高考物理复习专题一、力和运动
专题一 力与运动 (1)——2023届高考物理大单元二轮复习练重点
专题一力与运动(1)——2023届高考物理大单元二轮复习练重点【新课标全国卷】1.如图所示,细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同,长度MO NO,则在不断增加重物G重力的过程中(绳OC不会断)( )A.ON 绳先被拉断B.OM 绳先被拉断C.ON 绳和OM 绳同时被拉断D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断2.2022年4月份上海市爆发了新一轮的新冠疫情,广大市民积极响应市政府号召在家隔离。
市民居家隔离期间锻炼了厨艺的同时还产生了很多的奇思妙想。
其中一位隔离者通过如图所示的装置在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口,图中轻绳的一端栓在轻杆上,另一端绕过定滑轮(不计一切摩擦)。
下列说法正确的是( )A.此人手上所受的拉力F 始终不变B.此人手上所受的拉力F 先减小,后增大C.轻杆所受压力一直增大D.轻杆所受压力大小始终不变3.如图所示,物体A 置于水平地面上,力F 竖直向下作用于物体B 上,A B 、保持静止,则物体A 的受力个数为( )A.3B.4C.5D.64.如图所示,小圆环A 吊着一个质量为2m 的物块并套在另一个坚直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环A 上,另一端跨过固定在大圆环最高点B 的一个小滑轮后吊着一个质量为1m 的物块。
如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB 所对应的圆心角为α,则两物块的质量比12:m m 应为()A.cos2αB.sin2αC.2sin2αD.2cos2α5.如图,弹性绳一端系于A 点,绕过固定在B 处的光滑小滑轮,另一端与套在粗糙竖直固定杆M 处的小球相连,此时在同一水平线上,弹性绳原长恰好等于AB 间距。
小球从M 点由静止释放,弹性绳始终遵循胡克定律,则( )A.小球下滑过程中受到的摩擦力大小在不断增加B.小球下滑过程中受到的摩擦力大小在不断减小C.重力的功率在不断增加D.小球做匀加速运动6.如图所示,斜面体ABC 置于粗糙的水平地面上,小木块m 在斜面上静止或滑动时,斜面体均保持静止不动.下列哪种情况,斜面体受到地面向右的静摩擦力( )A.小木块m 静止在斜面BC 上B.小木块m 沿斜面BC 加速下滑C.小木块m 沿斜面BA 减速下滑D.小木块m 沿斜面AB 减速上滑7.如图所示,细线OA OB 、的O 端与质量为m 的小球(可视为质点)拴接在一起,A B 、两端固定于竖直墙面上,其中细线OA 与竖直方向成45°角,细线OB 与竖直方向成60角。
2014届高考二轮专题物理复习测试_专题一、力和运动 力与物体的平衡
所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为R.质量为平面上运动,二者所受阻力均为车重的0.5倍,由于牵引力不同,甲车做匀速直线运动,乙车做匀加速直线运动,其运动的位移-时间(x -t )图象如图所示,则以下叙述正确的是( C )A .乙车牵引力为7.5×103 NB .t =1 s 时两车速度相同且v 共=1 m/sC .t =1 s 时两车间距最大,且最大间距为1 mD .0~2 s 内阻力对两车做的功均为-3×103 J22.如图所示,在水平地面上有一辆后轮驱动的玩具小车,车上弹簧的左端固定在小车的挡板上,右端与一小球相连,弹簧水平.设在某一段时间内小车向左运动,小球与小车相对静止,弹簧处于伸长状态且伸长量不变,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在这段时间内小车向左( C ) A.做变减速运动B.做变加速运动C.做匀加速运动D.做匀减速运动23.[2013·淮安调研]三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2 m且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,下列说法正确的是(sin 37°=0.6)( BCD )A.物块A先到达传送带底端B.物块A、B同时到达传送带底端C.传送带对物块A、B均做负功D.物块A、B在传送带上的划痕长度不相同24.[2013·渭南二模]压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学把压敏电阻与电源、电流表、定值电阻串联成一闭合电路,并把压敏电阻放在桌子上,其上放一物块,整个装置放在可在竖直方向运动的电梯中,如图甲所示.已知0~t1时间电梯静止不动,电流表的示数为I0,现开动电梯,得到电流表的变化如图乙所示,则关于t2~t3时间内物块与电梯运动状态的叙述正确的是( B )A.物块处于失重状态,电梯向下做匀加速直线运动B.物块处于超重状态,电梯向上做匀加速直线运动C.物块仍旧平衡,电梯向上做匀速直线运动D.物块仍旧平衡,电梯向下做匀速直线运动25.某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后,绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻,初速度为零,则下列图象中该物体在t=4 s内位移一定不为零的是( C )26.被称为“史上最严交规”于2013年1月1日起施行.对校车、大中型客货车、危险品运输车等重点车型驾驶人的严重交通违法行为,提高了记分分值.如图是张明在2013年春节假期试驾中某次小轿车在平直公路上运动的0~25 s内的速度随时间变化的图象,由图象可知( ABD )A .小轿车在0~15 s 内的位移为200 mB .小轿车在10~15 s 内加速度为零C .小轿车在10 s 末运动方向发生改变D .小轿车在4~9 s 内的加速度大小大于16~24 s 内的加速度大小专练3 受力分析和共点力的平衡一、单项选择题1. (2013·重庆·1)如图1所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G ,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( A )A .GB .G sin θC .G cos θD .G tan θ2. 如图2所示,质量为m 的物体A 在竖直向上的力F (F <mg )作用下静止于斜面上.若减小力F ,则( A )A .物体A 所受合力不变B .斜面对物体A 的支持力不变C .斜面对物体A 的摩擦力不变D .斜面对物体A 的摩擦力可能为零3. 如图3所示,铁板AB 与水平地面之间的夹角为θ,一块磁铁吸附在铁板下方.在缓慢抬起铁板的B 端使θ角增大(始终小于90°)的过程中,磁铁始终相对于铁板静止.下列说法正确的是( D )A .磁铁所受合外力逐渐减小B .磁铁始终受到三个力的作用C .磁铁受到的摩擦力逐渐减小D .铁板对磁铁的弹力逐渐增大4. 如图4所示,质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上,整个系统处于静止状态.已知斜面倾角θ=30°.轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上,不计小球与斜面间的摩擦,则( D )A .斜面对小球的作用力大小为mgB .轻绳对小球的作用力大小为32mgC .斜面体对水平面的压力大小为(M +m )gD .斜面体与水平面间的摩擦力大小为34mg5.如图5所示,由两种材料做成的半球面固定在水平地面上,球右侧面是光滑的,左侧面粗糙,O 点为球心,A、B是两个相同的小物块(可视为质点),物块A静止在左侧面上,物块B在如图所示水平力F作用下静止在右侧面上,A、B处在同一高度,AO、BO与竖直方向的夹角均为θ,则A、B分别对球面的压力大小之比为 ( C )A.sin2θ∶1 B.sin θ∶16.如图6所示,一物体在粗糙斜面上受到沿斜面向上的力F作用,处于静止状态.下列判断正确的是( C ) A.物体一定受到四个力的作用B.摩擦力方向一定沿斜面向下C.摩擦力的大小可能等于零D.若F增大,摩擦力也一定增大7.如图7所示,相隔一定距离的两个相同的圆柱体固定在同一水平高度处,一轻绳套在两圆柱体上,轻绳下端悬挂一重物,绳和圆柱体之间的摩擦忽略不计.现增加轻绳长度,而其他条件保持不变,则 ( D )A.轻绳对物体的作用力的合力将变大B.轻绳对物体的作用力的合力将变小C.轻绳的张力将变大D.轻绳的张力将变小8.如图8所示,重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态.若将此斜面换成材料和质量相同,但倾角θ稍小一些的斜面,以下判断正确的是( D )A.球对斜面的压力不变B.球对斜面的压力变大C.斜面可能向左滑动D.斜面仍将保持静止二、多项选择题9.(2013·上海·18)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则( AD ) A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 NC.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大10.如图9所示,在水平力F作用下,木块A、B保持静止.若木块A与B的接触面是水平的,且F ≠0.则关于木块B的受力个数可能是( BC )A.3个 B.4个C.5个 D.6个11.如图10所示,质量为M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I,被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中,导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上,则磁感应强度B的大小和方向可能是( BC )A.大小为Mg tan θ/IL,方向垂直斜面向上B.大小为Mg sin θ/IL,方向垂直纸面向里C.大小为Mg/IL,方向水平向右D.大小为Mg/IL,方向沿斜面向下12.如图11所示,形状相同的物块A、B,其截面为直角三角形,相对排放在粗糙水平地面上,光滑球体C架在两物块的斜面上,系统处于静止状态.已知物块A、B的质量都为M,θ=60° ,光滑球体C质量为m,则以下说法正确的是( BD )A.地面对物块A的摩擦力大小为12 mgB.地面对物块A的摩擦力大小为32 mgC.物块A对球体C的弹力大小为32 mgD.物块A对地面的压力大小为Mg+12 mg13.如图12所示,矩形物块甲和丙在水平外力F的作用下静止在物体乙的斜面上,物体乙静止在水平地面上.现减小水平外力F,三物体仍然静止,则下列说法中正确的是( CD )A.物块甲对物块丙的支持力一定减小B.物体乙对物块甲的摩擦力一定减小C.地面对物体乙的摩擦力一定减小D.物块甲可能受5个力的作用14.如图13所示,A、B两物块始终静止在水平地面上,有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上P点,另一端与A相连接,下列说法正确的是( AB )A.如果B对A无摩擦力,则地面对B也无摩擦力B.如果B对A有向左的摩擦力,则地面对B也有向左的摩擦力C.P点缓慢下移过程中,B对A的支持力一定减小D.P点缓慢下移过程中,地面对B的摩擦力一定增大1.(2013·广州二模)如图,力F垂直作用在倾角为α的三角滑块上,滑块没被推动,则滑块受到水平地面的静摩擦力大小为( C )A.0B.FcosαC.FsinαD.Ftanα2.(多选)(2013·朝阳区一模)如图所示,表面光滑的半圆柱体固定在水平面上,小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向,则( AC )A.小物块受的支持力逐渐变大B.小物块受的支持力先变小后变大C.拉力F逐渐变小D.拉力F先变大后变小3.(多选)(2013·广东高考)如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平。
