【小初高学习】2018-2019学年高中物理 重难点复习一本通 专题11 牛顿第二定律 力学单位制
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12为120°时,合力的大小为A .40 NB .10 2 NC .20 2 ND .10 3 N2.两根长度相同、材料相同的细绳悬挂一块小黑板,以下四种挂法中,最容易拉断细绳的挂法是3.如图所示为两个共点力的合力F 随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小可能为A .1 N 和4 NB .2 N 和3 NC .1 N 和5 ND .2 N 和4 N4.同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是A .3 N 、4 N 、5 NB .3 N 、5 N 、9 NC .4 N 、6 N 、11 ND .5 N 、6 N 、12 N5.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F ,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G ,则下列说法中正确的是A .当θ为120°时,F =GB .不管θ为何值,均有F =G 2C .当θ=0°时,F =G 2D .θ越大时,F 越小6.如图甲、乙、丙所示,三个物块质量相同且均处于静止状态.若弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计,绳与滑轮、物块与半球面间的摩擦均不计,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F 1、F 2、F 3,则A.F1>F2B.F1>F3 C.F1=F3D.F2>F37.将一个有确定方向的力F=10 N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°角,另一个分力的大小为6 N,则在分解时A.有无数组解B.有两组解C.有唯一解D.无解8.如图所示,将绳子的一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长为10 m.用300 N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为A.1 500 N B.6 000 N C.300 N D.1 500 3 N9.如图所示,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,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上.若逐渐增加C端所挂重物的质量,则最先断的绳是A.必定是OA B.必定是OBC.必定是OC D.可能是OB,也可能是OC10.甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO′方向航行,甲用1 000 N的力拉绳子,方向如图所示,则乙的拉力最小值为A.500 3 N B.500 N C.1 000 N D.400 N11.如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最大C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大12.如图所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是A.物体受到重力mg、F N、F1、F2四个力的作用B.物体只受到重力mg和斜面的支持力F N的作用C.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力D.力F N、F1、F2三力的作用效果与力mg、F N两个力的作用效果相同13.如图所示,质量为m的物体受到推力F作用,沿水平方向做匀速直线运动,已知推力F与水平面的夹角为θ,物体与地面间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力大小为A.F cos θB.μmg C.μF D.μ(mg+F sin θ)14.如图所示,一位重600 N的演员悬挂在绳上,若AO绳与水平方向的夹角为37°,BO绳水平,则AO、BO两绳受到的拉力各为多大?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)15.如图所示,一个质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙上,F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,重力加速度为g,求物块受到的摩擦力和弹力的大小.16.已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态,现把其中一个大小为8 N的力的方向转过90°,其余的力不变,求此时物体受到的合力大小.17.如图所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100 N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子方向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小.发情况,立即改为沿虚线方向斜向下减速飞行(如图所示),则空气对其作用力可能是A.F1B.F2 C.F3D.F42.(2018·北京海淀区模拟)如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,在与水平方向成θ角的拉力F 作用下加速往前运动.已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,则下列判断正确的是A.物体受到的摩擦力为F cos θB.物体受到的摩擦力为μmgC.物体对地面的压力为mg D.物体受到地面的支持力为mg-F sin θ3.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.OA → B .OB → C.OC → D .DO →4.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A 、B 两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法中正确的是A .这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B .这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大C .这有可能,A 板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D .这有可能,但A 板对衣橱的推力不可能大于小明的重力5.2017年8月8日四川九寨沟发生7.0级地震,李克强总理和汪洋副总理作出重要批示,紧急成立生命救援队赶往灾区.此次救援队携带的救援工具,包括生命探测器、扩张机等,如图所示是扩张机的原理示意图,A 、B 为活动铰链,C 为固定铰链,在A 处作用一水平力F ,滑块B 就以比F 大得多的压力向上顶物体D ,已知图中2l =1.0 m ,b =0.05 m ,F =400 N ,B 与左壁接触,接触面光滑,则D 受到向上顶的力为(滑块和杆的重力不计)A .3 000 NB .2 000 NC .1 000 ND .500 N1.(2015·广东卷)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同.下列说法正确的有A .三条绳中的张力都相等B .杆对地面的压力大于自身重力C .绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D .绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 2.(2017·天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
