高考物理课外辅导讲义1含解析
高中物理培优讲义
高中物理培优讲义物理是一门研究自然界物质运动及规律的科学,在高中阶段学习物理不仅可以培养学生的思维能力和分析问题的能力,还可以帮助学生更好地理解和适应周围环境。
为了帮助学生更好地掌握高中物理知识,提出以下物理课堂讲义,供学生参考。
一、力学1. 物体力学的基本概念- 质点的概念- 力的概念及基本性质- 牛顿三定律及应用2. 运动学- 位移、速度和加速度的概念- 直线运动的匀速和变速直线运动- 抛体运动的基本规律- 圆周运动的基本概念3. 动力学- 动量及动量定理- 冲量及冲量定理- 机械能及能量守恒定律- 功和功率的概念4. 重力和万有引力- 重力的概念及性质- 万有引力及引力定律- 重力作用下的运动规律二、热学1. 热力学基础- 温度和热量的概念- 内能的概念及变化定律- 热量传递的基本方式2. 热力学第一定律- 热力学第一定律的表述- 等容、等压、绝热过程的特点 - 热机效率及其计算3. 热力学第二定律- 熵的概念及增大原理- 卡诺循环及其效率- 热力学第二定律的表述4. 气体动理论- 理想气体模型- 理想气体状态方程及应用- 理想气体的内能、功和热的关系三、光学1. 几何光学- 光的直线传播- 镜和透镜的成像规律- 光的反射和折射规律- 物体在不同光学器件中的成像2. 波动光学- 光的波动模型- 干涉、衍射和偏振现象- 光的干涉条纹和光栅衍射规律3. 光的光子性质- 光的波粒二象性- 光电效应的基本原理- 康普顿效应和光子能量四、电磁学1. 静电场- 电荷的守恒和电场的概念- 静电场的场强和势能- 高中物理中与静电场相关的题目分析2. 电流和电路- 电流密度和电流连续性方程- 电阻、电阻率和电路中的基本规律 - 牛顿第二定律在电路中的应用3. 磁场和电磁感应- 磁场的产生和性质- 安培环路定理和法拉第电磁感应定律 - 洛伦兹力和感生电动势4. 电磁波- 电磁波的基本概念- 电磁波的传播特点- 电磁波在生活中的应用和影响通过以上物理课堂讲义的学习,相信同学们可以更好地掌握高中物理知识,提高解题能力和实践操作能力。
2020版高考物理一轮复习通用版讲义:第一章第2课时匀变速直线运动的规律(重点突破课)含答案
第2课时 匀变速直线运动的规律(重点突破课)[考点一 基本规律及应用]该部分内容主要考查对匀变速直线运动基本规律的理解和应用,该部分内容与其他知识交汇点较多、试题情景取材常涉及生活实际,考生由于建模能力的欠缺,解题常常找不到突破口而受阻。
1.匀变速直线运动(1)定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。
(2)分类①匀加速直线运动,a 与v 0方向相同; ②匀减速直线运动,a 与v 0方向相反。
2.基本规律(1)速度公式:v =v 0+at 。
(2)位移公式:x =v 0t +12at 2。
(3)速度和位移的关系式:v 2-v 02=2ax 。
3.运动学公式中正、负号的规定匀变速直线运动的基本公式和推论公式都是矢量式,使用时要规定正方向。
而直线运动中可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下规定初速度v 0的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值。
当v 0=0时,一般以加速度a 的方向为正方向。
[考法细研]考法1 基本公式的应用[例1] (2019·南昌调研)出租车载客后,从高速公路入口处驶入高速公路,并从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动,经过10 s 时,速度计显示速度为54 km/h 。
求:(1)这时出租车离出发点的距离;(2)出租车继续做匀加速直线运动,当速度计显示速度为108 km/h 时,出租车开始做匀速直线运动。
10时12分35秒时计价器里程表示数应为多少米?(车启动时,计价器里程表示数为零)[解析] (1)由题意可知经过10 s 时,速度计上显示的速度为v 1=54 km/h =15 m/s , 由速度公式得a =v 1t 1=1510 m/s 2=1.5 m/s 2由位移公式得x 1=12at 12=12×1.5×102 m =75 m这时出租车离出发点的距离是75 m 。
(2)当速度计上显示的速度为v 2=108 km/h =30 m/s 时, 由v 22=2ax 2得x 2=v 222a =3022×1.5m =300 m设这时出租车从开始运动已经经历的时间为t 2,根据速度公式得t 2=v 2a =301.5s =20 s这时出租车时间表应显示10时11分15秒。
高考物理力学专题精讲班讲义答案
高考物理力学专题精讲班讲义—课后习题答案主讲:张雯欢迎使用新东方在线电子教材直线运动及图像【板块一】直线运动公式复习【典型例题】1.D2.ABD3.C4.AC5.BCD6.C7.C8.B【板块二】v-t图像的读取和使用【典型例题】1.ABCDEF2.AD3.CD4.AB5.AC6.C7.C8.AC【板块三】运动学综合性大题【典型例题】1.62.5m 2.(1)3m/s2(2)6.5m3.20 m/s4.10 m5.(1)1N (2)3m6.60 s【巩固练习】1.B2.B3.D4.B相互作用【板块一】受力分析的一般技巧【典型例题】1.D2.略3.B4.B5. D6.AB7.AC8.C9.D【板块二】正交分解法【典型例题】1.B2.D3.C4.A【板块三】三角形法【典型例题】1.B2.C3.F1减小,F2先减小后增大4.AD【巩固练习】1.A2.C3.A4.A5. A【板块一】牛一【典型例题】1.B2.C3.C4.C5. BC6.B7. C8.C【板块二】牛三【典型例题】1.AC2.BC3.D【板块三】超失重问题【典型例题】1.D2. C3.D4.9m【巩固练习】1.C2.AB3.C4.C5.D6.B7. C8.C9.D 10.AD 11.B【板块一】牛顿第二定律【典型例题】1.C2.B3.(1)440N (2)275N 、4.B5. A【板块二】连接体问题【典型例题】1.A2.B3.A4.C5.BD6.ACD7. A8. A9.C 10.D11. D 12. AD 13. ABC 14.A 15.A【巩固练习】1.α=30度β=60度2.C3.C4.A【板块一】运动的合成和分解 【典型例题】1.A2.C3.A4.AC5. B6. B7. B【板块二】平抛运动 【典型例题】1.CDG2.C3.BC4.A5. D6. B7.8.A 9. 21=S v S 10.11.(1) (2 12.、13.(1)v (2 (3)43h 14.(1)3s (2)75m 15. 42.410-⨯m 3【巩固练习】1.B2.A3.BC4.CD5. A6.D7.BCD8.B9.B 10.D 11.B12.C 13.A 14.B 15.A【板块一】圆周运动 【典型例题】1.DG2.C3.C4.A5. ABC6. BC7.2tan (sin )g w r L θθ=+8.C9.B 10.AD 11.AD 12.①f mg=N =13.ACD 14.C 15.BC 16.CD 17.(1)8m (2)向下 0.3N 18.(1)3m/s (2)43N【巩固练习】1.C2.B3.C4.BC5. ACD6. BC6. ①2mv mg R=v =21(s i n 2)2c m g L R m vθ-= 1sin 22mgL mg R mgR θ-⋅= 5s i n 2L R θ= 52s i nR L θ=②22tan 12tan 2tan )x t R yxy gt R x x x R θθθ=-===-==万有引力与航天 【板块一】基本公式应用 【典型例题】1.C2.B3.BD4.C5.C6. (1)C (2).CD7.AD8.AD9.A【板块二】定性问题和比例问题 【典型例题】1.AC2.B3.B4.C5.D6.AD7.D8. 2T π= 35.410s T =⨯9.(1)1v = (2)T =【板块三】万有引力与航天 【典型例题】1.B2.A3.BC4.D5.BD6.BC7.C8.D9.D 10. 2324r GT π【巩固练习】1.AC2.C3.ABC4.B5. D6.C7.A8. AC9.D 10. C 11.A 12.C 13.B 14.BC机械能与能量守恒 【板块一】功能关系 【典型例题】1.A2.A3.A4.B5. C6. D7. BCD8.C9.C 10.C 11.ACD 12.BC13.①略 ②t=10s ③4410⨯W ④4810⨯W ⑤803m/s ⑥41.510⨯W 14.(1)4=1.510P ⨯电 W (2)0.045 (3)212m3【板块二】机械能守恒定律 【典型例题】1.ABD2.BD3.A4.A5. C6. B7. C8.D9.552R h R ≤≤ 10.1m 11.(1)mgR (2)v = 12. =h sμ 13.s=74.84m【板块三】动能定理 【典型例题】1.A2.BC3.D4.CD5. 1=6.D7. D【巩固练习】1.B2.AD3.AC4.1000W5. (1)167m (2)676J动量与能量 【板块一】动量定理 【典型例题】1.B 2ABD 3.C 4.F=1500N 5. 4(11.510+⨯ N6. (1)0mv F t=(2)A B P P < (3)05x v v = 05y v =【板块二】动量守恒 【典型例题】1.(1)C (2)B2.(1)13m/s 5A v =(2)' 4.2m/s C v = 3.C 4.D5.B6.D7.8.(1)03v (2)0136mv9.(1)。
高考物理遍过考点1 牛顿第一三律(含解析)
避躲市安闲阳光实验学校牛顿第一、三定律一、牛顿第一定律1.定义: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.物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性。
牛顿第一定律也叫惯性定律。
3.决定惯性的唯一物理量是质量,所以惯性用质量描述。
4.牛顿第一定律定义了惯性,是牛顿运动定律的基础,同时它还可以视为牛顿第二定律的特殊情况,即描述F=0,a=0的平衡状态。
一个物体保持匀速直线运动状态或静止状态,我们就说这个物体处于平衡状态(中学阶段不考虑在无外力作用下匀速转动的平衡状态)。
二、牛顿第一定律发现史1.亚里士多德:力是物体运动的原因。
2.伽利略:力不是维持物体运动的原因。
3.笛卡儿:如果匀速直线运动的物体不受外力,它将保持原来的运动状态不变。
(亚里士多德、伽利略和笛卡儿的时代并无力的概念,这里是为了表述方便借用了力的概念)4.牛顿:总结伽利略和笛卡儿的工作,抽象出力的概念,定义惯性。
三、牛顿第三定律1.定义:相互作用的两物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
2.在牛顿第三定律的补充下,对运动状态相同的多个物体系统,就可以同时使用整体法和隔离法。
在使用整体法时,系统内力相互抵消。
四、相互作用力与一对平衡力对比在一节火车车厢内有一个光滑的水平桌面,桌上有一个小球。
旁边的乘客观察到,如果火车在水平铁轨上做匀速直线运动,小球在桌面上保持静止。
如果火车做加速直线运动,小球就会由静止开始向后运动。
这说明A.以匀速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律成立B.以加速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律成立C.无论是以匀速运动的车厢为参考系还是以加速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律都成立D.无论是以匀速运动的车厢为参考系还是以加速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律都不成立【参考答案】A【详细解析】牛顿运动定律适用惯性参考系。
匀加速运动的火车是非惯性参考系,牛顿第一定律并不成立,故选A。
高考物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析(1)
高考物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析(1)一、高考物理精讲专题动量定理1.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.某滑道示意图如下,长直助滑道AB 与弯曲滑道BC 平滑衔接,滑道BC 高h =10 m ,C 是半径R =20 m 圆弧的最低点,质量m =60 kg 的运动员从A 处由静止开始匀加速下滑,加速度a =4.5 m/s 2,到达B 点时速度v B =30 m/s .取重力加速度g =10 m/s 2. (1)求长直助滑道AB 的长度L ;(2)求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小;(3)若不计BC 段的阻力,画出运动员经过C 点时的受力图,并求其所受支持力F N 的大小.【答案】(1)100m (2)1800N s ⋅(3)3 900 N 【解析】(1)已知AB 段的初末速度,则利用运动学公式可以求解斜面的长度,即2202v v aL -=可解得:221002v v L m a-==(2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以01800B I mv N s =-=⋅(3)小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得:2Cv N mg m R-= 从B 运动到C 由动能定理可知:221122C B mgh mv mv =-解得;3900N N =故本题答案是:(1)100L m = (2)1800I N s =⋅ (3)3900N N =点睛:本题考查了动能定理和圆周运动,会利用动能定理求解最低点的速度,并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小.2.观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。
某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间,就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。
