高三物理二轮专题复习研究
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专题三 牛顿运动定律一、运动状态的分析:1、 一物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示,在A点,物体开始与弹簧接触,到B 点时,物体速度为零,然后被弹回。
下列说法中正确的是( )A .物体从A 下降到B 的过程中,速率不断变小 B .物体从B 上升到A 的过程中,速率不断变大C .物体从A 下降到B ,以及从B 上升到A 的过程中,速率都是先增大,后减小D .物体在B 点时,所受合力为零2、在光滑水平面上有一质量为m 的物块受到水平恒力F 的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的劲度系数为k 的轻质弹簧,如图所示.当物块与弹簧接触且向右运动的过程中,下列说法正确的是( )A .物块在接触弹簧的过程中一直做减速运动BC D3状态。
若力A .在第B .在第C .在第D .在第4、板上,A.B.C.D.5、如图(a )、(质量分别为M 、m ,大小为F ,同样大小的水平推力F 作用于Q A 、N 1 =N 2 6把A 从B A. μm 1g 7、在水平面上向右匀加速运动,设A 、B 间的摩擦力为1f ,B 与桌面间的摩擦力为2f ,若增大C 桶内沙的质量,而A 、B 仍一起向右运动,则摩擦力1f 、2f 的变化情况是 ( )A .1f 不变,2f 变大B .1f 变大,2f 不变C .1f 和2f 都变大D .1f 和2f 都不变三 、瞬时问题 8、如图2-25天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。
两小球均保持静止。
当突然剪断细绳时,上面小球A 与下面小球B 的加速度为 [ ]A .a 1=g a 2=gB .a 1=g a 2=gC .a 1=2g a 2=0D .a 1=0 a 2=g 9、如图所示,质量为m 的小球用一水平轻弹簧系住,并用倾角为60°的光滑木板ABPQF(a)托住,小球恰好处于静止状态,当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为( )A .0B .大小为g ,方向竖直向下C .大小g3,方向垂直木板向下 D .大小为2g ,方向垂直木板向下四、应用牛顿运动定律分析图像问题10、物体A 、B 、C 均放置在同一水平面上,它们的质量分别为A m 、B m 、Cm ,与水平面的动摩擦因数分别为A μ、B μ、C μ ,当用水平力F 拉物体A 、B 、C 时得到的a 与力F 关系图线如图4所对应的直线甲、乙、丙所示,甲、乙直线平行,则以下说法正确的是 ( )①μ A <μB m A =m B ②μ B >μC m B >m C ③μ B =μC m B >m C④μA<μC m A <m CA.①② B .②④ C .③④D .①④11、某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N 。
高三物理高考二轮复习备考计划(10篇)2023高三物理高考二轮复习备考计划(10篇)在物理二轮高考复习的时候如何规划自己的复习计划呢?怎样进行有效的复习,大家都有接触过复习计划吧,复习的知识以必学知识为主,扎扎实实地打好基础。
下面是小编给大家整理的高三物理高考二轮复习备考计划,仅供参考希望能帮助到大家。
高三物理高考二轮复习备考计划篇1一、复习目标、宗旨1、通过复习帮助学生建立并完善高中物理学科知识体系,构建系统知识网络;2、深化概念、原理、定理定律的认识、理解和应用,培养物理学科科学方法。
3、结合各知识点复习,加强习题训练,提高分析解决实际问题的能力,训练解题规范4、提高学科内知识综合运用的能力与技巧,能灵活运用所学知识解释、处理现实问题。
二、复习具体时间安排20__年9月至20__年1月上旬。
三、复习具体措施1、第一轮复习中,要求学生带齐高中课本,加强基本概念、原理复习,指导学生梳理知识点知识结构。
2、注重方法、步骤及一般的解题思维训练,精讲多练,提高学生分析具体情景,建立物理图景,寻找具体适用规律的能力。
3、提高课堂教学的质量,,平时多交流,多听课,多研究课堂教学。
4.提高训练的效率,训练题要做到精心设计,训练题全收全改,有针对性地做好讲评5.典型的习题,学生容易错的题目,通过作业加强训练四、复习策略(一)去年可借鉴的经验1、滚动式复习,反复强化,逐渐提高2、限时训练:留作业限定时间,课堂训练限定时间,指导学生合理分配答题时间3、分层教学,分类推进,因材施教,全面提高4、在复习过程中抓住六个环节:读、讲、练、测、评、补(二)今年在吸取去年经验的基础上将从以下几方面操作1、综合科目的考试主要是学科内的综合,以新大纲为依据,以教材为线索,以考试说明中的知识点作为重点,注重基本概念、基本规律的复习,复习中要突出知识的梳理,构建知识结构,把学科知识和学科能力紧密结合起来,提高学科内部的综合能力。
2、认真备课,精心选择例习题,做到立足课本,即针对两纲,针对学生实际,紧抓课本,细挖教材,扎实推进基础知识复习工作,高考立足课本考基础,于变化中考能力。
高三物理第二轮专题复习力与运动专题一、要点归纳(一)深刻理解牛顿第一、第三定律1.牛顿第一定律(惯性定律)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.(1)理解要点①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因.(2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关.②质量是物体惯性大小的量度.2.牛顿第三定律作用力与反作用力一定是同种性质的力,作用效果不能抵消.懂得与一对平衡力区分。
(二)牛顿第二定律1.定律内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比,跟物体的质量m成反比.2.公式:F合=ma理解要点①因果性:F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失.②方向性:a与F合都是矢量,方向相同.③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F合是该时刻作用在该物体上的合外力.3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象;(2)分析研究对象的受力情况,画出受力分析图并找出加速度的方向;(3)建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上(4)分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;(5)统一单位,计算数值.二、热点、重点、难点一、正交分解法在动力学问题中的应用当物体受到多个方向的外力作用产生加速度时,常要用到正交分解法.●例1如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m=1 kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点.现有水平向右的风力F作用于小球上,经时间t1=2 s后停止,小球沿细杆运动的部分v-t图象如图1-15乙所示.试求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)小球在0~2 s内的加速度a1和2~4 s内的加速度a2.(2)风对小球的作用力F的大小.二、连接体问题(整体法与隔离法)高考卷中常出现涉及两个研究对象的动力学问题,整体法与隔离法是处理这类问题的重要手段.1.整体法是指当连接体内(即系统内)各物体具有相同的加速度时,可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑,分析其受力情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法.2.隔离法是指当研究对象涉及由多个物体组成的系统时,若要求连接体内物体间的相互作用力,则应把某个物体或某几个物体从系统中隔离出来,分析其受力情况及运动情况,再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法.●例2 如图所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k 的轻质弹簧相连,在外力F 1、F 2的作用下运动.已知F 1>F 2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为( )A .F 1-F 2kB .F 1-F 22kC .F 1+F 22kD .F 1+F 2k★同类拓展 如图所示,质量为m 的小物块A 放在质量为M 的木板B 的左端,B 在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动,且A 、B 相对静止.某时刻撤去水平拉力,经过一段时间,B 在地面上滑行了一段距离x ,A 在B 上相对于B 向右滑行了一段距离L (设木板B 足够长)后A 和B 都停了下来.已知A 、B 间的动摩擦因数为μ1,B 与地面间的动摩擦因数为μ2,且μ2>μ1,则x 的表达式应为( )A .x =M m LB .x =(M +m )L mC .x =μ1ML (μ2-μ1)(m +M )D .x =μ1ML (μ2+μ1)(m +M )三、临界问题●例3 如图所示,滑块A 置于光滑的水平面上,一细线的一端固定于倾角为45°、质量为M 的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线另一端拴一质量为m 的小球B .现对滑块施加一水平方向的恒力F ,要使小球B 能相对斜面静止,恒力F 应满足什么条件?四、超重与失重问题●例4 为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯的运行情况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验:质量m =50 kg 的甲同学站在体重计上,乙同学记录电梯从地面一楼到顶层的过程中,体重计的示数随时间变化的情况,并作出了如图所示的图象.已知t =0时,电梯静止不动,从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层.求:(1)电梯启动和制动时的加速度大小.(2)该大楼的层高.三、经典考题在本专题中,正交分解、整体与隔离相结合是最重要也是最常用的思想方法,是高考中考查的重点.1.[2007年·上海物理卷]有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑.AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示).现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是 ( )A .N 不变,T 变大B .N 不变,T 变小C .N 变大,T 变大D .N 变大,T 变小2.[2004年·全国理综卷]如图所示,在倾角为α的固定光滑斜面上有一块用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为 ( )A .g 2sin α B .g sin α C .32g sin α D .2g sin α3. [2010年海南卷]如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力A.等于零B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右4.[2009年高考·山东理综卷]如图所示,某货场需将质量m 1=100 kg 的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物由轨道顶端无初速度滑下,轨道半径R =1.8 m .地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A 、B ,长度均为l =2 m ,质量均为m 2=100 kg ,木板上表面与轨道末端相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g =10 m/s 2)(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力.(2)若μ1=0.5,求货物滑到木板A 末端时的速度和在木板A 上运动的时间.5.[2009年海南卷]一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平直道上以012/v m s =的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关。