专题11 牛顿第二定律 力学单位制重难点1 牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式F =ma ,其中力F 为物体受到的合外力,F 的单位用牛顿(N ). 二、力的单位1.力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2.“牛顿”的定义:使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力叫做1 N ,即1 N =1_kg·m/s 2. [知识深化] 牛顿第二定律的四个性质1.矢量性:合外力的方向决定了加速度的方向,合外力方向改变,加速度方向改变,加速度方向与合外力方向一致.2.瞬时性:加速度与合外力是瞬时对应关系,它们同生、同灭、同变化.3.同体性:a =Fm 中各物理量均对应同一个研究对象.因此应用牛顿第二定律解题时,首先要处理好的问题是研究对象的选取.4.独立性:当物体同时受到几个力作用时,各个力都满足F =ma ,每个力都会产生一个加速度,这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度,故牛顿第二定律可表示为⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma xF y =ma y .【典例精析】【例1】(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是 A .由F =ma 可知,m 与a 成反比B .牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C .加速度的方向总跟合外力的方向一致D .当外力停止作用时,加速度随之消失 【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
【参考答案】CD【精准解析】虽然F =ma ,但m 与a 无关,因a 是由m 和F 共同决定的,即a ∝Fm 且a 与F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a 与F 的方向永远相同.综上所述,可知A 、B 错误,C 、D 正确.【例2】(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体,受到一个逐渐减小的水平力的作用,则这个物体运动情况为A .速度不断增大,但增大得越来越慢B .加速度不断增大,速度不断减小C .加速度不断减小,速度不断增大D .加速度不变,速度先减小后增大 【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
专题10 牛顿第一定律牛顿第三定律重难点1 牛顿第一定律一、理想实验的魅力1.亚里士多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.2.伽利略的理想实验(1)斜面实验:让静止的小球从第一个斜面滚下,冲上第二个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度.减小第二个斜面的倾角,小球滚动的距离增大,但所达到的高度相同.当第二个斜面放平,小球将永远运动下去.(2)推理结论:力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.3.笛卡尔的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向.二、牛顿物理学的基石——惯性定律1.牛顿第一定律:内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性.牛顿第一定律也叫做惯性定律.三、惯性与质量描述物体惯性的物理量是它们的质量,质量是物体惯性大小的惟一量度.【典例精析】【例1】关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是A.牛顿第一定律可以用实验直接验证B.由于不受力的物体不存在,因此牛顿第一定律没有实际意义C.牛顿第一定律就是惯性D.当物体受到的外力为零时,物体可做匀速直线运动【典例分析】根据牛顿第一定律的相关知识解答。
【参考答案】D【精准解析】牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的,但它符合物理规律,故有一定的物理意义,A、B错误;牛顿第一定律是描述运动和力的关系的定律,惯性是物体的性质,C错误;由牛顿第一定律的内容可知D正确.【规律总结】1.牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态,与物体所受合外力为零是等效的.2.牛顿第一定律不是实验定律,它是在理想实验的基础上总结得出的.【例2】如图所示,小球A静止放在小车的光滑底板上(设小车底板足够长),当小车受到水平向右的力F 作用时,小车从静止开始在水平面上做加速直线运动,则小球A相对于地面的运动情况A.做匀速直线运动B.处于静止状态C.做与小车同方向速度越来越大的直线运动D.做与小车反方向速度越来越大的直线运动【典例分析】分析小球A的受力情况可得出答案。
专题05 力、重力和弹力1.下列关于力的作用效果的叙述不正确...的是A.物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用B.物体的运动状态没有发生改变,物体也可能受到力的作用C.力的作用效果不仅取决于力的大小和方向,还与力的作用点有关D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变【答案】D【解析】根据力的作用效果的相关知识可知选项D正确。
2.如图所示是姚明在比赛中的一张照片,记者给出的标题是“姚明对球施魔力”,下面是几位同学关于照片中篮球的说法,其中正确的是(空气阻力忽略不计)A.球只受到重力的作用B.球只受到一个沿运动方向的力的作用C.球此时此刻不受到任何外力作用D.球受到姚明的一个力和重力的共同作用【答案】A【解析】篮球在空中,只受重力作用,选项A正确。
3.关于重心及重力,下列说法中正确的是A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数,因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.据G=mg可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力不一定较大C.物体放于水平面上时,重力方向垂直于水平面向下,当物体静止于斜面上时,其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后,其重心位置不会改变【答案】B的形状改变时,其重心可能发生改变,故选项D错误.4.一杆搁在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向,图中画得正确的是【答案】D【解析】弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体,D对.5.如图所示,球A在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是A.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个重直斜面向上,一个竖直向下【答案】C【解析】由于球A对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对球A产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对球A的弹力方向水平向右,斜面对球A的弹力方向垂直于斜面向上.故球A受两个弹力:一个水平向右,一个垂直斜面向上.6.如图所示,锻炼身体用的拉力器,并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为150 NC.每根弹簧的劲度系数为93.75 N/mD .每根弹簧的劲度系数为500 N/m【答案】B【解析】每只手的拉力均为600 N ,故A 错误;每根弹簧的弹力为6004 N =150 N ,故B 正确;每根弹簧的劲度系数k =FΔx =150 N -=125 N/m ,故C 、D 错误.7.关于胡克定律,下列说法正确的是A .由F =kx 可知,在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B .由k =F x 可知,劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的形变量成反比C .弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D .弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小【答案】ACD8.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动.根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是A .物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B .重力的方向总是垂直向下的C .物体重心的位置与物体形状或质量分布有关D .力是使物体运动的原因【答案】AC【解析】物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,选项A 正确;重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,选项B 错误;从题图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,选项C 正确;力是使物体发生形变或改变运动状态的原因,选项D 错误.9.一个物体所受的重力在下列情形下要发生变化的有A .把它从赤道拿到南极B .把它送到月球上去C.把它从地面上浸入水中D.把它置于向上加速的电梯内【答案】AB10.拥有我国自主知识产权的大飞机是几代航天人的梦想,这一梦想已经变成了现实,如图所示,具有完全自主知识产权的C919国产客机2014年试航,2016年陆续交付使用.下列关于C919客机的说法正确的是A.C919客机受到的重力指向地心B.C919客机受重力的同时,它也对地球产生引力C.C919客机受到的重力总是垂直水平面向下D.C919客机匀速飞行,它不受重力作用【答案】BC【解析】重力的方向总是竖直向下(也可以说成垂直水平面向下),而不一定指向地心,故A错,C正确.由于地球对客机的引力而产生重力,同时客机对地球也产生引力,B对.地球附近的任何物体都受重力作用,D错.11.2016年《挑战不可能》第二季中,韩遂宁因成功地在悬吊画框中平衡摩托车而被称为平衡大师,如图所示.下列说法正确的是A.支撑摩托车的单脚一定是竖直的B.钢丝绳的方向一定通过摩托车和画框的重心C.当摩托车随画框旋转时,摩托车的重心也相对摩托车在移动D.在挑战过程中,韩遂宁通过改变摩托车的倾斜程度从而改变摩托车重心的位置【答案】ABD12.用图示法画出力,并指出施力物体和受力物体.(1)空气对气球的20 N浮力;(2)小孩用与水平方向成30°角斜向右上方、200 N的拉力拉小车.【答案】见解析【解析】(1)空气对气球的浮力为20 N,施力物体是空气,受力物体是气球.力的图示如图甲所示.(2)小孩用与水平方向成30°角斜向右上方、200 N的拉力拉小车,施力物体是小孩,受力物体是小车.力的图示如图乙所示.13.在图中画出物体A所受弹力的示意图.【答案】见解析图【解析】支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体,物体A所受弹力的示意图如图所示.14.如图所示,一根轻质弹簧的原长为20 cm,竖直悬挂着,当用15 N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24 cm.问:(1)弹簧的劲度系数为多少?(2)若把它竖立在水平桌面上,用30 N 的力竖直向下压时,弹簧长为多少?【答案】(1)375 N/m (2)12 cm【解析】(1)当弹簧受向下的15 N 的拉力作用时,由胡克定律知F 1=k (l 1-l 0),即15=k (0.24-0.2).解得劲度系数k =150.04 N/m =375 N/m.(2)当用30 N 的力竖直向下压时,设弹簧长为l 2,由胡克定律知F 2=k (l 0-l 2)整理得l 2=l 0-F 2k =0.2 m -30375 m =0.12 m =12 cm.1.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是A .无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B .盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C .盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D .盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力【答案】A2.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力【答案】D【解析】若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.3.如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有A.L2>L1B.L4>L3 C.L1>L3 D.L2=L4【答案】D【解析】.弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定.由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项.4.(2018·聊城模拟)小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是【答案】C【解析】小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a =g sin θ(θ为斜面的倾角),由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于g sin θ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C 正确.1.(2017·高考全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A .86 cmB .92 cmC .98 cmD .104 cm【答案】B【解析】将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k )与竖直方向夹角θ均满足sin θ=45,对钩码(设其重力为G )静止时受力分析,得G =2k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1 m 2-0.8 m 2cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G =2k ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2-0.8 m 2,联立解得L =92 cm ,可知A 、C 、D 项错误,B 项正确.2.(2017·高考天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是A .绳的右端上移到b ′,绳子拉力不变B .将杆N 向右移一些,绳子拉力变大C .绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D .若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移【答案】AB。
专题11 牛顿第二定律 力学单位制重难点1 牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式F =ma ,其中力F 为物体受到的合外力,F 的单位用牛顿(N ). 二、力的单位1.力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2.“牛顿”的定义:使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力叫做1 N ,即1 N =1_kg·m/s 2. [知识深化] 牛顿第二定律的四个性质1.矢量性:合外力的方向决定了加速度的方向,合外力方向改变,加速度方向改变,加速度方向与合外力方向一致.2.瞬时性:加速度与合外力是瞬时对应关系,它们同生、同灭、同变化.3.同体性:a =Fm 中各物理量均对应同一个研究对象.因此应用牛顿第二定律解题时,首先要处理好的问题是研究对象的选取.4.独立性:当物体同时受到几个力作用时,各个力都满足F =ma ,每个力都会产生一个加速度,这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度,故牛顿第二定律可表示为⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma xF y =ma y .【典例精析】【例1】(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是 A .由F =ma 可知,m 与a 成反比B .牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C .加速度的方向总跟合外力的方向一致D .当外力停止作用时,加速度随之消失 【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