(忽略发射底座高度,不计空气阻力,g 取10m/s 2)(1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少?(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力)(2)某次试射,当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略不计),测得前后两块质量之比为1:4,且炸裂时有大小为E =9000J 的化学能全部转化为了动能,则两块落地点间的距离是多少? 【答案】(1)1550N ;(2)900m 【解析】 【分析】 【详解】(1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F ,设礼花弹上升时间为t ,则:212h gt =解得6s t =对礼花弹从发射到抛到最高点,由动量定理00()0Ft mg t t -+=其中00.2s t =解得1550N F =(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2,对应的水平速度大小分别为v 1、v 2,则: 在最高点爆炸,由动量守恒定律得1122m v m v =由能量守恒定律得2211221122E m v m v =+ 其中1214m m = 12m m m =+联立解得1120m/s v = 230m/s v =之后两物块做平抛运动,则 竖直方向有212h gt =水平方向有12s v t v t =+由以上各式联立解得s=900m3.质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又经过时间t 2停在沙坑里.求:⑴沙对小球的平均阻力F ;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I . 【答案】(1)122()mg t t t + (2)1mgt 【解析】试题分析:设刚开始下落的位置为A ,刚好接触沙的位置为B ,在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t 1+t 2,而阻力作用时间仅为t 2,以竖直向下为正方向,有: mg(t 1+t 2)-Ft 2=0, 解得:方向竖直向上⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t 1时间内只有重力的冲量,在t 2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有: mgt 1-I=0,∴I=mgt 1方向竖直向上 考点:冲量定理点评:本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法.4.图甲为光滑金属导轨制成的斜面,导轨的间距为1m l =,左侧斜面的倾角37θ=︒,右侧斜面的中间用阻值为2R =Ω的电阻连接。
高中物理(磁场)理解拓展辅导讲义与典型例题答案解析
1.磁感应强度B 磁感应强度可以采用如下三种定义方式: (1) B 的方向垂直于正电荷所受最大磁力的方向与电荷运动方向组成的平面,并满足右旋关系,即B v q F ⨯=.当v 垂直于B 时,电荷所受磁力最大(m F ),B 的大小等于单位试探电荷以单位速率运动时所受的最大磁力,即qv F B m /=,如图12-1所示.(2)B 的方向垂直于电流元所受最大磁力的方向与电流元方向组成的平面,并满足右旋关系,即B l Id F d ⨯=.当l d 垂直于B 时,电流元的受磁力最大,B 的大小等于单位电流元所受的最大磁力,即Idl F B m /=,如图12-2所示.(3)B 的方向垂直于线圈所受最大力矩的方向与磁矩方向所组成的平面,并满足右旋关系,即B m M ⨯=,当m 垂直于B 时,线圈所受力矩最大(m M ),B 的大小等于单位磁矩所受的最大力矩,即m M B m /=,如图12-3所示.理解与拓展:⑴ 磁感应强度B 是反映磁场(对运动电荷或电流有作用力)性质的基本量,它的重要性相当于电场中的E .它是一个矢量,一般是空间和时间的函数,磁场中某一点的B ,只依赖于磁场本身在该点的特性.⑵ 上述三种B 的定义都是等效的,方向都与小磁针N 极受力方向相同,大小也是一样的,因为有I d l qv =,l d F M m m '=,l Idld IS m '==,所以m M I d l F qv F B m m m ///===.相应的三个定义式B v q F m ⨯=,B l Id F m ⨯=和B m M m ⨯=也是可以互相推导的.2.磁场中的高斯定理 在磁场中通过任意封闭曲面的磁通量恒为零,即 0=∙=Φ⎰S d B SmF m Bv(a )q 图12-1F mB Id l(b ) 图12-2M Bm(c ) 图12-3理解与拓展:⑴ 同静电场中引入电场线一样,磁场中可以引入磁感应线(B 线),并规定它在某点的切线方向表示该处B 的方向,垂直穿过某点附近单位面积磁感应线的条数为B 的大小.⑵ 高斯定理反映了磁场的无源性.即磁感应线是连续的,在任何地方都不可断,磁场是无源场.假若B 线在某点中断,就一定能作出包围该点但B 通量不为零的闭合面.这是高斯定理所不允许的,场线中断的地方是场源,B 线不中断,说明磁场是无源场,它的本质是认为没有磁荷.⑶ 高斯定理的适用范围:它是由毕奥-萨伐尔定律导出的,它的适用条件也应当是稳恒电流的磁场,进一步的研究指出,高斯定理可以推广到任意非稳恒电流激发的磁场,但这时毕奥-萨伐尔定律不再成立.⑷ 通过某一有限面S 的磁通量可表示为 ⎰⎰=∙=ΦSSm dS B S d B θcos3.毕奥-萨伐尔定律如图12-4所示,电流元l Id 在距它为r的场点P 处产生的磁感应强度B d 为304r rl Id B d⨯=πμ毕奥-萨伐尔定律仅对线电流元的空间适用,即电流通过的横截面的线度远小于其到待求场点的距离,所以不存在0→r 时∞→B d 的困惑。
高考物理一轮总复习第五章第1讲功和功率讲义含解析新人教版06
高考物理一轮总复习第五章第1讲功和功率讲义含解析新人教版06功和功率全国卷3年考情分析[基础知识·填一填][知识点1] 功1.做功的两个必要条件(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)功是标量.3.功的正负判断判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功.(×) (2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动.(√) (3)滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功;静摩擦力对物体一定不做功.(×) (4)作用力做正功时,反作用力一定做负功.(×) [知识点2] 功率 1.定义功与完成这些功所用时间的 比值 . 物理意义:描述力对物体 做功的快慢 . 2.公式(1)P =W t,P 为时间t 内的 平均功率 . (2)P =Fv cos α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度,则P 为 平均功率 . ②v 为瞬时速度,则P 为 瞬时功率 . 3.额定功率机械 正常工作 时的最大输出功率. 4.实际功率机械 实际工作 时的功率,要求不大于额定功率.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)由P =W t,只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率.(×) (2)由P =Fv ,既能求某一时刻的瞬时功率,也可以求平均功率.(√) (3)由P =Fv 知,随着汽车速度的增大,它的功率也可以无限制地增大.(×) (4)由P =Fv 知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比.(√)[教材挖掘·做一做]1.(人教版必修2 P60第2题改编)用起重机将质量为m 的物体匀速吊起一段距离,那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种?( )A .重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B .重力做负功,拉力做正功,合力做正功C .重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D .重力不做功,拉力做正功,合力做正功 答案:C2.(人教版必修2 P59第1题改编)如图所示,两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等,它们的质量也相等,在甲图中用力F1拉物体,在乙图中用力F2推物体,夹角均为α,两个物体都做匀速直线运动,通过相同的位移.设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2,物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4,下列判断正确的是( )A.F1=F2B.W1=W2C.W3=W4D.W1-W3=W2-W4答案:D3.(人教版必修2 P63第34题改编)(多选)发动机额定功率为80 kW的汽车,质量为2×103 kg,在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为4×103 N,若汽车在平直公路上以额定功率启动,则下列说法中正确的是( )A.汽车的加速度和速度都逐渐增加B.汽车匀速行驶时,所受的牵引力为零C.汽车的最大速度为20 m/sD.当汽车速度为5 m/s时,其加速度为6 m/s2解析:CD [由P=Fv,F-F f=ma可知,在汽车以额定功率启动的过程中,F逐渐变小,汽车的加速度a逐渐减小,但速度逐渐增加,当匀速行驶时,F=F f,此时加速度为零,速度达到最大值,则v m=PF f =80×1034×103m/s=20 m/s,故A、B错误,C正确;当汽车速度为5m/s时,由牛顿第二定律得Pv-F f=ma,解得a=6 m/s2,故D正确.]考点一功的正负判断及恒力做功的计算[考点解读]1.功的正负的判断方法(1)恒力做功的判断:依据力与位移方向的夹角来判断.(2)曲线运动中做功的判断:依据F与v的方向夹角α来判断,0°≤α<90°时,力对物体做正功;90°<α≤180°时,力对物体做负功;α=90°时,力对物体不做功.(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功.此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断.2.恒力做功的计算方法3.合力做功的计算方法方法一:先求合力F合,再用W合=F合l cos α求功.方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功.[典例赏析][典例1] (2017·全国卷Ⅱ)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( )A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心[解析] A [由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功,A项正确,B项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C、D项错误.][题组巩固]1.图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止.下列关于力做功判断正确的是( )A.甲图中支持力对人做正功B.甲图中摩擦力对人做负功C.乙图中支持力对人做正功D.乙图中摩擦力对人做负功解析:A [图甲中,人匀速上楼,不受静摩擦力,摩擦力不做功,支持力向上,与速度方向夹角为锐角,则支持力做正功,故A 正确,B 错误;图乙中,支持力与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故C 、D 错误.]2.物体在平行于斜面向上的拉力作用下,分别沿倾角不同斜面的底端,匀速运动到高度相同的顶端,物体与各斜面间的动摩擦因数相同,则( )A .沿倾角较小的斜面拉,拉力做的功较多B .沿倾角较大的斜面拉,克服重力做的功较多C .无论沿哪个斜面拉,拉力做的功均相同D .无论沿哪个斜面拉,克服摩擦力做的功相同解析:A [由平衡条件得F -mg sin θ-μmg cos θ=0,解得F =mg sin θ+μmg cosθ,F 做的功为W =FL =(mg sin θ+μmg cos θ)hsin θ=mgh +μmgh cot θ,因为m 、h 、μ相等,所以θ越小,W 越大,故A 正确;重力做功只与高度差有关,高度相等,所以克服重力做功相等,故B 错误;拉力做功W =mgh +μmgh cot θ,θ越小,拉力做功越多,故C 错误;克服摩擦力做的功W f =μmg cos θ·L =μmg cos θ·h sin θ=μmghtan θ,所以倾角越大,克服摩擦力做的功越少,故D 错误.]3.如图所示,质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬挂于O 点,用水平恒力F 拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方向成θ角的位置,求此过程中,各力对小球做的总功为( )A .FL sin θB .mgL (1-cos θ)C .FL sin θ-mgL (1-cos θ)D .FL sin θ-mgL cos θ解析:C [如图,小球在F 方向的位移为CB ,方向与F 同向,则W F =F ·CB =F ·L sin θ小球在重力方向的位移为AC ,方向与重力反向,则W G =mg ·AC ·cos 180°=-mg ·L (1-cos θ)绳的拉力F T 时刻与运动方向垂直,则W F T =0 故W 总=W F +W G +W F T =FL sin θ-mgL (1-cos θ) 所以选项C 正确.]考点二 功率的理解与计算[考点解读] 功率的计算方法[典例赏析][典例2] (多选)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t =0时刻开始,受到水平外力F 作用,如图所示.下列判断正确的是( )A .0~2 s 内外力的平均功率是4 WB .第2 s 内外力所做的功是4 JC .第2 s 末外力的瞬时功率最大D .第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶4 [解析] AD [第1 s 末质点的速度v 1=F 1m t 1=31×1 m/s=3 m/s.第2 s 末质点的速度v 2=v 1+F 2m t 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫3+11×1m/s =4 m/s.