高考物理一轮专题复习学案: 力
一、力二、重力【例1】如图1-1甲所示,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示,并说明施力物体和受力物体.【分析和解答】画力的图示,要严格按照以下步骤进行.①选定标度:此题选2mm长的线段表示2N的力;②从作用点向力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小画,线段上加刻度,如图1-1甲从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(10mm)的线段;③在线段上加箭头表示力的方向.为了简便,也可以按1-1乙那样,不画B物体,而用O点代替B物体,做出力F的图示.力F的施力物体是A,受力物体是B.【例2】关于重力,下列说法中正确的是:A.某一物体所受的重力大小是确定的; B.重力的方向总是垂直于地面的;C.重力的作用点必然在物体上最重的一点处; D.重力的作用点可能并不在物体上.【分析和解答】重力指的是地球对物体的吸引作用,当然应该与物体和地球的相对位置有关.事实上重力大小G=mg,对确定的物体来说,其质量m是确定的,但g却随位置变化而变化,因此A是错误的.当然,如果物体只在地面上小范围内运动,则g随位置的变化可以忽略,这种情况下我们可以认为重力大致恒定.重力的方向总是竖直向下,总与水平地面垂直,但如果地面不水平,重力就与地面不垂直了,因此B也是错误的.重力的作用点就是所谓的重心,而物体的重心有时在物体上,有时并不在物体上,因此C错,而D正确.●课堂针对训练●(1)关于力的下述说法中错误的是:A.力是物体对物体的作用; B.只有直接接触的物体间才有力的作用;C.由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知:力可以离开物体而独立存在;D.力的大小可以用天平测量.(2)下列说法正确的是:A.甲用力把乙推倒而自己不倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用;B.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力,不会施力;C.只有运动物体才会受到力的作用;D.找不到施力物体的力是不存在的.(3)有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图1-2(a)、(b)所示,下面说法正确的是:A.重心向外侧偏移,重力减小; B.重力和重心都没有变;C.重力减小,重心位置没有变; D.重力减小,重心位置不存在.(4)用图示法画出力,并指出施力物体和受力物体:①水平桌面对桌面上的书产生30N的支持力;②某人用1600N的力沿跟水平方向成30°角斜向上拉车;③放在倾角为30°的斜面上的物体,被某个人用沿着斜面向上的150N的拉力拉住.(5)下列说法中正确的是:A.凡是在地球表面附近的物体,一定受到重力; B.重力的方向一定是垂直于水平面向下;C.任何有规则形状的物体,其几何中心必与其重心重合;D.物体的形状改变时,其重心的位置必定改变.(6)关于重力的说法,正确的是:A.重力就是地球对物体的吸引力; B.只有静止的物体才受到重力;C.同一物体在地球上无论向上或向下运动都受到重力; D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的力.(7)用弹簧秤竖直悬挂静止的小球,下面说法正确的是:A.小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力; B.小球对弹簧秤的拉力的大小等于小球的重力;C.小球的重力的施力物体是弹簧; D.小球的重力的施力物体是地球.(8)一个重是20N的物体沿着斜面下滑,在下图1-3所示中,关于物体受到的重力的图示正确的是:(9)如果地面上一切物体受到的重力都消失了,则可能出现的现象是:A.江河的水不会流动; B.鸡毛和铁球都可悬浮在空中;C.天不会下雨; D.一切物体的质量都变为零.(10)把一条盘放在地上的长为l的匀质铁链向上刚好拉直时,它的重心位置升高了多少?,把一个边长为l的匀质立方体,绕bc棱翻倒使对角面AbcD处于竖直(如图1-4),重心位置升高了多少?三、弹力【例题】试分析图1-5中光滑小球受到弹力的情况(小球放在水平面上),并画出小球受到的重力和弹力.【分析和解答】产生弹力的必要条件是接触,充分条件是挤压产生弹性形变.在图1-5中与球接触的有两点A和B,因此小球所受到的弹力只能来自这两点,但是有接触并不一定就产生弹力,还必须要挤压才产生弹力,对B点来说,小球一定与水平面挤压,可假设没有水平面,小球在重力作用下一定掉下来,因此B点受弹力且方向垂直于B点的切面指向圆心;对A点来说,假设没有这个台阶,小球不会在水平面上自动向左运动,因此A点没有挤压(即没有弹性形变),亦即A点不受弹力,小球受力如图1-6.注意:上例中用的是“假设法”判断物体受力情况,这种方法在以后学习中经常用到.●课堂针对训练●(1)课本静止在水平桌面上,关于课本和桌面间的弹力,下列叙述正确的是:A.桌面受压而发生弹性形变,桌面受到了弹力,而课本没有发生形变,所以课本没有受到弹力;B.课本受到了弹力作用,原因是课本也发生了形变;C.课本受到弹力的原因是桌面发生了形变;D.以上说法都不正确.(2)下列说法,正确的是:A.支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体; B.压力的方向总是竖直向下;C.通常所说的压力、支持力、拉力、浮力都是弹力;D.静止在光滑平面上的物体,没有受到弹力.(3)下列说法正确的是:A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小的形变而产生的;B.拿一根细竹杆拨动水中的木头,木头受到竹杆的弹力,这是由于木头发生形变而产生的;C.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向;D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小的形变而产生的.(4)关于物体对水平支持面的压力P,下述说法中正确的是:A.P就是物体的重力;B.P是物体重力的平衡力;C.P的作用点在物体上;D.P的作用点在支持面上.(5)如图1-7所示,绳子竖直悬挂小球,球与光滑的斜面接触,则小球受到的力是:A.重力、绳的拉力; B.重力、绳的拉力、斜面的弹力;C.重力、斜面的弹力; D.绳的拉力、斜面的弹力.(6)画出图1-8各图中A物体受到的重力和弹力(图中墙壁竖直,球面和竖直面均光滑)(7)一根弹簧在弹性限度内,对其施加30N的拉力时,其长为20cm,对其施加30N的压力时,其长为14cm,则该弹簧的自然长度是多少?其劲度系数是多少?★滚动训练★(8)在绳下吊一个小球保持静止状态,在下述说法中正确的是:A.小球对绳的拉力就是小球的重力; B.小球对绳的拉力大小等于小球的重力,但拉力不是重力;C.由于小球吊在空中,所以小球的重力没有施力物体; D.小球重力的施力物体是地球.(9)磁铁吸引铁块是我们已知的现象,关于磁铁吸引铁块的下述说法中正确的是:A.只要有磁铁存在就会有力,而不必有铁;B.磁铁与铁块必须同时存在,才会有力吸引铁块;C.磁铁对铁块有力的作用,而铁块对磁铁没有力的作用;D.两个物体之间有力的作用时,这两个物体不一定相互接触.四摩擦力【例1】在图1-9中,若两物体的质量分别为m A=2kg、m B=4kg,A、B间动摩擦因数μ1=0.2,B与地面间动摩擦因数μ2=0.4.用水平拉力F作用在B上后,A、B间、B与地面间都发生了相对滑动.求各接触面间摩擦力的大小(g=10N/kg).【分析与解答】物体A受的弹力F N1=m A g=20N由F=μF N得:F1=0.2×20N=4N地面对物体B的弹力F N2=(m A+m B)g=(2+4)×10N=60N同理得地面对物体B的摩擦力:F2=0.4×60N=24N.●课堂针对训练●(1)以下关于滑动摩擦力的说法中正确的是:A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反;B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动;C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反;D.滑动摩擦力是成对产生的,两个互相接触的物体在发生相对运动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用.(2)物体与竖直墙壁的动摩擦因数为μ,物体的质量为m,当物体沿着墙壁自由下落时,物体受到的滑动摩擦力是多大?(3)一根质量为m,长为L的均匀长方体木料放在水平桌面上,木料与桌面间的动摩擦因数为μ,现用水平力推木料,当木料经过图1-10所示的位置时,桌面对它的摩擦力为:A .31μmg ;B .32μmg ;C .μmg ;D .0(4)物体间的动摩擦因数取决于:A .物体接触面间正压力的大小;B .物体间相对运动速度的大小;C .物体间相互接触的面积大小;D .相互摩擦的物体的材料性质及表面粗糙程度.(5)关于滑动摩擦力,下列叙述中正确的是:A .只要物体间接触面是粗糙的,则它们之间一定有滑动摩擦力的作用;B .滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相同;C .材料相同,质量大的物体在运动过程中受到的滑动摩擦力大;D .一个物体如果在水平面上滑行,接触面积大时受到的滑动摩擦力也大.(6)如图1-11,在水平面上向右运动的物体,质量为20kg .物体与水平面的动摩擦因数μ=0.1,,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10N 的拉力的作用,则物体受到的滑动摩擦力为多少?(g =10N/kg):(7)用弹簧秤将一物体静止吊起时,弹簧秤的示数为10N ,将此物体放于水平桌面上,用弹簧秤沿水平方向匀速拉动时,弹簧秤的示数为1N ,求物体与桌面间的动摩擦因数.★滚动训练★(8)如图5-12所示,一个铁筒装满沙子,筒的底部留有小口,沙子可以从底端流出,在保证筒不动的情况下,在沙子开始至完全流出的过程中,筒内沙子和筒组成的重心变化情况是:A .一直降低;B .先降低再升高;C .先降低,然后保持不变;D .先升高,然后保持不变.(9)两个物体A 和B 的质量分别为M 、m ,用跨过定滑轮的轻绳相连,A 静止于水平地面上,如图1-13所示,不计摩擦,A 对绳的作用力的大小与地面对A 的作用力大小分别是:A.mg,(M-m)g;B.mg,Mg;C.(M-m)g,Mg;D.(M+m)g,(M-m)g.【例2】皮带运输机把货物由低处送到高处(货物相对于皮带静止).试分析此时货物相对于皮带的运动趋势方向和所受的静摩擦力的方向.【分析与解答】若货物与皮带的接触面是光滑的,那么当把货物放在皮带上时,货物在重力作用下将向下滑行而无法向上运动,即货物相对于皮带的运动趋势方向是向下的.由于静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,所以货物受到的静摩擦力方向沿皮带向上.【总结提高】此题中货物受到的静摩擦力与运动方向相同,是动力(与运动方向相同),不是阻力.有些问题静摩擦力是阻力,请同学找实例分析.【例3】木块A放在水平面上,如图1-14所示,用同样大小的外力F,先自左向右推,后自右向左推,木块均保持静止.