D .12一m-220高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练专题12机车启动模型(含答案)专练目标专练内容目标1以恒定功率启动(IT—8T)目标2以恒定加速度启动(9T—15T)典例专练】一、以恒定功率启动1.复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。
如图所示,一列质量为m的动车,初速度为v°,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度v,设动车行驶过程所受到的阻力F保持不m 变。
动车在时间t内()A.做匀加速直线运动B.牵引力的功率P=Fvmv2FC.当动车速度为-m时,其加速度为一3m1牵引力做功大于三m-2m2.2021年4月16日,全球首条无人驾驶云巴在重庆璧山正式开通,这是一种采用无人驾驶技术的小运量轨道交通系统.若质量为m的云巴从静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度-.设云巴行驶过程中所受到的阻力保持不变,则m ()A.云巴受到的阻力fB.速度为于时, P云巴的加速度为a=mvmC•在时间'内云巴行驶的距离S=号D.在时间t内云巴行驶的距离S2P3.某次汽车性能测试中,若关闭油门,则汽车恰好能沿一山坡向下做匀速直线运动;若汽车以恒定的功率P沿该山坡向上由静止启动做加速直线运动,则汽车经时间t速度达到最大值V.已知汽车的质量为加,假设汽车在上坡和下坡过程中所受路面的阻力大小恒定且相m等,不计空气阻力,下列说法正确的是()PA.路面对汽车的阻力大小为尹2vmPB.路面对汽车的阻力大小为一vmC.上坡过程中,汽车从静止启动到速度刚好增大至v,通过的距离为P化一m2PD.上坡过程中,汽车从静止启动到速度刚好增大至V,通过的距离为2"m一gm'm2P4.目前,我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。
为早日实现无人驾驶,某公司对汽车性能进行了一项测试,让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶。
等效法解题一.方法介绍等效法是科学研究中常用的思维方法之一,它是从事物的等同效果这一基本点出发的,它可以把复杂的物理现象、物理过程转化为较为简单的物理现象、物理过程来进行研究和处理,其目的是通过转换思维活动的作用对象来降低思维活动的难度,它也是物理学研究的一种重要方法.用等效法研究问题时,并非指事物的各个方面效果都相同,而是强调某一方面的效果.因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什么方面等效.在中学物理中,我们通常可以把所遇到的等效分为:物理量等效、物理过程等效、物理模型等效等.二.典例分析1.物理量等效在高中物理中,小到等效劲度系数、合力与分力、合速度与分速度、总电阻与分电阻等;大到等效势能、等效场、矢量的合成与分解等,都涉及到物理量的等效.如果能将物理量等效观点应用到具体问题中去,可以使我们对物理问题的分析和解答变得更为简捷.例l .如图所示,ABCD 为表示竖立放在场强为E=104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD 部分是半径为R 的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A 为水平轨道的一点,而且.2.0m R AB ==把一质量m=100g 、带电q=10-4C 的小球,放在水平轨道的A 点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动。
(g=10m/s 2)求:(1)它到达C 点时的速度是多大?(2)它到达C 点时对轨道压力是多大?(3)小球所能获得的最大动能是多少?2.物理过程等效对于有些复杂的物理过程,我们可以用一种或几种简单的物理过程来替代,这样能够简化、转换、分解复杂问题,能够更加明确研究对象的物理本质,以利于问题的顺利解决. 高中物理中我们经常遇到此类问题,如运动学中的逆向思维、电荷在电场和磁场中的匀速圆周运动、平均值和有效值等.例2.如图所示,在竖直平面内,放置一个半径R 很大的圆形光滑轨道,0为其最低点.在0点附近P 处放一质量为m 的滑块,求由静止开始滑至0点时所需的最短时间.例3.矩形裸导线框长边的长度为2l ,短边的长度为l ,在两个短边上均接有阻值为R 的电阻,其余部分电阻均不计.导线框的位置如图所示,线框内的磁场方向及分布情况如图,大小为0cos 2x B B l π⎛⎫= ⎪⎝⎭.一电阻为R 的光滑导体棒AB 与短边平行且与长边始终接触良好.起初导体棒处于x =0处,从t =0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的外力F 的作用下做速度为v 的匀速运动.试求:(1)导体棒AB 从x =0运动到x =2l 的过程中外力F 随时间t 变化的规律;(2)导体棒AB 从x =0运动到x =2l 的过程中整个回路产生的热量.3.物理模型等效物理模型等效在物理学习中应用十分广泛,特别是力学中的很多模型可以直接应用到电磁学中去,如卫星模型、人船模型、子弹射木块模型、碰撞模型、弹簧振子模型等.实际上,我们在学习新知识时,经常将新的问题与熟知的物理模型进行等效处理.例4.如图所示,R 1、R 2、R 3为定值电阻,但阻值未知,R x 为电阻箱.当R x 为R x1=10 Ω时,通过它的电流I x1=l A ;当R x 为R x2=18 Ω时,通过它的电流I x2=0.6A .则当I x3=0.l A 时,求电阻R x3.例5.如图所示,倾角为θ=300,宽度L =1 m 的足够长的U 形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B =1 T 、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上,用平行于导轨且功率恒为6 w 的牵引力牵引一根质量m =0.2 kg ,电阻R =1 Ω放在导轨上的金属棒ab 由静止沿导轨向上移动,当金属棒ab 移动2.8 m 时获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的热量为5.8 J(不计导轨电阻及一切摩擦,g 取10 m /s 2),求:(1)金属棒达到的稳定速度是多大?(2)金属棒从静止达到稳定速度所需时间是多少?R2l三.强化训练( ) 1. 如图所示,一面积为S 的单匝矩形线圈处于一个交变的磁场中,磁感应强度的变化规律为t B B ωsin 0=。
全册教案导学案说课稿试题高三物理二轮总复习全册教学案高三物理第二轮总复习目录第1专题力与运动 (1)第2专题动量和能量 (46)第3专题圆周运动、航天与星体问题 (76)第4专题带电粒子在电场和磁场中的运动 (94)第5专题电磁感应与电路的分析 (120)第6专题振动与波、光学、执掌、原子物理 (150)第7专题高考物理实验 (177)第8专题 (202)第9专题高中物理常见的物理模型 (221)第10专题计算题的答题规范与解析技巧 (240)第1专题 力与运动知识网络考点预测本专题复习三个模块的内容:运动的描述、受力分析与平衡、牛顿运动定律的运用.运动的描述与受力分析是两个相互独立的内容,它们通过牛顿运动定律才能连成一个有机的整体.虽然运动的描述、受力平衡在近几年都有独立的命题出现在高考中但由于理综考试题量的局限以及课改趋势,独立考查前两模块的命题在2013年高考中出现的概率很小,大部分高考卷中应该都会出现同时考查三个模块知识的试题,而且占不少分值.在综合复习这三个模块内容的时候,应该把握以下几点:1.运动的描述是物理学的重要基础,其理论体系为用数学函数或图象的方法来描述、推断质点的运动规律,公式和推论众多.其中,平抛运动、追及问题、实际运动的描述应为复习的重点和难点.2.无论是平衡问题,还是动力学问题,一般都需要进行受力分析,而正交分解法、隔离法与整体法相结合是最常用、最重要的思想方法,每年高考都会对其进行考查.3.牛顿运动定律的应用是高中物理的重要内容之一,与此有关的高考试题每年都有,题型有选择题、计算题等,趋向于运用牛顿运动定律解决生产、生活和科技中的实际问题.此外,它还经常与电场、磁场结合,构成难度较大的综合性试题.一、运动的描述 要点归纳(一)匀变速直线运动的几个重要推论和解题方法1.某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度,即v -t =v t 2. 2.在连续相等的时间间隔T 内的位移之差Δs 为恒量,且Δs =aT 2.3.在初速度为零的匀变速直线运动中,相等的时间T 内连续通过的位移之比为:s1∶s2∶s3∶…∶s n=1∶3∶5∶…∶(2n-1)通过连续相等的位移所用的时间之比为:t1∶t2∶t3∶…∶t n=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n-n-1).4.竖直上抛运动(1)对称性:上升阶段和下落阶段具有时间和速度等方面的对称性.(2)可逆性:上升过程做匀减速运动,可逆向看做初速度为零的匀加速运动来研究.(3)整体性:整个运动过程实质上是匀变速直线运动.5.解决匀变速直线运动问题的常用方法(1)公式法灵活运用匀变速直线运动的基本公式及一些有用的推导公式直接解决.(2)比例法在初速度为零的匀加速直线运动中,其速度、位移和时间都存在一定的比例关系,灵活利用这些关系可使解题过程简化.(3)逆向过程处理法逆向过程处理法是把运动过程的“末态”作为“初态”,将物体的运动过程倒过来进行研究的方法.(4)速度图象法速度图象法是力学中一种常见的重要方法,它能够将问题中的许多关系,特别是一些隐藏关系,在图象上明显地反映出来,从而得到正确、简捷的解题方法.(二)运动的合成与分解1.小船渡河设水流的速度为v1,船的航行速度为v2,河的宽度为d.(1)过河时间t仅由v2沿垂直于河岸方向的分量v⊥决定,即t=dv⊥,与v1无关,所以当v2垂直于河岸时,渡河所用的时间最短,最短时间t min=dv2.(2)渡河的路程由小船实际运动轨迹的方向决定.当v1<v2时,最短路程s min=d;当v1>v2时,最短路程s min=v1v2 d,如图1-1 所示.图1-12.轻绳、轻杆两末端速度的关系(1)分解法把绳子(包括连杆)两端的速度都沿绳子的方向和垂直于绳子的方向分解,沿绳子方向的分运动相等(垂直方向的分运动不相关),即v 1cos θ1=v 2cos_θ2.(2)功率法通过轻绳(轻杆)连接物体时,往往力拉轻绳(轻杆)做功的功率等于轻绳(轻杆)对物体做功的功率.3.平抛运动如图1-2所示,物体从O 处以水平初速度v 0抛出,经时间t 到达P 点.