则第2 s 内外力做功W 2=12mv 22-12mv 21=3.5 J0~2 s 内外力的平均功率P =12mv 22t =0.5×1×422 W =4 W.选项A 正确,选项B 错误;第1 s 末外力的瞬时功率P 1=F 1v 1=3×3 W=9 W , 第2 s 末外力的瞬时功率P 2=F 2v 2=1×4 W=4 W ,故P 1∶P 2=9∶4,选项C 错误,选项D 正确.]求解功率时应注意的“三个”问题1.首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率,对应于某一过程的功率为平均功率,对应于某一时刻的功率为瞬时功率.2.求功率大小时要注意F 与v 方向的夹角α对结果的影响.3.用P =F v -cos α求平均功率时,v 应容易求得,如求匀变速直线运动中某力的平均功率.[题组巩固]1.(2019·漳州模拟)(多选)如图,质量为M =72 kg 的重物放置在水平地面上,柔软不可伸长的轻绳跨过光滑轻质滑轮,绳一端连接重物,另一端被质量为m =60 kg 的人抓住,起初绳子恰好处于竖直绷紧状态,人通过抓绳以a =4 m/s 2的加速度竖直攀升2 m ,g 取10 m/s 2,则此过程( )A .重物的加速度为2 m/s 2B .绳子的拉力为840 NC .人的拉力所做的功为2 380 JD .拉力对重物做功的平均功率为700 W解析:BCD [对人由牛顿第二定律得F -mg =ma ,解得F =mg +ma =840 N ,对物体由牛顿第二定律得F -Mg =Ma ′,解得a ′=53m/s 2,故A 错误,B 正确;上升2 m 人获得的速度v =2ah =4 m/s ,经历的时间t =v a =1 s ,重物上升的高度h ′=12a ′t 2=56m ,获得的速度v ′=a ′t =53 m/s ,对人和重物组成的整体,根据动能定理得W -mgh -Mgh ′=12mv 2+12Mv ′2,解得W =2 380 J ,故C 正确;拉力对重物做功W =Mgh ′+12Mv ′2,平均功率P =Wt=700 W ,故D 正确.] 2.(2019·齐齐哈尔模拟)(多选)如图所示,质量相同的甲、乙两个小物块,甲从竖直固定的14光滑圆弧轨道顶端由静止滑下,轨道半径为R ,圆弧底端切线水平,乙从高为R 的光滑斜面顶端由静止滑下.下列判断正确的是( )A .两物块到达底端时速度相同B .两物块到达底端时动能相同C .乙物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率一直在增大D .甲物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率先增大后减小解析:BCD [根据动能定理得mgR =12mv 2,知两物块到达底端的动能相等,速度大小相等,但是速度的方向不同,故A 错误,B 正确;根据P =mgv 竖直,可知乙物块重力做功的瞬时功率随速度的增大而增大,故C 正确;甲的竖直分速度先增大后减小,重力的功率先增大后减小,故D 正确.]3.(2019·昆明七校调研)(多选)物体受到水平推力F 的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力和速度传感器监测到推力F 、物体速度v 随时间t 变化的规律分别如图甲、乙所示.取g =10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A .物体的质量m =0.5 kgB .物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4C .第2 s 内物体克服摩擦力做的功W =2 JD .前2 s 内推力F 做功的平均功率P =3 W解析:ABC [由题图甲、乙可知,在1~2 s 内,推力F 2=3 N ,物体做匀加速直线运动,其加速度a =2 m/s 2,由牛顿运动定律可得,F 2-μmg =ma ;在2~3 s ,推力F 3=2 N ,物体做匀速直线运动,由平衡条件可知,μmg =F 3;联立解得物体的质量m =0.5 kg ,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,A 、B 正确;由速度-时间图象所围的“面积”表示位移可得,第2 s 内物体位移x =1 m ,克服摩擦力做的功W f =μmgx =2 J ,C 正确;第1 s 内,由于物体静止,推力不做功;第2 s 内,推力做功W =F 2x =3 J ,即前2 s 内推力F 做功为W ′=3 J ,前2 s 内推力F 做功的平均功率P =W ′t =32W =1.5 W ,D 错误.] 考点三 机车启动问题[考点解读]1.两种启动方式的比较F -F (1)P =Fv . (2)F -F f =ma . (3)v =at (a 恒定). (4)Pt -F f x =ΔE k (P 恒定). 3.三个重要结论(1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即v m =P F min =P F 阻(式中F min 为最小牵引力,其值等于阻力F 阻).(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,功率最大,速度不是最大,即v =P F <v m =P F 阻. (3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W =Pt .由动能定理:Pt -F阻x =ΔE k .此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小.[典例赏析][典例3] 目前,上海有若干辆超级电容车试运行,运行中无需连接电缆,只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟,就能行驶3到5千米.假设有一辆超级电容车,质量m =2×103kg ,额定功率P =60 kW ,当超级电容车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力F f 是车重的0.1倍,g 取10 m/s 2.(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?(2)若超级电容车从静止开始,保持以0.5 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?(3)若超级电容车从静止开始,保持额定功率做加速运动,50 s 后达到最大速度,求此过程中超级电容车的位移.[审题指导] (1)当电容车速度达到最大时,电容车的牵引力与阻力等大反向. (2)电容车以恒定加速度启动,匀加速运动结束时,电容车刚好达到额定功率,应满足P =Fv .(3)电容车以恒定功率启动过程,牵引力所做的功应用W =Pt 求解. [解析] (1)当电容车速度达到最大时电容车的牵引力与阻力平衡,即F =F fF f =kmg =2 000 N P =F f v m解得:v m =P F f=30 m/s(2)电容车做匀加速运动,由牛顿第二定律得:F 1-F f =ma解得:F 1=3 000 N设电容车刚达到额定功率时的速度为v 1,P =F 1v 1v 1=PF 1=20 m/s设电容车匀加速运动的时间为t ,则:v 1=at 解得:t =v 1a=40 s(3)从静止到最大速度整个过程牵引力与阻力做功,由动能定理得:Pt 2-F f x =12mv 2m .解得:x =1 050 m[答案] (1)30 m/s (2)40 s (3)1 050 m[题组巩固]1.汽车发动机的额定功率为P 1,它在水平路面上行驶时受到阻力F f 大小恒定,汽车由静止开始做直线运动,最大车速为v ,汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示.下列说法正确的是( )A .开始时汽车牵引力恒定,t 1时刻牵引力与阻力大小相等B .开始时汽车牵引力逐渐增大,t 1时刻牵引力与阻力大小相等C .开始汽车做匀加速运动,t 1时刻速度达到v ,然后做匀速直线运动D .开始汽车做匀加速直线运动,t 1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动,速度达到v 后做匀速直线运动解析:D [在0~t 1时间内,汽车发动机的功率均匀增大,故汽车以恒定加速度启动,牵引力是恒定的,汽车做匀加速直线运动,t 1时刻达到额定功率,根据P =Fv 可知,t 1时刻后汽车速度增大,牵引力减小,则由牛顿第二定律a =F -F f m可知加速度减小,汽车做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,即牵引力等于阻力时,汽车速度达到最大,此后汽车做匀速直线运动,故选项D 正确,A 、B 、C 错误.]2.(多选)如图甲所示,静止在水平面上的物体在竖直向上的拉力F 作用下开始向上加速运动,拉力的功率恒定为P ,运动过程中所受空气阻力大小不变,物体最终做匀速运动,物体运动速度的倒数与加速度a 的关系如图乙所示.若重力加速度大小为g ,下列说法正确的是( )A .物体的质量为P v 0a 0B .空气阻力大小为P (a 0-g )v 0a 0C .物体加速运动的时间为v 0a 0D .物体匀速运动的速度大小为v 0解析:ABD [由题意可知P =Fv ,根据牛顿第二定律,由F -mg -F f =ma ,联立解得1v=m P a +mg +F f P ,由乙图可知,m P =1v 0a 0,mg +F f P =1v 0,解得m =P v 0a 0,F f =P (a 0-g )v 0a 0,故A 、B 正确;物体做变加速运动,并非匀加速运动,不能利用v =at 求得时间,故C 错误;物体匀速运动时F =mg +F f ,此时v =P F =P mg +F f=v 0,故D 正确.] 3.(2018·全国卷Ⅲ)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程( )A .矿车上升所用的时间之比为4∶5B .电机的最大牵引力之比为2∶1C .电机输出的最大功率之比为2∶1D .电机所做的功之比为4∶5解析:AC [在v -t 图象中,图线的斜率表示物体运动的加速度,而两次提升过程变速阶段加速度的大小都相同,即在v -t 图象中,它们变速阶段对应的图线要么重合,要么平行,由图中几何关系可得:第②次所用时间t =52t 0,即矿车上升所用时间之比为4∶5,选项A 正确;对矿车受力分析可知,当矿车向上做匀加速直线运动时,电机的牵引力最大,即F -mg =ma ,得F =mg +ma ,即最大牵引力之比为1∶1,选项B 错误;在第①次提升过程中,电机输出的最大功率P 1=(mg +ma )v 0,在第②次提升过程中,电机输出的最大功率P 2=(mg +ma )·12v 0,即P 1P 2=21,选项C 正确;对①②两次提升过程,由动能定理可知W -mgh =0,即W 1W 2=11,选项D 错误.]思想方法(八) 变力做功的求解方法1.(动能定理法)如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )A.14mgR B.13mgRC.12mgR D.π4mgR解析:C [在Q点,F N-mg=mv2R,所以v=gR;由P到Q根据动能定理得mgR-W f=12mv2,解得W f=12mgR,故C正确.]2.(微元法)(多选)如图所示,小球质量为m,一不可伸长的悬线长为l,把悬线拉到水平位置后放手,设小球运动过程中空气阻力F m 大小恒定,则小球从水平位置A 到竖直位置B 的过程中,下列说法正确的是( )A .重力不做功B .悬线的拉力不做功C .空气阻力做功为-F m lD .空气阻力做功为-12F m πl 解析:BD [重力在整个运动过程中始终不变,小球在重力方向上的位移为l ,所以WG =mgl ,故A 错误;因为拉力F T 在运动过程中始终与运动方向垂直,拉力不做功,故B 正确;F m 所做的总功等于每个小弧段上F m 所做功的代数和,运动的弧长为12πl ,故阻力做的功为W F m =-(F m Δx 1+F m Δx 2+…)=-12F m πl ,故C 错误,D 正确.] 3.(平均力法)(多选)如图所示,n 个完全相同、边长足够小且互不粘连的小方块依次排列,总长度为l ,总质量为M ,它们一起以速度v 在光滑水平面上滑动,某时刻开始滑上粗糙水平面.小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ,若小方块恰能完全进入粗糙水平面,则摩擦力对所有小方块所做功的大小为( )A.12Mv 2 B .Mv 2C.12μMgl D .μMgl 解析:AC [总质量为M 的小方块在进入粗糙水平面的过程中滑动摩擦力由0均匀增大,当全部进入时摩擦力达最大值μMg ,总位移为l ,平均摩擦力为F f =12μMg ,由功的公式可得W f =-F f l =-12μMgl ,功的大小为12μMgl ,故C 正确,D 错误;对所有小方块运动过程由动能定理得W f =0-12Mv 2,解得W f =-12Mv 2,则功的大小为12Mv 2,故A 正确,B 错误.]4.(图象法)(多选)在某一粗糙的水平面上,一质量为2 kg 的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图象.已知重力加速度g=10 m/s2.根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有( )A.物体与水平面间的动摩擦因数B.合外力对物体所做的功C.物体做匀速运动时的速度D.物体运动的时间解析:ABC [物体做匀速直线运动时,拉力F与滑动摩擦力f相等,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=Fmg =0.35,故A正确;减速过程由动能定理得W F+W f=0-12mv2,根据F-x图象中图线与坐标轴围成的面积可以估算力F做的功W F,而W f=-μmg,由此可求得合外力对物体所做的功,及物体做匀速运动时的速度v,故B、C正确;因为物体做变加速运动,所以运动时间无法求出,故D错误.]5.(转化法)如图所示,水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,现以大小恒定的拉力F拉绳的另一端,使物体从A点起由静止开始运动.若从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,图中AB=BC,且动摩擦因数处处相同,则在物体的运动过程中( )A.摩擦力增大,W1>W2B.摩擦力减小,W1<W2C.摩擦力增大,W1<W2D.摩擦力减小,W1>W2解析:D [物体受力如图所示,由平衡条件得F N+F sin θ=mg,滑动摩擦力F f=μF N =μ(mg-F sin θ),物体从A向C运动的过程中细绳与水平方向夹角θ增大,所以滑动摩擦力减小,由于物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,拉力为恒力,所以拉力做的功等于细绳对物体所做的功,根据功的定义式W=FL cos θ,θ增大,F不变,在相同位移L上拉力F做的功减小,故D正确,A、B、C错误.]。
