高考总复习 物理4-4
【高考物理一轮】4第四讲：运动图象
第四讲：运动图象图象在中学物理中应用十分广泛，它能形象地表达物理规律，直观地叙述物理过程，并鲜明地表示物理量间的各种关系。
利用图象解决物理问题，是学习物理的一种重要方法，同时也是高考每年必考的一个高频考点。
一、位移—时间图象(x-t图象)(1)x-t图象的物理意义：反映做直线运动的物体的随时间变化的关系.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体.②图线上某点切线的斜率正负表示物体.(3)两种特殊的x-t图象①若x-t图象是一条倾斜的直线，说明物体做运动.②若x-t图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于状态.二、速度—时间图象(v-t图象)(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的的变化关系.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的.②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的.(3)两种特殊的v-t图象①匀速直线运动的v-t图象是与横轴的直线.②匀变速直线运动的v-t图象是一条的直线.(4)图象与时间轴围成的“面积”的意义①图象与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的.②若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为.【规律方法点拨】1.比较x-t图象与v-t图象x—t图象v—t图象①表示物体做______直线运动；①表示物体做___方向的____________运动；②表示物体______；②表示物体做___方向的______直线运动；③表示物体做___方向的____直线运动；③表示物体做___方向的______直线运动；④交点纵坐标表示质点_____时的位移；④交点的纵坐标表示质点的共同_____；⑤t1时刻物体的位移为___. ⑤t1时刻物体的速度为___.思考：x－t图线是物体的运动轨迹吗？能否画曲线运动的x－t、v－t图象？2.运动图象的识别和信息利用①首先明确所给的图象是什么图象，即认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的函数关系.特别是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分.②要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义：(1)点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别要注意“起点”、“终点”、“拐点”，它们往往对应一个特殊状态.(2)线：表示研究对象的变化过程和规律，如v-t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动.(3)斜率：表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应，用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题.如x-t图象的斜率表示速度的大小，v-t图象的斜率表示加速度的大小.(4)面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应.如v-t图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小.(5)截距：表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的大小.完成下表.x-t图象v-t图象看“坐标轴”横轴表示______，纵轴表示______；横轴表______、纵轴表______；看“点”某一时刻质点的___________；某一时刻质点的______；看“图线”直线倾斜表示______直线运动；直线倾斜表示________直线运动；看“斜率”斜率表示质点运动的______；斜率表示质点运动的________；看“纵截距”纵轴截距表________；纵轴截距表________；看“面积”图线与时间轴包围的面积___意义. 图线与时间轴包围的面积表______.1.运动图象的比较【例1】做直线运动的物体的v-t图象如图所示.由图象可知()A.前10 s物体的加速度为0.5 m/s2，后5 s物体的加速度为－1 m/s2B.15 s末物体回到出发点C.10 s末物体的运动方向发生变化D.10 s末物体的加速度方向发生变化【拓展1】若将上题中的图象的纵轴(v轴)换成x轴，其他条件不变，试回答下列问题：(1)物体在0～10 s和10 s～15 s两个阶段分别做什么运动？(2)物体何时距出发点最远，何时回到出发点？【思维提升】应用v-t图象分析物体的运动时，要抓住图线的特征与运动性质的关系，要抓住图线的“点”、“线”、“面积”和“斜率”的意义.2.运动图象的识别和应用【例2】一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空，假设探测器的质量恒为1 500kg，发动机的推力为恒力，宇宙探测器升空到某一高度时，发动机突然关闭，如图所示为其速度随时间变化的规律.(1)升高后9 s、25 s、45 s，即在图线上A、B、C三点探测器的运动情况如何？(2)求探测器在该行星表面达到的最大高度(3)计算该行星表面的重力加速度及发动机的推动力(假设行星表面没有空气).【思维提升】分析速度—时间图象，把握运动状态的变化是解此题的关键.3.应用图象分析问题【例3】摩托车在平直公路上从静止开始启动，a1＝1.6 m/s2，稍后匀速运动，然后减速，a2＝6.4 m/s2，直到停止，共历时130 s，行程1 600 m，试求：(1)摩托车行驶的最大速度；(2)若摩托车从静止启动，a1、a2不变，直至停止，行程不变，所需最短时间为多少.【思维提升】利用公式和图象，都可以求出最大速度、最短时间等极值问题，但用图象法显然更直观、简洁.【拓展2】如图所示，两个光滑的斜面高度相同，右边由两部分组成且AB ＋BC ＝AD ，两小球a 、b 分别从A 点沿两侧斜面由静止滑下，不计转折处的能量损失，哪一边的小球先滑到斜面底端.4.位移图象与运动轨迹的区别【例4】如图所示，为A 、B 、C 三物体从同一地点、同时出发沿同一方向做直线运动的x-t 图象，在0～t 0时间内( )A.平均速度C B A v v v ==B.平均速率B C A v v v ＞＞C.A 一直在B 、C 的后面D.A 的速度一直比B 、C 的速度大【思维提升】对于图象问题，首先要弄清坐标轴表示的意义，然后再弄清图线所描述的规律.本题的图线描述的是位移随时间变化的规律，而不是物体的运动轨迹。
高考物理力学知识点之动量知识点总复习含答案解析(4)
高考物理力学知识点之动量知识点总复习含答案解析(4)一、选择题1．如图所示，在光滑水平地面上有A 、B 两个木块，A 、B 之间用一轻弹簧连接。
A 靠在墙壁上，用力F 向左推B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。
若突然撤去力F ，则下列说法中正确的是（ ）A ．木块A 离开墙壁前，A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒 B ．木块A 离开墙壁前，A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒C ．木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒D ．木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的系统机械能不守恒2．如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m 和m 的A B 、两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A B 、不拴连),由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是（ ）A ．两滑块的动量大小之比:2:1AB p p = B ．两滑块的速度大小之比A B v v :2:1=C ．两滑块的动能之比12::kA kB E E =D ．弹簧对两滑块做功之比:1:1A B W W = 3．下列说法正确的是( ) A ．速度大的物体，它的动量一定也大 B ．动量大的物体，它的速度一定也大C ．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量就保持不变D ．物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大4．如图，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M ，顶端高度为h ，今有一质量为m 的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( )A ．mhM m+B ．MhM m+C ．cot mh M mα+D ．cot Mh M mα+5．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动6．将充足气后质量为0.5kg的篮球从1.6m高处自由落下，篮球接触地面的时间为0.5s，竖直弹起的最大高度为0.9m。