【参考答案】CD【精准解析】虽然F =ma ,但m 与a 无关,因a 是由m 和F 共同决定的,即a ∝Fm 且a 与F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a 与F 的方向永远相同.综上所述,可知A 、B 错误,C 、D 正确.【例2】(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体,受到一个逐渐减小的水平力的作用,则这个物体运动情况为A .速度不断增大,但增大得越来越慢B .加速度不断增大,速度不断减小C .加速度不断减小,速度不断增大D .加速度不变,速度先减小后增大 【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
专题12 牛顿第二定律的应用 超重和失重重难点1 力学两类问题一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况.二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力.[知识深化] 1.解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力分析图. (2)根据力的合成与分解,求合力(包括大小和方向). (3)根据牛顿第二定律列方程,求加速度.(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求运动学量——任意时刻的位移和速度,以及运动时间等.2.流程受力情况→合力F ――→F =ma求a ,⎩⎪⎨⎪⎧x =v 0t +12at 2v =v 0+at v 2-v 02=2ax ……求x 、v 0、v 、t . 三、多过程问题分析1.当题目给出的物理过程较复杂,由多个过程组成时,要明确整个过程由几个子过程组成,将过程合理分段,找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点:前一过程的末速度是后一过程的初速度,另外还有位移关系等.2.注意:由于不同过程中力发生了变化,所以加速度也会发生变化,所以对每一过程都要分别进行受力分析,分别求加速度.【典例精析】【例1】如图所示,质量m =2 kg 的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍,现对物体施加一个大小F =8 N 、与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2.求:(1)画出物体的受力图,并求出物体的加速度; (2)物体在拉力作用下5 s 末的速度大小; (3)物体在拉力作用下5 s 内通过的位移大小.【典例分析】首先分析物体所受的力,然后利用牛顿第二定律解答。
【参考答案】(1)见解析图 1.3 m/s 2,方向水平向右 (2)6.5 m/s (3)16.25 m【例2】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况的飞机着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m ,构成斜面的气囊长度为5.0 m .要求紧急疏散时,乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s (g 取10 m/s 2),则:(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大? (2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?【典例分析】首先分析物体所受的力,然后利用牛顿第二定律解答。
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专题13 共点力作用下的物体的平衡重难点1 受力分析1.受力分析的基本思路2.受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法整体法研究外力对物体系统的作用时,一般选用整体法.因为不用考虑系统内力,所以这种方法更简便,总之,能用整体法解决的问题不用隔离法隔离法分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时,需要选用隔离法,一般情况下隔离受力较少的物体设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.【典例精析】如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上.现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下列选项中的【典例分析】由于甲、乙通过线相连,可从整体分析入手,再单独研究甲、乙个体,需注意2个方面:(1)大小相等的力F水平向左、向右拉球;(2)平衡时细线都被拉紧.通过图象与横纵坐标的交点可判断A、B的出发时刻与初位置;利用图象斜率代表速度来判断运动快慢.【参考答案】A【精准解析】用整体法分析,把两个小球看做一个整体,此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力,两水平力相互平衡,故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向,即细线1一定竖直;再用隔离法,分析乙球受力的情况,乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、细线2的拉力.要使得乙球受力平衡,细线2必须向右倾斜.【规律总结】受力分析的三个常用判据(1)条件判据:不同性质的力产生条件不同,进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件.(2)效果判据:有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的,可先根据物体的运动状态进行分析,再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力.①物体平衡时必须保持合外力为零.②物体做变速运动时必须保持合力方向沿加速度方向,合力大小满足F=ma.③物体做匀速圆周运动时必须保持合外力大小恒定,满足F=m错误!,方向始终指向圆心.(3)特征判据:从力的作用是相互的这个基本特征出发,通过判定其反作用力是否存在来判定该力是否存在.1.(2018·绥化联考)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木板P的受力个数为A.3 B.4 C.5 D.6【答案】C2.(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是A.A一定受到四个力 B.B可能受到四个力C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.A与B之间一定有摩擦力【答案】AD重难点2 共点力的静态平衡1.处理静态平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件力的三角形法对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力2.处理平衡问题的两点说明(1)物体受三个力平衡时,利用力的分解法或合成法比较简单.(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解的力尽可能少.物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法.【典例精析】如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点,设滑块所受支持力为F N,OP与水平方向的夹角为θ。