图1-2(1)加速度⎩⎪⎨⎪⎧ 水平方向:a x =0竖直方向:a y=g (2)速度⎩⎪⎨⎪⎧水平方向:v x =v 0竖直方向:v y =gt合速度的大小v =v 2x +v 2y =v 20+g 2t 2设合速度的方向与水平方向的夹角为θ,有:tan θ=v y v x =gt v 0,即θ=arctan gt v 0. (3)位移⎩⎪⎨⎪⎧ 水平方向:s x =v 0t 竖直方向:s y =12gt2 设合位移的大小s =s 2x +s 2y =(v 0t )2+(12gt 2)2 合位移的方向与水平方向的夹角为α,有: tan α=s y s x =12gt 2v 0t =gt 2v 0,即α=arctan gt 2v 0要注意合速度的方向与水平方向的夹角不是合位移的方向与水平方向的夹角的2倍,即θ≠2α,而是tan θ=2tan α.(4)时间:由s y =12gt 2得,t =2s y g,平抛物体在空中运动的时间t 只由物体抛出时离地的高度s y 决定,而与抛出时的初速度v 0无关.(5)速度变化:平抛运动是匀变速曲线运动,故在相等的时间内,速度的变化量(g =Δv Δt)相等,且必沿竖直方向,如图1-3所示.图1-3任意两时刻的速度与速度的变化量Δv 构成直角三角形,Δv 沿竖直方向.注意:平抛运动的速率随时间并不均匀变化,而速度随时间是均匀变化的.(6)带电粒子(只受电场力的作用)垂直进入匀强电场中的运动与平抛运动相似,出电场后做匀速直线运动,如图1-4所示.图1-4故有:y =(L ′+L 2)·tan α=(L ′+L 2)·qUL dm v 20. 热点、重点、难点(一)直线运动高考中对直线运动规律的考查一般以图象的应用或追及问题出现.这类题目侧重于考查学生应用数学知识处理物理问题的能力.对于追及问题,存在的困难在于选用哪些公式来列方程,作图求解,而熟记和运用好直线运动的重要推论往往是解决问题的捷径.●例1 如图1-5甲所示,A 、B 两辆汽车在笔直的公路上同向行驶.当B 车在A 车前s =84 m 处时,B 车的速度v B =4 m/s ,且正以a =2 m/s 2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,B 车的加速度突然变为零.A 车一直以v A =20 m/s 的速度做匀速运动,从最初相距84 m 时开始计时,经过t 0=12 s 后两车相遇.问B 车加速行驶的时间是多少?图1-5甲【解析】设B 车加速行驶的时间为t ,相遇时A 车的位移为:s A =v A t 0B 车加速阶段的位移为:s B 1=v B t +12at 2 匀速阶段的速度v =v B +at ,匀速阶段的位移为:s B 2=v (t 0-t )相遇时,依题意有:s A =s B 1+s B 2+s联立以上各式得:t 2-2t 0t -2[(v B -v A )t 0+s ]a =0 将题中数据v A =20 m/s ,v B =4 m/s ,a =2 m/s 2,t 0=12 s ,代入上式有:t 2-24t +108=解得:t 1=6 s ,t 2=18 s(不合题意,舍去)因此,B 车加速行驶的时间为6 s .[答案] 6 s【点评】①出现不符合实际的解(t 2=18 s)的原因是方程“s B 2=v (t 0-t )”并不完全描述B 车的位移,还需加一定义域t ≤12 s .②解析后可以作出v A -t 、v B -t 图象加以验证.图1-5乙根据v -t 图象与t 围成的面积等于位移可得,t =12 s 时,Δs =[12×(16+4)×6+4×6] m =84 m .(二)平抛运动平抛运动在高考试题中出现的几率相当高,或出现于力学综合题中,如2008年北京、山东理综卷第24题;或出现于带电粒子在匀强电场中的偏转一类问题中,如2008年宁夏理综卷第24题、天津理综卷第23题;或出现于此知识点的单独命题中,如2009年高考福建理综卷第20题、广东物理卷第17(1)题、2008年全国理综卷Ⅰ第14题.对于这一知识点的复习,除了要熟记两垂直方向上的分速度、分位移公式外,还要特别理解和运用好速度偏转角公式、位移偏转角公式以及两偏转角的关系式(即tan θ=2tan α).●例2 图1-6甲所示,m 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A 为终端皮带轮.已知皮带轮的半径为r ,传送带与皮带轮间不会打滑.当m 可被水平抛出时,A 轮每秒的转数最少为( )图1-6甲A .12πg rB .g rC .grD .12πgr 【解析】解法一 m 到达皮带轮的顶端时,若m v 2r≥mg ,表示m 受到的重力小于(或等于)m 沿皮带轮表面做圆周运动的向心力,m 将离开皮带轮的外表面而做平抛运动又因为转数n =ω2π=v 2πr所以当v ≥gr ,即转数n ≥12πg r时,m 可被水平抛出,故选项A 正确. 解法二 建立如图1-6乙所示的直角坐标系.当m 到达皮带轮的顶端有一速度时,若没有皮带轮在下面,m 将做平抛运动,根据速度的大小可以作出平抛运动的轨迹.若轨迹在皮带轮的下方,说明m 将被皮带轮挡住,先沿皮带轮下滑;若轨迹在皮带轮的上方,说明m 立即离开皮带轮做平抛运动.图1-6乙又因为皮带轮圆弧在坐标系中的函数为:当y 2+x 2=r 2初速度为v 的平抛运动在坐标系中的函数为:y =r -12g (x v )2 平抛运动的轨迹在皮带轮上方的条件为:当x >0时,平抛运动的轨迹上各点与O 点间的距离大于r ,即y 2+x 2>r 即[r -12g (x v )2]2+x 2>r 解得:v ≥gr又因皮带轮的转速n 与v 的关系为:n =v 2πr 可得:当n ≥12πg r时,m 可被水平抛出. [答案] A【点评】“解法一”应用动力学的方法分析求解;“解法二”应用运动学的方法(数学方法)求解,由于加速度的定义式为a =Δv Δt ,而决定式为a =F m,故这两种方法殊途同归. ★同类拓展1 高台滑雪以其惊险刺激而闻名,运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性.某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图1-7所示的示意图.其中AB 段是助滑雪道,倾角α=30°,BC 段是水平起跳台,CD 段是着陆雪道,AB 段与BC 段圆滑相连,DE 段是一小段圆弧(其长度可忽略),在D 、E 两点分别与CD 、EF 相切,EF 是减速雪道,倾角θ=37°.轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为μ=0.25,图中轨道最高点A 处的起滑台距起跳台BC 的竖直高度h =10 m .A 点与C 点的水平距离L 1=20 m ,C 点与D 点的距离为32.625 m .运动员连同滑雪板的总质量m =60 kg .滑雪运动员从A 点由静止开始起滑,通过起跳台从C 点水平飞出,在落到着陆雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿着陆雪道的分速度而不弹起.除缓冲外运动员均可视为质点,设运动员在全过程中不使用雪杖助滑,忽略空气阻力的影响,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:图1-7(1)运动员在C 点水平飞出时的速度大小.(2)运动员在着陆雪道CD 上的着陆位置与C 点的距离. (3)运动员滑过D 点时的速度大小.【解析】(1)滑雪运动员从A 到C 的过程中,由动能定理得:mgh -μmg cos αhsin α-μmg (L 1-h cot α)=12m v 2C解得:v C =10 m/s .(2)滑雪运动员从C 点水平飞出到落到着陆雪道的过程中做平抛运动,有: x =v C t y =12gt 2 yx=tan θ 着陆位置与C 点的距离s =x cos θ解得:s =18.75 m ,t =1.5 s .(3)着陆位置到D 点的距离s ′=13.875 m ,滑雪运动员在着陆雪道上做匀加速直线运动.把平抛运动沿雪道和垂直雪道分解,可得着落后的初速度v 0=v C cos θ+gt sin θ加速度为:mg sin θ-μmg cos θ=ma运动到D 点的速度为:v 2D =v 20+2as ′ 解得:v D =20 m/s .[答案] (1)10 m/s (2)18.75 m (3)20 m/s 互动辨析 在斜面上的平抛问题较为常见,“位移与水平面的夹角等于倾角”为着落条件.同学们还要能总结出距斜面最远的时刻以及这一距离.二、受力分析要点归纳(一)常见的五种性质的力(二)力的运算、物体的平衡1.力的合成与分解遵循力的平行四边形定则(或力的三角形定则).2.平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态,物体处于平衡状态的动力学条件是:F合=0或F x=0、F y=0、F z=0.注意:静止状态是指速度和加速度都为零的状态,如做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零,但加速度等于重力加速度,不为零,因此不是平衡状态.3.平衡条件的推论(1)物体处于平衡状态时,它所受的任何一个力与它所受的其余力的合力等大、反向.(2)物体在同一平面上的三个不平行的力的作用下处于平衡状态时,这三个力必为共点力.物体在三个共点力的作用下而处于平衡状态时,表示这三个力的有向线段组成一封闭的矢量三角形,如图1-8所示.图1-84.共点力作用下物体的平衡分析热点、重点、难点(一)正交分解法、平行四边形法则的应用1.正交分解法是分析平衡状态物体受力时最常用、最主要的方法.即当F合=0时有:F x合=0,F y合=0,F z合=0.2.平行四边形法有时可巧妙用于定性分析物体受力的变化或确定相关几个力之比.●例3举重运动员在抓举比赛中为了减小杠铃上升的高度和发力,抓杠铃的两手间要有较大的距离.某运动员成功抓举杠铃时,测得两手臂间的夹角为120°,运动员的质量为75 kg,举起的杠铃的质量为125 kg,如图1-9甲所示.求该运动员每只手臂对杠铃的作用力的大小.(取g=10 m/s2)图1-9甲【分析】由手臂的肌肉、骨骼构造以及平时的用力习惯可知,伸直的手臂主要沿手臂方向发力.取手腕、手掌为研究对象,握杠的手掌对杠有竖直向上的弹力和沿杠向外的静摩擦力,其合力沿手臂方向,如图1-9乙所示.图1-9乙【解析】手臂对杠铃的作用力的方向沿手臂的方向,设该作用力的大小为F,则杠铃的受力情况如图1-9丙所示图1-9丙由平衡条件得:2F cos 60°=mg解得:F=1250 N.[答案] 1250 N●例4两个可视为质点的小球a和b,用质量可忽略的刚性细杆相连放置在一个光滑的半球面内,如图1-10甲所示.已知小球a和b的质量之比为3,细杆长度是球面半径的 2 倍.两球处于平衡状态时,细杆与水平面的夹角θ是[2008年高考·四川延考区理综卷]()图1-10甲A.45°B.30°C.22.5°D.15°【解析】解法一设细杆对两球的弹力大小为T,小球a、b的受力情况如图1-10乙所示图1-10乙其中球面对两球的弹力方向指向圆心,即有: cos α=22R R =22解得:α=45°故F N a 的方向为向上偏右,即β1=π2-45°-θ=45°-θF N b 的方向为向上偏左,即β2=π2-(45°-θ)=45°+θ两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用,过O 作竖直线交ab 于c 点,设球面的半径为R ,由几何关系可得:m a g Oc =F N aR m b g Oc =F N bR解得:F N a =3F N b取a 、b 及细杆组成的整体为研究对象,由平衡条件得: F N a ·sin β1=F N b ·sin β2 即 3F N b ·sin(45°-θ)=F N b ·sin(45°+θ) 解得:θ=15°.解法二 由几何关系及细杆的长度知,平衡时有: sin ∠Oab =22R R =22故∠Oab =∠Oba =45°再设两小球及细杆组成的整体重心位于c 点,由悬挂法的原理知c 点位于O 点的正下方,且ac bc =m am b= 3即R ·sin(45°-θ)∶R ·sin(45°+θ)=1∶ 3解得:θ=15°. [答案] D【点评】①利用平行四边形(三角形)定则分析物体的受力情况在各类教辅中较常见.掌握好这种方法的关键在于深刻地理解好“在力的图示中,有向线段替代了力的矢量”.