专题4 电场强度的几种求解方法-2021年高考物理静电场
静电场考点突破微专题4 电场强度的几种计算方法一 知能掌握1.基本公式法：定义式法、点电荷电场强度公式法、匀强电场公式法.场强有三个公式：E ＝F q 、E ＝k Q r 2、E ＝U d，在一般情况下可由上述公式直接计算场强， 2.矢量叠加法：电场强度是矢量，叠加时应遵从平行四边形定则，分析电场的叠加问题的一般步骤是：(1)确定分析计算场强的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和．在求解带电圆环、带电平面、带电球面等一些特殊带电体产生的场强时，上述公式无法直接应用．这时，如果转换思维角度，灵活运用补偿法、对称法、微元法、极限法、等效法等巧妙方法，可以化难为易．3.对称法：对称法实际上就是根据某些物理现象、物理规律、物理过程或几何图形的对称性进行解题的一种方法，利用此法分析解决问题可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，有出奇制胜之效。
利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化．（1）场源分段对称例如：如图1，均匀带电的34球壳在O 点产生的场强，等效为弧BC 产生的场强，弧BC 产生的场强方向，又等效为弧的中点M 在O 点产生的场强方向.图1（2）电场空间对称例如等量同种、等量异种电场强度的对称性4.微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量。
将带电圆环、带电平面等带电体分成许多微元电荷，每个微元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个微元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强．5.等效法：“等效替代”方法，是指在效果相同的前提下，从A事实出发，用另外的B事实来代替，必要时再由B而C……直至实现所给问题的条件，从而建立与之相对应联系，得以用有关规律解之。
高考物理总复习功能关系 能量守恒定律
2023：山东T4；
题是高考的热点.预计2025年高考题
2022：江苏T10；
出题可能性较大，有可能会结合体
2019：全国ⅡT18
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
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第4讲
功能关系
能量守恒定律
核心考点
五年考情
命题分析预测
功能关系在选择题中考查的频率比
2 570
车牵引力大小F2＝ ＝
2
2
N＝285 N，从P到Q，小车匀速行驶，小车牵引力F2＝f2＋
mg sin 30°，解得f2＝F2-mg sin 30°＝285
1
N-50×10×
2
N＝35 N；从P到Q，小车克服
摩擦力做的功Wf2＝f2·PQ＝35×20 J＝700 J，故D正确.从P到Q，小车上升的高度h＝
动能定理得mgh-μmgs cos θ＝Ek-0，h＝xtan
θ，s＝
，解得Ek＝mgx(tan
cos
θ-μ)，木块
在水平面上运动时，设初动能为Ek0，根据动能定理得-μmg(x-x1)＝Ek-Ek0，解得Ek＝
Ek0-μmg(x-x1)，B正确.木块克服摩擦力做功转化为内能，木块在斜面上时，Q＝μmgs
2023：浙江6月T18；
能量守恒定律的应用
2022：河北T9；
2021：山东T18；
2019：江苏T8
较高，特别是功能关系中的图像问
题是高考的热点.预计2025年高考题
出题可能性较大，有可能会结合体
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
2024届新高考物理高频考点模拟卷4(广东卷)(基础必刷)
2024届新高考物理高频考点模拟卷4（广东卷）（基础必刷）学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：75分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过。
甲、乙分别是编队中的两架直升机，则（）A．以甲为参考系，乙是运动的B．以乙为参考系，甲是运动的C．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的D．以乙为参考系，“70”字样编队中所有直升机都是静止的第(2)题虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来演示说明。
两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路图如图所示。
关于照到M、N、P、Q点的单色光的说法正确的是（）A．M、N、P、Q点的光的颜色分别为红、紫、红、紫B．M点的光的波长较N点的大C．P点的光的波长较Q点的大D．水对P点的光比对Q点的光的折射率大第(3)题天问一号火星探测器搭乘长征五号遥四运载火箭成功发射意味着中国航天开启了走向深空的新旅程。
由着陆巡视器和环绕器组成的天问一号经过如图所示的发射、地火转移、火星捕获、火星停泊和离轨着陆等阶段，其中的着陆巡视器于2021年5月15日着陆火星，则（）A．天问一号发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．天问一号在“火星捕获段”运行的周期小于它在“火星停泊段”运行的周期C．天问一号从图示“火星捕获段”需在合适位置减速才能运动到“火星停泊段”D．着陆巡视器从图示“离轨着陆段”至着陆到火星表面的全过程中，机械能守恒第(4)题回旋加速器可以用来加速粒子，关于回旋加速器下列说法正确的是（）A．两个D型盒必须由金属制成B．所接电源必须为直流电C．所加电压越大粒子最终获得的动能越大D．只要D型盒半径足够大，粒子可以无限被加速第(5)题铅球掷出后，在空中运动的轨迹如图所示。
物理高考选修4知识点总结
物理高考选修4知识点总结物理是一门具有广泛应用和极高学科价值的科学，高考物理的选修4部分涵盖了许多重要且高深的知识点。
本文将综合总结选修4部分的知识点，帮助同学们更好地备考和理解。
1. 电磁感应和电磁场电磁感应是电和磁的相互转化过程，在实际应用中有广泛的应用。
对于电磁感应的理解首先要掌握法拉第电磁感应定律，它描述了磁场变化产生的感应电动势与导线回路中的电流的关系，即楞次定律。
电磁感应的应用包括发电机、变压器和电磁炉等。
电磁场是指电场和磁场的组合，能够产生相互作用和传递能量。
我们要理解电磁场的强度和方向，使用最多的是电场强度和磁感应强度。
电场强度是指在电场中单位正电荷受到的力的大小，而磁感应强度则是描述磁场中单位电流所受的力的大小。
需要特别注意的是，电磁场的图线在选修4中是重要考点之一，要掌握好相关图线的绘制和分析。
2. 电子与光学选修4的电子部分包括了电子的性质和运动规律。
一般来说，我们需要了解电子的基本特性，如电子的静电场内动力学和磁感效应。
电子的运动规律主要涉及电子在恒定电场中的运动和电子在磁场中的运动。
此外，我们还需要了解电子的波粒二象性和电子的波函数等相关概念。
光学是物理学领域中研究光现象的学科。
在选修4中，主要包括了光的传播和干涉、衍射等基本理论。
在光的传播和干涉方面，需要了解光的直线传播和光的速度、光的介质折射定律以及光的狭缝和双缝干涉等。
而在光的衍射方面，我们需要掌握它的基本原理和条件，了解光的单缝和双缝衍射以及光的衍射光栅等相关知识。
3. 原子核与放射性原子核与放射性是选修4中的另一个重要部分。
原子核的研究是指对原子核性质和结构等方面的研究。
我们需要掌握原子核的基本性质，包括原子核的组成、质量数、原子序数等，以及核力和放射性衰变等相关理论。
放射性是指某些核素具有自发放射的现象，放射性衰变是指放射性核素发生自发性的核反应而转变为其他核素的过程。
在选修4中，我们要了解放射性的基本概念和性质，包括放射性的种类、衰变规律和半衰期等。
2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第4章 第3讲 圆周运动
g lcos
θ＝
gh，所以小球 A、B 的角速度相等，
线速度大小不相等，故 A 正确，B 错误；
对题图乙中 C、D 分析，设绳与竖直方向的夹角为 θ，小球的质量为 m，绳上拉力为 FT，则有 mgtan θ＝man，FTcos θ＝mg，得 an＝gtan θ，FT ＝cmosgθ，所以小球 C、D 所需的向心加速度大小相等，小球 C、D 受 到绳的拉力大小也相等，故 C、D 正确.