问(1)前后两次推木块,木块受到的静摩擦力是否相同?(2)若将外力F增大至10N,木块恰能滑动,则木块与水平面间的静摩擦力的取值范围是多少?【分析与解答】(1)前后两次推木块,木块未动,说明木块受到了静摩擦力的作用且大小与外力F相等,但方向与外力相反.甲图中外力F自左向右推木块,使木块有一自左向右的运动趋势,而静摩擦力的方向与运动趋势相反,故应自右向左.同理,乙图的静摩擦力大小等于外力F,方向应自左向右.可见,前后两次以同样大小的外力F推木块,木块受到的静摩擦力大小相同,但方向相反,所以说前后两次推木块,其受到的静摩擦力不相同.(2)依题意知,木块与水平面间的最大静摩擦力是10N.根据静摩擦力在最大静摩擦力范围内随外力的变化而变化的特点,静摩擦力的取值范围应该是:0<F静≤10N.【总结提高】两个力相同,必须同时满足:“大小相等、方向相同”这两个条件,缺一不可.【例4】重为400N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩力是120N,动摩擦因数是0.25,如果分别用70N和150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力分别是多少牛?【分析和解答】计算摩擦力时应先判出是静摩擦力还是滑动摩擦力.此题中要用水平力推动木箱,推力必须大于或等于最大静摩擦力120N,若用70N水平力推时,物体没有运动,此时静摩擦力大小可由二力平衡知大小为70N.当用150N的水平力推时,物体发生相对运动,此时滑动摩擦力为:F=μFN,根据竖直方向二力平衡得FN=mg,所以F=μmg=0.25×400=100(N).【总结提高】计算摩擦力时要先判明是静摩擦力还是滑动摩擦力,若是静摩擦,则不能用F =μFN计算.●课堂针对训练●(10)关于静摩擦力的说法,下列正确的有:A.静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反; B.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反;C.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用; D.受静摩擦力作用的物体一定是静止的.(11)运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是f1和f2,那么:A.f1向下,f2向上,且f1=f2; B.f1向下,f2向上,且f1>f2;C.f1向上,f2向上,且f1=f2; D.f1向上,f2向下,且f1=f2.(12)某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2;该人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,下列说法中正确的是:A.F1与车前进方向相同;B.F2与车前进方向相同;C.F3与车前进方向相同;D.F4与车前进方向相同;(13)如图1-15,设A与B的表面粗糙,地面光滑,当用水平力F拉A时A、B无相对滑动,则:A相对B的运动趋势向________,B对A的静摩擦力向________,属________力(填动或阻);B相对A的运动趋势向________,A对B的静摩擦力向________,属________力.(14)卡车上放一只木箱,卡车在水平路面上运动,下列说法中正确的是:A.卡车起动时,卡车给木箱向前的摩擦力; B.卡车匀速运动时,卡车给木箱向前的摩擦力;C.卡车突然制动时,卡车给木箱向前的摩擦力; D.卡车突然制动时,卡车不给木箱摩擦力.(15)水平桌面上一重200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15N、30N、80N 的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)★滚动训练★(16)关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力,正确的是:A.有弹力必有摩擦力; B.有摩擦力必有弹力;C.摩擦力的大小与弹力的大小成正比; D.弹力既可是动力,也可是阻力,摩擦力只能是阻力.(17)如图1-16所示,A为长木板,在水平面以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是:A.若是v1=v2,A、B之间无滑动摩擦力; B.若是v1>v2,A受到了B所施加向右的滑动摩擦力;C.若是v1<v2,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力;D.若是v1>v2,B受到了A施加的向左的滑动摩擦力.受力分析【例1】画出图1-17甲物体A的受力示意图.已知物体A静止在斜面上,F垂直于斜面.【分析和解答】取物体为研究对象,物体受:①重力G,方向竖直向下;②压力F,方向垂直于斜面向下;③支持力F1,方向垂直于斜面向上;④静摩擦力F2,方向沿斜面向上.在判定有无摩擦力时,可用假设法,假设接触面光滑没有摩擦力,则物体将沿着斜面下滑,而现在物体静止,说明有沿斜面向上的摩擦力阻碍物体下滑.力的图示如图1-17乙.【例2】如图1-18甲所示,物体A、B叠放在水平桌面上处于静止状态,试画出物体B的受力示意图.【分析和解答】研究对象是B,应把B隔离出来,B物体受到:①重力G,方向竖直向下;②压力F1(B受到A的压力)方向竖直向下;③支持力F2(B受到桌面的支持力),方向竖直向上.受力示意图如图1-18乙所示.【总结提高】受力分析是力学的一个重点和难点,不可能在短时间内掌握好.希望同学们在以后的学习中,对有关受力分析要按以上的方法和步骤进行,不断总结,方可掌握好.●课堂针对训练●(1)图1-19中各物体的受力图哪些是正确的?(2)画出图1-20中A受力分析图,已知A静止.图③④中F的方向竖直且F<G.(3)被踢出去的足球,在空中飞行受到几个力的作用?(空气阻力不计)并作出力的示意图.(4)画出图1-21各图中A物体的受力分析图,已知A静止且各接触面光滑.(5)画出图1-22中A 、B 的受力图,A 和B 用绳子连结,在水平拉力F 的作用下物体A 和B 沿桌面匀速运动.(6)分别画出图1-23中,半径为r 的光滑球A 的受力示意图,并说明四幅图中A 球受力情况可能相同的有哪些?★滚动训练★(7)如图1-24所示,物体A 与B 相对静止,共同沿斜面匀速下滑,则:A .A 、B 间无摩擦力; B .B 对A 的静摩擦力沿斜面向上;C .斜面对B 的滑动摩擦力沿斜面向上;D .物体B 受到五个力的作用.(8)一只青蛙,蹲在置于水平地面上的长木板一端,并沿板的方向朝另一端跳,在下列情况下,青蛙一定不能跳过长木板的是:A .木板的上表面光滑而下表面粗糙;B .木板的上表面粗糙而底面光滑;C .木板上、下两表面都粗糙;D .木板上、下两表面都光滑.五、力的合成【例1】如图1-25甲,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力都是2000N ,夹角是60°,求这两个拉力的合力.【分析和解答】按作图法取4mm 长表示500N 的力,O 点表示物体,作出平行四边形如图1-25乙所示.量得对角线长为28mm ,故合力F 的大小为428×500N =3500N ,合力的方向沿两分力F 1和F 2的夹角的平分线.本题作出的平行四边形是菱形,我们也可用计算法求合力F .如图1-25丙所示,直角三角形OAD 中,OD 表示合力F 的一半,∠AOD =30° 由直角三角形知识得:2F =F 1cos30° ∴ F =2(F 1cos30°)=2×2000×0.866N =3464N .比较这两种解法可见,在测量误差允许范围内,所得的结果是一致的.【例2】大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有:A.合力F一定大于任一个分力; B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2;C.合力有可能小于任一个分力; D.合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小.【分析和解答】正确答案是BCD.分析此题时,我们可以这样考虑,题目要求判断的是在任意夹角下合力与分力的联系,不需要求解详细数值,因此我们不必画出各种夹角下的很多个平行四边形来加以判断,我们可以取一些极特殊的数值来分析:当F1和F2的夹角是0°时,合力最大F大=F1+F2,当F1和F2的夹角是180°(即反向)时,合力最小F小=|F1-F2|,因此F1和F2的合力数值的变化范围是|F1-F2|≤F≤(F1+F2),若取F1=2N,F2=3N(取些较简单的数)则1N≤F≤5N.当F1与F2夹角为180°时,合力小于分力,应排除A同时知C答案正确;对B答案,由合力的变化范围可知正确;对D答案,当F1和F2的夹角为最小值(0°)时,合力最大,当F1与F2的夹角为最大值(180°)时,合力最小,可见,随着F1与F2的夹角增大合力F反而减小.●课堂针对训练●(1)关于分力与合力的说法中,正确的是:A.分力与合力同时作用于物体上;B.分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同;C.合力总是大于分力;D.两个分力夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小.(2)两个共点力,大小都是50N,如果要使这两个力的合力也是50N,这两个力之间的夹角应为:A.30°;B.45°;C.90°;D.120°(3)两个共点力的大小都是F,其合力的大小:A.一定大于F; B.一定小于F;C.由F及两个力间的夹角决定;D.一定满足0≤F合≤2F.(4)一个重为20N的物体置于光滑的水平面上,当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时,如图1-26所示,物体受到的合力为:A.15N;B.25N;C.20N;D.0.(5)两个共点力的合力最大为15N,最小为5N,则这两个力的大小分别是多少?如果这两个力的夹角是90°,则合力的大小为多少?(6)六个共点力大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F,相互间夹角均为60°,如图1-27所示,则它们的合力的大小和方向.7)有三个力,一个力是12N,一个力是5N,一个力是8N,有关这三个力的合力的下列说法中正确的是:A.合力的最小值是1N;B.合力的最小值是0;C.合力不可能是20N;D.合力不可能是30N.(8)已知两个力的大小分别为3N和4N,用作图法求出图1-28所示几种情况下的合力.(9)有两个大小相等的共点力,当它们间的夹角为90°时合力为F,则当它们间的夹角为120°时,合力的大小为多少?★滚动训练★(10)如图1-29,A、B、C三个物体叠放在桌面上,在A的上面再加一个作用力F,则C物体受到竖直向下的作用力除了自身的重力之外还有:A.1个力;B.2个力;C.3个力;D.4个力.(11)如图1-30所示,物体以一定的初速度沿光滑斜面上滑过程中,受到的力有:A.向上的冲力;B.重力;C.斜面的支持力;D.向下的滑力.六、力的分解【例1】图1-31甲中,电灯的重力G=10N,AO绳与顶板间夹角为45°,BO绳水平,则AO 绳所受的拉力F1和BO绳所受的拉力F2各为多大?【分析和解答】先分析物理现象:为什么绳AO、BO受到拉力呢?原因是由于OC绳受到电灯的拉力才使AO、BO绳张紧产生拉力,因此OC绳的拉力产生了两个效果,一是沿AO向下的拉紧AO的分力F1;二是沿BO向左的拉紧BO绳的分力F2,画出平行四边形如图1一31乙所示,因为OC拉力等于电灯重力,因此由几何关系得:F1=G/sin45°=102N,F2=Gcot45°=10N.