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<st1:chsdate w:st="on" IsROCDate="False" IsLunarDate="False" Day="26" Month="1" Year="年1月26日我国发射了一颗同步卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内.若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬α=40°,已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g(视为常量)和光速c.试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).
解析：设m为卫星质量,M为地球质量,r为卫星到地球中心的距离,ω为卫星绕地心运转的角速度,由万有引力定律和牛顿定律有=mrω2式中G为万有引力常量.因同步卫星绕地心运转的角速度ω与地球自转的角速度相等,故有ω=.因=mg,得GM=gR2.由以上几式可得同步卫星的轨道半径r= &&& 设嘉峪关到同步卫星的距离为L(如图<st1:chsdate w:st="on" IsROCDate="False" IsLunarDate="False" Day="2" Month="5" Year="-2所示),由余弦定理得图<st1:chsdate w:st="on" IsROCDate="False" IsLunarDate="False" Day="2" Month="5" Year="-2&&& L=&&& 所求时间t=,由以上各式解得&&& t=.答案：
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发表日期：日
作者：郭炳奎
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理综物理解答题的分析与指导
1032415T1/30sG6.671011m3/k
GMm/R2mω2R
M4/3πρR3
ρ1.271014kg/m3
203Ⅰ25201NSabcdbcabr01.0cm2N800S20cm2B0.010TR135cmR24.cmR310.0cm 2U3.2V
ω~1~0~EmU
(U/BSN)(R2r0/R3r1)
ω3.2rad&#8226;s1
303Ⅰ3422ABBCCDABCDBCmADDAhCDLABBCTN
连续体模型：稳定运行时，在一段相当长的时间T内，有N块释放，有另N块达到皮带共速，还有另N块运送到D点，仅从变化上来看等效于有N起动，达皮带共速，并被送到D点。
~N,mgh,Q,1/2mV2N~LQ~fS1S2
s1/2at2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
v0at&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&
s0v0t&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&
s02s&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&
Wfs1/2mv02&&&&&&&&&&&&&&&
W0fs021/2mv02&&&&&&&&&& &
Q1/2mv02&&&&&&&&&&&&&&&&&&
W T&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
WN1/2mv02NmghNQ&&&&&
v0TNL&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
404Ⅰ2316hv0rTr0
v1~ g~GM~rT
& &&&&&&&& &&
&&& vv1v0& &&&&&&&& &&
y25042418a1b1c1d1a2b2c2d2B()a1b1a2b2l1c1d1c2d2l2x1y1x2y2m1m2RFx1y1
F~F1F2~I~E~VV~PGI~P
&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&& &&&&&&&&&&&&&&&
&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&
&&& &&&&&&&
a604Ⅰ2520AB
L/2说明：可以用V~t图象作辅助分析（如右图所示）
~a1 ~ a2a~t1?L→→S-S1=L/2和S1+S2=L/2（从物理上看L与t1
解题：m & &&&&
&&&&&& &&&
& ml & &&&&
&&&&&& &&&
&&& v1x1x2&&&& &&&&&&&& &&&&&
&&& && &&&
& & &&&&& &&&&
h1~V1,d1~a;a,d2~V2~h2
av v2=2ad2&&&& & v2=2gh2&
&&& V2=2ad1&&&&&&&&
&&& V2=2gH&&&&&&&&
H=63m&&&&&&
805Ⅰ2419 A BkAB
AA CBC DBDg
A~x1B~x21 x1x2~ΔEP2& ΔEP~V
ABx1&& kx1=m1g&&&&
&&& CCABx2
&&& kx2=m2g&&&&&&&&&
&&& E=m3g(x1+x2)m1g(x1+x2)&&
&&& &&& &&&
905Ⅰ25201B
S Pabc abcR2R2100020004500v=8.0106m/sC
213abt=02SOyt06sy
R2~U,d,l1,m,q,V,l2~y
1CUEyaCt1y1
&&&&&&& &&&&& &&&&&&&&& eE=ma&&&
&&&&&&& &&&&&&&&&&&&& &&&&&&
&&&&&& &&&&&&& &&&&&&&
&&&&&& & &
&&&&& & C.
&&&&&& CyvSt2yy2
&&&&&& v1=at1&&&&&&&& &&&& && &&&&&&&&
& y2=v1t2&&&&&&&&&
&&&&&& &&&&&& &&&&&&&11
y2=1.92×102m&&&&&&&&&& &12
1.2& y=y1+y2=2.4102m&&&& 13
1006Ⅰ2316d=3.0kmt6.0sv=km/s。
知识定位：波的传播现象，匀速直线运动规律
物理模型：波的反射和直线传播现象，匀速运动
时空观：波源发出的两列波分别作反射传播和直线传播
解题思路：h~S?→→t2-t1=t=0.2s
AOht1Od=vt1
h=2.0×103m
1106Ⅰ2419a0v0
l~l=S0DS;S0 ~S1a0v0S2S2~t2~t(V0,a),t1(V0,a0)
&&&&& tv0v
&&&&& && & &&
&&&&& vv0s0s.