②在理论上,本题也可用隔离法分析小球a 、b 的受力情况,根据正交分解法分别列平衡方程进行求解,但是求解三角函数方程组时难度很大.③解法二较简便,但确定重心的公式ac bc =m am b=3超纲.(二)带电粒子在复合场中的平衡问题 在高考试题中,也常出现带电粒子在复合场中受力平衡的物理情境,出现概率较大的是在正交的电场和磁场中的平衡问题及在电场和重力场中的平衡问题.在如图1-11所示的速度选择器中,选择的速度v =EB ;在如图1-12所示的电磁流量计中,流速v =u Bd ,流量Q =πdu 4B.图1-11 图1-12●例5 在地面附近的空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场的方向垂直纸面向里,一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN 运动,如图1-13所示.由此可判断下列说法正确的是( )图1-13A .如果油滴带正电,则油滴从M 点运动到N 点B .如果油滴带正电,则油滴从N 点运动到M 点C .如果电场方向水平向右,则油滴从N 点运动到M 点D .如果电场方向水平向左,则油滴从N 点运动到M 点【解析】油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛伦兹力的作用,因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,大小随速度的改变而改变,而电场力与重力的合力是恒力,所以物体做匀速直线运动;又因电场力一定在水平方向上,故洛伦兹力的方向是斜向上方的,因而当油滴带正电时,应该由M 点向N 点运动,故选项A 正确、B 错误.若电场方向水平向右,则油滴需带负电,此时斜向右上方与MN 垂直的洛伦兹力对应粒子从N 点运动到M 点,即选项C 正确.同理,电场方向水平向左时,油滴需带正电,油滴是从M 点运动到N 点的,故选项D 错误.[答案] AC 【点评】对于带电粒子在复合场中做直线运动的问题要注意受力分析.因为洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,而且与磁场的方向、带电粒子的电性都有关,分析时更要注意.本题中重力和电场力均为恒力,要保证油滴做直线运动,两力的合力必须与洛伦兹力平衡,粒子的运动就只能是匀速直线运动.★同类拓展2 如图1-14甲所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端挂有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2,θ分别为30°和45°,则q 2q 1为 [2007年高考·重庆理综卷]( )图1-14甲A.2B.3C.23D.3 3【解析】对A球进行受力分析,如图1-14 乙所示,图1-14乙由于绳子的拉力和点电荷间的斥力的合力与A球的重力平衡,故有:F电=mg tan θ,又F电=k qQ Ar2.设绳子的长度为L,则A、B两球之间的距离r=L sin θ,联立可得:q=mL2g tan θsin2θkQ A,由此可见,q与tan θsin 2θ成正比,即q2q1=tan 45°sin245°tan 30°sin230°=23,故选项C正确.[答案] C互动辨析本题为带电体在重力场和电场中的平衡问题,解题的关键在于:先根据小球的受力情况画出平衡状态下的受力分析示意图;然后根据平衡条件和几何关系列式,得出电荷量的通解表达式,进而分析求解.本题体现了新课标在知识考查中重视方法渗透的思想.三、牛顿运动定律的应用要点归纳(一)深刻理解牛顿第一、第三定律1.牛顿第一定律(惯性定律)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.(1)理解要点①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因.③牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例.牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系.(2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关.②质量是物体惯性大小的量度.2.牛顿第三定律(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,可用公式表示为F=-F′.(2)作用力与反作用力一定是同种性质的力,作用效果不能抵消.(3)牛顿第三定律的应用非常广泛,凡是涉及两个或两个以上物体的物理情境、过程的解答,往往都需要应用这一定律.(二)牛顿第二定律1.定律内容物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比,跟物体的质量m成反比.2.公式:F合=ma理解要点①因果性:F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失.②方向性:a与F合都是矢量,方向严格相同.③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F合是该时刻作用在该物体上的合外力.3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象;(2)分析研究对象的受力情况,画出受力分析图并找出加速度的方向;(3)建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上,并将其余的力或加速度分解到两坐标轴上;(4)分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;(5)统一单位,计算数值.热点、重点、难点一、正交分解法在动力学问题中的应用当物体受到多个方向的外力作用产生加速度时,常要用到正交分解法.1.在适当的方向建立直角坐标系,使需要分解的矢量尽可能少.2.F x合=ma x合,F y合=ma y合,F z合=ma z合.3.正交分解法对本章各类问题,甚至对整个高中物理来说都是一重要的思想方法.●例6如图1-15甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m=1 kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点.现有水平向右的风力F作用于小球上,经时间t 1=2 s 后停止,小球沿细杆运动的部分v -t 图象如图1-15乙所示.试求:(取g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图1-15(1)小球在0~2 s 内的加速度a 1和2~4 s 内的加速度a 2.(2)风对小球的作用力F 的大小.【解析】(1)由图象可知,在0~2 s 内小球的加速度为:a 1=v 2-v 1t 1=20 m/s 2,方向沿杆向上 在2~4 s 内小球的加速度为:a 2=v 3-v 2t 2=-10 m/s 2,负号表示方向沿杆向下. (2)有风力时的上升过程,小球的受力情况如图1-15丙所示图1-15丙在y 方向,由平衡条件得:F N1=F sin θ+mg cos θ在x 方向,由牛顿第二定律得:F cos θ-mg sin θ-μF N1=ma1停风后上升阶段,小球的受力情况如图1-15丁所示图1-15丁在y方向,由平衡条件得:F N2=mg cos θ在x方向,由牛顿第二定律得:-mg sin θ-μF N2=ma2联立以上各式可得:F=60 N.【点评】①斜面(或类斜面)问题是高中最常出现的物理模型.②正交分解法是求解高中物理题最重要的思想方法之一.二、连接体问题(整体法与隔离法)高考卷中常出现涉及两个研究对象的动力学问题,其中又包含两种情况:一是两对象的速度相同需分析它们之间的相互作用,二是两对象的加速度不同需分析各自的运动或受力.隔离(或与整体法相结合)的思想方法是处理这类问题的重要手段.1.整体法是指当连接体内(即系统内)各物体具有相同的加速度时,可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑,分析其受力情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法.2.隔离法是指当研究对象涉及由多个物体组成的系统时,若要求连接体内物体间的相互作用力,则应把某个物体或某几个物体从系统中隔离出来,分析其受力情况及运动情况,再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法.3.当连接体中各物体运动的加速度相同或要求合外力时,优先考虑整体法;当连接体中各物体运动的加速度不相同或要求物体间的作用力时,优先考虑隔离法.有时一个问题要两种方法结合起来使用才能解决.●例7如图1-16所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动.已知F1>F2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为()图1-16A .F 1-F 2kB .F 1-F 22kC .F 1+F 22kD .F 1+F 2k【解析】取A 、B 及弹簧整体为研究对象,由牛顿第二定律得:F 1-F 2=2ma取B 为研究对象:kx -F 2=ma(或取A 为研究对象:F 1-kx =ma )可解得:x =F 1+F 22k. [答案] C【点评】①解析中的三个方程任取两个求解都可以.②当地面粗糙时,只要两物体与地面的动摩擦因数相同,则A 、B 之间的拉力与地面光滑时相同.★同类拓展3 如图1-17所示,质量为m 的小物块A 放在质量为M 的木板B 的左端,B 在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动,且A 、B 相对静止.某时刻撤去水平拉力,经过一段时间,B 在地面上滑行了一段距离x ,A 在B 上相对于B 向右滑行了一段距离L (设木板B 足够长)后A 和B 都停了下来.已知A 、B 间的动摩擦因数为μ1,B 与地面间的动摩擦因数为μ2,且μ2>μ1,则x 的表达式应为( )图1-17A .x =M m LB .x =(M +m )L mC .x =μ1ML (μ2-μ1)(m +M )D .x =μ1ML (μ2+μ1)(m +M ) 【解析】设A 、B 相对静止一起向右匀速运动时的速度为v ,撤去外力后至停止的过程中,A 受到的滑动摩擦力为:f 1=μ1mg其加速度大小a 1=f 1m=μ1g B 做减速运动的加速度大小a 2=μ2(m +M )g -μ1mg M由于μ2>μ1,所以a 2>μ2g >μ1g =a 1即木板B 先停止后,A 在木板上继续做匀减速运动,且其加速度大小不变对A 应用动能定理得:-f 1(L +x )=0-12m v 2 对B 应用动能定理得:μ1mgx -μ2(m +M )gx =0-12M v 2 解得:x =μ1ML (μ2-μ1)(m +M ). [答案] C【点评】①虽然使A 产生加速度的力由B 施加,但产生的加速度a 1=μ1g 是取大地为参照系的.加速度是相对速度而言的,所以加速度一定和速度取相同的参照系,与施力物体的速度无关.②动能定理可由牛顿第二定律推导,特别对于匀变速直线运动,两表达式很容易相互转换.三、临界问题●例8 如图1-18甲所示,滑块A 置于光滑的水平面上,一细线的一端固定于倾角为45°、质量为M 的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线另一端拴一质量为m 的小球B .现对滑。
第一讲 平衡问题一、特别提示[解平衡问题几种常见方法]1、力的合成、分解法:对于三力平衡,一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系,借助三角函数、相似三角形等手段求解;或将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到这两个分力必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法。