【例2】在倾角α=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球,如图1-32甲所示,试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力.【分析和解答】先分析物理现象,为什么挡板和斜面受压力呢?原因是球受到向下重力作用,这个重力总是欲使球向下运动,但是由于挡板和斜面的支持,球才保持静止状态,因此球的重力产生了两个作用效果,如图1-32乙所示,故产生两个分力:①使球垂直压紧挡板的力F1;②使球垂直压紧斜面的力F2.由几何知识可得,F1=Gtanα,F2=G/cosα.F1和F2分别等于球对挡板和斜面的压力.【总结提高】在进行力的分解时,要先把这个力的作用效果(即两个分力的方向)一一分清.●课堂针对训练●(1)关于力的分解,下列说法正确的是:A.力的分解其本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替某一个力的作用效果;B.分力可能大于合力;C.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则;D.分解一个力往往根据它产生的效果来分解它.(2)在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是:A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上; B.已知一个分力的大小和方向;C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向; D.已知两个分力的大小.(3)将一个力F分解为两个不为零的力,下列哪种或哪些分解方法是不可能的?A分力之一垂直于F; B.两个分力与F都在一直线上;C.一个分力的大小与F的大小相同; D.一个分力与F相同.(4)对一个方向向东,大小为4N的力沿直线分解,若其中一个分力的大小为2N,则另一个分力(方向向东)的大小可能为:A.1N;B.2N;C.6N;D.7N.(5)如图1-33所示,绳子MO与NO所能承受的最大拉力相同,长度MO>NO,则在不断增加重物G的重力过程中(绳OG不会被拉断)A.ON先被拉断; B.OM先被拉断;C.OM与ON同时被拉断; D.无法确定哪条绳子先被拉断.(6)如图1-34所示,重10N的木块被水平绳AB系住静止在倾角为30°的光滑斜面上,求斜面对木块的支持力及AB绳对木块的拉力.(7)为了把陷在泥坑里的汽车拉出来,司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上,开始。
(浙江选考)2021高考物理二轮复习专题一力与运动第4讲运动的合成与分解平抛运动学案
第4讲运动的合成与分解平抛运动[历次选考考情分析]章知识内容考试要求历次选考统计必考加试2021 /102021/042021/102021/042021/112021/04曲线运动曲线运动 b b运动的合成与分解b c平抛运动 d d 2、10 7131920考点一曲线运动的理解1.曲线运动(1)速度方向:沿曲线上该点的切线方向.(2)条件:合外力与速度不共线.(3)运动轨迹:在速度与合外力方向所夹的区间内,向合外力的方向弯曲.2.运动的合成与分解的运算法那么(1)运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们均是矢量,故合成与分解都遵守平行四边形定那么.(2)合运动是物体的实际运动,合运动的性质是由合初速度与合加速度决定的.1.[曲线运动方向](2021·绍兴市期末)翻滚过山车是大型游乐园里的一种比拟刺激的娱乐工程.如图1所示,翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如下图,在圆形轨道内经过A、B、C三点.以下说法正确的选项是( )图1A.过A点时的速度方向沿AB方向B.过B点时的速度方向沿水平方向C.过A、C两点时的速度方向一样D.圆形轨道上与M点速度方向一样的点在AB段上答案 B2.[曲线运动条件]如图2所示,水平桌面上一小钢球沿直线运动.假设在钢球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,假设小钢球受到的摩擦力大小恒定,那么以下关于小球运动的说法正确的选项是( )图2A.磁铁放在A处时,小球可能做匀加速直线运动B.磁铁放在A处时,小球做曲线运动C.磁铁放在B处时,小球做曲线运动D.磁铁放在B处时,小球可能做匀速圆周运动答案 C解析磁铁放在A处时,合力向前,加速度向前,小钢球做加速直线运动,但磁力大小与距离有关,故加速度是变化的,不是匀加速直线运动,故A、B错误;磁铁放在B处时,合力与速度不共线,故小钢球向磁铁一侧偏转;磁力大小与距离有关,故加速度是变化的,所以小球做变加速曲线运动,故C正确,D错误.3.[小船渡河](2021·绍兴市期末)唐僧、悟空、八戒、沙僧师徒四人想划船渡过一条宽180 m的河,他们在静水中划船的速度为3 m/s,现在他们观测到河水的流速为4 m/s,对于这次划船过河,他们有各自的看法,其中正确的选项是( ) A.唐僧说:我们要想到达正对岸就得使船头朝向正对岸B.悟空说:我们要想到达正对岸船头必须朝向上游划船C.八戒说:我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D.沙僧说:今天这种情况我们是不可能到达正对岸的答案 D解析当静水速度垂直于河岸时,渡河的时间最短,t=dv c=1803s=60 s,此时船将运动到下游,故A错误;由于静水速度小于水流速度,合速度不可能垂直于河岸,不可能到达正对岸,当静水速度的方向与合速度方向垂直时,渡河位移最短,故B、C错误,D正确.4.[运动轨迹分析]如图3甲所示,在一次海上救援行动中,直升机和伤员一起沿水平方向匀速飞行,同时悬索系住伤员匀速上拉,以地面为参考系,伤员从A至B的运动轨迹可能是图乙中的( )图3A.折线ACB B.线段ABC.曲线AmB D.曲线AnB答案 B解析伤员参与了两个分运动,水平方向匀速移动,竖直方向匀速上升,合速度是两个分速度的矢量和,遵循平行四边形定那么,由于两个分速度大小和方向都恒定,故合速度固定不变,即合运动是匀速直线运动,故轨迹是线段AB,故A、C、D错误,B正确.5.[运动的合成与分解](2021·桐乡中学期末)手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图4所示的实线位置,然后滑轮水平向右匀速移动,运动中始终保持悬挂重物的细线竖直,那么重物运动的速度( )图4A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变答案 A解析 滑轮水平向右匀速运动过程中,悬挂重物的细线保持竖直,重物具有与滑轮一样的水平速度,同时重物竖直方向匀速上升,其上升的距离与滑轮水平向右移动的距离一样,故重物竖直上升的速度恒定不变,且与水平方向速度大小相等,因此重物运动的速度方向斜向右上方,与水平方向成45°角,大小恒定,A 正确.考点二 平抛运动根本规律的应用 1.飞行时间:t =2hg,取决于下落高度h ,与初速度v 0无关.2.水平射程:x =v 0t =v 02hg,由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关.3.落地速度:v =v x 2+v y 2=v 02+2gh ,与水平方向的夹角的正切值tan α=v y v x=2gh v 0,所以落地速度只与初速度v 0和下落高度h 有关.4.某时刻速度的反向延长线通过此时水平位移的中点,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.例1 (2021·稽阳联考)现有一玩具枪,其枪管长度L =20 cm ,枪口直径d =6 mm ,子弹质量为m =2 g ,在测试中,让玩具枪在高度h =1.8 m 处水平发射,实测子弹射程为12 m ,不计子弹受到的阻力,g 取10 m/s 2,求: (1)子弹出枪口的速度大小;(2)假设在枪管内子弹始终受到恒定的推力,试求此推力的大小. 答案 (1)20 m/s (2)2 N解析 (1)子弹离开枪口后做平抛运动,运动时间t =2hg= s =0.6 s由x =vt ,那么v =x t =120.6m/s =20 m/s(2)在枪管内,由运动学公式得v 2=2aL ,那么a =v 22L=1 000 m/s 2,根据牛顿第二定律得F=ma =2 N.6.(2021·浙江4月选考·10)某卡车在公路上与路旁障碍物相撞.处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的.为了判断卡车是否超速,需要测量的量是( ) A .车的长度、车的重量B .车的高度、车的重量C .车的长度、零件脱落点与陷落点的水平距离D .车的高度、零件脱落点与陷落点的水平距离 答案 D解析 物体从车顶平抛出去,根据平抛运动知识可知h =12gt 2,x =vt ,因此要知道车顶到地面的高度,即可求出时间.测量零件脱落点与陷落点的水平距离即可求出抛出时(事故发生时)的瞬时速度,故答案为D.7.某同学将一篮球斜向上抛出,篮球恰好垂直击中篮板反弹后进入篮筐,忽略空气阻力,假设抛射点远离篮板方向水平移动一小段距离,仍使篮球垂直击中篮板一样位置,且球击中篮板前不会与篮筐相撞,那么以下方案可行的是( ) A .增大抛射速度,同时减小抛射角 B .减小抛射速度,同时减小抛射角 C .增大抛射角,同时减小抛出速度 D .增大抛射角,同时增大抛出速度 答案 A解析 应用逆向思维,把篮球的运动看成平抛运动,由于竖直高度不变,水平位移增大,篮球从抛射点到篮板的时间t =2hg不变,竖直分速度v y =2gh 不变,水平方向由x =v x t 知x 增大,v x 增大,抛射速度v =v x 2+v y 2增大,与水平方向的夹角的正切值tan θ=v yv x减小,故θ减小,可知A 正确.8.(2021·杭州市五校联考)在同一竖直线上的不同高度分别沿同一方向水平抛出两个小球A 和B ,两球在空中相遇,其运动轨迹如图5所示,不计空气阻力,以下说法正确的选项是( )图5A .相遇时A 球速度一定大于B 球 B .相遇时A 球速度一定小于B 球C .相遇时A 球速度的水平分量一定等于B 球速度的水平分量D .相遇时A 球速度的竖直分量一定大于B 球速度的竖直分量 答案 D解析 根据t =2hg,v y =gt ,h A >h B ,x =v x t ,知t A >t B ,v yA >v yB ,v xA <v xB ,选项D 正确.9.(2021·七彩阳光联盟期中)一条水平放置的水管,横截面积S =4.0 cm 2,距地面高度h =1.8 m .水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出,水落地的位置到管口的水平距离约为0.6 m .假设管口横截面上各处水的速度都一样,那么每秒内从管口射出的水的体积约为(g 取10 m/s 2)( ) A .400 mL B .600 mL C .800 mL D .1 000 mL答案 A解析 根据h =12gt 2得:t =2h g = s =0.6 s ,那么平抛运动的初速度为:v 0=x t=1.0 m/s ,流量为:Q =vS =1.0×4.0×10-4 m 3/s =4×10-4 m 3/s =400 mL/s ,故V =Qt =400×1 mL=400 mL.考点三 与斜面有关的平抛运动问题1.从斜面开场平抛到落回斜面的过程(1)全过程位移的方向沿斜面方向,即竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值. (2)竖直速度与水平速度之比等于斜面倾角正切值的两倍.方法内容斜面 总结分解位移水平:x =v 0t竖直:y =12gt 2合位移:s =x 2+y 2分解位移,构建位移三角形2.