专题02 匀变速直线运动的规律1.恰当选用公式除时间t 外,x 、v 0、v 、a 均为矢量,所以需要确定正方向,通常以v 0的方向为正方向. 2.规范解题流程【典例精析】驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80 m/s 的速率行驶时,可以在56 m 的距离内被刹住;在以48 m/s 的速率行驶时,可以在24 m 的距离内被刹住.假设对这两种速率,驾驶员所允许的反应时间与刹车的加速度都相同,则允许驾驶员的反应时间约为多少?【参考答案】0.2 s代入数据解得0.2s t ∆=.【规律总结】此题关键是分析清楚物体运动的过程,反应时间内是匀速直线运动,后是匀减速直线运动,分过程应用运动规律求解即可.1.一个物体做自由落体运动,取g=10m/s 2,则该物体5s 末的速度为A .5 m/sB .50 m/sC .20 m/sD .40 m/s 【答案】B【点睛】物体做自由落体运动,则物体的初速度为0,加速度为g ,根据速度公式v gt =即可求出物体在第5s 末物体速度的大小。
2.假设某汽车刹车后立即做匀减速运动,在其开始刹车直至停止过程中,第一秒和最后一秒内的位移分别为14s 和1s ,则A .汽车匀减速运动过程中的平均速度为8m/sB .汽车匀减速的加速度大小为1m/s 2C .汽车开始匀减速时的速度大小为14m/sD .汽车从开始减速8s 内运动的距离为56.25m 【答案】D【解析】采用逆向思维,设汽车的加速度为a ,则21121at x =,解得22m /s a =,选项B 错误;由222)1(2121--=t a at x 解得7.5s t =,则汽车开始匀减速时的速度大小为15m/s v at ==,选项C 错误;汽车匀减速运动过程中的平均速度为7.5m/s 2vv ==,选项A 错误;汽车从开始减速8s 内运动的距离也就是7.5s 内的距离:56.25m x vt ==,选项D 正确;故选D.【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷,以及注意逆向思维在运动学中的运用.3.一个可视为质点的小石块从塔顶自由下落,它在最后一秒内的位移是30m 取210m /s g =则A .石块的末速度是30m/sB .石块的末速度是35m/sC .石块的下落时间是3sD .石块下落过程中的平均速度为17.5m/s 【答案】BD【点睛】解决本题的关键是根据221gt h =结合到达地面最后一秒内的位移等于s t 内的位移减去(1)s t -内的位移,求出运行的时间,从而求出下落的距离,即塔高.再结合速度公式求末速度。
专题11 牛顿第二定律力学单位制1.根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合外力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比【答案】D反比,D正确.2.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间关系的图象是【答案】C【解析】物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,根据牛顿第二定律,有F-F f=ma,即F=ma+F f,该关系为线性函数.符合该函数关系的图象为C.3.如图所示,质量m=10 kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物体的加速度为(取g=10 m/s2)A .0B .4 m/s 2,水平向右C .2 m/s 2,水平向右D .2 m/s 2,水平向左【答案】B【解析】物体受到的滑动摩擦力大小F f =μmg =20 N ,方向水平向右,物体的合外力F 合=F +F f =40 N ,方向水平向右,根据牛顿第二定律:F 合=ma ,a =4 m/s 2,方向水平向右.4.在静止的车厢内,用细绳a 和b 系住一个小球,绳a 斜向上拉,绳b 水平拉,如图所示,现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,绳a 、b 的拉力F a 、F b 的变化情况是[A .F a 变大,F b 不变B .F a 变大,F b 变小C .F a 不变,F b 变小D .F a 不变,F b 变大【答案】C【解析】以小球为研究对象,分析受力情况,如图所示,根据牛顿第二定律得,水平方向:F a sin α-F b =ma ①,竖直方向:F a cos α-mg =0②,由题知α不变,由②分析知F a 不变,由①知,F b =F a sin α-ma <F a sin α,即F b 变小.5.三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数均相同.现用大小相同的外力F 沿图4所示方向分别作用在1和2上,用21F 的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速运动,用a 1、a 2、a 3分别代表物块1、2、3的加速度,则A .a 1=a 2=a 3B .a 1=a 2,a 2>a 3C .a 1>a 2,a 2<a 3D .a 1>a 2,a 2>a 3【答案】C【解析】对物块1,由牛顿第二定律得F cos 60°-F f =ma 1, 2F -μ(mg -F sin 60°)=ma 1,对物块2,由牛顿第二定律得F cos 60°-F f ′=ma 2,2F -μ(mg +F sin 60°)=ma 2,对物块3,由牛顿第二定律得21F -F f ″=ma 3, 2F -μmg =ma 3,比较得a 1>a 3>a 2,所以C 正确.。
专题01 运动的描述匀速直线运动1.位移和路程(1)定义:位移表示质点位置的变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段;路程等于质点实际运动路线的长度.(2)区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向.(3)联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程.2.速度与速率(1)平均速度和瞬时速度(2)速率:物体运动的瞬时速度的大小.平均速率:物体的路程和所用时间的比值。
【典例精析】登山运动时,张捷用100 min由宿营地X爬到山顶Y,在山道上通过的路程是2 400 m,相对于X升高了1200 m,如图所示.(1)由X到Y的位移是多少?(2)爬山的平均速率是多大?(3)计算他爬山的平均速度的大小.(4)他的朋友李子俊从Z点爬山,比张捷晚20 min开始,平均速率为0.5 m/s,还比张捷早20 min 到达山顶,问李子俊由Z爬到Y共通过了多远路程?【参考答案】(1)2 000 m (2)0.4 m/s (3)0.33 m/s(4)1 800 m【规律总结】平均速度;平均速率,要区分两个概念,并利用概念解题。
1.关于物体运动的路程和位移,下列说法中正确的是A.物体沿直线运动时,通过的路程等于位移大小B.在任何情况下,位移的大小不会比路程的大C.物体通过的路程不同,其位移可能相同D.物体通过的路程不等于零,其位移也一定不等于零【答案】BC【点睛】本题根据位移和路程的定义进行分析:位移是由起点到终点的有向线段;路程是物体经过轨迹的长度.2.一个物体从A点运动到B点,则A.物体的位移可能与物体运动的路程相同B.物体的位移可能是正值也可能是负值C.物体位移的大小总是小于或等于物体运动的路程D.物体的位移是直线,而路程是曲线【答案】BC【点睛】本题根据位移和路程的定义进行分析:位移是由起点到终点的有向线段;路程是物体经过轨迹的长度。
物理概念和规律的理解是学习物理的重要基础,在学习时要注意准确把握,注意路程与位移的区别.3.关于路程和位移,下列说法正确的是A.物体通过的路程不同,但位移可能相同B.物体沿某一直线运动,所通过的路程就是位移C.物体的位移为零,则物体一定没运动D.物体通过一段路程以后,位移不一定发生变化【答案】AD【解析】A、物体从一地,以不同路径,到达另一地,则物体两次通过的路程不等,但位移是相同.故A正确.B、只有当物体做单向直线运动时位移的大小才等于路程.故B错误.C、物体通过的路程不为零,首末位置可能重合,位移可能为零,但物体有运动.故C错误.D、通过一段路程之后,位移可以不发生变化,回到原来的出发点.故D正确.故选AD.【点睛】解决本题的关键知道路程和位移的区别;位移的大小等于首末位置的距离,是矢量,路程的大小等于运动轨迹的长度是标量.4.如图所示,一质点沿半径为r=2m的圆周自A点出发,逆时针运动2 s,运动圆周到达B点。