高中物理全套培优讲义
高中物理全套培优讲义高中物理是许多学生头疼的科目,但是只要大家掌握正确的学习方法,就可以轻松提高物理成绩。
今天,我将为大家分享一份高中物理全套培优讲义,帮助大家更好地学习物理。
一、力学力学是高中物理的基础,也是考试中经常出现的考点。
在力学方面,我们需要掌握力的概念、牛顿运动定律、功和能等基本知识。
在解题时,我们需要画出物体受力分析图,找出各个力的来源和大小,并运用牛顿运动定律进行求解。
二、电学电学是高中物理的重要内容之一,也是生活中经常接触的领域。
在电学方面,我们需要掌握电荷、电场、电路等基本知识。
在解题时,我们需要画出电路图,运用欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电学知识进行求解。
三、光学光学是高中物理中比较抽象的内容之一,也是考试中容易出难题的领域。
在光学方面,我们需要掌握光线、折射、反射等基本知识。
在解题时,我们需要画出光路图,运用光的折射、反射等规律进行求解。
四、热学热学是高中物理中比较基础的内容之一,也是生活中经常接触的领域。
在热学方面,我们需要掌握温度、热量、热力学等基本知识。
在解题时,我们需要运用热力学第一定律、热力学第二定律等基本知识进行求解。
五、原子物理原子物理是高中物理中比较新的内容之一,也是考试中容易出难题的领域。
在原子物理方面,我们需要掌握原子结构、核力、核反应等基本知识。
在解题时,我们需要运用波尔理论、量子力学等基本知识进行求解。
高中物理全套培优讲义是帮助学生提高物理成绩的重要工具。
通过这份讲义,学生可以系统地学习物理知识,掌握解题技巧,提高解题速度和准确率。
学生还可以通过这份讲义深入了解物理学科的本质和思想方法,提高自身的科学素养和思维能力。
高中物理全套培优讲义在高中物理的学习过程中,我们经常遇到一些难题和困惑。
为了更好地帮助学生理解和掌握物理知识,提高物理成绩,我们特地编写了高中物理全套培优讲义。
一、引言高中物理是高中阶段的重要学科之一,它涉及到力、热、光、电、磁等多个方面。
金老师教育培训备战高考物理一轮专题复习讲义含练习答案解析考点32 动量与能量的综合应用
内容要求要点解读动量与能量的综合应用Ⅱ只限于一维。
在研究物体的受力与运动的关系时,不可避免地要引起能量和动量的变化,所以说动量和能量都是力学综合题中不可缺少的考点,这类考题综合性强,难度大,主要题型是计算题。
一、两物体的碰撞问题两物体发生正碰(m1,v1;m2,v2→m1,v3;m2,v4),总能量损失ΔE动量守恒:m1v1+m2v2=m1v3+m2v4,能量守恒:2112m v+2222m v=2132m v+2242m v+ΔE规定总动量p=m1v1+m2v2,几何平均质量m12m m M=m1+m2可得v3221121()2m p m m v v M E±--∆,v4222122()2m p m m v v M E--∆1.若ΔE=0,损失能量最小。
当m1=m2=m时,可得v3=v2,v4=v1(另解v3=v1,v4=v2舍去),即发生速度交换。
故ΔE=0的碰撞称为弹性碰撞,ΔE>0的碰撞称为非弹性碰撞。
2.若ΔE尽量大,取最大值时,有22212121212()()22()m v v m m v vEM m m--∆==+。
此时可得v3=v4=pM,碰后两物体共同运动。
故ΔE最大的碰撞称为完全非弹性碰撞。
二、弹簧连接体的“碰撞”光滑水平面上,若将轻弹簧连接体系统的动能损失(等于弹簧的弹性势能)视为一般碰撞问题中的ΔE,则弹簧连接体的运动可视为碰撞模型。
1.弹簧处于原长状态时,可视为弹性碰撞。
2.弹簧压缩最短或拉伸最长时,弹簧弹性势能最大,即动能损失最大,对应完全非弹性碰撞。
在规定了正方向的情况下,求出的两组速度解分别对应弹簧最短和最长的情况。
3.弹簧连接体问题一般会得到两组速度解,且均有实际物理意义,故需要联系具体情况保留或舍去。
三、水平方向的动量守恒动量为矢量,故动量守恒定律也具备矢量性;系统在某一方向上受力平衡,则在该方向上的分动量之和不变;一般系统在竖直方向始终受到重力作用,故只在水平方向动量守恒。
江苏专版高考物理一轮复习第五章第1节功和功率讲义含解析
江苏专版高考物理一轮复习第五章第1节功和功率讲义含解析,(1)只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体做功。
(×)(2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动。
(√)(3)作用力做正功时,反作用力一定做负功。
(×)(4)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的。
(√)(5)由P=Fv可知,发动机功率一定时,机车的牵引力与运行速度的大小成反比。
(√)(6)汽车上坡时换成低挡位,其目的是减小速度得到较大的牵引力。
(√)突破点(一) 功的正负判断与计算1.功的正负的判断方法(1)恒力做功的判断:依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中做功的判断:依据F与v的方向夹角α来判断,0°≤α<90°时,力对物体做正功;90°<α≤180°时,力对物体做负功;α=90°时,力对物体不做功。
(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功。
此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
2.恒力做功的计算方法3.合力做功的计算方法方法一:先求合力F 合,再用W 合=F 合l cos α求功。
方法二:先求各个力做的功W 1、W 2、W 3、…,再应用W 合=W 1+W 2+W 3+…求合力做的功。
[题点全练]1.[多选](2019·姜堰模拟)如图所示,物体在水平桌面上,第一次对物体施加图A 的拉力F ,使物体由静止发生位移x ,第二次对物体施加图B 的推力F ,使物体由静止发生位移x ,两次施力过程中F 与水平方向的夹角均为α。
关于做功的下述说法中正确的是( )A .图B 中F 做功多 B .A 、B 两图中F 做功相同C .图B 中克服摩擦力做功多D .A 、B 两图中克服摩擦力做功相同解析:选BC 由W =Fx cos α知,恒力F 对两种情况下做功一样多,即W A =W B ,故A 错误,B 正确;根据题意可知,图B 中物体对地面的压力大于图A 中物体对地面的压力,所以图B 中物体受到的滑动摩擦力比图A 中物体受到的摩擦力大,则图B 中克服摩擦力做功多,故C 正确,D 错误。
2020江苏高考物理二轮讲义:专题一第2讲 力与物体的直线运动 Word版含解析
第2讲 力与物体的直线运动真题再现(2018·高考江苏卷)从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力,该过程中小球的动能E k 与时间t 的关系图象是( )解析:选A.设小球抛出瞬间的速度大小为v 0,抛出后,某时刻t 小球的速度v =v 0-gt ,故小球的动能E k =12m v 2=12m (v 0-gt )2,结合数学知识知,选项A 正确.考情分析命题研究分析近几年的考题可以看出,高考命题突出对运动图象的理解、牛顿第二定律的应用等知识的考查,另外主要从匀变速直线运动规律的应用能力、应用图象分析物体运动规律的能力、牛顿第二定律在力学运动中以及在系统问题、多阶段问题中的应用能力等方面进行命题.此部分仍是高考必考题,在今后备考中尤其要注重对运动图象的分析匀变速直线运动规律的应用 【高分快攻】1.匀变速直线运动问题常用的六种解题方法2.追及问题的解题思路和技巧 (1)解题思路(2)解题技巧①紧抓“一图三式”,即过程示意图、时间关系式、速度关系式和位移关系式. ②审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.③若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已停止运动,另外最后还要注意对解的讨论分析.【典题例析】(多选) (2019·镇江模拟)建筑工人常常徒手抛砖块,当砖块上升到最高点时,被楼上的师傅接住用以砌墙,若某次以10 m/s 的速度从地面竖直向上抛出一个砖块,楼上的师傅没有接住,g 取10 m/s 2,空气阻力可以忽略,则( )A .砖块上升的最大高度为10 mB .经2 s 砖块回到抛出点C .砖块回到抛出点前0.5 s 时间内通过的距离为3.75 mD .被抛出后上升过程中,砖块做变减速直线运动[解析] 由h =v 202g 得,砖块上升的最大高度h =5 m ,选项A 错误;砖块上升的时间t =v 0g =1 s ,上升阶段与下降阶段的时间对称,经2 s 砖块回到抛出点,选项B 正确;砖块被抛出后经0.5 s 上升的高度h ′=v 0t ′-12gt ′2=3.75 m ,由于上升阶段与下降阶段的时间、位移具有对称性,所以砖块回到抛出点前0.5 s 时间内通过的距离为3.75 m ,选项C 正确;砖块被抛出后加速度不变,故上升过程砖块做匀减速直线运动,选项D 错误.[答案] BC【题组突破】角度1 解决直线运动方法的灵活运用1.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s 和2 s .关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s 2由静止加速到2 m/s ,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )A .关卡2B .关卡3C .关卡4D .关卡5解析:选C.该同学加速到2 m/s 时所用时间为t 1,由v 1=at 1,得t 1=v 1a =1 s ,通过的位移x 1=12at 21=1 m ,然后匀速前进的位移x 2=v 1(t -t 1)=8 m ,因x 1+x 2=9 m>8 m ,即这位同学已通过关卡2,距该关卡1 m ,当关卡关闭t 2=2 s 时,此同学在关卡2、3之间通过了x 3=v 1t 2=4 m 的位移,接着关卡放行t = 5 s ,同学通过的位移x 4=v 1t =10 m ,此时距离关卡4为x 5=16 m -(1+4+10) m =1 m ,关卡关闭2 s ,经过t 3=x 5v 1=0.5 s 后关卡4最先挡住他前进.角度2 追及、相遇问题2.[一题多解](2019·南通模拟)在水平轨道上有两列火车A 和B 相距x ,A 车在后面做初速度为v 0、加速度大小为2a 的匀减速直线运动,而B 车同时做初速度为零、加速度为a 的匀加速直线运动,两车运动方向相同.要使两车不相撞,求A 车的初速度v 0满足什么条件.解析:两车不相撞的临界条件是,A 车追上B 车时其速度与B 车相等.设A 、B 两车从相距x 到A 车追上B 车时,A 车的位移为x A 、末速度为v A 、所用时间为t ;B 车的位移为x B 、末速度为v B ,运动过程如图所示,现用如下四种方法解答:法一(临界法):利用位移公式、速度公式求解,对A 车有x A =v 0t +12×(-2a )×t 2,v A =v 0+(-2a )×t对B 车有x B =12at 2,v B =at两车位移关系有x =x A -x B追上时,两车不相撞的临界条件是v A =v B联立以上各式解得v 0=6ax故要使两车不相撞,A 车的初速度v 0应满足的条件是 v 0≤6ax .法二(函数法):利用判别式求解,由法一可知x A =x +x B ,即v 0t +12×(-2a )×t 2=x +12at 2整理得3at 2-2v 0t +2x =0这是一个关于时间t 的一元二次方程,当根的判别式Δ=(-2v 0)2-4·3a ·2x =0时,两车刚好不相撞,所以要使两车不相撞,A 车的初速度v 0应满足的条件是v 0≤6ax .法三(图象法):利用v -t 图象求解,先作A 、B 两车的v -t 图象,如图所示,设经过t 时间两车刚好不相撞,则对A 车有v A =v ′=v 0-2at对B 车有v B =v ′=at 以上两式联立解得t =v 03a经t 时间两车发生的位移之差为原来两车间距离x ,它可用图中的阴影面积表示,由图象可知x =12v 0·t =12v 0·v 03a =v 206a所以要使两车不相撞,A 车的初速度v 0应满足的条件是v 0≤6ax .法四(相对运动法):巧选参考系求解.以B 车为参考系,A 车的初速度为v 0,加速度为a ′=-2a -a =-3a .A 车追上B 车且刚好不相撞的条件是:v =0,这一过程A 车相对于B 车的位移为x ,由运动学公式 v 2-v 20=2a ′x 得:02-v 20=2·(-3a )·x 所以v 0=6ax .故要使两车不相撞,A 车的初速度v 0应满足的条件是 v 0≤6ax . 答案:v 0≤6ax命题角度解决方法易错辨析匀变速直线运动规律的应用推论法、比例法、逆向思维法等找准运动过程中的转折点追及、相遇问题挖掘隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,对应两者速度相等这样一个转折点若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上该物体前它是否已停止运动,另外最后还要注意对解的讨论分析牛顿运动定律的应用【高分快攻】1.动力学的两类基本问题的处理思路受力情况F合F合=ma a运动学公式运动情况(v、x、t)2.瞬时加速度的求解(1)两类模型①刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间.②弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要一段时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.(2)求解瞬时加速度的一般思路分析瞬时变化前后物体的受力情况→列牛顿第二定律方程→求瞬时加速度【典题例析】(2019·高考全国卷Ⅱ)一质量为m=2 000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶.行驶过程中,司机忽然发现前方100 m处有一警示牌,立即刹车.刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图(a)中的图线.