从斜面外抛出的物体落到斜面上,注意找速度方向与斜面倾角的关系方法内容 斜面 总结分解速度水平:v x =v 0竖直:v y =gt 合速度:v =v x 2+v y 2分解速度,构建速度三角形分解速度水平:v x =v 0竖直:v y =gt 合速度:v =v x 2+v y 2分解速度,构建速度三角形例2 如图6所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的固定斜面顶端,并刚好沿斜面下滑,小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,斜面顶端与平台的高度差h =0.8 m ,g =10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,空气阻力不计,那么:图6(1)小球水平抛出的初速度是多大?(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s 是多少?(3)假设平台与斜面底端高度差H =6.8 m ,那么小球离开平台后经多长时间到达斜面底端? 答案 (1)3 m/s (2)1.2 m (3)1.4 s 解析 (1)由于刚好沿斜面下滑,竖直方向有v y 2=2gh 据题有tan 37°=v 0v y解得v 0=3 m/s (2)由h =12gt 12s =v 0t 1解得s =1.2 m ,t 1=0.4 s(3)小球沿斜面下滑时,受力分析如图,沿斜面方向根据牛顿第二定律有mg sin 53°-μmg cos 53°=ma设斜面长度为L ,由几何关系有cos 37°=H -hL小球刚落到斜面上时的速度v =vycos 37°小球在斜面上运动的过程有L =vt 2+12at 22联立解得:t 2=1 s 因此t 总=t 1+t 2=1.4 s.10.如图7是简化后的跳台滑雪的雪道示意图.整个雪道由倾斜的助滑雪道AB 、水平的起跳平台BC 和着陆雪道CD 组成,AB 与BC 平滑连接.运发动从助滑雪道AB 上由静止开场在重力作用下下滑,滑到C 点后水平飞出,落到CD 上的F 点,E 是运动轨迹上的某一点,在该点运发动的速度方向与轨道CD 平行,E ′点是E 点在斜面上的垂直投影.设运发动从C 到E 与从E 到F 的运动时间分别为t CE 和t EF .不计飞行中的空气阻力,下面说法或结论不正确的选项是( )图7A .运发动在F 点的速度方向与从C 点飞出时的速度大小无关B .t CE ∶t EF =1∶1C .CE ′∶E ′F 可能等于1∶3D .CE ′∶E ′F 可能等于1∶2 答案 C解析 设运发动在F 点的速度方向与水平方向的夹角为α,CD 斜面的倾角为θ,那么有tanα=v y v 0,tan θ=y x =v y2tv 0t =v y2v 0,那么得tan α=2tan θ,θ一定,那么α一定,那么知运发动在F 点的速度方向与从C 点飞出时的速度大小无关,故A 正确;将运发动的运动分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向,那么知垂直斜面方向上先做匀减速直线运动(类似于竖直上抛运动),当运动到E 点,垂直斜面方向上的速度减为零,然后做匀加速直线运动,根据运动的对称性,知时间相等,t CE ∶t EF =1∶1,故B 正确;在沿斜面方向上做匀加速直线运动,根据匀加速直线运动规律知,初速度为零时,在连续相等时间内的位移为1∶3,又因为沿斜面方向上的初速度不为零,那么相等时间内的水平位移之比大于1∶3,可能等于1∶2,故D 正确,C 错误.11.(2021·宁波市3月选考)如图8所示,以10 3 m/s 的水平初速度v 0抛出的物体,飞行一段时间后,撞在倾角为30°的斜面上时,速度方向与斜面成60°角,这段飞行所用的时间为(g取10 m/s2)( )图8A.1 s B.2 s C.3 s D.6 s答案 A解析由速度关系v y=v0tan 60°=10 m/s,又由v y=gt可知t=1 s,故A正确.考点四 平抛运动的临界问题1.确定运动性质——平抛运动.2.确定临界状态,一般用极限法分析,即把平抛运动的初速度增大或减小,使临界状态呈现出来.3.确定临界状态的运动轨迹,并画出轨迹示意图,画示意图可以使抽象的物理情景变得直观,更可以使有些隐藏于问题深处的条件暴露出来.例3 某同学将小球从P 点水平抛向固定在水平地面上的圆柱形桶,小球沿着桶的直径方向恰好从桶的左侧上边沿进入桶内并打在桶的底角,如图9所示,P 点到桶左边沿的水平距离s =0.80 m ,桶的高度h 0=0.45 m ,直径d =0.20 m ,桶底和桶壁的厚度不计,不计空气阻力,取重力加速度g =10 m/s 2,那么( )图9A .P 点离地面的高度为2.5 mB .P 点离地面的高度为1.25 mC .小球抛出时的速度大小为1.0 m/sD .小球经过桶的左侧上边沿时的速度大小为2.0 m/s 答案 B解析 设小球从P 点运动到桶左侧上边沿的时间为t 1,从P 点运动到桶的底角的总时间为t 2 从P 点运动到桶左侧上边沿过程中有:h 1-h 0=12gt 12① s =v 0t 1②从P 点运动到桶的底角过程中有:h 1=12gt 22③由几何知识有s +d =v 0t 2④由①②③④式并代入数据可得:h 1=1.25 m ,v 0=2.0 m/s设小球运动到桶的左侧上边沿时速度大小为v 1,与水平方向的夹角为θ,由平抛运动的规律有:竖直方向的速度:v ⊥=gt 1⑤ 此时小球的速度:v 1=v ⊥2+v 02⑥tan θ=v ⊥v 0⑦ 联立解得v 1=2 5 m/s ,tan θ=2.12.如图10所示,B 为竖直圆轨道的左端点,它和圆心O 的连线与竖直方向的夹角为α.一小球在圆轨道左侧的A 点以速度v 0平抛,恰好沿B 点的切线方向进入圆轨道.重力加速度为g ,不计空气阻力,那么A 、B 之间的水平距离为( )图10A.v 02tan αgB.2v 02tan αgC.v 02g tan αD.2v 02g tan α答案 A解析 由小球恰好沿B 点的切线方向进入圆轨道可知小球在B 点时的速度方向与水平方向夹角为α.由tan α=gt v 0,x =v 0t ,联立解得AB 之间的水平距离为x =v 02tan αg,选项A 正确.专题强化练1.(2021·宁波市期末)如图1所示,某同学让带有水的伞绕伞柄旋转,可以看到伞面上的水滴沿伞边水平飞出,假设不考虑空气阻力,水滴飞出后做的运动是( )图1A .匀速直线运动B .平抛运动C .自由落体运动D .圆周运动 答案 B2.如图2所示,一辆汽车沿着弯曲的水平公路行驶,依次通过公路上的abcde 各位置,其中汽车速度方向与它在e 位置的速度方向大致一样的是( )图2A.位置a B.位置bC.位置c D.位置d答案 A解析a、b、c、d、e各点的速度方向为该点的切线方向,所以a和e的切线方向都是偏向左下的,速度方向大致一样.3.如图3,乒乓球从斜面上滚下,它以一定的速度沿直线运动,在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,那么关于乒乓球的运动,以下说法中正确的选项是( )图3A.乒乓球将保持原有的速度继续前进B.乒乓球将偏离原有的运动路径,但不进入纸筒C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒D.只有用力吹气,乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒答案 B解析当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒.4.一轮船以一定的速度垂直河岸向对岸行驶,当河水流速均匀时,轮船所通过的路程、过河所用的时间与水流速度的正确关系是( )A.水速越大,路程和时间都不变B.水速越大,路程越长,时间不变C.水速越大,路程越长,时间越长D.水速越大,路程越长,时间越短答案 B解析运用运动分解的思想,求过河时间只分析垂直河岸的速度,当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸行驶,即垂直河岸的速度不变,过河所用的时间不变,与水速无关;水越越大,由平行四边形定那么知,轮船的合速度越大,轮船所通过的路程越长,故A、C、D错误,B正确.5.(2021·温州市期末)公园里,经常可以看到大人和小孩都喜欢玩的一种游戏——“套圈〞,如图4所示是“套圈〞游戏的场景.某小孩和大人分别水平抛出圆环,大人抛出的圆环时运动高度大于小孩抛出时的高度,结果恰好都套中前方同一物体,假设圆环的水平位移一样.如果不计空气阻力,圆环的运动可以视为平抛运动,那么以下说法正确的选项是( )图4A.大人和小孩抛出的圆环发生的位移相等B.大人抛出圆环的加速度小于小孩抛出圆环的加速度C.大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间相等D.大人抛出圆环的初速度小于小孩抛出圆环的初速度答案 D解析大人和小孩抛出的圆环发生的水平位移相等,竖直位移不同,所以大人和小孩抛出的圆环发生的位移不相等,故A错误;圆环做平抛运动,加速度a=g,所以大人、小孩抛出的圆环的加速度相等,故B错误;平抛运动的时间由下落高度决定,可知大人抛出的圆环运动时间较长,故C错误;大人抛出的圆环运动时间较长,如果要让大人与小孩抛出的圆环的水平位移相等,那么大人要以较小的初速度抛出圆环,故D正确.6.(2021·嘉兴市期末)某同学对着墙壁练习打网球,假定球在墙面上以20 m/s的速度沿水平方向反弹,球在墙面上反弹点的高度在1.25 m至1.80 m之间,忽略空气阻力,那么球反弹后到第一次落地(g取10 m/s2)( )A.飞行的最短时间为0.6 sB.飞行的最长时间为1.1 sC.最远水平距离为10 mD.最大位移将超过12 m答案 D7.飞镖运动于15世纪兴起于英格兰,20世纪初成为流行甚广的日常休闲活动.如图5所示,某同学在离墙一定距离的O点,将飞镖水平掷出,飞镖插在墙壁的靶上且与墙壁的夹角为θ,不计空气阻力的影响,那么以下说法正确的选项是( )图5A .飞镖的质量越大,θ角越大B .飞镖的初速度越大,θ角越大C .飞镖离墙的距离越大,θ角越大D .飞镖离墙的距离越大,θ角不变 答案 B解析 设飞镖与墙的距离为d ,那么飞镖运动的时间t =dv 0,竖直方向速度v y =gt =dg v 0,tan θ=v 0v y =v 02dg,所以v 0越大,θ角越大;d 越大,θ角越小,B 项正确. 8.(2021·金华市十校期末)如图6所示,在一次海上救援行动中,直升机用悬索系住伤员,直升机和伤员一起在水平方向以v 1=8 m/s 的速度匀速运动,同时悬索将伤员在竖直方向以v 2=6 m/s 的速度匀速上拉,那么伤员实际运动速度v 的大小是( )图6A .6 m/sB .8 m/sC .10 m/sD .14 m/s答案 C解析 由速度的合成知,实际速度v =v 12+v 22=10 m/s.9.(2021·湖州、衢州、丽水高三期末)如图7为利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置.圆柱形饮料瓶的底面积为S ,每秒钟瓶中水位下降Δh ,形成的局部水柱末端P 离出水口的水平距离为x 时,竖直距离为h ,重力加速度为g ,那么(所有物理量均用国际单位)( )图7A .为防止漏水,A 处口子应该堵住B .为保证水柱稳定,瓶中的水应少一些C .出水口的截面积数值大小约为S Δh x2h gD .出水口的截面积数值大小约为S Δhg答案 C解析 左侧竖直管上端与空气相通,A 处水的压强始终等于大气压,不受瓶内水面上下的影响,因此,在水面降到A 处以前的一段时间内,可以得到稳定的细水柱,故A 、B 错误;根据题意可知水流离开管口做平抛运动,设初速度为v ,竖直方向下落的时间为:t =2hg,那么有:v =x t =xg2h,圆柱形饮料瓶的底面积为S ,每秒钟瓶中水位下降Δh ,那么有:S Δh =vS ′,解得出水口的截面积数值大小约为S Δh x2hg,故C 正确,D 错误.10.