专题10 牛顿第一定律牛顿第三定律1.如图1所示,为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图.实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放,它将冲上右侧斜面,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小;如果右侧斜面变成水平,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等.对于这个实验,以下叙述正确的是A.小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的B.小球最终也会在右侧水平面上停下来,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的【答案】D有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的,故D正确.2.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是A.牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因B.惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质C.由牛顿第一定律可知:物体所受的合力为零时,一定处于静止状态D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律【答案】B【解析】牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故A错误;物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性,故B正确;由牛顿第一定律可知:物体所受的合力为零时,处于静止状态或者匀速直线运动状态,故C错误;由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时将保持静止状态或匀速直线运动状态.所以牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律,故D错误.3.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1、m2的两个小球随车一起匀速运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,设车足够长,则A.若m1<m2,则两个小球一定相碰B.若m1=m2,则两个小球一定相碰C.若m1>m2,则两个小球一定相碰D.两个小球一定不相碰【答案】D【解析】小车表面光滑,因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用.原来两个小球与小车具有相同的速度,当车突然停止运动时,由于惯性,两个小球的速度不变,所以不会相碰(与质量大小无关).4.对下列现象解释正确的是A.在一定拉力作用下,车沿水平面匀速前进,没有这个拉力,小车就会停下来,所以力是维持物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性,所以向上运动,以后由于重力作用,惯性变小,所以速度也越来越小C.急刹车时,车上的乘客由于惯性一样大,所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大,惯性也就大【答案】D【解析】在一定拉力作用下,车沿水平面匀速前进,说明拉力与摩擦力平衡,没有这个拉力,小车就会逐渐停下来,是由于受到阻力作用,故A错误;惯性大小的唯一量度是质量,与速度大小无关,质量越大,惯性越大,运动状态越难改变,故B错误,D正确;急刹车时,车上的乘客由于惯性,所以都会向前倾倒,但惯性的大小与质量有关,不同的乘客质量不一定相等,故惯性不一定同样大,故C错误.5.如图所示,滑板运动员沿水平地面向前滑行,在横杆前相对于滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从横杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则运动员A.起跳时脚对滑板的作用力斜向后B.在空中水平方向先加速后减速C.越过杆后落在滑板的后方D.越过杆后仍落在滑板上起跳的位置【答案】D【解析】人相对于滑板竖直向上起跳后,由于惯性,两者在水平方向上保持原速度不变,故人越杆后仍能落在滑板上起跳的位置.6.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法符合历史事实的是A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有一定的速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质【答案】BCD7.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章:运载火箭载着阿波罗登月飞船在脱离地球飞向月球的过程中,飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员:“汤姆,我们现在已关闭火箭上所有发动机,正向月球飞去.”汤姆:“你们关闭了所有发动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知下列说法正确的是A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行【答案】ACD【解析】汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”,选项A正确;宇航员答话所体现的物理思想是“力不是维持物体运动的原因”,“物体运动不需要力来维持”选项B错误C正确;宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行,选项D正确。
专题02 匀变速直线运动的规律1.有一长为L的列车,正以恒定的加速度过铁路桥,桥长为2L,现已知列车车头过桥头的速度为,车头过桥尾时的速度为,那么,车尾过桥时的速度为A. B. C. D.【答案】C【解析】列车车头过桥头到车头过桥尾有:,车头过桥尾到车尾过桥尾有:,联立解得,故C正确,A、B、D错误.2.2016年7月南方多地发生洪灾,某空降兵部队迅速赶往某灾区,通过直升机投放救灾物资。
若在投放物资包时直升机悬停在足够高的空中,物资包的质量各不相同,每隔相同的时间先后由静止投放一个,不计空气阻力,则下列说法正确的是A.物资包在空中间隔的距离相等B.物资包在空中间隔的距离从上到下越来越大C.在下降过程中,相邻两个物资包的速度差不断增大D.质量较大的物资包落地时速度较大【答案】B【解析】相邻物资包在空中间隔的距离不相等,从上到下,相邻物资包的间距越来越大,A错误,B正确;在物资包下落的过程中,物资包均做自由落体运动,相等的时间内,它们的速度增量相等,故相邻两个物资包的速度差值不变,C错误;做自由落体运动的物体下落快慢与质量无关,D错误。
3.一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB,照片中轨迹的长度为2 mm,照片长度的比例尺为1∶10。
已知曝光时间为0.001 s,则小石子出发点离A点的距离大约为A .6.5 mB .10 mC .20 mD .45 m【答案】C【解析】由图可知AB 的长度为cm 2,即m 02.0,曝光时间为,所以AB 段的平均速度的大小为:,由于时间极短,故A 点对应时刻的瞬时速度近似为s m /20,由自由落体的速度位移的关系式,可得:,故选C 。
4.在香港海洋公园的游乐场中,有一台大型游乐机叫“跳楼机”.参加游乐的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅提升到40 m 高处,座椅沿光滑杆自由下落一段高度后开始受到压缩空气提供的恒定阻力,下落36 m 后速度刚好减小到零.这一过程经历的总时间是6 s.求座椅被释放后,自由下落的高度有多高?在减速阶段,座椅对游客的压力是游客体重的多少倍?【答案】7.2 m 1.25倍【解析】座椅释放后自由下落的高度为1h ,速度为v ,减速下落的高度为2h : 自由下落的位移:21112h gt =减速阶段,逆向思维 座椅的位移:22212h a t = 由速度公式得:1gt v =,20at v +=下落的总高度:1236m h h +=运动总时间:126s t t +=解得: 1 1.2s t = 2 4.8s t =自由下落高度:21117.2m 2h gt == 减速阶段,座椅的加速度是:12gt at -=,解得22.5m/s a =-设游客的质量为m ,座椅对游客的支持力为F ,由牛顿第二定律得:ma mg F =-则座椅对游客的支持力与游客的重力的比值是:25.1==mgF n1.某人站在三楼阳台上,同时以10 m/s 的速率抛出两个小球,其中一球竖直上抛,另一球竖直下抛,它们落地的时间差为;如果该人站在六楼阳台上,以同样的方式抛出两个小球,它们落地的时间差为,不计空气阻力。