当转速较大，FN指向转轴时， 则FTcos θ＋FN′＝mω′2r 即FN′＝mω′2r－FTcos θ 因ω′>ω，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力 不一定变大，C错误； 根据F合＝mω2r可知，因角速度变大，则小球所受合外力变大，D正确.
例5 (2022·全国甲卷·14)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图
例7 如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做 水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方.则 A.球甲的角速度一定大于球乙的角速度
√B.球甲的线速度一定大于球乙的线速度
C.球甲的运动周期一定小于球乙的运动周期 D.甲对内壁的压力一定大于乙对内壁的压力
对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，
√B.弹簧弹力的大小一定不变
C.小球对杆压力的大小一定变大
√D.小球所受合外力的大小一定变大
对小球受力分析，设弹簧弹力为FT，弹簧与水平方向 的夹角为θ， 则对小球竖直方向有 FTsin θ＝mg，而 FT＝kcMosPθ－l0 可知θ为定值，FT不变，则当转速增大后，小球的高度 不变，弹簧的弹力不变，A错误，B正确； 水平方向当转速较小，杆对小球的弹力FN背离转轴时，则FTcos θ－ FN＝mω2r 即FN＝FTcos θ－mω2r
高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习含答案解析(4)
高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习含答案解析(4)一、选择题1．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是A．水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大B．在水中a光的临界角比b光的临界角大C．在水中a光的速度比b光的速度小D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距2．下列现象中属于光的衍射现象的是A．光在光导纤维中传播B．马路积水油膜上呈现彩色图样C．雨后天空彩虹的形成D．泊松亮斑的形成3．如图所示，将等腰直角棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜”，可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。
从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知折射角γ＝30°，则A．光在玻璃中的频率比空气中的频率大B．玻璃的折射率62 nC．光在玻璃中的传播速度为2×108 m/sD．CD边不会有光线射出4．如图所示，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是A．a光的能量较大B．在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度C．在相同的条件下，a光更容易发生衍射D．a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角5．如图所示，放在空气中的平行玻璃砖，表面M与N平行，一束光射到表面M上，(光束不与M平行)①如果入射角大于临界角，光在表面M即发生反射。
②无论入射角多大，光在表面M也不会发生全反射。
③可能在表面N发生全反射。
④由于M与N平行，光只要通过M，则不可能在表面N发生全反射。
则上述说法正确的是( )A．①③ B．②③ C．③ D．②④6．如图所示，为观察门外情况，居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔.假定门的厚度为a=8cm，孔的直径为d=6cm，孔内安装一块折射率n=1.44的玻璃，厚度可]的厚度相同，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8.则A．如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为106°B．装人玻璃后，室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围约为106°C．装人玻璃的折射率越大，室内的人通过玻鵯能看到外界的角度范围就越小D．若要将视野扩大到180°，需嵌入折射率大于或等于53的玻璃7．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是A．若增大入射角i，则b光最先消失B．在该三棱镜中a光波速小于b光C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高8．如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ．12AP AD，则( )A．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin 1 2 nB．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin5 5nC．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin 12n＜θ≤arcsin21n-D．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin 255n＜θ≤arcsin21n-9．如图所示，△ABC为一直角玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°。
2024年全国高考调研模拟试卷理综物理试题(四)
2024年全国高考调研模拟试卷理综物理试题(四)一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦．小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为．A．B．C．D．第(2)题如图所示，每一级台阶的高度，宽度，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。
取重力加速度大小，不计空气阻力。
若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为（ ）A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s第(3)题质量为1kg的物体以初速度v。
从固定斜面底端冲上斜面，物体在斜面上运动过程中的图像如图所示（g=10m/s2），下列说法正确的是（ ）A．此斜面与水平面夹角为37°B．2s内该物体重力势能变化的最大值为12.5JC．该物体在斜面上运动过程中机械能一定不守恒D．该物体在斜面上运动过程中合外力冲量为零第(4)题如图所示的水平轨道足够长，只有部分是粗糙的，其长度为，其余部分是光滑的，质量为1kg，长度为的粗细相同的匀质软绳静止在点的左侧（绳的右端在点），软绳与粗糙部分的动摩擦因数为，现用的水平向右的恒力作用在软绳上，软绳始终保持伸直状态且长度不变，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在软绳运动的过程中，下列说法正确的是（）A．软绳先做匀加速后做匀减速运动B．软绳的左端能经过点C．软绳的最大动能为0.5J D．软绳克服摩擦力做功4.0J第(5)题如图所示，用同种细导线做成两个闭合单匝线圈，正方形线圈的边长与圆形线圈的直径相等，把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线圈所在平面均与磁场方向垂直，若正方形，圆形线圈中感应电动势分别用，表示，感应电流分别用，表示，则（）A．B．C．D．第(6)题木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中有两颗卫星的轨道半径之比约为。