模拟飞机投弹游戏中,从飞机上水平抛出物块击中斜面上的某一个点,如图8所示,AB =BC =CD ,不计空气阻力.方式一:假设飞机盘旋在A 点的正上方某一不变的位置以不同的初速度v 1、v 2抛出两个物块,分别击中斜面上的B 点与C 点.方式二:假设飞机匀速运动,每隔一样的时间放下一个物块,前两个物块分别落在了B 、C 点,那么( )图8A .方式一,v 1∶v 2=1∶2B .方式二,第三个物块恰好落在D 点C .方式二,第三个物块落在C 、D 之间 D .方式二,第三个物块落在水平面上 答案 C11.如图9所示,球网高出桌面H ,网到左、右桌边缘的距离为L .某人在乒乓球训练中,从左侧L2处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘.设乒乓球的运动为平抛运动.那么( )图9A .击球点的高度与网高度之比为2∶1B .乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2∶1C .乒乓球过网时与落到桌边缘时竖直方向速率之比为1∶2D .乒乓球在网左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2 答案 D解析 根据平抛运动规律,乒乓球在网左、右两侧运动时间之比为1∶2,由Δv =g Δt 可得,乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2,选项D 正确,B 错误.由y =12gt 2可得击球点的高度与网高度之比为9∶8,乒乓球过网时与落到桌边缘时竖直方向速率之比为1∶3,选项A 、C 错误.12.如图10所示,一长为2L 的木板,倾斜放置,倾角为45°,今有一弹性小球,从与木板上端等高的某处自由释放,小球落到木板上反弹时,速度大小不变,碰撞前后,速度方向与木板夹角相等,欲使小球一次碰撞后恰好落到木板下端,那么小球释放点距木板上端的水平距离为(不计空气阻力)( )图10A.12LB.13LC.14LD.15L 答案 D解析 由于小球释放位置与木板上端等高,设小球释放位置距木板上端的水平距离为x ,小球与木板碰撞前有v 2=2gx ,小球与木板碰撞后做平抛运动,那么水平方向上有L -x =vt ,竖直方向上有L -x =12gt 2,由以上三式联立解得x =15L ,故D 正确.13.(2021·温州市九校联盟期末)如图11所示,倾角θ=30°的斜面AB ,在斜面顶端B 向左水平抛出小球1、同时在底端A 正上方某高度处水平向右抛出小球2,小球1、2同时落在P 点,P 点为斜边AB 的中点,不计空气阻力,那么( )图11A .小球2 一定垂直撞在斜面上B .小球1、2的初速度可以不相等C .小球1落在P 点时与斜面的夹角为30°D .改变小球1的初速度,小球1落在斜面上的速度方向都平行 答案 D解析 两个小球同时做平抛运动,又同时落在P 点,说明运动时间一样,水平位移大小相等,由x =v 0t 知初速度相等.小球1落在斜面上时,有 tan θ=12gt 2v0t =gt2v 0小球2落在斜面上的速度与竖直方向的夹角的正切值tan α=v 0gt =12tan θ,α≠θ,所以小球2没有垂直撞在斜面上,故A 、B 错误.小球1落在P 点时速度与水平方向的夹角的正切值tan β=gt v 0=2tan θ=233<3,β<60°,所以小球1落在P 点时与斜面的夹角小于30°,故C 错误.改变小球1的初速度,根据tan β=2tan θ知,小球1落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角一样,相互平行,故D 正确.14.俄罗斯苏-34轰炸机对叙利亚的两个恐惧分子车队进展了打击,消灭了40辆油罐汽车.如图12所示的一辆油罐汽车被准确击中.假设飞机投弹时正在距地面180 m 高度以速度80 m/s 沿水平方向匀速飞行(炸弹离开飞机时相对飞机的初速度为零),而该车当时正在飞机正前方下的平直公路上以20 m/s 的速度匀速前进(运动方向与飞机的飞行方向一样),不计空气阻力.(取g =10 m/s 2)求:图12(1)炸弹从被投出到落地的时间; (2)炸弹刚落地时的速度大小;(3)飞机是从距油罐汽车水平距离多远时开场投弹的. 答案 (1)6 s (2)100 m/s (3)360 m解析 (1)根据h =12gt 2得,炸弹抛出到落地的时间t =2h g=2×18010s =6 s. (2)炸弹落地时的竖直分速度v y =gt =10×6 m/s=60 m/s.根据平行四边形定那么知,落地时的速度大小v =v x 2+v y 2=802+602m/s =100 m/s. (3)炸弹的水平位移x 1=v x t =80×6 m=480 m ,油罐汽车的位移x 2=v ′t =20×6 m=120 m ,那么Δx =x 1-x 2=480 m -120 m =360 m.15.如图13所示,水平台面AB 距地面的高度h =0.8 m .有一滑块从A 点以v 0=6 m/s 的初速度在台面上自由滑行,滑块与平台间的动摩擦因数μB 点后垂直于平台边缘水平飞出.x AB =2.2 m ,不计空气阻力,g 取10 m/s 2.求:图13(1)滑块从B 点飞出时的速度大小; (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离. 答案 (1)5 m/s (2)2 m解析 滑块在平台上做匀减速直线运动的加速度大小为a =F f m=μg =2.5 m/s 2(1)由v B 2-v 02=-2ax AB , 得v B =5 m/s(2)滑块从B 点飞出后做平抛运动,竖直方向,h =12gt 2水平方向,x =v B t 解得x =2 m故滑块落地点到平台边缘的水平距离为2 m.。
高中物理复习资料
高中物理复习资料精选高中物理复习资料高中物理专题复习资料专题复习(一)第一专题力与运动(1)知识梳理一、考点回顾1.物体怎么运动,取决于它的初始状态和受力情况。
牛顿运动定律揭示了力和运动的关系,关系如下表所示:2.力是物体运动状态变化的原因,反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。
从物体的受力情况去推断物体运动情况,或从物体运动情况去推断物体的受力情况,是动力学的两大基本问题。
3.处理动力学问题的一般思路和步骤是:①领会问题的情景,在问题给出的信息中,提取有用信息,构建出正确的物理模型;②合理选择研究对象;③分析研究对象的受力情况和运动情况;④正确建立坐标系;⑤运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解。
4.在分析具体问题时,要根据具体情况灵活运用隔离法和整体法,要善于捕捉隐含条件,要重视临界状态分析。
二、经典例题剖析1.长L的轻绳一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球在竖直平面内作圆周运动,小球通过最低点和最高点时所受的绳拉力分别为T1和T2(速度分别为v0和v)。
求证:(1)T1-T2=6mg(2)v0≥gL证明:(1)由牛顿第二定律,在最低点和最高点分别有:T1-mg=mv0/L22 2T2+mg=mv/L 2 由机械能守恒得:mv0/2=mv/2+mg2L以上方程联立解得:T1-T2=6mg(2)由于绳拉力T2≥0,由T2+mg=mv/L可得v≥gL代入mv0/2=mv/2+mg2L得:v0≥gL点评:质点在竖直面内的圆周运动的问题是牛顿定律与机械能守恒应用的综合题。
加之小球通过最高点有极值限制。
这就构成了主要考查点。
2.质量为M的楔形木块静置在水平面上,其倾角为α的斜面上,一质量为m的物体正以加速度a下滑。
求水平面对楔形木块的弹力N 和摩擦力f。
222解析:首先以物体为研究对象,建立牛顿定律方程:N1‘=mgcosα mgsinα-f1’=ma,得:f1‘=m(gsinα-a)由牛顿第三定律,物体楔形木块有N1=N1’,f1=f1‘然后以楔形木块为研究对象,建立平衡方程:N=mg+N1cosα+f1sinα=Mg+mgcosα+mgsinα-masinα=(M+m)g-masinα 22f=N1sinα-f1cosα=mgcosαsinα-m(gsinα-a)cosα=macosα点评:质点在直线运动问题中应用牛顿定律,高考热点是物体沿斜面的运动和运动形式发生变化两类问题。
安徽物理《高考专题》(二轮)复习课件:专题一 第1讲力与物体的平衡
物体A、B用细绳连接后跨过滑轮,A静止在倾角为45°的斜面上。
已知mA=2mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°增大到50°, 系统保持静止。下列说法正确的是 A.细绳对A的拉力将增大 B.A对斜面的压力将减小 C.A受到的静摩擦力不变 D.A受到的合力将增大 ( )
【解题探究】
(1)请画出物体A、B的受力分析图。 提示:
2.(2012·新课标全国卷)如图,一小球放置在木板与竖直墙面
之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。 以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置 开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中 A.N1始终减小,N2始终增大 B.N1始终减小,N2始终减小 C.N1先增大后减小,N2始终减小 ( )
上;当θ=30°时,物体A受到的静摩擦力为零;当15°≤θ<30°
时,物体A受到的静摩擦力方向沿斜面向下 ,故当θ从45°减小 到15°的过程中,物体A受到的静摩擦力先减小后增大。
【总结提升】
受力分析的基本步骤
(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是 单个物体,也可以是多个物体组成的系统。 (2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进 而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用。 (3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力物体上,准确 标出力的方向,标明各力的符号。
一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静 止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和 F2(F2>0)。由此可求出 A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 ( )
D.物块对斜面的正压力
【解析】选C。设物块质量为m,斜面的倾角为θ,最大静摩擦力 为fm,对物块受力分析,根据物块的平衡条件建立方程,外力F最
专题一 力与运动 (2)——2023届高考物理大单元二轮复习练重点
专题一力与运动(2)——2023届高考物理大单元二轮复习练重点【新课标全国卷】1.如图所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面3 m高的吊环,他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动,小朋友抛球时手离地面1.2 m,当他在离吊环的水平距离为2 m时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直向上抛出的速度是(g取2)( )10m/sA.1.8 m/sB.3.2 m/sC.6.8 m/sD.3.6 m/s2.如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,推力F 与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示,以下说法正确的是( )A.0~2 s,物体受到的摩擦力大于推力B.0~6 s,物体受到的摩擦力大小为2 NC.2~4 s,物体的加速度大小为2D.物体的质量为0.5 kg1m/s3.每个人都有一个飞行梦,现在钢铁侠的梦想已能成为现实。