2、力汇交原理:如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡,这三个力的作用线必在同一平面上,而且必有共点力。
3、正交分解法:将各力分解到x 轴上和y 轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件)00(∑∑==y x F F 多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。
值得注意的是,对x 、y 方向选择时,尽可能使落在x 、y 轴上的力多;被分解的力尽可能是已知力。
4、矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零,利用三角形法求得未知力。
5、对称法:利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。
在静力学中所研究对象有些具有对称性,模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。
解题中注意到这一点,会使解题过程简化。
6、正弦定理法:三力平衡时,三个力可构成一封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可用正弦定理列式求解。
7、相似三角形法:利用力的三角形和线段三角形相似。
二、典型例题1、力学中的平衡:运动状态未发生改变,即0=a 。
表现:静止或匀速直线运动(1)在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡施加例1 质量为m 的物体置于动摩擦因数为μ的水平面上,现对它一个拉力,使它做匀速直线运动,问拉力与水平方向成多大夹角时这个力最小?摩擦解析 取物体为研究对象,物体受到重力mg ,地面的支持力N ,力f 及拉力T 四个力作用,如图1-1所示。
由于物体在水平面上滑动,则N f μ=,将f 和N 合成,得到合力F ,由图知F 与f 的夹角: μ==αarcctg Nf arcctg 不管拉力T 方向如何变化,F 与水平方向的夹角α不变,即F 为一个方向不发生改变的变力。
专题1“双基”篇所谓“双基”知识(基本概念、基本规律),就是能举一反三、以不变应万变的知识.只有掌握了“双基”,才谈得上能力的提高,才谈得上知识和能力的迁移.综合分析近几年的高考物理试卷不难看出,虽然高考命题已由“知识立意”向“能力立意”转变,但每年的试卷中总有一定数量的试题是着重考查学生的知识面的,试卷中多数试题是针对大多数考生设计的,其内容仍以基本概念、基本规律的内涵及外延的判断和应用为主.只要考生知道有关的物理知识,就不难得出正确的答案.以2003年我省高考物理试卷为例,属于对物理概念、规律的理解和简单应用考查的试题,就有15题,共90分,占满分的60%.如果考生的基本概念、基本规律掌握得好,把这90分拿到手,就已大大超过了省平均分.许多考生解题能力差,得分低,很大程度上与考生忽视对物理基础知识的理解和掌握有关,对基础知识掌握得不牢固或不全面,就会在解题时难以下手,使应得的分白白丢失. 如果说,我们要求学生高考时做到“该得的分一分不丢,难得的分每分必争”,那么,就要先从打好基础做起,抓好物理基本知识和规律的复习.复习中,首先要求学生掌握概念、规律的“内涵”(例如内容、条件、结论等),做到“理科文学”,对概念、规律的内容,该记该背的,还是要在理解的基础上熟记.其次,要掌握概念和规律的“外延”,例如,对机械能守恒定律,如果条件不满足,即重力或弹力以外的其他力做了功,系统的机械能将如何变化?等等.有一些情况我的感受特别深,一是有些试题看似综合性问题,而学生出错的原因实质是概念问题.二是老师以为很简单的一些概念问题,学生就是搞不清,要反复讲练.下面,就高中物理复习中常遇到的一些基本概念问题,谈谈我的看法.我想按照高中物理知识的五大板块来讲述.一些共同性的概念和规律:1.不能简单地从数学观点来理解用比值定义的物理量(一个物理量与另一个物理量成正比或反比的说法).2.图线切线的斜率.3.变加速运动中,合力为零时,速度最大或最小.一、力学●物体是否一定能大小不变地传力?例1:两物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示.对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体B 的作用力等于 ( B )A .112m F m m + B .212m F m m + C .F D .21m F m 拓展:如图,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上.A 、B质量分别为m A =6kg ,m B =2kg ,A 、B 之间的动摩擦因数μ=0.2.开始时水平拉力F =10N ,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则 ( D )A .只有当拉力F <12N 时,两物体才没有相对滑动B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N 时,开始相对滑动C .两物体间从受力开始就有相对运动D .两物体间始终没有相对运动●力、加速度、速度间的关系——拓展至与机械能的关系例2:如图所示,轻弹簧一端固定,另一端自由伸长时恰好到达O 点.将质量为m (视为质点)的物体P 与弹簧连接,并将弹簧压缩到A 由静止释放物体后,物体将沿水平面运动并能到达B 点.若物体与水平面间的摩擦力不能忽略,则关于物体运动的下列说法正确的是 (BC )A .从A 到O 速度不断增大,从O 到B 速度不断减小B .从A 到O 速度先增大后减小,从O 到B 速度不断减小C .从A 到O 加速度先减小后增大,从O 到B 加速度不断增大D .从A 到O 加速度先减小后增大,从O 到B 加速度不断增大拓展1:(1991年)一物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示.在A 点,物体开始与弹簧接触,到B 点时,物体速度为零,然后被弹回.下列说法正确的是 ( C ) A .物体从A 下降到B 的过程中,动能不断变小B .物体从B 上升到A 的过程中,动能不断变大C .物体从A 下降到B ,以及从B 上升到A 的过程中,速率都是先增大,后减小D .物体在B 点时,所受合力为零●矢量的合成或分解 1.认真画平行四边形例3:三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图所示,其中OB 是水平的,A 端、B 端固定.若逐渐增加C 端所挂物体的质量,则最先断的绳 ( C )A .必定是OAB .必定是OBC .必定是OCD .可能是OB ,也可能是OA2.最小值问题例4:有一小船位于60m 宽的河边,从这里起在下游80m 处河流变成瀑布.假设河水流速为5m/s ,为了使小船能安全渡河,船相对于静水的速度不能小于多少?3.速度的分解——孰合孰分?例5:如图所示,水平面上有一物体A 通过定滑轮用细线与玩具汽车B 相连,汽车向右以速度v 作匀速运动,当细线OA 、OB 与水平方向的夹角分别为α、β时,物体A 移动的速度为 ( D )A .v sin αcos βB .v cos αcos βC .v cos α/cos βD .v cos β/cos α●同向运动的物体,距离最大(或最小)或恰好追上时,速度相等(但不一定为零). 例6:如图所示,在光滑水平桌面上放有长为L 的长木板C ,在C 上左端和距左端s 处各放有小物块A 和B ,A 、B 的体积大小可忽略不计,A 、B 与长木板C 间的动摩擦因数为μ,A 、B 、C 的质量均为m ,开始时,B 、C 静止,A 以某一初速度v 0向右做匀减速运动,设物体B 与板C 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:A OBAB(1)物体A 运动过程中,物块B 和木板C 间的摩擦力.(2)要使物块A 、B 相碰,物块A 的初速度v 0应满足的条件. ●匀变速运动的规律及其推论的应用——注意条件例7:已知做匀加速直线运动的物体,第5s 末的速度为10m/s ,则该物体 ( BD )A .加速度一定为2m/s 2B .前5s 内位移可能为25mC .前10s 内位移一定为100mD .前10s 内位移不一定为100m●匀速圆周运动、万有引力定律: 注意公式2r GMm F =①和r mv F 2=②中r 的含义. 例8:今年10月15日9时,中国自行研制的载人航天飞船“神舟”五号,从酒泉航天发射场升空,10分钟后进入预定轨道,绕地球沿椭圆轨道Ⅰ运行,如图.(1)当飞船进入第5圈后,在轨道Ⅰ上A 点加速,加速后进入半径为r 2的圆形轨道Ⅱ.已知飞船近地点B 距地心距离为r 1,飞船在该点速率为v 1,求:轨道Ⅱ处重力加速度大小.(2)飞船绕地球运行14圈后,返回舱与轨道舱分离,返回舱开始返回.当返回舱竖直向下接近距离地球表面高度h 时,返回舱速度约为9m/s ,为实现软着落(着地时速度不超过3m/s ),飞船向下喷出气体减速,该宇航员安全抗荷能力(对座位压力)为其体重的4倍,则飞船至少应从多高处开始竖直向下喷气?(g =10m/s 2)●惯性、离心运动和向心运动例9:如图(俯视图)所示,以速度v 匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面,桌面上的A 处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线从A 运动到B ,则由此可判断列车 ( A )A .减速行驶,向南转弯B .减速行驶,向北转弯C .加速行驶,向南转弯D .加速行驶,向北转弯 例10:卫星轨道速度的大小及变轨问题.●一对作用力和反作用力的冲量或功例11:关于一对作用力和反作用力,下列说法中正确的是 ( D )A .一对作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力B .一对作用力和反作用力一定可以是不同种性质的力C .一对作用力和反作用力所做功的代数和一定为零D .一对作用力和反作用力的冲量的矢量和一定为零●对动量守恒定律的理解1.内涵——条件及结论2.对表达式的理解3.外延例12:对于由两个物体组成的系统,动量守恒定律可以表达为Δp 1=-Δp 2.对此表达式,沈飞同学的理解是:两个物体组成的系统动量守恒时,一个物体增加了多少动量,另一AB个物体就减少了多少动量.你同意沈飞同学的说法吗?说说你的判断和理由(可以举例说明).例13:总质量为M的小车,在光滑水平面上匀速行驶.现同时向前后水平抛出质量相等的两个小球,小球抛出时的初速度相等,则小车的速度将________(填“变大”、“变小”或“不变”).●对机械能守恒定律的理解1.内涵——条件及结论2.外延——重力(若涉及弹性势能,还包括弹力)以外的其它力做的功,等于系统机械能的增量.例14:如图所示,质量为M=1kg的小车静止在悬空固定的水平轨道上,小车与轨道间的摩擦力可忽略不计,在小车底Array部O点拴一根长L=0.4m的细绳,细绳另一端系一质量m=4kg的金属球,把小球拉到与悬点O在同一高度、细绳与轨道平行的位置由静止释放.小球运动到细绳与竖直方向成60°角位置时,突然撤去右边的挡板P,取g=10m/s2,求:(1)挡板P在撤去以前对小车的冲量;(2)小球释放后上升的最高点距悬点O的竖直高度;(3)撤去右边的挡板P后,小车运动的最大速度.●功和能、冲量和动量的关系1.合外力的功=动能的变化2.重力/弹力/分子力/电场力的功=重力势能/弹性势能/分子势能/电势能变化的负值3.重力(或弹簧弹力)以外的其它力的功=机械能的变化4.合外力的冲量=动量的变化5.合外力=动量的变化率例15:一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于( C )A.物体势能的增加量B.