重难点1 对磁场、磁感应强度的理解1.磁场(1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)方向:小磁针的N 极所受磁场力的方向。
2.磁感应强度(1)定义式:B =IL F (通电导线垂直于磁场).(2)方向:小磁针静止时N 极的指向.(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量,由磁场本身决定,是用比值法定义的. 3.磁感应强度与电场强度的区别【典例精析】下列说法中正确的是A .磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F 与该导线的长度L 、通过的电流I 乘积的比值,即B =IL FB .通电导线放在磁场中的某点,该点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,该点的磁感应强度就为零C .磁感应强度B =IL F 只是定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与F 、I 、L以及通电导线在磁场中的方向无关D .通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向【典例分析】根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力的方向垂直;磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度.此比值与磁场力及电流元均无关。
【参考答案】C【精准解析】通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度,要注意该定义式的条件,故选项A 错误;磁感应强度B =IL F 是反应磁场力的性质的物理量,与磁场中有无电流元无关,故选项B 错误;磁感应强度B =IL F 是反应磁场力的性质的物理量,是采用比值的方法来定义的,该公式是定义式而不是决定式,磁场中各处的B 值是唯一确定的,与放入该点的检验电流的大小、方向无关,故选项C 正确;根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力的方向垂直,故选项D 错误。
【规律总结】理解磁感应强度注意“三点”(1)磁感应强度由磁场本身决定,不能根据B =IL F 认为B 与F 成正比,与IL 成反比.(2)如果通电导线平行磁场,则所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零. (3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N 极的受力方向.1.下列说法中正确的是A .电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B .一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C .表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D .表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值【答案】AC2.1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.在奥斯特实验中,将直导线沿南北方向水平放置,指针靠近直导线,下列结论正确的是A.把小磁针放在导线的延长线上,通电后,小磁针会转动B.把小磁针平行地放在导线的下方,在导线与小磁针之间放置一块铝板,通电后,小磁针不会转动C.把小磁针平行地放在导线的下方,给导线通以恒定电流,然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小D.把黄铜针(用黄铜制成的指针)平行地放在导线的下方,通电后,黄铜针会转动【答案】C重难点2 磁感线、磁场的叠加1.磁感线(1)定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
专题11 牛顿第二定律 力学单位制重难点1 牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式F =ma ,其中力F 为物体受到的合外力,F 的单位用牛顿(N ). 二、力的单位1.力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2.“牛顿”的定义:使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力叫做1 N ,即1 N =1_kg·m/s 2. [知识深化] 牛顿第二定律的四个性质1.矢量性:合外力的方向决定了加速度的方向,合外力方向改变,加速度方向改变,加速度方向与合外力方向一致.2.瞬时性:加速度与合外力是瞬时对应关系,它们同生、同灭、同变化.3.同体性:a =Fm 中各物理量均对应同一个研究对象.因此应用牛顿第二定律解题时,首先要处理好的问题是研究对象的选取.4.独立性:当物体同时受到几个力作用时,各个力都满足F =ma ,每个力都会产生一个加速度,这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度,故牛顿第二定律可表示为⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma xF y =ma y .【典例精析】【例1】(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是 A .由F =ma 可知,m 与a 成反比B .牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C .加速度的方向总跟合外力的方向一致D .当外力停止作用时,加速度随之消失 【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
【参考答案】CD【精准解析】虽然F =ma ,但m 与a 无关,因a 是由m 和F 共同决定的,即a ∝Fm 且a 与F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a 与F 的方向永远相同.综上所述,可知A 、B 错误,C 、D 正确.【例2】(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体,受到一个逐渐减小的水平力的作用,则这个物体运动情况为A .速度不断增大,但增大得越来越慢B .加速度不断增大,速度不断减小C .加速度不断减小,速度不断增大D .加速度不变,速度先减小后增大 【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