图(a)中,0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t1=0.8 s;t1~t2时间段为刹车系统的启动时间,t2=1.3 s;从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止.已知从t2时刻开始,汽车第1 s内的位移为24 m,第4 s内的位移为1 m.(1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线;(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?[解析] (1)v -t 图象如图所示.(2)设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v 1,则t 1时刻的速度也为v 1;t 2时刻的速度为v 2.在t 2时刻后汽车做匀减速运动,设其加速度大小为a .取Δt =1 s .设汽车在t 2+(n -1)Δt ~t 2+n Δt 内的位移为s n ,n =1,2,3….若汽车在t 2+3Δt ~t 2+4Δt 时间内未停止,设它在t 2+3Δt 时刻的速度为v 3,在t 2+4Δt 时刻的速度为v 4,由运动学公式有s 1-s 4=3a (Δt )2① s 1=v 2Δt -12a (Δt )2②v 4=v 2-4a Δt ③联立①②③式,代入已知数据解得 v 4=-176m/s ④这说明在t 2+4Δt 时刻前,汽车已经停止. 因此,①式不成立.由于在t 2+3Δt ~t 2+4Δt 内汽车停止,由运动学公式 v 3=v 2-3a Δt ⑤ 2as 4=v 23⑥联立②⑤⑥式,代入已知数据解得 a =8 m/s 2,v 2=28 m/s ⑦或者a =28825 m/s 2,v 2=29.76 m/s ⑧但⑧式情形下,v 3<0,不合题意,舍去.(3)设汽车的刹车系统稳定工作时,汽车所受阻力的大小为f 1.由牛顿第二定律有 f 1=ma ⑨在t 1~t 2时间内,阻力对汽车冲量的大小为 I =12f 1(t 2-t 1)⑩ 由动量定理有 I =mv 1-mv 2⑪由动能定理,在t 1~t 2时间内,汽车克服阻力做的功为 W =12mv 21-12mv 22⑫ 联立⑦⑨○10⑪⑫式,代入已知数据解得 v 1=30 m/s ⑬ W =1.16×105 J ⑭从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离s约为s=v1t1+12(v1+v2)(t2-t1)+v222a⑮联立⑦⑬⑮式,代入已知数据解得s=87.5 m.⑯[答案](1)见解析图(2)28 m/s8 m/s2(3)30 m/s 1.16×105 J87.5 m【题组突破】角度1瞬时加速度问题1.如图所示,两个质量均为m的小球A、B用细绳相连,小球A与一个轻弹簧相连,弹簧另一端固定在竖直墙上,小球用一根细线连在天花板上,开始时,两小球都静止不动,这时细线与水平方向的夹角是θ=45°,弹簧水平,重力加速度为g,现突然把细线剪断.在剪断线的瞬间,小球A的加速度大小是()A.22g B.5gC.2g D.2g解析:选B.细线剪断前,小球A受到4个力作用,重力、弹簧的弹力、细线的拉力和细绳的拉力,由力的平衡条件,可知:弹簧的弹力F=2mg,剪断细线的瞬间,小球A只受弹簧的弹力和重力,此时弹簧的弹力还是F=2mg,所以此时A球的合力F A=(mg)2+(2mg)2=5mg,由牛顿第二定律可知,在剪断线的瞬间,小球A的加速度大小a=5g,故B正确,A、C、D错误.角度2多过程动力学问题2.(2019·宿迁质检)如图所示,质量分别为0.5 kg、0.2 kg的弹性小球A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳,绳子末端与地面距离为0.8 m,小球距离绳子末端6.5m,小球A、B与轻绳间的滑动摩擦力都为自身重力的12,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现由静止同时释放A、B两个小球,不计绳子质量,忽略与定滑轮相关的摩擦力,g=10 m/s2.(1)求释放A、B两个小球后,A、B各自加速度大小;(2)小球B从开始释放经多长时间落到地面?解析:(1)由题意知B与轻绳间的滑动摩擦力f B=km B g=1.0 N,而A与轻绳间的滑动摩擦力f A=km A g=2.5 N.即f B <f A.所以为保证A、B对轻绳的力相同,只能A受静摩擦力作用,且大小与f B相同.对B有m B g-km B g=m B a B解得a B=5 m/s2对A有m A g-km B g=m A a A解得a A=8 m/s2.(2)设经历时间t1小球B脱离绳子,此时小球B下落高度为h B,获得速度为v B,依题意有12a A t21+12a B t21=6.5 m解得t1=1 s此时B下落h B=12a B t21=2.5 m小球B离开绳时的速度为v B=a B t1=5 m/s小球B脱离绳子后在重力作用下匀加速下落,设此时距地面高度为H,再经时间t2落地有H=6.5 m+0.8 m-2.5 m=4.8 mH=v B t2+12gt22解得t2=0.6 s故B从开始释放到落地共经历时间t=t1+t2=1.6 s.答案:(1)8 m/s2 5 m/s2(2)1.6 s命题角度解决方法易错辨析超、失重现象分析牛顿第二定律明确加速度方向来确定超、失重状态瞬时加速度的求解力渐变和突变的分析在绳或杆上的力可以发生突变,而弹簧上的力只能渐变动力学的运动图象问题【高分快攻】x-t图象图象斜率的大小表示物体运动速度的大小,斜率的正负表示速度的方向v-t图象(1)某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度方向为正,时间轴下方速度方向为负.(2)图象斜率的大小表示物体运动的加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向.(3)图象与时间轴围成的面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负a-t图象图象与时间轴围成的面积表示物体速度的变化量;加速度恒定表示物体做匀变速运动,否则物体做非匀变速运动三者关系x-t图象和v-t图象描述的都是直线运动,而a-t图象描述的不一定是直线运动;在图象转换时,必须明确不同图象间相互联系的物理量,必要时还应根据运动规律写出两个图象所描述的物理量间的函数关系式进行分析和判断(多选)(2018·高考全国卷Ⅲ)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动.甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示.下列说法正确的是()A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等[解析]x-t图象某点的切线斜率表示瞬时速度,A错误;前t1时间内,由于甲、乙的出发点不同,故路程不同,B错误;t1~t2时间内,甲、乙的位移和路程都相等,大小都为x2-x1,C正确;t1~t2时间内,甲的x-t图象在某一点的切线与乙的x-t图象平行,此时刻两车速度相等,D正确.[答案]CD【题组突破】角度1动力学中的速度图象1.(2019·镇江模拟)两个物体从同一高度同时由静止开始下落,经过一段时间分别与水平地面发生碰撞(碰撞过程时间极短)后反弹,碰撞前后瞬间速度大小不变,其中一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比.下列分别用虚线和实线描述的两物体运动的v-t图象,可能正确的是()解析:选D.若不计空气阻力,则物体下落后,先做匀加速直线运动,与地面碰撞后做竖直上抛运动(匀减速直线运动),加速度不变;若考虑空气阻力,下落过程中,速度越来越大,则空气阻力越来越大,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小且小于g,与地面碰撞后,速度越来越小,则空气阻力越来越小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小且大于g,根据速度-时间图象的斜率表示加速度大小可知,D正确.角度2动力学中的加速度图象2.(多选) (2019·徐州模拟)一汽车在高速公路上以v0=30 m/s的速度匀速行驶,t=0时刻,驾驶员采取某种措施,汽车运动的加速度随时间变化的关系如图所示,以初速度方向为正,下列说法正确的是( )A .t =6 s 时车速为5 m/sB .t =3 s 时车速为零C .前9 s 内的平均速度为15 m/sD .前6 s 内车的位移为90 m解析:选BC.0~3 s ,汽车做匀减速直线运动,3 s 末的速度v 3=v 0+a 1t 1=(30-10×3) m/s =0,B 正确;3~9 s ,汽车做匀加速直线运动,t =6 s 时速度v 6=a 2t 2=5×3 m/s =15 m/s ,A 错误;前3 s 内的位移x 3=0-v 202a 1=0-3022×(-10) m =45 m ,3~9 s 内的位移x 3~9=12a 2t 23=12×5×62 m =90 m ,则前9 s 内的位移为x 9=x 3+x 3~9=135 m ,平均速度为v =x 9t 总=1359 m/s =15m/s ,C 正确;3~6 s 内的位移x 3~6=12a 2t 22=12×5×32 m =22.5 m ,则前6 s 内的位移为x 6=x 3+x 3~6=67.5 m ,D 错误.角度3 动力学中的位移图象3.(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动,其x -t 图象如图所示,其中直线b 与曲线a 相切于点(4,-15).已知甲做匀变速直线运动,下列说法正确的是( )A .前4 s 内两物体运动方向相同B .前4 s 内甲的平均速度是乙的平均速度的157倍C .t =0时刻,甲的速度大小为9 m/sD .甲的加速度大小为2 m/s 2解析:选AD.x -t 图象的斜率的正负表示运动的方向,故前4 s 内两物体运动方向相同,均为负方向,故A 正确;甲做匀变速直线运动,则甲的x -t 图象对应于a ;前4 s 内甲的平均速度为:v 1=(-15 m )-9 m 4 s =-6 m/s ,前4 s 乙的平均速度为:v 2=(-15 m )-(-7 m )4 s =-2 m/s ,故前4 s 内甲的平均速度是乙的平均速度的3倍,故B 错误;t 0=0时刻,甲的位移为s 0=9 m ,t 1=1 s 时,s 1=0,t 2=4 s 末,甲的位移为s 2=-15 m ,因为甲做匀变速直线运动,设初速度为v 0,加速度为a ,则s 1-s 0=v 0t 1+12at 21①,s 2-s 0=v 0t 2+12at 22 ②,代入数据并联立①②式解得v 0=10 m/s ,a =2 m/s 2,故C 错误,D 正确.命题角度解决方法易错辨析x -t图象由坐标确定位置,由斜率确定速度图象不是运动轨迹且不能确定加速度v-t图象由斜率确定加速度,由面积确定位移不能确定物体的初始位置a-t图象由面积确定速度变化量不能确定运动的性质连接体问题【高分快攻】整体法如果不需要求物体之间的相互作用力,且连接体的各部分具有相同的加速度,一般采用整体法根据牛顿第二定律列方程隔离法如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体,一般采用隔离法根据牛顿第二定律列方程常涉及的三种问题类型(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法.(2)水平面上的连接体问题①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般采用先整体后隔离的方法.②建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则或者正交分解力,或者正交分解加速度.(3)斜面体与物体组成的连接体问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析解题关键正确地选取研究对象是解题的首要环节,弄清各物体之间哪些属于连接体,哪些物体应该单独分析,并分别确定它们的加速度,然后根据牛顿运动定律列方程求解(多选)(2019·高考全国卷Ⅲ)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F 的作用,在t=4 s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出()A.木板的质量为1 kgB .2~4 s 内,力F 的大小为0.4 NC .0~2 s 内,力F 的大小保持不变D .物块与木板之间的动摩擦因数为0.2[解析] 由题图(c)可知木板在0~2 s 内处于静止状态,再结合题图(b)中细绳对物块的拉力f 在0~2 s 内逐渐增大,可知物块受到木板的摩擦力逐渐增大,故可以判断木板受到的水平外力F 也逐渐增大,选项C 错误;由题图(c)可知木板在2~4 s 内做匀加速运动,其加速度大小为a 1=0.4-04-2 m/s 2=0.2 m/s 2,在4~5 s 内做匀减速运动,其加速度大小为a 2=0.4-0.25-4m/s 2=0.2 m/s 2,另外由于物块静止不动,同时结合题图(b)可知物块与木板之间的滑动摩擦力F f =f ,故对木板进行受力分析,由牛顿第二定律可得F -F f =ma 1、F f =ma 2,解得m =1 kg 、F =0.4 N ,选项A 、B 均正确;由于不知道物块的质量,所以不能求出物块与木板之间的动摩擦因数,选项D 错误.[答案] AB【题组突破】角度1 整体法和隔离法的应用1.(多选)(2019·南京二模)如图甲所示,斜面体放在粗糙的水平地面上,两斜面光滑且倾角分别为53°和37°,两小滑块P 和Q 用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接,分别置于两个斜面上,且轻绳平行于斜面,已知P 、Q 和斜面体均静止不动.若交换两滑块位置,如图乙所示,再由静止释放,斜面体仍然静止不动,P 的质量为m ,取sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度大小为g ,不计滑轮的质量和摩擦,则下列判断正确的是( )A .Q 的质量为43m B .在图甲中,斜面体与地面间有摩擦力C .在图乙中,滑轮受到轻绳的作用力大小为425mg D .在图乙中,斜面体对地面的摩擦力方向水平向左解析:选AC.