物体动能的增量C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量D.物体动能的增加量加上重力所做的功例16:一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ,则(AC)A.过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量B.过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小C.过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和D.过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能例17:在光滑斜面的底端静止一个物体,从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F作用在物体上,使物体沿斜面向上滑去,经过一段时间突然撤去这个力,又经过4倍的时间又返回斜面的底端,且具有250J的动能,则恒力F对物体所做的功为J, 撤去F时物体具有J的动能.若该物体在撤去F后受摩擦力作用,当它的动能减少100J时,机械能损失了40J,则物体再从最高点返回到斜面底端时具有J的动能.例18:如图所示,分别用两个恒力F1和F2先后两次将质量为m的物体从静止开始,沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端,第一次力F 1的方向沿斜面向上,第二次F 2的方向沿水平向右,两次所用时间相同.在这两个过程中 ( BD )A .F 1和F 2所做功相同B .物体的机械能变化相同C .F 1和F 2对物体的冲量大小相同D .物体的加速度相同例19:在光滑斜面的底端静止一个物体,从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F 作用在物体上,使物体沿斜面向上滑去,经过一段时间突然撤去这个力,又经过4倍的时间又返回斜面的底端,且具有250J 的动能,则恒力F 对物体所做的功为 J, 撤去F 时物体具有 J 的动能。
2019-2020年高三物理第二轮专题复习专题一力和运动教案人教版一、考点回顾1.物体怎么运动,取决于它的初始状态和受力情况。
牛顿运动定律揭示了力和运动的关系,关系如下表所示:2.力是物体运动状态变化的原因,反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。
从物体的受力情况去推断物体运动情况,或从物体运动情况去推断物体的受力情况,是动力学的两大基本问题。
3.处理动力学问题的一般思路和步骤是:①领会问题的情景,在问题给出的信息中,提取有用信息,构建出正确的物理模型;②合理选择研究对象;③分析研究对象的受力情况和运动情况;④正确建立坐标系;⑤运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解。
4.在分析具体问题时,要根据具体情况灵活运用隔离法和整体法,要善于捕捉隐含条件,要重视临界状态分析。
二、经典例题剖析1.长L的轻绳一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球在竖直平面内作圆周运动,小球通过最低点和最高点时所受的绳拉力分别为T1和T2(速度分别为v0和v)。
5求证:(1)T1-T2=6mg(2)v0≥gL证明:(1)由牛顿第二定律,在最低点和最高点分别有:T1-mg=mv02/L T2+mg=mv2/L由机械能守恒得:mv02/2=mv2/2+mg2L以上方程联立解得:T1-T2=6mg(2)由于绳拉力T2≥0,由T2+mg=mv2/L可得v≥gL5代入mv02/2=mv2/2+mg2L得:v0≥gL点评:质点在竖直面内的圆周运动的问题是牛顿定律与机械能守恒应用的综合题。
加之小球通过最高点有极值限制。
这就构成了主要考查点。
2.质量为M 的楔形木块静置在水平面上,其倾角为α的斜面上,一质量为m 的物体正以加速度a 下滑。
求水平面对楔形木块的弹力N 和摩擦力f 。
解析:首先以物体为研究对象,建立牛顿定律方程: N 1‘=mgcosα mgsinα-f 1’=ma ,得:f 1‘=m(gsinα-a) 由牛顿第三定律,物体楔形木块有N 1=N 1’,f 1=f 1‘然后以楔形木块为研究对象,建立平衡方程:N =mg +N 1cosα+f 1sinα=Mg +mgcos 2α+mgsin 2α-masinα =(M +m)g -masinαf =N 1sinα-f 1cosα=mgcosαsinα-m(gsinα-a)cosα=macosα 点评:质点在直线运动问题中应用牛顿定律,高考热点是物体沿斜面的运动和运动形式发生变化两类问题。
专题7 感应电荷量的应用1.安培力的冲量大小感应电流通过直导线时,直导线在磁场中要受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BIL。
方法1 微元法由于感应电流通常变化,所以安培力为变力,求时间t内安培力的冲量必须用微元法,在极短时间∆t内认为安培力为定值,则安培力冲量大小为I i=BI i L∆t = BLq i,求和可得全过程安培力冲量大小为I = BL∆q,其中∆q为此过程流过导体棒任意截面的电荷量。
方法2 平均电流法设此过程电流对时间的平均值为I,则∆q=It,所以安培力冲量通用表达式为:BILt BL q=∆,即感应电荷量与时间和安培力的冲量相联系。
2.感应电荷量在前面利用平均感应电流I=ER与和平均感应电动势E nt∆Φ=解得感应电荷量q=I t = nR∆Φ。
如果是由于导体棒切割产生的感应电荷量,则B S BLxq n nR R∆==,其中x为导体棒运动的距离,即感应电荷量与空间距离相联系。
3.感应电荷量的时空联系感应电荷量连接空间距离和安培力的冲量,因此在非匀变速运动中,如果题目求导体棒的位移,通常用感应电荷量和动量定理求解。
在分析电磁感应问题中,往往求解物体的初速度v0、末速度v、时间t、位移x、电荷量q 这5个物理量的时候,通常采用安培力的冲量,按此模型处理方法进行处理。
4.实例分析以2022年6月浙江选考19题第3问为例,如图1所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可在水平导轨上无摩擦滑动。
线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B 。
开关S 与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机加速,飞机达到起飞速度时与动子脱离;此时S 掷向2接通定值电阻R 0,同时施加回撤力F ,在F 和磁场力作用下,动子恰好返回初始位置停下。
若动子从静止开始至返回过程的v -t 图如图2所示,在t 1至t 3时间内F =(800-10v )N ,加速度不变恒为a =160m/s 2,t 3时撤去F 。
专题11 物理解题中研究对象、研究过程的选择【必考题】1、两个所受重力大小分别为G A 和G B 的小球A 和B ,用轻杆连接,放置在光滑的半球形碗内。
小球A 、B 与碗的球心O 在同一竖直平面内,如图所示,若碗的半径为R ,细杆的长度为 2 R ,G A >G B ,关于连接两小球的细杆AB 静止时与竖直方向的夹角θ,以下说法正确的是( )A. arctan G B G A +π4B. arctan G A G B +π4C. π2 -arctan G A G BD. π4 -arctan G BG A 2、半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN 。
在半圆柱体P 和MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q ,整个装置处于静止,如图所示是这个装置的截面图。
现使MN 保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q 滑落到地面之前,发现P 始终保持静止。
则在此过程中,下列说法正确的是( )A .MN 对Q 的弹力逐渐减小B .P 对Q 的弹力逐渐增大C .Q 所受的合力逐渐增大D .地面对P 的摩擦力逐渐增大3、如图所示,一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,可以证明出此时斜面不受地面的摩擦力作用,若沿斜面方向用力F 向下推此物体,使物体加速下滑,斜面依然和地面保持相对静止,则斜面受地面的摩擦力是:( )A .大小为零B .方向水平向右C .方向水平向左D .无法判断大小和方向4、如图所示,在质量为m 0的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m (m 0>m )的A 、B 两物体,箱子放在水平地面上,平衡后剪断A 、B 间的连线,A 将做简谐运动,当A 运动到最高点时,木箱对地面的压力为( )A.m 0gB.(m 0 - m )gC.(m 0 + m )gD.(m 0 + 2m )g5、如图所示,一固定光滑杆与水平方向夹角θ,将一质量m 1的小环套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为m 2的小球,静止释放后,环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑,m B A m此时绳子与竖直方向夹角β,则下列说法正确的是:( )A .a =gsin θB .m 1不变,则m 2越大,β越小C .θ=β,与m 1、m 2无关D .杆对小环的作用力大于m 1g +m 2g6、如图所示,一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m 的两个小球A 和B ,支架的两直角边的长度分别为l 2和l ,支架可绕固定轴0在竖直平面内无摩擦转动。
以微专题形式开展高三物理二轮复习——以板块模型相对滑动的临界条件分析为例目前第一轮复习已到“收官”阶段,通过第一轮分章节的复习,学生已经较为全面地对教材中每一个现象、每一个概念、每一条规律的理解有了较为深刻的认识。
但是学生对有些问题的解题能力有待提高,所以在二轮复习中可采用微专题形式复习,更具有针对性和实效性。
这样摆在老师面前的首要问题是要清楚的了解问题所在,然后再去有针对性的解决。
我觉得以专题形式来复习,效率较高,但专题知识内容选择要合理,难度要适中,方法分析要层层递进。
就拿刚刚结束的江南十校考试一道板块模型计算题来说,此题得分率很低。
众所周知,板块模型是高考的重点内容,而且是第一轮复习时强调的重点题型,但学生得分率低,这说明学生在这方面还存在问题,没能掌握好方法,所以这一块就是第二轮复习的一个重要专题。
江南十校考题内容如下:考题1:如图所示,粗糙的水平面上有一块长为3m的木板,小滑块放置于长木板上的某一位置。
现将一个水平向右,且随时间均匀变化的力F=0.2t作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动。
已知:滑块质量m与长木板质量M相等,且m=M=1kg,滑块与长木板动摩擦系数为μ1=0.1,木板与地面间动摩擦系数为μ2=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2)。
(1)经过多长时间,长木板开始运动?(2)经过多长时间,滑块与长木板恰要发生相对运动。
此时滑块的速度为多大?(3)如果t=0时锁定外力F=6.75N,一段时间后撤去外力,发现小滑块恰好既不从左端滑出,也恰好不从右端滑出木板。
求小滑块放置的初始位置与长木板左端的距离?还有平时涉及的相关考题,如:考题2:如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是f m。