【参考答案】AC【总结提升】合外力、加速度、速度的关系1.力与加速度为因果关系:力是因,加速度是果.只要物体所受的合外力不为零,就会产生加速度.加速度与合外力方向是相同的,大小与合外力成正比.2.力与速度无因果关系:合外力方向与速度方向可以同向,可以反向,还可以有夹角.合外力方向与速度方向同向时,物体做加速运动,反向时物体做减速运动. 3.两个加速度公式的区别a =Δv Δt 是加速度的定义式,是比值定义法定义的物理量,a 与v 、Δv 、Δt 均无关;a =Fm 是加速度的决定式,加速度由其受到的合外力和质量决定.1.(对牛顿第二定律的理解)关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是 A .由牛顿第二定律可知,加速度大的物体,所受的合外力一定大 B .牛顿第二定律说明了,质量大的物体,其加速度一定小 C .由F =ma 可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比D .对同一物体而言,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,而且在任何情况下,加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致 【答案】D2.(合外力、加速度、速度的关系)物体在与其初速度方向相同的合外力作用下运动,取v0方向为正时,合外力F随时间t的变化情况如图3所示,则在0~t1这段时间内A.物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大B.物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小C.物体的加速度先减小后增大,速度一直在增大D.物体的加速度先减小后增大,速度一直在减小【答案】C【解析】由题图可知,物体所受合力F随时间t的变化是先减小后增大,根据牛顿第二定律得:物体的加速度先减小后增大;由于合外力F方向与速度方向始终相同,所以物体加速度方向与速度方向一直相同,所以速度一直在增大,选项C正确.重难点2 牛顿第二定律的简单应用1.应用牛顿运动定律的解题步骤(1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动情况分析,作出受力和运动的示意图.(3)求合力F或加速度a.(4)根据F=ma列方程求解.2.应用牛顿运动定律的解题方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合外力,加速度的方向即是物体所受合外力的方向.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程F x=ma,F y=0.②特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a .根据牛顿第二定律⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma x F y =ma y列方程求解.【典例精析】【例1】如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,小球和车厢相对静止,小球的质量为1 kg.(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况; (2)求悬线对小球的拉力大小.【典例分析】根据牛顿第二定律分析解答。
【参考答案】(1)7.5 m/s 2,方向水平向右 车厢可能水平向右做匀加速直线运动或水平向左做匀减速直线运动 (2)12.5 N【精准解析】解法一(矢量合成法)(1)小球和车厢相对静止,它们的加速度相同.以小球为研究对象,对小球进行受力分析如图所示,小球所受合力为F 合=mg tan 37°.由牛顿第二定律得小球的加速度为a =F 合m =g tan 37°=34g =7.5 m/s 2,加速度方向水平向右.车厢的加速度与小球相同,车厢做的是水平向右的匀加速直线运动或水平向左的匀减速直线运动.(2)由图可知,悬线对球的拉力大小为F T =mgcos 37°=12.5 N. 解法二(正交分解法)(1)建立直角坐标系如图所示,正交分解各力,根据牛顿第二定律列方程得x 方向:F T x =ma(2)由(1)中所列方程解得悬线对球的拉力大小为F T=mgcos 37°=12.5 N.【例2】如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上.现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大?(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度大小是多少?【典例分析】将力分解,根据牛顿第二定律分析解答。
【参考答案】(1)8 m/s2(2)6 m/s2【精准解析】(1)水平面光滑时,物体的受力情况如图甲所示由牛顿第二定律:F cos 37°=ma1①解得a1=8 m/s2②(2)水平面不光滑时,物体的受力情况如图乙所示F cos 37°-F f=ma2③F N′+F sin 37°=mg④F f=μF N′⑤由③④⑤得:a2=6 m/s2.1.(水平面上加速度的求解)如图所示,质量为1 kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,物体受到大小为20 N 、与水平方向成37°角斜向下的推力F 作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小.(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)【答案】5 m/s 2【解析】取物体为研究对象,受力分析如图所示,建立直角坐标系.在水平方向上:F cos 37°-F f =ma ①在竖直方向上:F N =mg +F sin 37°② 又因为:F f =μF N ③ 联立①②③得:a =5 m/s 22.(斜面上加速度的求解)(1)如图所示,一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑,倾角θ=30°,斜面静止不动,重力加速度g =10 m/s 2.求物体下滑过程的加速度有多大?(2)若斜面不光滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=36,物体下滑过程的加速度又是多大? 【答案】(1)5 m/s 2(2)2.5 m/s 2【解析】(1)根据牛顿第二定律得:mg sin θ=ma 1 所以a 1=g sin θ=10×12 m/s 2=5 m/s 2(2)物体受重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律得mg sin θ-F f =ma 2 F N =mg cos θ F f =μF N联立解得:a 2=g sin θ-μg cos θ=2.5 m/s 2重难点3 力学单位制单位制1.基本量和基本单位:在物理学中,选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本量,它们的单位叫做基本单位.2.导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,叫做导出单位. 3.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制. 4.国际单位制(1)国际单位制中的基本量国际单位制中选定长度(l )、质量(m )、时间(t )、电流(I )、热力学温度(T )、发光强度(I )、物质的量(n )七个量为基本量. (2)国际单位制中的力学基本单位长度l ,单位:m ;质量m ,单位:kg ;时间t ,单位:s. 单位制的组成1. 国际单位制⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧力学单位制⎩⎪⎨⎪⎧ 基本单位⎩⎪⎨⎪⎧长度:米质量:千克时间:秒导出单位:⎩⎪⎨⎪⎧速度:米每秒功率:瓦特压强:帕斯卡其他单位制2. 常用单位制⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧力学单位制⎩⎪⎨⎪⎧ 基本单位⎩⎪⎨⎪⎧长度:厘米、千米质量:克、吨时间:小时、分钟导出单位⎩⎪⎨⎪⎧ 速度:千米每小时、厘米每秒功率:千瓦压强:千帕其他单位制[知识深化]1.单位制可以简化计算过程计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,用国际单位制中的基本单位和导出单位表示,这样就可以省去计算过程中单位的代入,只在数字后面写上相应待求量的单位即可,从而使计算更简便. 2.推导物理量的单位:根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位. 3.单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位,如果发现某公式在单位上有问题,或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致,那么该公式或计算结果肯定是错误的. 【典例精析】【例1】(多选)关于国际单位制,下列说法中正确的是A .在力学单位制中,若采用c m 、g 、s 作为基本单位,力的单位是牛(N )B .在力学中,力是基本概念,所以力的单位“牛顿”是力学单位的基本单位C .各物理量采用国际单位制中的单位,通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位D .千克·米/秒2、焦/米都属于力的国际单位 【典例分析】根据单位制的相关知识解答。