2020年中国深圳光启公司的马丁飞行背包接受预定,交付期一年。
消防员利用马丁飞行背包在某次高楼火灾观测时,从地面开始竖直飞行的v t-图像如图所示,下列说法正确的是( )A.消防员上升的最大高度为10 mB.消防员在2~6 s内正处于上升阶段C.消防员在8~10 s内处于超重状态D.消防员在8~16 s内的平均速度大小为3 m/s4.我国“蛟龙号”载人潜水器进行下潜试验,从水面开始竖直下潜,最后返回水面,其v t-图像如图所示,则下列说法正确的是( )A.0~4 min和6~10 min两时间段平均速度大小相等B.全过程中的最大加速度为20.025m/sC.3~4 min和6~8 min加速度方向相反D.本次下潜的最大深度为6 m5.如图所示,光滑斜面的倾角为θ,A球质量为2m B、球质量为m,图甲中A、B两球、两球用轻质杆相连,挡板C与斜面垂直,轻弹簧、轻杆用轻弹簧相连,图乙中A B均与斜面平行,在系统静止时,突然撤去挡板的瞬间有( )gθ B.图甲中B球的加速度为0A.图甲中A球的加速度为singθC.图乙中A B、两球的加速度均为sin 、两球的加速度均为0 D.图乙中A B6.如图所示,一个质量为m的均匀光滑球放在倾角30θ=︒的斜面上,并被斜面上一个竖直挡板挡住,处于平衡状态,则( )B.球对斜面的压力大小为2mg7.如图所示,倾斜固定的长木板A上放置一个内壁光滑的半球形凹槽B,凹槽中放有小球C,整个装置处于静止状态。
高考物理一轮复习 专题1.1 运动的描述教学案-人教版高三全册物理教学案
1.1 运动的描述1.认识在哪些情况下可以把物体看成质点的,知道不引入参考系就无法确定质点的位置和运动.2.理解位移、速度和加速度。
3.在研究物理问题过程中构建物理模型,再现物理情景.4.对参考系、质点只作Ⅰ级要求,对位移、速度和加速度那么作Ⅱ级要求(1)热点预测:近年对直线运动单独命题逐渐增多,因为直线运动毕竟是基础运动形式,所以是永恒的热点。
预计以后的高考对本专题内容的考查仍将以图象问题和运动学规律的应用为主,题型延续选择题的形式,分值约为6分。
(2)趋势分析:将会越来越突出地考查运动规律和运动图象在实际生活中的应用,在高考复习中应予以高度关注。
一对质点、参考系和位移的理解1.质点(1)用来代替物体有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略,就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在.2.参考系(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的.(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地球为参考系.3.位移(1)定义:表示质点的位置变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段.(2)与路程的区别:位移是矢量,路程是标量.只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程.抓住“三点〞理解质点、参考系和位移1.质点的模型化:建立模型.一是要明确题目中需要研究的问题;二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题是否有影响.2.运动的相对性:选取不同的参考系,对同一运动的描述一般是不同的.3.位移的矢量性:一是位移只与初末位置有关;二是位移方向由初位置指向末位置. 二 速度 平均速度和瞬时速度 1.速度(1)物理意义:描述物体运动快慢和方向的物理量,是状态量. (2)定义式:v =ΔxΔt.(3)决定因素:v 的大小由v 0、a 、Δt 决定. (4)方向:与位移同向,即物体运动的方向. 2.平均速度(1)在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即v =ΔxΔt,其方向与位移的方向相同.(2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段位移相对应.3.瞬时速度(1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧,是矢量.瞬时速度的大小叫速率,是标量.(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt →0时的平均速度,与某一时刻或某一位置相对应.(3)平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系. 用极限思想理解两种速度关系 1.两种速度的关系(1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等. 2.关于用平均速度法求瞬时速度(1)方法概述:由平均速度公式v =ΔxΔt 可知,当Δx 、Δt 都非常小,趋向于极限时,这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.(2)选用思路:当物体在微小时间Δt 内发生的微小位移Δx 时,可由v =ΔxΔt 粗略地求出物体在该位置的瞬时速度.三 加速度与速度及速度变化量的关系 1.速度变化量(1)物理意义:描述物体速度改变的物理量,是过程量. (2)定义式:Δv =v -v 0.(3)决定因素:Δv 由v 与v 0进行矢量运算得到,由Δv =a Δt 知Δv 由a 与Δt 决定. (4)方向:由Δv 或a 的方向决定. 2.加速度(1)物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量. (2)定义式:a =Δv Δt =v -v 0Δt.(3)决定因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定,而是由F m来决定.(4)方向:与Δv 的方向一致,由合外力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关. 对速度与加速度关系的三点提醒1.速度的大小与加速度的大小没有必然联系.2.速度变化量与加速度没有必然的联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定.3.物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度的方向关系,而不是看加速度的变化情况.加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢.高频考点一 对质点和参考系的理解 1.对质点的理解科学抽象质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的可看做质点的条件一个物体能否被看做质点,要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素.假设是次要因素,即使物体很大,也能看做质点;相反,假设是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点质点与几何“点〞质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只忽略了物体的大小和形状;几何中的“点〞仅仅表示空间中的某一位置[特别提醒]物体可视为质点主要有以下三种情形(1)物体各部分的运动情况都相同时;(2)当问题所涉及的空间位移远远大于物体本身的大小时,通常物体自身的大小忽略不计,可以看做质点;(3)物体有转动,但转动对所研究的问题影响很小(如研究小球从斜面上滚下的运动).2.参考系的选取原那么选取参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原那么.(1)根据研究对象和研究对象所在的系统来决定.例如研究地球公转的运动情况,一般选太阳作为参考系.(2)研究地面上物体的运动时,通常选地面或相对地面静止的物体作为参考系.如不特别说明,一般是以地球作为参考系.(3)当比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.例1、在“金星凌日〞的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,这种天文现象称为“金星凌日〞,如图2所示.下面说法正确的选项是( )图2A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日〞时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的答案 D解析金星通过太阳和地球之间时,我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用,所以观测“金星凌日〞不能将太阳看成质点,选项B错误;金星绕太阳一周,起点与终点重合,位移为零,选项C错误;金星相对于太阳的空间位置发生了变化,所以以太阳为参考系,金星是运动的,选项D正确。
高考物理一轮复习考点归纳复习专题
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!高考一轮复习知识考点归纳专题01 运动的描述、匀变速直线运动目录第一节描述运动的基本概念 (2)【基本概念、规律】 (2)【重要考点归纳总结】 (2)考点一对质点模型的理解 (2)考点二平均速度和瞬时速度 (3)考点三速度、速度变化量和加速度的关系 (3)【思想方法与技巧】 (3)第二节匀变速直线运动的规律及应用 (4)【基本概念、规律】 (4)【重要考点归纳】 (5)考点一匀变速直线运动基本公式的应用 (5)考点二匀变速直线运动推论的应用 (5)考点三自由落体运动和竖直上抛运动 (5)【思想方法与技巧】 (6)第三节运动图象追及、相遇问题 (6)【基本概念、规律】 (6)【重要考点归纳】 (7)考点一运动图象的理解及应用 (7)考点二追及与相遇问题 (7)【思想方法与技巧】 (8)方法技巧——用图象法解决追及相遇问题 (8)巧解直线运动六法 (8)实验一研究匀变速直线运动 (9)第一节 描述运动的基本概念【基本概念、规律】一、质点、参考系1.质点:用来代替物体的有质量的点.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.通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动.二、位移和速度 1.位移和路程(1)位移:描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量. (2)路程是物体运动路径的长度,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发生这段位移所用时间的比值,即v =xt,是矢量. (2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量. 3.速率和平均速率(1)速率:瞬时速度的大小,是标量.(2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 三、加速度1.定义式:a =ΔvΔt ;单位是m/s 2.2.