现用平行于斜面的拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块沿斜面以同一加速度向下运动,则拉力F的最大值是()A.3f m/5B. 3f m/4C. 3f m/2D. f m这些题都是学生的易错题,接下来我来总结一下解决此类问题的方法和思考问题的突破口,所有问题应从简单模型入手。
专题二牛顿运动定律与直线运动高频考点·能力突破考点一匀变速直线运动规律的应用1.基本公式v=v0+at,x=v0t+12at2,v2−v02=2ax.2.重要推论v t2=v0+v2=v̅(利用平均速度求瞬时速度);初、末速度平均值vt2=√t02+t22;Δx=aT2(用逐差法测加速度).3.符号法则选定正方向,将矢量运算转化为代数运算.4.解决运动学问题的基本思路例 1 [2022·湖北卷]我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间.假设两火车站W和G间的铁路里程为1 080 km,W和G之间还均匀分布了4个车站.列车从W站始发,经停4站后到达终点站G .设普通列车的最高速度为108 km /h ,高铁列车的最高速度为324 km /h .若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5 m /s 2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W 到G 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )A .6小时25分钟B .6小时30分钟C .6小时35分钟D .6小时40分钟[解题心得]预测1 钢架雪车也被称为俯式冰橇,是2022年北京冬奥会的比赛项目之一.运动员需要俯身平贴在雪橇上,以俯卧姿态滑行.比赛线路由起跑区、出发区、滑行区及减速区组成.若某次运动员练习时,恰好在终点停下来,且在减速区AB 间的运动视为匀减速直线运动.运动员通过减速区时间为t ,其中第一个t 4时间内的位移为x 1,第四个t 4时间内的位移为x 2,则x 2:x 1等于( )A .1∶16B .1∶7C .1∶5D .1∶3预测2 [2022·福建泉州高三联考]如图为某轿车在行驶过程中,试图借用逆向车道超越客车的示意图,图中当两车相距L =4 m 时,客车正以v 1=6 m /s 速度匀速行驶,轿车正以v 2=10 m /s 的速度借道超车.客车长L 1=10 m ,轿车长L 2=4 m ,不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化.(1)若轿车开始加速并在3 s内成功超越客车L3=12 m后,才能驶回正常行驶车道,其加速度多大?(2)若轿车放弃超车并立即驶回正常行驶车道,则至少要以多大的加速度做匀减速运动,才能避免与客车追尾?[试解]考点二动力学基本规律的应用动力学两类基本问题的解题思路温馨提示动力学中的所有问题都离不开受力分析和运动分析,都属于这两类基本问题的拓展和延伸.例2 [2022·浙江卷1月]第24届冬奥会在我国举办.钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示,长12 m水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接,斜道与水平面的夹角为15°.运动员从A点由静止出发,推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s,紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图2所示),到C点共用时5.0 s.若雪车(包括运动员)可视为质点,始终在冰面上运动,其总质量为110 kg,sin 15°=0.26(取g=10 m/s2),求雪车(包括运动员)(1)在直道AB上的加速度大小;(2)过C点的速度大小;(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小.[试解]预测3 (多选)14岁的奥运冠军全红婵,在第14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠.在女子10 m 跳台的决赛中(下面研究过程将全红婵视为质点),全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s,竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等,假设所受水的阻力恒定,不计空气阻力,全红婵的体重为35 kg,重力加速度大小为g=10 m/s2,则( )A.跳离跳台后上升阶段全红婵处于失重状态B.入水后全红婵处于失重状态C.全红婵在空中运动的时间为1.5 sD.入水后全红婵受到水的阻力为612.5 N预测4 衢州市2022年5月1日起部分县、区超标电动车不得上道路行驶,新的电动自行车必须符合国标GB17761-2018的标准,新标准规定最高车速不能高于25 km/h,整车质量应当小于或等于55 kg,制动性能要符合如下规定:某人体重m=50 kg,骑着符合新标准、质量M=50 kg的电动自行车在水平路面行驶.电动自行车的刹车过程可简化为匀变速直线运动.(1)当遇到紧急情况时,若他同时使用前后车闸刹车,在干燥路面上该车的最小加速度是多少?此时受到的制动力是多大?(保留两位有效数字)(2)若此人私自改装电瓶输出功率,致使车速超标(其他条件不变),当他以32 km/h速度在雨后的路面上行驶,遇见紧急情况,采取同时使用前后车闸方式刹车,则该车刹车后行驶的最大距离是多少?(3)根据你所学物理知识,分析电动自行车超速超载有什么危害?[试解]考点三连接体问题1.处理连接体问题的常用方法2.连接体问题中常见的临界条件例3 [2022·全国甲卷]如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度大小为g.用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )A.P的加速度大小的最大值为2μgB.Q的加速度大小的最大值为2μgC.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小[解题心得]预测5 如图所示,将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,香皂盒的移动距离很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验(示意图如图所示),若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.若本实验中,m1=100 g,m2=5 g,μ=0.2,香皂盒与纸板左端的距离d=0.1 m,若香皂盒移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知,忽略香皂盒的体积因素影响,g取10 m/s2,为确保香皂盒移动不被人感知,纸板所需的拉力至少是( )A.1.41 N B.1.42 NC.1 410 N D.1 420 N预测6 [2022·全国乙卷]如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L.一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直.当两球运动至二者相距35L时,它们加速度的大小均为( )A.5F8m B.2F5mC.3F8m D.3F10m预测7 如图所示,在倾角为θ=30°的光滑固定斜面上端系有一劲度系数为k=100 N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为m=8 kg的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变.从t=0时刻开始挡板A以加速度a=1 m/s2沿斜面向下匀加速运动,则:(g=10 m/s2)(1)t=0时刻,挡板对小球的弹力多大?(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少?(3)小球向下运动多少距离时速度最大?[试解]素养培优·情境命题实际情境中的直线运动情境1 [2022·山东押题卷]高速公路的ETC电子收费系统如图所示,ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离,总长为19.6 m.某汽车以5 m/s的速度匀速进入识别区,ETC用0.3 s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,汽车又向前行驶了2 s司机发现自动栏杆没有抬起,于是紧急刹车,汽车恰好没有撞杆.已知司机的反应时间和汽车系统的反应时间之和为0.8 s.则刹车的加速度大小约为( )A.2.52 m/s2B.3.55 m/s2C.3.75 m/s2D.3.05 m/s2[解题心得]情境2 驾驶员看见过马路的人,从决定停车,直至右脚刚刚踩在制动器踏板上经过的时间,叫反应时间,在反应时间内,汽车按一定速度匀速行驶的距离称为反应距离;从踩紧踏板(抱死车轮)到车停下的这段距离称为刹车距离;司机从发现情况到汽车完全停下来,汽车所通过的距离叫做停车距离.如图所示,根据图中内容,下列说法中正确的是( )A.根据图中信息可以求出反应时间B.根据图中信息可以求出汽车的制动力C.匀速行驶的速度加倍,停车距离也加倍D.酒后驾车反应时间明显增加,停车距离不变[解题心得]情境3 [2022·浙江6月]物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中,如图所示,倾斜滑轨与水平面成24°角,长度l1=4 m,水平滑轨长度可调,两滑轨间平滑连接.若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑,其与滑轨间的动摩擦因数均为μ=2,货物可视为质点(取9cos 24°=0.9,sin 24°=0.4).(1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小;(2)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小;(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2 m/s,求水平滑轨的最短长度l2.[试解]情境4 疫情期间,为了减少人与人之间的接触,一餐厅推出了一款智能送餐机器人进行送餐(如图甲).该款机器人的最大运行速度为4 m/s,加速度大小可调节在1 m/s2≤a≤3 m/s2范围内,要求:送餐过程托盘保持水平,菜碟与托盘不发生相对滑动,机器人到达餐桌时速度刚好为0.现把送餐过程简化为如图乙的直线情境图,已知机器人恰好以最大运行速度v=4 m/s通过O处,O与餐桌A相距x0=6 m,餐桌A和餐桌F相距L=16 m,机器人、餐桌都能看成质点,送餐使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2.(1)在某次从O到餐桌A的过程中,机器人从O开始匀减速恰好到A停下,求机器人在此过程加速度a的大小.(2)完成(1)问中的送餐任务后,机器人马上从A继续送餐到F,若要求以最短时间从A 送餐到F,求机器人运行的最大加速度a m和加速过程通过的位移x加.[试解]专题二 牛顿运动定律与直线运动高频考点·能力突破考点一例1 解析:108 km/h =30 m/s ,324 km/h =90 m/s由于中间4个站均匀分布,因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5倍,为总的节省时间,相邻两站间的距离x =1 080×1035m =2.16×105m普通列车加速时间t 1=v1a=300.5 s =60 s加速过程的位移x 1=12at 12=12×0.5×602m =900 m根据对称性可知加速与减速位移相等,可得匀速运动的时间t 2=x −2x 1v=2.16×105−2×90030s =7 140 s同理高铁列车加速时间t ′1=v 1′a=900.5s =180 s加速过程的位移x ′1=12at1′2=12×0.5×1802m =8 100 m根据对称性可知加速与减速位移相等,可得匀速运动的时间t ′2=x −2x 1′v 1′=2.16×105−2×8 10090s =2 220 s相邻两站间节省的时间Δt =(t 2+2t 1)-(t ′2+2t ′1)=4 680 s ,因此总的节省时间Δt 总=5Δt =4 680×5 s=23 400 s =6小时30分,B 正确.