&&&&& &&&&&
&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&
1206Ⅰ2520
&&&&& CAB d
&&&&&&&&& t1 ~d,a1( ,m);
&&&&&&&&& t2 ~d,a2( ,m)
&&&&&&&&&& n=T/( t1 +t2);Q’=n&#8226;2q
例13．07Ⅰ23169 m/sS0=13.5 mV=9 m/sL=20m.
&&&&&&& V~t
SDS=13.5m,S和Sa,V
&&&&& 2&#8710;s=LDS
解题：(1)设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vt-vt/2=13.5
将v=9代入得到：t=3s,
解得：a=3m/s2
(2)在追上乙的时候，乙走的距离为s,
t则：s=at2/2&&
代入数据得到 s=13.5m
&#8710;s=20-13.5=6.5m
V~tS=S0=13.5m
&&&&&& S=V2/2a
&&&&&& a=3m/s2
例14．（07全国Ⅰ卷第24题，18分）mM=12m =60.45.
Vn~45°；先后多次弹性碰撞Vn~V1~ V0V0~60°
解题：设小球m的摆线长度为l
小球m在下落过程中与M相碰之前满足机械能守恒： & ①
m和M碰撞过程满足： &&& ②
联立 ②③得： && ④
说明小球被反弹，而后小球又以反弹速度和小球M发生碰撞，满足：
解得： && ⑦
整理得： &⑧
所以： & ⑨
而偏离方向为450的临界速度满足： & ⑩
联立① ⑨ ⑩代入数据解得，当n=2时，
所以，最多碰撞3次
Mvn1=MVnMvn&&&&&&&&&&&&
15072522xyOy&00&x&ay&0x&aBOmqq&0x0&x&ax&a25 TB
t1:t2=2:7~~R~
解：对于y轴上的光屏亮线范围的临界条件如图1所示：带电粒子的轨迹和x=a相切，此时r=a，y轴上的最高点为y=2r=2a& ;
对于 x轴上光屏亮线范围的临界条件如图2所示：左边界的极限情况还是和x=a相切，此刻，带电粒子在右边的轨迹是个圆，由几何知识得到在x轴上的坐标为x=2a;速度最大的粒子是如图2中的实线，又两段圆弧组成，圆心分别是c和c’& 由对称性得到 c’在 x轴上，设在左右两部分磁场中运动时间分别为t1和t2,满足
解得 &&& &&由数学关系得到：
代入数据得到：
观点一、关于命题方向：23242533
162000一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在水转台Ｍ上，到轨道的距离ＭＮ为ｄ＝１０ｍ，如图所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为Ｔ＝６０ｓ，光束转动方向如图中箭头所示。当光束与ＭＮ的夹角为４５ｏ时，光束正好射到小车上，如果再经过ｔ＝２．５ｓ光束又射到小车上，则小车的速度为多少？（结果保留二位数字）
解：在Δt内,光束转过角度&&&& ,&&&&&&&&&&& ①
&& 如图, 有两种可能:
(1)光束照射小车时, 小车正在接近N点, Δt内光束与MN的夹角从45°变为30°, 小车走过L1,速度应为
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&②
由图可知&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&③
由②、③两式并代入数值,得
&&&&&&&&&&&&&&&&& .& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&④
(2)光束照到小车时,小车正在远离 点, 内光束与 的夹角从 变为 ,小车走过 ,速度为
&&&&&&&&&&&&&&&& .&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&⑤
由图可知&&&&&& & &&&&&&&&&&&&&⑥
由⑤⑥两式并代入数值,得
&&&&&&&&&&&& &&&&&⑦
1720002000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经９８ｏ的经线在同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经９８ｏ和北纬４０ｏ，已知地球半径Ｒ、地球自转周期Ｔ、地球表面重力加速度ｇ（视为常量）和光速ｃ。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。
设m为卫星质量,M为地球质量,r为卫星到地球中心的距离, 为卫星绕地心转动的角速度,由万有引力定律和牛顿定律有
&&&&&&&&&&&&&& ①
式中G为万有引力恒量. 因同步卫星绕地心转动的角速度 与地球自转的角速度相等, 有
&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ②
因&&&&&&&&&&&&&&&&&
得&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&③
设嘉峪关到同步卫星的距离为L, 如图所示, 由余弦定理
& ,&&&&&&&&&& ④
所求时间为
&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ⑤
由以上各式得
例18（07年江苏物理）
1908 如图甲所示，在保龄球球道的一侧平行于球道有一面竖立的平面镜，保龄球被掷出后沿球道中央线BC做匀速直线运动。有人想利用球道旁的这个平面镜测出球的运动速度，于是他在平面镜中央正前方位于球道另一侧距平面镜d =1.6 的A点，眼睛贴近地面观察，测出能在平面镜中看到球像的时间Δt =1.5s。设他在镜中刚能看到球像时球的位置在P点，恰好看不到球像时球的位置在Q点，平面镜的长度L=3.0m，平面镜至球道中央的距离为 。
(1)图乙为球道的俯视示意图，请在图乙中通过作光路示意图，确定PQ点的位置，并在BC上标出PQ点；
(2)这个保龄球的运动速度大小是多少?