2024年浙江二次选考物理高频考点总复习考前仿真押题练(四)(强化版)
2024年浙江二次选考物理高频考点总复习考前仿真押题练（四）（强化版）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，两位同学在足球课上训练定点吊球，其踢出的足球A、B运动轨迹如图中实线所示，已知两球质量相等，上升的最大高度相同，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）A．两同学踢球做的功相同B．两球在最高点速率大小相等C．两球在空中运动时间不相等D．B球落地速度较大第(2)题竖直平面内有长度不变的轻绳1、2、3按如图所示连接．绳1水平，绳2与水平方向成角，绳3的下端连接一质量为的导体棒1，在结点正下方距离处固定一导体棒2，两导体棒均垂直于纸面放置。
导体棒1中通有向里的电流，往导体棒2中通入向外且缓慢增大的电流。
当电流增大到某个值时，给导体棒1以向右的轻微扰动，可观察到它绕点缓慢上升到绳1所处的水平线上，3根轻绳始终绷紧．绳3的长度为d，两导体棒长度均为L，重力加速度为。
若已知通电导体棒在垂直距离为处的磁感应强度大小为（其中为导体棒的电流），则在导体棒1缓慢上升的过程中（ ）A．绳1中拉力先减小后增大B．绳2中拉力一直增大C．导体棒2中电流的最小值为D．导体棒2中电流的最大值为第(3)题如图所示，U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，和边平行且足够长，间距为L，整个金属框电阻可忽略且置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。
一根长度也为L、电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用大小为F的水平恒力向右拉动金属框，运动过程中，MN与金属框保持良好接触且固定不动，则金属框最终的速度大小为（ ）A．0B．C．D．第(4)题某兴趣小组自制了一台太阳能电风扇，使阳光垂直照射太阳能电板，电板能产生的电压，为电风扇提供的电流。
已知太阳能电板的面积为，光电转换效率约为，地球半径为。
则太阳向地球表面辐射的功率约为（ ）A．B．C．D．第(5)题如图所示，间距为L的两平行金属导轨ab、cd水平放置，b、d两端通过导线连接一阻值为R的定值电阻.电阻为、长为L的金属棒MN垂直导轨放置。
2020年高考物理二轮专题复习四：力学中的动量和能量问题(解析附后)
2．某电影里两名枪手在房间对决，他们各自背靠墙壁，一左一右。假设他们之间的地面光滑随机放着一均匀木块，木块到左右两边的距离不一样。两人拿着相同的步枪和相同的子弹同时朝木块射击一发子弹，听天由命。但是子弹都没有射穿木块，两人都活了下来反而成为了好朋友。假设你是侦探，仔细观察木块发现右边的射孔(弹痕)更深。设子弹与木块的作用力大小一样，请你分析一下，哪个结论是正确的( )
2020年高考物理二轮专题复习四：力学中的动量和能量问题（解析附后）
考纲指导
能量观点是高中物理解决问题的三大方法之一，既在选择题中出现，也在综合性的计算题中应用，常将动量与能量等基础知识融入其他问题考查，也常将动能定理、机械能守恒、功能关系、动量定理和动量守恒定律作为解题工具在综合题中应用。考查的重点有以下几方面：(1)动量定理和动量守恒定律的应用；(2)“碰撞模型”问题；(3)“爆炸模型”和“反冲模型”问题；(4)“板块模型”问题。
A．小车上表面长度
B．物体A与小车B的质量之比
C．A与小车B上表面的动摩擦因数
D．小车B获得的动能
2．某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图甲所示，将一质量为m＝0.5 kg的玩具小车(可以视为质点)放在P点，用弹簧装置将其从静止弹出(弹性势能完全转化为小车初始动能)，使其沿着半径为r＝1.0 m的光滑圆形竖直轨道OAO′运动，玩具小车受水平面PB的阻力为其自身重力的0.5倍(g取10 m/s2)，PB＝16.0 m，O为PB中点。B点右侧是一个高h＝1.25 m，宽L＝2.0 m的壕沟。求：
【答案】BC
2．【解析】(1)在最高点mg＝ ，得vA＝ m/s
O→A：－mg2r＝ mv － mv ，得vO＝5 m/s
FNO－mg＝ ，得FNO＝6mg＝30 N。
新课标2023版高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力与航天第4讲第2课时“天体运动四大热点问题”
2．[反向运动卫星的“追及相遇”问题]
(多选)如图所示，有 A、B 两颗卫星绕地心 O 做圆周运动，运
动方向相反。A 卫星的周期为 T1，B 卫星的周期为 T2，在某一
时刻两卫星相距最近，则(引力常量为 G)
()
A．两卫星下一次相距最近需经过时间 t＝TT1＋1TT2 2
B．两颗卫星的轨道半径之比为
2．[卫星与赤道上物体各运行参量的比较]
(多选)有 a、b、c、d 四颗地球卫星，卫星 a 还未发射，在
赤道表面上随地球一起转动，卫星 b 是近地轨道卫星，卫
星 c 是地球同步卫星，卫星 d 是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星
排列位置如图所示，则
()
A．卫星 a 的向心加速度等于重力加速度 g，卫星 c 的向心加速度大于卫星 d 的
且重力远大于向心力，故卫星 a 的向心加速度远小于重力加速度 g，对于卫星
b、c、d，根据牛顿第二定律，万有引力提供向心力，GMr2m＝man，解得向心
加速度 an＝GrM2 ，由于卫星 d 的轨道半径大于卫星 c 的轨道半径，所以卫星 c
的向心加速度大于卫星 d 的向心加速度，A 错误；地球同步卫星 c 绕地球运动
由 GMr2m＝mvr2得 v＝ 线速度
v1>v2
GrM，故 v1>v2>v3
向心加 速度
由 GMr2m＝ma 得 a＝GrM2 ，故 a1>a2 a1>a2>a3
由 v＝rω 得 v2>v3
由 a＝ω2r 得 a2>a3
热点(二) 天体中的“追及相遇”问题 1．[同向运动星体的“追及相遇”问题]
夹角的轨道卫星，它的运转周期也是24小时，如图所示，关于该北斗导航卫星说
2023版高考物理一轮总复习专题4曲线运动万有引力与航天第2讲平抛运动课件
确的是
()
A．它是速度大小不变的曲线运动
B．它是加速度不变的匀变速曲线运动
C．它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动的合
运动
D．它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的
合运动
【答案】BD
2．[平抛运动的分解](多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上
是否做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属
第2讲 平抛运动
必 备 知 识·深 悟 固 基
一、平抛运动及其规律 1．特点：初速度方向__水__平___；只受__重__力___作用． 2 ． 性 质 ： 平 抛 运 动 是 加 速 度 恒 为 重 力 加 速 度 的 __匀__变__速__ 曲 线 运 动，轨迹为_抛__物__线___． 3．研究方法：用运动的合成与分解方法研究平抛运动． 水平方向做__匀__速__直__线__运动；竖直方向做__自__由__落__体__运动．
4．速度改变量 因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g，所以做平抛运动的 物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv＝gΔt相同，方向恒为竖 直向下，如图所示．
5．两个重要的推论 (1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线 一定通过此时水平位移的中点，如图甲中A点和B点所示．