两斜面光滑且倾角分别为53°和37°,如题图甲放置,则根据沿绳方向的力相等知mg sin 53°=m Q g sin 37°,解得m Q =43m ,选项A 正确;在题图甲中,整个系统处于静止状态,斜面体与地面之间无摩擦力,选项B 错误;在题图乙中,设绳子拉力为T ,根据牛顿第二定律知43mg sin 53°-T =43ma ,T -mg sin 37°=ma ,解得T =45mg ,滑轮受到轻绳的作用力大小为N =2T =425mg ,选项C 正确;对题图乙中的斜面体受力分析,两根绳子对滑轮的作用力竖直向下,则水平方向上P 、Q 对斜面体作用力的合力为F x =43mg cos 53°cos 37°-mg cos 37° cos 53°=425mg ,方向向右,则地面对斜面体的摩擦力向左,由牛顿第三定律可知,斜面体对地面的摩擦力方向水平向右,选项D 错误.角度2 传送带模型2.(多选) (2019·苏州模拟)如图所示,光滑斜面与倾斜传送带在同一个平面内,传送带以速度v 0逆时针匀速转动,现有一滑块从斜面上由静止释放,若滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,规定沿斜面向下的速度方向为正方向,则滑块在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是( )解析:选ACD.滑块在传送带上受到重力、传送带的支持力和摩擦力作用,合力是重力沿斜面的分力和摩擦力的合力,若传送带对滑块的摩擦力小于重力沿斜面的分力,则滑块一直做加速运动,故A 正确;若传送带对滑块的摩擦力大于重力沿斜面的分力,滑块先做匀减速直线运动,若滑块的速度足够大,传送带足够短,则滑块在速度没有减小到0就通过了传送带,滑块的位移大于传送带的长度,则滑块一直做匀减速运动.故C 正确;若滑块的速度比较小,在滑块的速度减小到0时,滑块的位移仍小于传送带的长度,则滑块的速度等于0时,仍然在传送带上.由于传送带沿斜面向上运动,滑块在传送带上受到沿斜面向上的摩擦力,将沿斜面向上做加速运动,由运动的对称性可知,若传送带的速度足够大,则滑块返回出发点的速度大小仍然等于v 1,故D 正确,B 错误.角度3 滑块—滑板模型3. 如图,两个滑块A 和B 的质量分别为m A =1 kg 和m B =5 kg ,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.解析:(1)滑块A和B在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A、B所受的摩擦力大小分别为f1、f2,木板与地面间的滑动摩擦力为f3,A和B相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B,木板相对于地面的加速度大小为a1.在物块B与木板达到共同速度前有f1=μ1m A g①f2=μ1m B g②f3=μ2(m+m A+m B)g③由牛顿第二定律得f1=m A a A④f2=m B a B⑤f2-f1-f3=ma1⑥设在t1时刻,B与木板达到共同速度,其大小为v1.由运动学公式有v1=v0-a B t1⑦v1=a1t1⑧联立①②③⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v1=1 m/s.⑨(2)在t1时间间隔内,B相对于地面移动的距离为s B=v0t1-12a B t21⑩设在B与木板达到共同速度v1后,木板的加速度大小为a2.对于B与木板组成的体系,由牛顿第二定律有f1+f3=(m B+m)a2⑪由①②④⑤式知,a A=a B;再由⑦⑧式知,B与木板达到共同速度时,A的速度大小也为v1,但运动方向与木板相反.由题意知,A和B相遇时,A与木板的速度相同,设其大小为v2.设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2,则由运动学公式,对木板有v2=v1-a2t2⑫对A有v2=-v1+a A t2⑬在t2时间间隔内,B(以及木板)相对地面移动的距离为s1=v1t2-12a2t22⑭在(t1+t2)时间间隔内,A相对地面移动的距离为s A=v0(t1+t2)-12a A(t1+t2)2⑮A和B相遇时,A与木板的速度也恰好相同.因此A和B开始运动时,两者之间的距离为s0=s A+s1+s B⑯联立以上各式,并代入数据得s0=1.9 m.(也可用如图所示的速度-时间图线求解)答案:见解析滑块—滑板模型是近几年来高考考查的热点,涉及摩擦力的分析判断、牛顿运动定律、匀变速运动等主干知识,能力要求较高,滑块和滑板的位移关系、速度关系是解答滑块—滑板模型问题的切入点,前一运动阶段的末速度是下一运动阶段的初速度,解题过程中必须以地面为参考系.模型特点滑块(视为质点)置于滑板上,滑块和滑板均相对地面运动,且滑块和滑板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动运动学分析无临界速度时,滑块与滑板分离,确定相等时间内的位移关系解题;有临界速度时,滑块与滑板不分离,假设速度相等后加速度相同,由整体法求解系统的共同加速度,再由隔离法用牛顿第二定律求滑块与滑板间的摩擦力f,如果该摩擦力不大于最大静摩擦力,说明假设成立,则整体列式解题;如果该摩擦力大于最大静摩擦力说明假设不成立,则分别列式;确定相等时间内的位移关系解题动力学分析判断滑块与滑板是否发生相对滑动是解决这类问题的一个难点,通常采用整体法、隔离法和假设法等.往往先假设两者相对静止,由牛顿第二定律求出它们之间的摩擦力f,与最大静摩擦力f m进行比较.若f<f m,则不会发生相对滑动;反之,将发生相对滑动.从运动学角度看,滑块与滑板的速度和加速度不等,则会发生相对滑动(建议用时:40分钟)一、单项选择题1.(2019·宿迁二模)元宵节期间人们燃放起美丽的焰火以庆祝中华民族的传统节日,按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在3 s末到达离地面90 m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案.假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是v0,上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k倍,g=10 m/s2,那么v0和k分别等于()。
高考物理复习讲义(精品)带练习解析
接,两侧用细绳固定于墙壁。开始时 a 、b 均静止,弹簧
处于伸长状态,两细绳均有拉力, a 所受摩擦力 fa 0 ,
b 所受摩擦力 fb 0 。现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间
A. fa 大小不变
B. fa 方向改变
C. fb 仍然为零
D. fb 方向向右
【答案】AD
4 第六级(上)·第 1 讲·教师版
约为
A. g
B. 2g
C. 3g D. 4g
【答案】B
【例 12】
如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1 运行,初速
度为 v2 的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的 A 处滑上传送带。若从小物块滑上传送
带开始计时,小物块在传送带上运动的 v t 图象(以地面为参考系)如图乙所示,已知 v2 v1 ,
能到达 B 处,求该力作用的最短时间 t 。(已知 cos 37 0.8 ,sin 37 0.6 ,取 g 10m/s2 ) 【答案】⑴ 0.5;⑵ 1.03s
【例 18】
如图所示,在高出水平地面 h 1.8m 的光滑平台上放置一质量
M 2kg 、由两种不同材料连接成一体的薄
板 A ,其右段长度 l1 0.2m 且表面光滑,左 段表面粗糙。在 A 最右端放有可视为质点的 物块 B ,其质量 m 1kg ,B 与 A 左段间动摩
2.受力分析 ⑴ 明确研究对象 把要研究的物体从周围环境中隔离出来。在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也 可以是几个物体组成的系统。 ⑵ 按顺序找力 通常先分析主动力,后分析被动力。对于难以确定某力是否存在的情况,可根据假设法或物体 的运动状态作出判断。注意两点:正确区分内力与外力;只分析性质力,不画效果力。 ⑶ 受力分析完后检查是否正确 ①没有施力物体的力是不存在的。 ②物体的受力情况要与运动情况相符。
金老师教育培训备战高考物理一轮专题复习讲义含练习答案解析考点37 电路的基本概念和规律
内容要求要点解读欧姆定律Ⅱ很少单独命题,常结合电学实验(如电阻的测量、电表的改装)考查。
电阻定律Ⅰ理解电阻定律及其公式,了解电阻率随温度的变化,常通过测定金属的电阻率实验考查。
电源的电动势和内阻Ⅱ理解电源电动势的概念,不要求理解反电动势问题。
常借助测定电源的电动势和内阻实验考查。
电功率、焦耳定律Ⅰ结合闭合电路欧姆定律考查电源的输出功率、电源的效率。
近几年新课标高考对电学部分的考查主要借助于电学实验,考查电路的基本规律、仪器的选取、电路的设计与创新,有一定的难度。
常以实验填空题的形式出题。
一、电流1.电流(1)定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)条件:①有自由移动的电荷;②导体两端存在电压。
注意:形成电流的微粒有三种:自由电子、正离子和负离子。
其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子,液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子,气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
(3)公式①定义式:qIt,q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。
注意:如果是正、负离子同时定向移动形成电流,那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。
②微观表达式:I=nSve,其中n为导体中单位体积内自由电子的个数,q为每个自由电荷的电荷量,S 为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速度。
(4)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向相反。
注意:电流既有大小又有方向,但它的运算遵循算术运算法则,是标量。
(5)单位:国际单位制中,电流的单位是安培(A ),常用单位还有毫安(mA )、微安(μA ),1 mA=10–3 A ,1 μA=10–6 A 。
2.电流的分类方向不改变的电流叫直流电流;方向和大小都不改变的电流叫恒定电流;方向周期性改变的电流叫交变电流。
3.三种电流表达式的比较分析1.电源:通过非静电力做功使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
2020版高考物理二轮复习专题一第1讲力与物体的平衡讲义增分练(含解析)(最新整理)
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第1讲力与物体的平衡网络构建备考策略1.平衡中的“三看”与“三想”(1)看到“缓慢”,想到“物体处于动态平衡状态”.(2)看到“轻绳、轻环”,想到“绳、环的质量可忽略不计”。
(3)看到“光滑”,想到“摩擦力为零"。
2。
“三点”注意(1)杆的弹力方向不一定沿杆。
(2)摩擦力的方向总与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反,但与物体的运动方向无必然的联系.(3)安培力F的方向既与磁感应强度的方向垂直,又与电流方向垂直,即F跟B、I所在的平面垂直,但B与I的方向不一定垂直.力学中的平衡问题物体的静态平衡问题【典例1】(2019·浙江杭州适应性考试)如图1所示,一个“房子"形状的铁制音乐盒静止在水平面上,一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁,吸附在“房子"的顶棚斜面上保持静止状态。
已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ,塑料壳和磁铁的总质量为m,塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则以下说法正确的是()图1A。
塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mg cos θB.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmg cos θC.顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为mgD.磁铁的磁性若瞬间消失,塑料壳不一定会往下滑动解析作塑料壳的受力图,F N=F吸+mg cos θ,F N′=F N,A错误;F f=mg sin θ,B错误;F N和F f的合力与mg和F的合力大小相等,方向相反,C错误;因最大静摩擦力和重力沿斜面的分力吸的大小关系未知,故D正确。
金老师教育培训备战高考物理一轮专题复习讲义含练习答案解析考点45 磁场性质和安培力
内容要求要点解读磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ新课标卷高考近几年未直接考查,而是结合安培力、洛伦兹力、电磁感应等内容间接考查。
高考要求知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用。
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ常考点,多以选择题考查安培定则的应用,要求考生会分项多条通电导线周围磁场的叠加。
安培力、安培力的方向Ⅰ常考点,往往结合平衡条件、牛顿运动定律和电磁感应问题综合考查。
匀强磁场中的安培力Ⅱ常考点,选择题或计算题均有可能,特别是安培力作用下的平衡或运动问题,并且常结合电磁感应问题综合考查。
一、磁场1.力的角度——磁感应强度:把一段检验电流放在磁场中时,用它受到的最大安培力与其电流强度和长度的乘积之比来描述该点的磁感应强度大小,即FBIL。
2.“形”的角度——磁感线:磁感线的疏密反映磁场的强弱(磁感应强度的大小),切线方向是磁场方向。
3.磁场的叠加:由于磁感应强度是矢量,故磁场叠加时合磁场的磁感应强度可以由平行四边形定则计算。
二、安培定则和左手定则使用手使用范围安培定则右手环形电流→磁场、直线电流→环形磁场左手定则左手电(流)+磁→(安培)力判断通电导线在磁场中的运动方向:1.把弯曲导线分成很多直线电流元,先用左手定则判断各电流元受力方向,然后判断整段导线所受合力的方向,从而确定导线的运动方向。
2.环形通电导线等效为小磁针,根据小磁针受到的磁力方向判断导线的受力和运动方向。