答案:B预测1 解析:由题意知,在减速区AB 间的运动视为匀减速直线运动,且最终减为零,将此减速过程由逆向思维,可看作初速度为零的匀加速直线运动,则根据初速度为零的匀加速直线运动,连续相等时间内位移之比为1∶3∶5…可知,x 2∶x 1之比即为初速度为零的匀加速直线中第一个t4时间内的位移与第四个t4时间内的位移之比,即x 2∶x 1=1∶7,故选B.答案:B预测2 解析:(1)设轿车的加速度大小为a ,经过t 1=3 s ,客车和轿车位移分别为s 1、s 2,由运动学公式得s 1=v 1t 1,s 2=v 2t 1+12at 12,s 2=s 1+L 1+L 2+L +L 3,解得a =4 m/s 2.(2)设轿车减速的加速度大小为a ′,经过时间t 2,轿车、客车达到共同速度,则v 2-a ′t 2=v 1,客车和轿车位移分别为s ′1、s ′2,满足s ′2=v 2t 2−12a ′t 22, s ′1=v 1t 2, s ′2=s ′1+L ,解得a ′=2 m/s 2,即轿车至少以2 m/s 2的加速度做匀减速运动,才能避免与客车追尾. 答案:(1)4 m/s 2(2)2 m/s 2考点二例2 解析:(1)设雪车从A →B 的加速度大小为a 、运动时间为t ,根据匀变速直线运动的规律有2al AB =v B 2、v B =at解得t =3 s 、a =83 m/s 2.(2)方法一 由题知雪车从A →C 全程的运动时间t 0=5 s ,设雪车从B →C 的加速度大小为a 1、运动时间为t 1,故t 1=t 0-t ,根据匀变速直线运动的规律有l BC =v B t 1+12a 1t 12v C =v B +a 1t 1代入数据解得a 1=2 m/s 2、v C =12 m/s.方法二 由于雪车在BC 上做匀变速运动,故l BC =v BC ̅̅̅̅·t 1=v B +v C 2(t 0-t )解得v C =12 m/s.(3)方法一 设雪车在BC 上运动时受到的阻力大小为f ,根据牛顿第二定律有mg sin 15°-f =ma 1代入数据解得f =66 N方法二 对雪车在BC 上的运动过程由动量定理有 (mg sin 15°-f )(t 0-t )=mv C -mv B 代入数据解得f =66 N.方法三 对雪车从B →C 由动能定理有(mg sin 15°−f )l BC =12tt t 2−12tt t 2解得f=66 N.答案:(1)83m/s2(2)12 m/s (3)66 N预测3 解析:跳离跳台后上升阶段,加速度向下,则全红婵处于失重状态,A正确;入水后全红婵的加速度向上,处于超重状态,B错误;以向上为正方向,则根据-h=v0t-12gt2,可得t=2 s,即全红婵在空中运动的时间为2 s,C错误;入水时的速度v1=v0-gt=5 m/s-10×2 m/s=-15 m/s,在水中的加速度大小a=0−v1t=7.5 m/s2,方向竖直向上,根据牛顿第二定律可得f=ma+mg=35×10 N+35×7.5 N=612.5 N,D正确.答案:AD预测4 解析:(1)根据匀变速运动公式2ax=t2−t02解得t=t2−t022t=-3.4 m/s2根据牛顿第二定律得:制动力F=(M+m)a=340 N.(2)根据匀变速运动公式2a1x1=v12,2a1x2=v22,x1x2=t12t22联立解得x2=36 m.(3)超速时,加速度不变但刹车距离变大,超载时,质量变大,减速的加速度变小,刹车距离变大.答案:(1)-3.4 m/s2340 N (2)36 m (3)见解析考点三例3 解析:撤去力F后到弹簧第一次恢复原长之前,弹簧弹力kx减小,对P有μmg+kx=ma P,对Q有μmg-kx=ma Q,且撤去外力瞬间μmg=kx,故P做加速度从2μg减小到μg的减速运动,Q做加速度从0逐渐增大到μg的减速运动,即P的加速度始终大于Q的加速度,故除开始时刻外,任意时刻P的速度大小小于Q的速度大小,故P的平均速度大小必小于Q的平均速度大小,由x=v̅t可知Q的位移大小大于P的位移大小,可知B、C错误,A、D正确.答案:AD预测5 解析:香皂盒与纸板发生相对滑动时,根据牛顿第二定律可得μm1g=m1a1解得a1=2 m/s2对纸板,根据牛顿第二定律可得F-μm1g-μ(m1+m2)g=m2a2为确保实验成功,即香皂盒移动的距离不超过l=0.002 m,纸板抽出时香皂盒运动的最大距离为x1=12a1t12纸板运动距离为d+x1=12a2t12纸板抽出后香皂盒运动的距离为x2=12a3t22则l=x1+x2由题意知a1=a3,a1t1=a3t2代入数据联立得F=1.42 N,故B正确,A、C、D错误.答案:B预测6解析:如图可知sin θ=12×3L5L2=35,则cos θ=45,对轻绳中点受力分析可知F=2T cos θ,对小球由牛顿第二定律得T=ma,联立解得a=5F8m,故选项A正确.答案:A预测7 解析:解答本题的关键是要能分析得出板和小球分离时,板对小球的作用力为零;当球的速度最大时,球的加速度为零.(1)因开始时弹簧无形变,故对小球,根据牛顿第二定律得mg sin 30°-F1=ma解得F1=32 N.(2)当挡板和小球分离时,根据牛顿第二定律得mg sin 30°-kx=ma,其中x=12at2解得t=0.8 s,x=0.32 m.(3)当小球的速度最大时,加速度为零,此时mg sin 30°=kx1解得x1=0.4 m.答案:(1)32 N (2)0.8 s (3)0.4 m素养培优·情境命题情境1 解析:设刹车的加速度大小为a,则有x=t0(t1+t2+tt)+t022t代入数据有19.6=5×(0.3+2+0.8)+522a解得a=3.05 m/s2,所以D正确;A、B、C错误.答案:D情境2 解析:图中知道汽车速度,反应距离,根据x=v0t可以求出反应时间,故A 正确;由于不知汽车质量,则无法求出汽车的制动力,故B错误;设停车距离为x,反应时间为t0.则x=t0t0+t022t,可知匀速行驶的速度加倍,停车距离不是简单的加倍,故C错误;除了反应时间,其他条件不变的情况下,根据公式x=t0t0+t022t,酒后驾车反应时间明显增加,停车距离增加,故D错误.答案:A情境3 解析:(1)根据牛顿第二定律mg sin 24°-μmg cos 24°=ma1a1=2 m/s2(2)在倾斜滑轨上运动过程为匀加速直线运动v2=2a1l1v=4 m/s(3)在水平滑轨上的运动过程为匀减速直线运动v12-v2=2a2l2a2=-μgl2=2.7 m答案:(1)2 m/s2(2)4 m/s (3)2.7 m情境4 解析:(1)从O点到A点,由运动公式0-v2=2ax0,解得a=0−v22x0=-422×6m/s2=-43m/s2,机器人在此过程加速度a的大小为43m/s2.(2)要想用时最短,则机器人先以最大加速度加速,然后匀速一段时间,再以最大加速度做减速到零.最大加速度为a m=μg=2 m/s2,加速的位移为x加=v22a m=4 m.答案:(1)43m/s2(2)2 m/s2 4 m。
专题分层突破练4 万有引力定律及其应用A 组1.(多选)(2020辽宁高三月考)下列说法正确的是( )A.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什测得了引力常量B.根据表达式F=Gm 1m2r 2可知,当r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C.在由开普勒第三定律得出的表达式R 3T2=k 中,k 是一个与中心天体有关的常量D.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力2.(2021安徽黄山高三第一次质检)有一颗中高轨道卫星在赤道上空自西向东绕地球做圆周运动,其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的四分之一。
某时刻该卫星正好经过赤道上某建筑物,已知同步卫星的周期为T 0,则下列说法正确的是( ) A.该卫星的周期为T04 B.该卫星的周期为T 02C.再经T 08的时间该卫星将再次经过该建筑物 D.再经T07的时间该卫星将再次经过该建筑物3.(2021湖北武汉高三月考)截至2020年11月,被称为“中国天眼”的500 m 口径球面射电望远镜运行稳定可靠,发现脉冲星数量超过240颗。
脉冲星实质是快速自转的中子星,每自转一周,就向外发射一次电磁脉冲信号,因此而得名。
若观测到某个中子星发射电磁脉冲信号的周期为T ,该中子星的半径为R ,已知引力常量为G ,则以下物理量可以求出的是( ) A.该中子星的质量 B.该中子星的第一宇宙速度 C.该中子星表面的重力加速度D.该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度4.(2021广东韶关始兴中学高三3月模拟)一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空,运动周期为T=1.5 h,某时刻卫星经过赤道上A 城市上空。
已知,地球自转周期T 0,地球同步卫星轨道半径r ,引力常量为G ,根据上述条件( )A.可以计算地球的半径B.可以计算地球的质量C.可以计算地球表面的重力加速度D.可以断定,再经过12 h该资源探测卫星第二次到达A城市上空5.(多选)(2021广东梅州高三下学期3月质检)2020年6月23日,我国第55颗北斗导航卫星成功发射,标志着北斗三号全球系统星座的部署已经全面完成。
高考物理二轮复习专题突破—动量和能量观点的应用1.(2021福建泉州高三月考)如图所示,建筑工地上的打桩过程可简化为重锤从空中某一固定高度由静止释放,与钢筋混凝土预制桩在极短时间内发生碰撞,并以共同速度下降一段距离后停下来。
则()A.重锤质量越大,撞预制桩前瞬间的速度越大B.重锤质量越大,预制桩被撞后瞬间的速度越大C.碰撞过程中,重锤和预制桩的总机械能保持不变D.整个过程中,重锤和预制桩的总动量保持不变2.(2021福建高三二模)如图所示,A车以某一初速度水平向右运动距离l后与静止的B 车发生正碰,碰后两车一起运动距离l后停下。
已知两车质量均为m,运动时受到的阻力为车重力的k倍,重力加速度为g,碰撞时间极短,则()A.两车碰撞后瞬间的速度大小为√kglB.两车碰撞前瞬间A车的速度大小为√2kglC.A车初速度大小为√10kglD.两车碰撞过程中的动能损失为4kmgl3.(2021辽宁丹东高三一模)2022年冬奥会将在北京举行,滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示,某运动员(视为质点)从雪坡上先后以v0和2v0沿水平方向飞出,不计空气阻力,则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中()A.空中飞行的时间相同B.落在雪坡上的位置相同C.动量的变化量之比为1∶2D.动能的增加量之比为1∶24.(多选)(2021辽宁大连高三一模)在光滑水平桌面上有一个静止的木块,高速飞行的子弹水平穿过木块,若子弹穿过木块过程中受到的摩擦力大小不变,则()A.若木块固定,则子弹对木块的摩擦力的冲量为零B.若木块不固定,则子弹减小的动能大于木块增加的动能C.不论木块是否固定,两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等D.不论木块是否固定,两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等5.(多选)(2021河南洛阳高三二模)如图所示,质量均为2 kg的三个物块静止在光滑水平面上,其中物块B的右侧固定一轻弹簧,物块A与弹簧接触但不连接。