【解析】由几何关系知，平抛运动的竖直位移之比为 1∶2，根据 t ＝ 2gh，可得 tA∶tB＝1∶ 2，根据 v0＝xt ，水平位移之比为 1∶2，则初 速度之比 vA∶vB＝1∶ 2，故 A、B 错误；平抛运动某时刻速度方向与 水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角的正切值的 2 倍，两 球落在斜面上，位移方向相同，则速度方向相同，可知碰撞斜面前瞬间 的速度与斜面的夹角相同，故 C 正确，D 错误．
高考物理大一轮复习 第4章 第4讲 万有引力与航天精练(含解析)-人教版高三全册物理试题
第4讲 万有引力与航天◎根底巩固练1．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的19，设月球绕地球运动的周期为27天，如此此卫星的运转周期大约是( )A.19天B.13天 C ．1天D ．9天解析： 由于r 卫＝19r 月，T 月＝27天，由开普勒第三定律可得r 3卫T 2卫＝r 3月T 2月，如此T 卫＝1天，故C 正确。
答案： C 2.如下列图是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，如下说法正确的答案是( )A ．线速度v A <vB <vC B ．万有引力F A >F B >F C C ．角速度：ωA >ωB >ωCD ．向心加速度a A <a B <a C解析： 因为卫星的质量大小关系不知，所以卫星的万有引力大小关系无法判断，B 错误；卫星绕地球做圆周运动，有G Mm r 2＝m v 2r ＝mrω2＝ma 向，得v ＝GMr ，ω＝GM r 3，a 向＝GMr2，由于r A <r B <r C ，如此v A >v B >v C ，ωA >ωB >ωC ，a A >a B >a C ，故A 、D 错误，C 正确。
答案： C3．(多项选择)美国宇航局发射的“好奇号〞火星车发回的照片显示，火星外表曾经有水流过，使这颗星球在人们的心目中更具吸引力。
火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约为地球半径的12。
如下关于人类发射的关于火星探测器的说法正确的答案是( )A ．发射速度只要大于第一宇宙速度即可B ．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以C ．发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D ．火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的23解析： 根据三个宇宙速度的意义，可知选项A 、B 错误，选项C 正确；M 火＝M 地9，R火＝R 地2，如此v 火v 地＝GM 火R 火∶GM 地R 地＝23，选项D 正确。
高考物理总复习实验题知识专题讲解与训练4---研究平抛物体的运动(解析版)
高考物理总复习实验题知识专题讲解与训练实验题04研究平抛物体的运动1．（10分）（2020·湖北省武穴中学高一月考）某同学利用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示．图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．完成下列填空：(重力加速度取10 m/s2)（1）设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3.从图乙中可读出|y1－y2|＝____m，|y1－y3|＝________m，|x1－x2|＝________m．(保留两位小数)（2）若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动．利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s，小球抛出后的水平速度为________m/s.【答案】（1）0.60 1.60 0.60 （2）0.20 3.0【解析】【详解】（1）根据图（2）可解得：|y1-y2|=0.60m，|y1-y3|=1.60m，|x1-x2|=0.60m。
（2）小球经过P1、P2、和P3之间的时间相等，在竖直方向有：h1=0.60m，h2=1.60-0.60=1.00m；连续相等时间内的位移差为常数：△h=gt2，水平方向匀速运动：x=v0t其中△h=1.00-0.60=0.40m，x=0.60m，代入数据解得：t=0.20s，v0=3.0m/s2．（6分）（2020·山西省高一月考）某同学进行了“探究平抛运动规律”的实验，取g=10m/s2。
(1)该同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。
图中每个小方格的边长为10cm，则可知该相机的曝光时间间隔为______s，该小球运动到图中“2”位置时的速度大小____m/s(结果均保留一位小数)。
新课标2023版高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力与航天第3讲圆周运动课件
电机，它是由两个大小相等直径约为30 cm的感应玻璃盘起电
的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所
示，现玻璃盘以100 r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8 cm，从动轮的半
径约为2 cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确
的是
()
A．P、Q 的线速度相同 B．玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相反 C．P 点的线速度大小约为 1.6 m/s D．摇把的转速约为 400 r/min
第3讲 圆周运动
一、匀速圆周运动及其描述 1．匀速圆周运动 (1)速度特点：速度的大小不变，方向始终与半径__垂__直__。 (2)性质：加速度大小不变，方向总是指向__圆__心__的变加速曲线运动。
2．描述匀速圆周运动的物理量
物理量
定义、意义
公式、单位
描述做圆周运动的物体沿圆弧
线速度 运动_快__慢___的物理量(v) 描述物体绕圆心_转__动__快___慢__的
解析：线速度的方向沿曲线的切线方向，由题图可知，P、Q 两点的线速度的方 向一定不同，故 A 错误；若主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动 转动，从动轮逆时针转动，故 B 正确；玻璃盘的直径是 30 cm，转速是 100 r/min， 所以线速度 v＝ωr＝2nπr＝2×16000×π×02.3 m/s＝0.5π m/s≈1.6 m/s，故 C 正确；
研清微点1 圆周运动的向心力来源分析
1． (多选)如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m
的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀
速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的
夹角为θ。下列说法中正确的是
高考物理复习重点归纳总结