3.两平行直线电流间,同向电流互相吸引,反向电流相互排斥。
三、安培力1.公式:F A=BIL sin θ,安培力的大小取决于磁感应强度B、电流强度I、导体长度L及直导体与磁场方向间的夹角θ,该公式一般只适用于匀强电场。
2.涉及安培力的力学综合问题,一般采取以下步骤解题:(1)选择适当的视角,将电流方向或磁场方向用“●”或“×”表示,使立体图转化为平面图;(2)进行受力分析,特别要根据磁场特定分析好安培力;(3)根据平衡条件、牛顿第二定律或功能关系列方程解答。
金老师教育培训备战高考物理一轮专题复习讲义含练习答案解析考点29 冲量、动量定理
内容要求要点解读动量Ⅱ只限于一维。
很少单独考查考生对动量概念的理解,更多的是对动量的应用的考查,并且主要融合在动量定理和动量守恒定律及其应用方面。
动量定理Ⅱ只限于一维。
高频热点,高考要求考生能正确理解动量定理并能应用动量定理解决实际问题,多以计算题的形式考查,重在应用,对考生的分析综合能力要求较高。
一、动能、动量和动量变化量动能动量动量变化量定义物体由于运动而具有的能量物体的质量和速度的乘积物体末动量与初动量的矢量差定义式2k12=E mv p=m vΔp=p'-p标矢性标量,遵循代数运算矢量,方向同速度方向矢量,运算遵循平行四边形定则特点状态量状态量过程量关联方程22k11==222=pE mv pvm,kk2=2=Ep mEv联系(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系;(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化。
二、冲量1.定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I=Ft。
2.冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
3.冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。
如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
如果力的方向在不断变化,如绳子拉物体做圆周运动,则绳的拉力在时间t 内的冲量,就不能说是力的方向就是冲量的方向。
对于方向不断变化的力的冲量,其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
4.高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。
对于变力的冲量,高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化间接求得。
5.要注意的是:冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。
特别是力作用在静止的物体上也有冲量。
三、求恒力和变力冲量的方法四、动量定理1.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,即I p =∆。
2.动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
四川省高考物理课外辅导讲义(1)(含解析)
一、选择题1.(2017·湖南省长沙市长郡中学高三上学期月考)如图所示,中间有孔的物块A 套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动,则关于拉力F 以及拉力作用点的移动速度v 的下列说法正确的是( )A .F 不变,v 不变B .F 增大,v 减小C .F 增大,v 增大D .F 增大,v 不变解析:选B.设绳子与竖直方向上的夹角为θ,因为A 做匀速直线运动,在竖直方向上合力为零,有:Fcos θ=mg ,因为θ增大,则F 增大,物体A 沿绳子方向上的分速度v 1=vcos θ,因为θ增大,则v 减小,故B 正确,ACD 错误.2.(2017·重庆市永川中学高三第一次模拟诊断)如图所示,下列有关运动的说法正确的是( )A .图甲中撤掉挡板A 的瞬间,小球的加速度竖直向下B .图乙中固定在竖直面内的圆环内径r =1.6 m ,小球沿环的内表面通过最高点的速度可以为2 m/sC .图丙中皮带轮上b 点的向心加速度大小等于a 点的向心加速度大小(a 点的半径为r ,b 点的半径4r ,c 点的半径为2r)D .图丁中用铁锤水平打击弹簧片后,B 球比A 球先着地解析:选C.开始小球受重力、弹簧的弹力和支持力处于平衡,重力和弹簧的合力方向与支持力方向相反,撤掉挡板的A 的瞬间,支持力为零,弹簧弹力不变,则弹力和重力的合力方向与之前支持力的方向相反,则加速度的方向为垂直挡板向下.故A 错误.小球在圆环的最高点的临界情况是:mg =m v 2r ,解得v =gr =4 m/s ,知最高点的最小速度为4 m/s.故B 错误.a 、c 两点的线速度大小相等,根据a =v 2r ,则a 、c 两点的向心加速度之比为2∶1,b 、c 两点的角速度相等,根据a =r ω2,则b 、c 两点的加速度之比为2∶1,可知a 、b 两点的加速度相等.故C 正确.图丁中用铁锤水平打击弹簧片后,A 做平抛运动,B 做自由落体运动,两球同时落地.故D 错误.故选C.3.如图,在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场,x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场.一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成60°角的方向斜向上射入磁场,且在上方运动半径为R(不计重力),则( )A .粒子经偏转一定能回到原点OB .粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C .粒子再次回到x 轴上方所需的时间为2πmBqD .粒子第二次射入x 轴上方磁场时,沿x 轴前进了3R解析:选C.根据R =mvBq 可知粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2,则B 错误;根据对称性,作出粒子的运动轨迹如图所示,则由图可知A 选项错误;根据轨迹可知,粒子完成一次周期性运动的时间为t =13×2πm Bq +13×2πm B 2q =2πmBq ,则C 选项正确;粒子第二次射入x 轴上方磁场时,沿x 轴前进的距离为x =2R ×cos 30°+4R ×cos 30°=33R ,则D 选项错误.4.如图所示,半径为R 的圆形区域里有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,M 、N 是磁场边界上两点且M 、N 连线过圆心,在M 点有一粒子源,可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m 、电荷量为q 、速度大小均为v =qBR2m 的带正电的粒子,不计粒子的重力,若某一个粒子在磁场中运动的时间为t =πR2v ,则该粒子从M 点射入磁场时,入射速度方向与MN 间夹角的正弦值为( )A.12 B.35 C.22D.45解析:选A.粒子在磁场中运动轨迹半径r =mv qB =R2,由于该粒子在磁场中运动的时间t =πR 2v =πr v =12T ,因此该粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,由几何关系可知,△MOP 为正三角形,粒子从M 点射入的速度方向与MN 的夹角为30°,夹角正弦值为12,A 正确.5.(2017·江南南昌三校四联)如图所示,有一个矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右).取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t =0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )解析:选A.线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电流方向应为正方向,故B 、C 错误;线框进入磁场的过程,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E =BLv ,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;线框完全进入磁场后,磁通量不变,没有感应电流产生;线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电流方向应为负方向,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E =BLv ,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;故A 正确,D 错误.6.如图所示,M 、N 为光滑的金属导轨,两导轨平行且在同一水平面内,导轨所在的平面与匀强磁场垂直.导轨的左侧接一定值电阻R ,金属杆AB 在水平恒力F 作用下从静止开始向右运动,则下列杆的速度v 和加速度a 随时间t 的变化关系正确的是(不计导轨与金属杆电阻)( )解析:选B.以金属杆AB 为研究对象,根据牛顿第二定律,F -B 2l 2vR =ma ,随着速度的增大,加速度a 越来越小,AB 加速得越来越慢,最后做匀速运动,选项A 错误,选项B 正确;加速度a 减小,但a 与t 不是线性关系,选项C 、D 错误.7、(2017·潮州市二模)如图所示,粗糙水平面上有一长木板,一个人站在木板上用力F 向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态.三者的质量均为m ,下列说法正确的是( )A .箱子受到的摩擦力方向向右B .人受到的摩擦力方向向右C .箱子对木板的摩擦力方向向右D .若水平面光滑,人用同样大小的力F 推箱子,能使长木板在水平面上滑动解析:选BC.人用力F 向右推箱子,对箱子受力分析,受重力、支持力、静摩擦力和向右的推力作用,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡,故A 错误;人用力F 向右推箱子,对箱子的作用力向右,根据牛顿第三定律可知,箱子对人的作用力的方向向左,人若要平衡,则受到的木板的摩擦力的方向向右,故B 正确;箱子受到的摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律可知箱子对木板的摩擦力方向向右,故C 正确;对三者的整体受力分析,只受重力和支持力,水平方向不受力,故不能使长木板在水平面上滑动,故D 错误.二、非选择题1.光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图所示装置,其中直轨道BC 粗糙,直轨道CD 光滑,两轨道相接处为一很小的圆弧,质量为m =0.1 kg 的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动,到达轨道最高点A 时的速度大小为v =4 m/s ,当滑块运动到圆轨道与直轨道BC 的相切处B 时,脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道BC 滑行,到达轨道CD 上的D 点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计,已知圆轨道的半径为R =0.25 m ,直轨道BC 的倾角θ=37°,其长度为L =26.25 m ,D 点与水平地面间的高度差为h =0.2 m ,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)滑块在圆轨道最高点A 时对轨道的压力大小; (2)滑块与直轨道BC 间的动摩擦因数; (3)滑块在直轨道BC 上能够运动的时间.解析:(1)在圆轨道最高点A 处对滑块,由牛顿第二定律得:mg +F N =m v 2R得F N =m ⎝⎛⎭⎫v 2R -g =5.4 N 由牛顿第三定律得滑块在圆轨道最高点A 时对轨道的压力大小为5.4 N (2)从A 点到D 点全程,由动能定理得:mg(R +Rcos θ+Lsin θ-h)-μmgLcos θ=0-12mv 2 即μ=g R +Rcos θ+Lsin θ-h +v 22gLcos θ=0.8(3)设滑块在BC 上向下滑动的时间为t 1,向上滑动的加速度为a 2,时间为t 2,在C 点时的速度为v C .由C 到D :12mv 2C =mgh v C =2gh =2 m/s A 点到B 点的过程: mgR(1+cos θ)=12mv 2B -12mv 2 v B =v 2+2gR 1+cos θ=5 m/s在轨道BC 上:下滑:L =v B +v C 2t 1,t 1=2L v B +v C =7.5 s上滑:mgsin θ+μmgcos θ=ma 2 a 2=gsin θ+μgcos θ=12.4 m/s 2 0=v C -a 2t 2t 2=v C a 2=212.4 s ≈0.16 sμ>tan θ,滑块在轨道BC 上停止后不再下滑 滑块在BC 上运动的总时间: t 总=t 1+t 2=(7.5+0.16) s =7.66 s 答案:(1)5.4 N (2)0.8 (3)7.66 s2.(2017·滕州期末)如图所示,相距2L 的AB 、CD 两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PS 下方的电场E 1的场强方向竖直向上,PS 上方的电场E 2的场强方向竖直向下,在电场左边界AB 上宽为L 的PQ 区域内,连续分布着电量为+q 、质量为m 的粒子.从某时刻起由Q 到P 点间的带电粒子,依次以相同的初速度v 0沿水平方向垂直射入匀强电场E 1中,若从Q 点射入的粒子,通过PS 上的某点R 进入匀强电场E 2后从CD 边上的M 点水平射出,其轨迹如图,若MS 两点的距离为L2.不计粒子的重力及它们间的相互作用.试求:(1)电场强度E 1与E 2的大小;(2)在PQ 间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直于CD 边水平射出,这些入射点到P 点的距离有什么规律?解析:(1)设粒子由Q 到R 及R 到M 点的时间分别为t 1与t 2,到达R 时竖直速度为v y , 则由y =12at 2、v y =at 及F =qE =ma 得: L =12a 1t 21=12qE 1m t 21 L 2=12a 2t 22=12qE 2m t 22 v y =qE 1m t 1=qE 2m t 2 v 0(t 1+t 2)=2L联立解得:E 1=9mv 208qL ,E 2=9mv 204qL .(2)由(1)知E 2=2E 1,t 1=2t 2.因沿PS 方向所有粒子做匀速运动,所以它们到达CD 边的时间同为t =2L v 0.设PQ 间距离P 点为h 的粒子射入电场后,经过n(n =2,3,4,…)个类似于Q →R →M 的循环运动(包括粒子从电场E 2穿过PS 进入电场E 1的运动)后,恰好垂直于CD 边水平射出,则它的速度第一次变为水平所用时间为T =t n =2L nv 0(n =2,3,4,…),第一次到达PS 边的时间则为23T ,则有h =12·qE 1m ·⎝⎛⎭⎫23T 2=Ln 2(n =2,3,4,…).答案:(1)9mv 208qL 9mv 204qL (2)L n 2(n =2,3,4,…)。
