×106s ，试计算地球的质量M 地。
（G =6.67×10-11Nm 2/kg 2，结果保留一位有效数字）
解析：（1）因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a 即为轨道半径r 。
根据万有引力定律和牛顿第二定律有2
2
2(
)m M G
m r r T
π=行太
行 ① 于是有322
4r G M T π=太 ② 即24G
k M π=太。
（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R ，周期为T ，由②式可得
3224R G M T π
=地 解得24
610kg M ≈⨯地。