高考物理复习重点归纳总结一、力学1. 运动和力a. 牛顿第一定律：惯性原理b. 牛顿第二定律：动力学方程c. 牛顿第三定律：作用-反作用定律d. 情境题解题方法：综合运用力的平衡、加速和运动规律2. 力的合成与分解a. 力的合成原理b. 力的分解原理c. 正确使用合成与分解，解决平面力的问题3. 力学量的测量a. 力的测量：弹簧测力计、万能测力计b. 质量的测量：天平、电子称c. 密度的测量：浮力法、质量法4. 牛顿运动定律及其应用a. 运动状态描述：位移、速度、加速度b. 牛顿第二定律与平抛运动c. 牛顿第三定律与牛顿摆d. 牛顿第一、第二定律与匀速圆周运动e. 牛顿第三定律应用于轨道运动5. 万有引力与运动定律a. 万有引力定律b. 行星运动规律：开普勒定律c. 重力加速度与重力势能6. 力的性质a. 力的分类：重力、弹力、摩擦力、浮力等b. 牛顿第二定律与弹力、摩擦力的应用7. 力的分析与解题方法a. 转化力为向量：分解力b. 力的平衡条件与解题思路c. 多体系的分析方法d. 力的合成与分解在多体系中的应用二、热学1. 温度与热量a. 温度计及温度单位的转换b. 热量传递方式：传导、辐射、对流c. 热平衡的条件2. 热量与功a. 内能及其转化b. 力做功与功率c. 机械功与热量的关系：机械等效定律3. 理想气体定律a. 理想气体状态方程b. 摩尔气体的理想气体状态方程c. 气体定律与气体状态变化方程4. 热力学第一定律a. 定义及热力学基本方程b. 等容、等压、等温、绝热过程的热平衡方程5. 热力学第二定律a. 热力学态函数b. 热力学第二定律原理c. 卡诺循环与工作效率三、光学1. 光的直线传播与反射a. 光的直线传播定律b. 光的反射规律c. 镜面成像规律2. 光的折射与光的全反射a. 光的折射定律b. 光的全反射与临界角c. 凸透镜成像规律3. 光的波动性a. 光的干涉：杨氏双缝干涉b. 光的衍射：夫琅禾费衍射c. 光的偏振：偏振光与偏振器4. 光的色散与光的干涉a. 光的色散：折射角与波长的关系b. 光的干涉：薄膜干涉及牛顿环干涉5. 光的波粒二象性a. 定义及波粒二象性实验b. 光子能量与频率的关系四、电学1. 静电场与电场力a. 静电场的性质：场线、电势、电势差b. 电场力的性质：库仑定律、超导体内电场、等势面2. 电流与电路a. 电流的定义与测量b. 电阻与电阻率c. 奥姆定律d. 理解电路和电流的路径3. 电流的效应与电功率a. 电阻发热及功率消耗b. 理解电流对人体的影响4. 电阻与电路的应用a. 串、并联电阻的计算b. 理解电阻对电流的影响c. 简单电路中的导线和电阻的选择5. 磁场与电动势a. 磁场的定义与性质b. 磁场中带电粒子的受力规律c. 电动势的涵义与计算：动生电动势、感生电动势6. 静磁场与电动感应a. 静磁场的基本特征：磁场线、磁力、磁感应强度b. 定义电流感应电动势c. 磁感应强度和感应电动势的关系7. 电磁感应与电动机a. 法拉第电磁感应定律b. 涡流和电磁铁c. 电磁感应在电动机中的应用以上是高考物理复习的重点归纳总结，希望对您的复习有所帮助。
高考物理一轮总复习第四章第四讲平抛运动圆周运动的临界问题练习含解析
平抛运动、圆周运动的临界问题[A组·基础题]1. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为3 2(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2.则ω的最大值是( C )A. 5 rad/s B． 3 rad/sC．1.0 rad/s D．5 rad/s2. 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M 与m(M＞m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为l(l ＜R)的轻绳连在一起，如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间接线刚好沿半径方向拉直，要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大值不得超过( D )A.μM－m gmlB．μM－m gMlC.μM＋m gMlD．μM＋m gml3. (2019·河南中原名校考评)如图所示，半径分别为R、2R的两个水平圆盘，小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑的一起转动．质量为m的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴R处，质量为2m的小物块放置在小圆盘的边缘处．它们与盘面间的动摩擦因数相同，当小圆盘以角速度转动时，两物块均相对圆盘静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( B )A．二者线速度大小相等B ．甲受到的摩擦力大小为14mω2RC ．在ω逐渐增大的过程中，甲先滑动D ．在ω逐渐增大但未相对滑动的过程中，物块所受摩擦力仍沿半径指向圆心解析：大圆盘和小圆盘边缘上的线速度大小相等，当小圆盘以角速度ω转动时，大圆盘以ω2转动；两物块做圆周运动的半径相等，但是角速度不同，则线速度大小不等，A 错误；根据v ＝ωr 知，大圆盘以ω2转动，则小物块甲受到的摩擦力f ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫ω22R ＝14mω2R ，B 正确；根据μmg ＝mω2r 知，临界角速度ω＝μgr，两物块的半径相等，知临界角速度相等，在角速度ω逐渐增大的过程中，ω大＝12ω小，可知物块乙先滑动，C 错误；在角速度ω逐渐增大的过程中，甲乙的线速度逐渐增大，根据动能定理知，摩擦力对两物块均做正功，可知摩擦力一定有沿线速度方向的分力，所以物块受到的摩擦力的方向一定不是指向圆心，D 错误． 4. (2018·广东七校联考)如图所示，半径为R 的圆轮在竖直面内绕O 轴匀速转动，轮上A 、B 两点各粘有一小物体，当B 点转至最低位置时，此时O 、A 、B 、P 四点在同一竖直线上，已知：OA ＝AB ，P 是地面上的一点．此时A 、B 两点处的小物体同时脱落，最终落到水平地面上同一点．不计空气阻力，则OP 的距离是( A )A.76R B ．52R C ．5RD ．7R解析：设OP 之间的距离为h ，则A 下落的高度为h －12R ，A 随圆轮运动的线速度为12ωR ，设A 下落的时间为t 1，水平位移为s ，则有：在竖直方向上有：h －12R ＝12gt 21在水平方向上有： s ＝12ωRt 1B 下落的高度为h －R ，B 随圆轮运动的线速度为ωR ，设B 下落的时间为t 2，水平位移也为s ，则有：在竖直方向上有：h －R ＝12gt 22在水平方向上有：s ＝ωRt 2联立上式解得：h ＝76R选项A 正确，B 、C 、D 错误．5．(多选) 水平面上有倾角为θ、质量为M 的斜面体，质量为m 的小物块放在斜面上，现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F 作用于小物块上，绕小物块旋转一周，这个过程中斜面体和小物块始终保持静止状态．下列说法中正确的是( AC )A ．小物块受到斜面的最大摩擦力为F ＋mg sin θB ．小物块受到斜面的最大摩擦力为F －mg sin θC ．斜面体受到地面的最大摩擦力为FD ．斜面体受到地面的最大摩擦力为F cos θ6．(多选) (2018·山西省吕梁市期中)如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R ，小球半径为r ，则下列说法正确的是( BC )A ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝g R ＋rB ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝0C ．小球在水平线ab 以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D ．小球在水平线ab 以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：小球过最高点时可能受到外壁对其向下的压力或内壁对其向上的支持力，类似于轻杆端点的小球过最高点，则其通过最高点的最小速度为零．故A 项错误，B 项正确；小球在管道中运动时，向心力的方向要指向圆心；小球在水平线ab 以下时，重力沿半径的分量背离圆心，则管壁必然提供指向圆心的支持力，只有外侧管壁才能提供此力，内侧管壁对小球一定无作用力，C 项正确；同理在水平线ab 以上时，重力沿半径的分量指向圆心，外侧管壁对小球可能没有作用力，D 项错误．7. 如图所示，水平屋顶高H ＝5 m ，围墙高h ＝3.2 m ，围墙到房子的水平距离L ＝3 m ，围墙外空地宽x ＝10 m ，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上，g 取10 m/s 2.求：(1)小球离开屋顶时的速度v 0的大小范围；(2)小球落在空地上的最小速度．解析：(1)设小球恰好落到空地的右侧边缘时的水平初速度为v 01，则小球的水平位移：L ＋x ＝v 01t 1小球的竖直位移：H ＝12gt 21解以上两式得v 01＝(L ＋x )g2H＝13 m/s 设小球恰好越过围墙的边缘时的水平初速度为v 02，则此过程中小球的水平位移：L ＝v 02t 2 小球的竖直位移：H －h ＝12gt 22解以上两式得：v 02＝Lg2H －h＝5 m/s小球离开屋顶时的速度大小为5 m/s≤v 0≤13 m/s.