2021高考重庆版物理一轮复习教材研读:第一章 第1讲 运动的描述 Word版含解析
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第一章 直线运动
考试要点
核心解读 1.参考系、质点
2。
位移、速度和加速度 3.匀变速直线运动及其公式、图像(匀变速直线运动图像只限于v —t 图像)
实验:研究匀变速直线运动
1.匀变速直线运动公式的灵活应用
2.x-t 图像、v —t 图像的应用
3.结合图像考查追及和相遇问题 4。
自由落体运动和竖直上抛运动的应用
第1讲 运动的描述
一、质点和参考系
1。
质点:用来代替物体的有① 质量 的点.它是一种理想化模型。
2。
参考系:为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体。
参考系可以任意选取。
通常以② 地面 或相对于地面不动的物体为参考系。
二、位移和速度
1。
位移和路程
(1)位移:描述物体(质点)的③位置的变化,用从④初位置指向⑤末位置的有向线段表示,是矢量。
(2)路程是物体运动⑥轨迹的长度,是标量。
2.速度
(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与⑦发生这段位移所用时间的比值,即。
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四川省广安市武胜县2018届高考物理课外辅导讲义(1)一、选择题1.(2017·湖南省长沙市长郡中学高三上学期月考)如图所示,中间有孔的物块A 套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动,则关于拉力F 以及拉力作用点的移动速度v 的下列说法正确的是( ) A .F 不变,v 不变 B .F 增大,v 减小 C .F 增大,v 增大D .F 增大,v 不变解析:选B.设绳子与竖直方向上的夹角为θ,因为A 做匀速直线运动,在竖直方向上合力为零,有:Fcos θ=mg ,因为θ增大,则F 增大,物体A 沿绳子方向上的分速度v 1=vcos θ,因为θ增大,则v 减小,故B 正确,ACD 错误.2.(2017·重庆市永川中学高三第一次模拟诊断)如图所示,下列有关运动的说法正确的是( )A .图甲中撤掉挡板A 的瞬间,小球的加速度竖直向下B .图乙中固定在竖直面内的圆环内径r =1.6 m ,小球沿环的内表面通过最高点的速度可以为2 m/sC .图丙中皮带轮上b 点的向心加速度大小等于a 点的向心加速度大小(a 点的半径为r ,b 点的半径4r ,c 点的半径为2r)D .图丁中用铁锤水平打击弹簧片后,B 球比A 球先着地解析:选C.开始小球受重力、弹簧的弹力和支持力处于平衡,重力和弹簧的合力方向与支持力方向相反,撤掉挡板的A 的瞬间,支持力为零,弹簧弹力不变,则弹力和重力的合力方向与之前支持力的方向相反,则加速度的方向为垂直挡板向下.故A 错误.小球在圆环的最高点的临界情况是:mg =m v2r ,解得v =gr =4 m/s ,知最高点的最小速度为4 m/s.故B 错误.a 、c 两点的线速度大小相等,根据a =v2r ,则a 、c 两点的向心加速度之比为2∶1,b 、c 两点的角速度相等,根据a =rω2,则b 、c 两点的加速度之比为2∶1,可知a 、b 两点的加速度相等.故C 正确.图丁中用铁锤水平打击弹簧片后,A 做平抛运动,B 做自由落体运动,两球同时落地.故D 错误.故选C.3.如图,在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场,x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场.一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成60°角的方向斜向上射入磁场,且在上方运动半径为R(不计重力),则( ) A .粒子经偏转一定能回到原点OB .粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C .粒子再次回到x 轴上方所需的时间为2πmBqD .粒子第二次射入x 轴上方磁场时,沿x 轴前进了3R解析:选C.根据R =mvBq 可知粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2,则B 错误;根据对称性,作出粒子的运动轨迹如图所示,则由图可知A 选项错误;根据轨迹可知,粒子完成一次周期性运动的时间为t =13×2πm Bq +13×2πm B 2q =2πmBq,则C 选项正确;粒子第二次射入x 轴上方磁场时,沿x 轴前进的距离为x =2R×cos 30°+4R×cos 30°=33R ,则D 选项错误. 4.如图所示,半径为R 的圆形区域里有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,M 、N 是磁场边界上两点且M 、N 连线过圆心,在M 点有一粒子源,可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m 、电荷量为q 、速度大小均为v =qBR2m 的带正电的粒子,不计粒子的重力,若某一个粒子在磁场中运动的时间为t =πR2v ,则该粒子从M 点射入磁场时,入射速度方向与MN 间夹角的正弦值为( ) A.12 B.35 C.22D.45解析:选A.粒子在磁场中运动轨迹半径r =mv qB =R 2,由于该粒子在磁场中运动的时间t =πR 2v =πrv =12T ,因此该粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,由几何关系可知,△MOP 为正三角形,粒子从M 点射入的速度方向与MN 的夹角为30°,夹角正弦值为12,A 正确.5.(2017·江南南昌三校四联)如图所示,有一个矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右).取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t =0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )解析:选A.线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电流方向应为正方向,故B 、C 错误;线框进入磁场的过程,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E =BLv ,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;线框完全进入磁场后,磁通量不变,没有感应电流产生;线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电流方向应为负方向,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E =BLv ,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;故A 正确,D 错误.6.如图所示,M 、N 为光滑的金属导轨,两导轨平行且在同一水平面内,导轨所在的平面与匀强磁场垂直.导轨的左侧接一定值电阻R ,金属杆AB 在水平恒力F 作用下从静止开始向右运动,则下列杆的速度v 和加速度a 随时间t 的变化关系正确的是(不计导轨与金属杆电阻)( ) 解析:选B.以金属杆AB 为研究对象,根据牛顿第二定律,F -B 2l 2vR =ma ,随着速度的增大,加速度a 越来越小,AB 加速得越来越慢,最后做匀速运动,选项A 错误,选项B 正确;加速度a 减小,但a 与t 不是线性关系,选项C 、D 错误.7、(2017·潮州市二模)如图所示,粗糙水平面上有一长木板,一个人站在木板上用力F 向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态.三者的质量均为m ,下列说法正确的是( ) A .箱子受到的摩擦力方向向右 B .人受到的摩擦力方向向右 C .箱子对木板的摩擦力方向向右D .若水平面光滑,人用同样大小的力F 推箱子,能使长木板在水平面上滑动解析:选BC.人用力F 向右推箱子,对箱子受力分析,受重力、支持力、静摩擦力和向右的推力作用,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡,故A 错误;人用力F 向右推箱子,对箱子的作用力向右,根据牛顿第三定律可知,箱子对人的作用力的方向向左,人若要平衡,则受到的木板的摩擦力的方向向右,故B 正确;箱子受到的摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律可知箱子对木板的摩擦力方向向右,故C 正确;对三者的整体受力分析,只受重力和支持力,水平方向不受力,故不能使长木板在水平面上滑动,故D 错误. 二、非选择题1.光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图所示装置,其中直轨道BC 粗糙,直轨道CD 光滑,两轨道相接处为一很小的圆弧,质量为m =0.1 kg 的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动,到达轨道最高点A 时的速度大小为v =4 m/s ,当滑块运动到圆轨道与直轨道BC 的相切处B 时,脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道BC 滑行,到达轨道CD 上的D 点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计,已知圆轨道的半径为R =0.25 m ,直轨道BC 的倾角θ=37°,其长度为L =26.25 m ,D 点与水平地面间的高度差为h =0.2 m ,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)滑块在圆轨道最高点A 时对轨道的压力大小; (2)滑块与直轨道BC 间的动摩擦因数; (3)滑块在直轨道BC 上能够运动的时间.解析:(1)在圆轨道最高点A 处对滑块,由牛顿第二定律得:mg +F N =m v2R得F N =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R -g =5.4 N 由牛顿第三定律得滑块在圆轨道最高点A 时对轨道的压力大小为5.4 N (2)从A 点到D 点全程,由动能定理得:mg(R +Rcos θ+Lsin θ-h)-μmgLcos θ=0-12mv 2即μ=g R +Rcos θ+Lsin θ-h +v22gLcos θ=0.8(3)设滑块在BC 上向下滑动的时间为t 1,向上滑动的加速度为a 2,时间为t 2,在C 点时的速度为v C .由C 到D :12mv 2C =mghv C =2gh =2 m/s A 点到B 点的过程: mgR(1+cos θ)=12mv 2B -12mv 2v B =v 2+2gR 1+cos θ=5 m/s 在轨道BC 上:下滑:L =v B +v C 2t 1,t 1=2Lv B +v C =7.5 s上滑:mg sin θ+μmgcos θ=ma 2 a 2=gsin θ+μgcos θ=12.4 m/s 20=v C -a 2t 2t 2=v C a 2=212.4s≈0.16 sμ>tan θ,滑块在轨道BC 上停止后不再下滑 滑块在BC 上运动的总时间: t 总=t 1+t 2=(7.5+0.16) s =7.66 s 答案:(1)5.4 N (2)0.8 (3)7.66 s2.(2017·滕州期末)如图所示,相距2L 的AB 、CD 两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PS 下方的电场E 1的场强方向竖直向上,PS 上方的电场E 2的场强方向竖直向下,在电场左边界AB 上宽为L 的PQ 区域内,连续分布着电量为+q 、质量为m 的粒子.从某时刻起由Q 到P 点间的带电粒子,依次以相同的初速度v 0沿水平方向垂直射入匀强电场E 1中,若从Q 点射入的粒子,通过PS 上的某点R 进入匀强电场E 2后从CD 边上的M 点水平射出,其轨迹如图,若MS 两点的距离为L2.不计粒子的重力及它们间的相互作用.试求:(1)电场强度E 1与E 2的大小;(2)在PQ 间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直于CD 边水平射出,这些入射点到P 点的距离有什么规律?解析:(1)设粒子由Q 到R 及R 到M 点的时间分别为t 1与t 2,到达R 时竖直速度为v y , 则由y =12at 2、v y =at 及F =qE =ma 得:L =12a 1t 21=12qE 1m t 21L 2=12a 2t 22=12qE 2m t 22 v y =qE 1m t 1=qE 2m t 2v 0(t 1+t 2)=2L联立解得:E 1=9mv 208qL ,E 2=9mv 24qL.(2)由(1)知E 2=2E 1,t 1=2t 2.因沿PS 方向所有粒子做匀速运动,所以它们到达CD 边的时间同为t =2Lv 0.设PQ 间距离P 点为h 的粒子射入电场后,经过n(n =2,3,4,…)个类似于Q→R→M 的循环运动(包括粒子从电场E 2穿过PS 进入电场E 1的运动)后,恰好垂直于CD 边水平射出,则它的速度第一次变为水平所用时间为T =t n =2L nv 0(n =2,3,4,…),第一次到达PS 边的时间则为23T ,则有h =12·qE 1m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23T 2=Ln 2(n =2,3,4,…).答案:(1)9mv 208qL 9mv 204qL (2)Ln2(n =2,3,4,…)。