0304050607
2002Ⅰ3027l1.00 m Om1.00102 kgABqqq1.00107CABE1.00106N/C ABOBAB
AmgqEOAAT1ABAT2
T1sinT2sinqE&&&&&&&&&&
T2cosmgT2 cos&&&&&&&&&
BmgqEABBT2
T2sinqE&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
T2cosmg&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&
0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
45&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
EAmgl1sin60&&&&&&&&&&&&&&&&
EBmgl1sin60cos45&&&&&&&
WAqElcos60&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&
WBqElsin45sin30&&&&&&&&&&
WWBWAEAEB&&&&&&&&&&&&&&&& 11
W＝6.8×102J&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 12
21072008 v=36km/hI=50AU=300V
290%Pg10m/s2
&&&&&&&&&&&&&&&&&
2107Ⅱ2520OxyyEAyOhCxOLmqxACAy
qEma&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
h at2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
lv0t&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
v0l &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
v1 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& v1
tan &&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& arctan &&&&
qvBm &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
RcosRcosh&&&&&&&&&&&&&&&&
RsinlRsin&&&&&&&&&&&&&&&&&
R &&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&& B &&&&&&&&&&&&&&
22072213LabcdqEkaab
qELEktEkEktqELEk5Ek
2bcEk’≤5Ek
Ek’Ekmvy2
Eq?y= Ek’Ek
cdEk’&5Ek
qELEk’EkE
2307Bd=0.5ml=0.2mm=0.1kg0.1v0=7m/s
& E=Blv0&&&&&&
&&&&&&&&&&
& F=BlI&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&
2407ALRmBv1f
4t0v-tBtvt
1EBLv1v2IE/RFBIL
3PFv2fPE2/R
3thvtvt&vmtI0I0
&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& &&&&&&&&&&
&&&&&&&&&& &&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&& &
观点六：应用物理知识解决实际问题的能力的考查（STSE问题）。在方法上，这类问题的分析，主要从实际情景中提炼出主要因素，建立出理想化的物理模型，再应用有关规律进行分析、描述和判断。
250716142mAH=2LBBOACPOOPL/2BmLg
&&&&&&&&&&
2AB.Avx.Avx/.AB
&&&&&&&&&&&&&
W= mgL&&&&&&&&&&&&
例26．（97年全国）在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ(如图).求小球经过最低点时细线对小球的拉力.
解:设细线长为l,球的电量为q,场强为E.若电量q为正,则场强方向在题图中向右,反之向左.从释放点到左侧最高点,重力势能的减少等于电势能的增加,　　mglcosθ=qEl(1+sinθ) &&&&&&&&&
　　若小球运动到最低点时的速度为v,此时线的拉力为T,由能量关系得&&&& &&&&&&&&&　　 &&&&&&&&&
　　由牛顿第二定律得　　 &&&&&&&&&&
由以上各式解得　　 &&&&&&&&&&&&&
例27．（00年全国春季）云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次a衰变, a粒子的质量为m,电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内,现测得a粒子运动的轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计。）
(M-m)v'=mv
2807PABCBIFJ
（2）为使离子推进器正常运行，必须在出口D处向正离子束注入电子，试解释其原因。
解：（1）设每个离子质量为 、电量为 ，经加速后速度变为 ，单位时间喷出 个离子。
取单位时间喷出的离子，
形成的电流，
联立可得，
（2）推进器持续喷出正离子束，会使带有负电荷的电子留在其中，由于库仑力作用将严重阻碍正离子的继续喷出。电子积累足够多时，甚至会将喷出的正离子再吸引回来，致使推进器无法正常工作。因此，必须在出口D处发射电子注入到正离子束，以中和正离子，使推进器获得持续推力。
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