(2)小球落在空地上，下落高度一定，落地时的竖直分速度一定，当小球恰好越好围墙的边缘落在空地上时，落地速度最小． 竖直方向：v 2y ＝2gH 又有：v min ＝v 202＋v 2y 解得：v min ＝5 5 m/s.答案：(1)5 m/s≤v 0≤13 m/s (2)5 5 m/s[B 组·能力题]8. (多选)如图所示，两物块A 、B 套在水平粗糙的CD 杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD 中点的轴转动，已知两物块质量相等，杆CD 对物块A 、B 的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B 到轴的距离为物块A 到轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐慢慢增大，在从绳子处于自然长度到两物块A 、B 即将滑动的过程中，下列说法正确的是( BC )A ．A 受到的静摩擦力一直增大B ．B 受到的静摩擦力先增大后保持不变C ．A 受到的静摩擦力先增大后减小再增大D ．B 受到的合外力先增大后保持不变9. (多选)(2016·浙江卷)如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R ＝90 m 的大圆弧和r ＝40 m 的小圆弧，直道与弯道相切．大、小圆弧圆心O 、O ′距离L ＝100 m ．赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g ＝10 m/s 2，π＝3.14)，则赛车( AB )A ．在绕过小圆弧弯道后加速B ．在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC ．在直道上的加速度大小为5.63 m/s 2D ．通过小圆弧弯道的时间为5.58 s10．如图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图，参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB ，AO 是高h ＝3 m 的竖直峭壁，OB 是以A 点为圆心的弧形坡，∠OAB ＝60°，B 点右侧是一段水平跑道．选手可以自A 点借助绳索降到O 点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A 点直接跃上跑道．选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)若选手以速度v 0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v 0的最小值； (2)若选手以速度v 1＝4 m/s 水平跳出，求该选手在空中的运动时间．解析：(1)运动员从A 到B 点做平抛运动，设刚好能到达B 点，水平方向上h sin 60°＝v 0t 竖直方向上h cos 60°＝12gt 2计算可得v 0＝3102m/sv 0的最小值为3102m/s. (2)若选手以速度v 1＝4 m/s 水平跳出，v 1＜v 0，选手会落到圆弧上， 水平方向上x ＝v 1t 1 竖直方向上y ＝12gt 21根据几何关系x 2＋y 2＝h 2计算可得t 1＝0.6 s.答案：(1)3102m/s (2)0.6 s11. (2017·河南开封模拟)如图所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN 调节其与水平面所成的倾角．板上一根长为l ＝0.60 m 的轻细绳，它的一端系住一质量为m 的小球P ，另一端固定在板上的O 点．当平板的倾角固定为α时，先将轻绳平行于水平轴MN 拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v 0＝3.0 m/s.若小球能保持在板面内做圆周运动，倾角α的值应在什么范围内？(取重力加速度g ＝10 m/s 2)解析：小球在倾斜平板上运动时受到绳子拉力、平板弹力、重力．在垂直平板方向上合力为0，重力在沿平板方向的分量为mg sin α小球在最高点时，由绳子的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力，有F T ＋mg sinα＝mv 21l①研究小球从释放到最高点的过程，根据动能定理有 －mgl sin α＝12mv 21－12mv 20②若恰好能通过最高点，则绳子拉力F T ＝0③ 联立①②③解得sin α＝12，解得α＝30°故α的范围为0°≤α≤30°. 答案：0°≤α≤30°。
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高分通道 火车转弯时，如果内外轨一样高，只能由外轨对轮缘
的侧压力提供火车转弯所需的向心力．实际修建铁路时一
般将弯道建在倾斜的路基上，使火车的内外轨有一定的高 度差，利用重力和铁轨对物体的支持力的合力提供部分向 心力，以避免铁轨的损坏．
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所需的向心力．
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v2 物 体在竖 直平面 内做圆 周运动 时，在 最高点 ： m R v2 F－mg ＝ mg±F ，在最低点：m R ＝ ，F 是除重力外其 它物体给运动物体的作用力．
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要点精析
在平直轨道上匀速行驶的火车，所受合外力为零，在 火车转弯时，什么力提供向心力呢？在火车转弯处，让外 轨高于内轨，如图1所示，转弯时所需向心力由重力和弹 力的合力提供．若轨道水平，转弯时所需向心力应由外轨 对车轮的挤压力提供，而这样对车轨会造成损坏．车速大 时，容易出事故．
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(
)
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解析：设小球以速率 v0 通过最高点时，球对杆的作用 2 v0 力恰好为零，即 mg＝m L ，得 v0＝ gL＝ 10×0.50 m/s＝ 5 m/s
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由于 v＝2.0 m/s< 5 m/s，可知过最高点时，球对细杆 产生压力．如图 3 所示为小球的受力情况图． v2 由牛顿第二定律 mg－FN＝m L ，得 v2 2.02 FN＝mg－m L ＝3.0×(10－ )N 0.50 ＝6.0 N.
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由列表比较可知， 汽车在凹形桥上行驶对桥面及轮胎损 害大，但在凸形桥上，最高点速率不能越过 gr.在半径为 r 的半圆柱形桥面上最高点，汽车以 v＝ gr的速率行驶将不 再落到桥面上．
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典例剖析
【例1】
有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率
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设汽车的质量为 m，车轮与地面的动摩擦因数为 μ，刹 车时汽车的速度为 v，刹车距离为 x. 若汽车刹车，则有 μmg＝ma,0－v2＝－2ax. v2 所以 x＝ ； 2μg mv2 若汽车转弯，则有 μmg＝ R . v2 所以 R＝μg. 可见 R＝2x，司机还是采取刹车较好．
讨论 分析
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汽车过桥问题 当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹
形桥的最低点时，汽车对桥的压力的区别如下表所示.
内容 凸形桥 项目 受力分 析图 凹形桥
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内容 项目
凸形桥
凹形桥
v2 v2 以 a 方向为正方向根 mg－FN1＝m FN2－mg＝m r r 据牛顿第二定律列方 2 v v2 FN1＝mg－m FN2＝mg＋m 程 r r FN1′＝FN1 FN2′＝FN2 牛顿第三定律 v2 v2 ＝mg－m ＝mg＋m r r v 增大，FN1′ 减小； 当 v 增 v 增大，FN2′增大， 讨论 大到 gr时， 只要 v≠0，FN1<FN2 FN1′＝0
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随堂检测 1．在实际修筑铁路时，要根据弯道半径和规定的行 驶速度，适当选择内外轨的高度差，如果火车按规定的速 率转弯，内、外轨与车轮之间没有侧压力，那么火车以小
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2.静摩擦力作用下的圆周运动 静摩擦力的特点是根据物体运动改变大小，变换方
向．有人把静摩擦力的这一特点称为“适应性”．由于静
摩擦力这一特点的存在导致在许多问题中出现了临界问 题． 处理这类问题的关键是分析出静摩擦力的变化，从而 结合其他力分析出向心力的变化，以确定圆周运动的其他 物理量的变化范围．
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由于铁轨建成后h、L、R各量是确定的，故火车转弯 时的车速应是一个定值，否则将对铁轨有不利影响，如：
情况 合力 F 与 F 向的关系 不利影响 结果 v 车> F<F 向 火车挤压外轨 外轨对车轮的弹 力 补充向心力 ghR L v 车< F>F 向 火车挤压内轨 内轨对车轮的弹力 抵消合力 ghR L
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对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速
曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”、 “最小”、“刚好”等词语，常分析两种模型——轻绳模型 和轻杆模型，分析比较如下：
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轻绳模型
轻杆模型
常见 类型
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(2)火车过弯道， 重力和铁轨对火车的支持力的合力正好 提供向心力，即 v2 mgtanθ＝m r ， v2 202 由此可得 θ＝arctanrg＝arctan ＝arctan0.1. 400×10
答案：(1)105 N (2)arctan0.1
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设车轨间距为 L，两轨高度差为 h，车转弯半径为 R， 质量为 M 的火车运行时应当有多大的速度？ h 根据三角形边角关系知 sinθ＝L，对火车的受力情况分 F 析得 tanθ＝Mg. h F 因为 θ 角很小，所以 sinθ≈tanθ，故L＝Mg，所以向心 h ghR 2 力 F＝LMg.又因为 F＝Mv /R，所以车速 v＝ L .
答案：(1)2.42 m/s
(2)2.6 N，方向竖直向上
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【例3】
如图4所示，质量为m的小球在半径为R、
质量为M的竖直光滑圆轨道内做圆周运动．要使M不离开
地面，m在最高点的速度不能超过多大？
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解析：对 m 分析可知，当它运动到最高点时受重力和 mv2 轨道向下的压力，根据圆周运动的条件得 mg＋FN＝ R 对 M 分析：M 受重力、小球对 M 向上的弹力 F′N， 地面的支持力 F 地． Mg＝F 地＋F′N 要使 M 不离开地面，则 F 地≥0.即 F′N≤Mg 由牛顿第三定律可知 FN＝F′N (M＋m)gR 所以 v≤ . m
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解析：m保持静止状态时，M做圆周运动的半径不变， M的向心力由绳的拉力和静摩擦力的合力提供，由于静摩
擦力的大小、方向不定，所以存在临界问题．
当ω最小时，M受到的最大静摩擦力的方向与拉力的 方向相反，则有mg－Ffm＝Mωr 代入数据得ω1＝2.80 rad/s 当ω增大时，静摩擦力减小，当ω′＝4.84 rad/s时，静 摩擦力为零．
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此类问题的求解思路为： (1)先以圆周运动的物体为研究对象，分析并列出向心 力方程．特别要关注哪个力是要求的那个物体提供的． (2)分析连接体的状态需要、受力特点、力的大小、方 向是否可变，变化的范围是什么？变化的临界值是多少 等．
(3)根据牛顿第三定律，将连接体的这些临界值代入到
►变式1：在一宽阔的马路上，司机驾驶着汽车匀速行 驶，突然发现前方有一条很宽很长的河，试分析说明他是
紧急刹车好还是转弯好？(设汽车转弯时做匀速圆周运动，
最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)．
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解析：本题中最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，故最大 静摩擦力等于 μmg，转弯时，最大静摩擦力提供向心力，故 mv2 μmg＝ R .刹车时汽车水平方向所受合力就等于滑动摩擦 力，汽车做减速运动，故 μmg＝ma.比较刹车距离 x 和转弯 半径 R 的大小即可．
答案：刹车较好
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【例2】
长度为L＝0.50 m的轻质细杆OA，A端有一
质量为m＝3.0 kg的小球，如图2所示，小球以O点为圆心
在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时细杆OA受到 A．6.0 N的拉力 B．6.0 N的压力 C．24 N的拉力 D．24 N的压力
答案：B
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杆连物体在竖直平面内做圆周运动到达最高点的最小 速度为0，而绳的最小速度则为，应用时要分清条件．
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►变式2：绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周 运动，水的质量m＝0.5 kg，绳长L＝60 cm，求：
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过最高 点的临 界条件
轻绳模型 v2 由 mg＝m 得 r v 临＝ gr (1)过最高点时 v≥ gr，FN＋mg＝ v2 m ，绳、轨道对球产 r 生弹力 FN≥0， 方向指 向圆心 (2)不能过最高点 v< gr，在到达最高点 前小球已经脱离了圆 轨道
轻杆模型 小球能运动即可，v 临＝0 (1)当 v＝0 时，FN＝mg，FN 为支持力，沿半径背离圆心 (2)当 0<v< gr时，－FN＋mg v2 ＝m ，FN 背向圆心，随 v r 的增大而减小 (3)当 v＝ gr时，FN＝0 (4)当 v> gr时，FN＋mg＝ v2 m ，FN 指向圆心并随 v 的 r 增大而增大