物理意义:描述速度变化的快慢.3.方向:与速度变化的方向相同. 【重要考点归纳总结】 考点一 对质点模型的理解1.质点是一种理想化的物理模型,实际并不存在.2.物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小来判断. 3.物体可被看做质点主要有三种情况: (1)多数情况下,平动的物体可看做质点.(2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时,可以看做质点. (3)有转动但转动可以忽略时,可把物体看做质点.考点二 平均速度和瞬时速度1.平均速度与瞬时速度的区别平均速度与位移和时间有关,表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度;瞬时速度与位置或时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度.2.平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等. 考点三 速度、速度变化量和加速度的关系 1.速度、速度变化量和加速度的比较2.物体加、减速的判定(1)当a 与v 同向或夹角为锐角时,物体加速. (2)当a 与v 垂直时,物体速度大小不变. (3)当a 与v 反向或夹角为钝角时,物体减速 【思想方法与技巧】物理思想——用极限法求瞬时物理量1.极限法:如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程,且这些小过程的变化是单一的.那么,选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析,其结果必然包含了所要讨论的物理过程,从而能使求解过程简单、直观,这就是极限思想方法.极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况. 2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 (1)公式v =ΔxΔt 中当Δt →0时v 是瞬时速度.(2)公式a =ΔvΔt中当Δt →0时a 是瞬时加速度.第二节 匀变速直线运动的规律及应用【基本概念、规律】一、匀变速直线运动的基本规律 1.速度与时间的关系式:v =v 0+at . 2.位移与时间的关系式:x =v 0t +12at 2.3.位移与速度的关系式:v 2-v 20=2ax . 二、匀变速直线运动的推论 1.平均速度公式:v =v t 2=v 0+v2. 2.位移差公式:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2. 可以推广到x m -x n =(m -n )aT 2. 3.初速度为零的匀加速直线运动比例式 (1)1T 末,2T 末,3T 末……瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . (2)1T 内,2T 内,3T 内……位移之比为: x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内,第二个T 内,第三个T 内……位移之比为: x ∶∶x ∶∶x ∶∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1). (4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1). 三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律 1.自由落体运动规律 (1)速度公式:v =gt . (2)位移公式:h =12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2=2gh . 2.竖直上抛运动规律 (1)速度公式:v =v 0-gt . (2)位移公式:h =v 0t -12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2-v 20=-2gh . (4)上升的最大高度:h =v 202g .(5)上升到最大高度用时:t =v 0g.【重要考点归纳】考点一 匀变速直线运动基本公式的应用1.速度时间公式v =v 0+at 、位移时间公式x =v 0t +12at 2、位移速度公式v 2-v 20=2ax ,是匀变速直线运动的三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.2.匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般规定初速度的方向为正方向,当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向.3.求解匀变速直线运动的一般步骤画过程分析图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→解方程并讨论4.应注意的问题∶如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带. ∶对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零.求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解.∶物体先做匀减速直线运动,速度减为零后又反向做匀加速直线运动,全程加速度不变,可以将全程看做匀减速直线运动,应用基本公式求解.考点二 匀变速直线运动推论的应用1.推论公式主要是指:∶v =v t 2=v 0+v t 2,∶Δx =aT 2,∶∶式都是矢量式,在应用时要注意v 0与v t 、Δx与a 的方向关系.2.∶式常与x =v ·t 结合使用,而∶式中T 表示等时间隔,而不是运动时间. 考点三 自由落体运动和竖直上抛运动1.自由落体运动为初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动. 2.竖直上抛运动的重要特性 (1)对称性 ∶时间对称物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理t AB =t BA .∶速度对称物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等. (2)多解性当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成双解,在解决问题时要注意这个特点.3.竖直上抛运动的研究方法分段法下降过程:自由落体运动【思想方法与技巧】物理思想——用转换法求解多个物体的运动在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时,应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度,就会使问题清晰、简捷.通常主要涉及以下两种转化形式:(1)将多体转化为单体:研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时,可用一个物体的运动取代多个物体的运动.(2)将线状物体的运动转化为质点运动:长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题.如求列车通过某个路标的时间,可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间.第三节运动图象追及、相遇问题【基本概念、规律】一、匀变速直线运动的图象1.直线运动的x-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体速度的大小,斜率正负表示物体速度的方向.2.直线运动的v-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的速度随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体加速度的大小,斜率正负表示物体加速度的方向.(3)“面积”的意义∶图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小.∶若面积在时间轴的上方,表示位移方向为正方向;若面积在时间轴的下方,表示位移方向为负方向.二、追及和相遇问题1.两类追及问题(1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定不小于前者速度.(2)若追不上前者,则当后者速度与前者相等时,两者相距最近.2.两类相遇问题(1)同向运动的两物体追及即相遇.(2)相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇.【重要考点归纳】考点一运动图象的理解及应用1.对运动图象的理解(1)无论是x-t图象还是v-t图象都只能描述直线运动.(2)x-t图象和v-t图象都不表示物体运动的轨迹.(3)x-t图象和v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定.2.应用运动图象解题“六看”考点二1.分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”.(1)一个临界条件:速度相等.它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断问题的切入点.(2)两个等量关系:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口.2.能否追上的判断方法(1)做匀速直线运动的物体B追赶从静止开始做匀加速直线运动的物体A:开始时,两个物体相距x0.若v A=v B时,x A+x0<x B,则能追上;若v A=v B时,x A+x0=x B,则恰好不相撞;若v A=v B时,x A+x0>x B,则不能追上.(2)数学判别式法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇.3.注意三类追及相遇情况(1)若被追赶的物体做匀减速运动,一定要判断是运动中被追上还是停止运动后被追上.(2)若追赶者先做加速运动后做匀速运动,一定要判断是在加速过程中追上还是匀速过程中追上.(3)判断是否追尾,是比较后面减速运动的物体与前面物体的速度相等的位置关系,而不是比较减速到0时的位置关系.4.解题思路分析物体运动过程→画运动示意图→找两物体位移关系→列位移方程(2)解题技巧∶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.∶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,它们往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件. 【思想方法与技巧】方法技巧——用图象法解决追及相遇问题(1)两个做匀减速直线运动物体的追及相遇问题,过程较为复杂.如果两物体的加速度没有给出具体的数值,并且两个加速度的大小也不相同,如果用公式法,运算量比较大,且过程不够直观,若应用v -t 图象进行讨论,则会使问题简化.(2)根据物体在不同阶段的运动过程,利用图象的斜率、面积、交点等含义分别画出相应图象,以便直观地得到结论.巧解直线运动六法在解决直线运动的某些问题时,如果用常规解法——一般公式法,解答繁琐且易出错,如果从另外角度入手,能够使问题得到快速、简捷解答.下面便介绍几种处理直线运动的巧法.一、平均速度法在匀变速直线运动中,物体在时间t 内的平均速度等于物体在这段时间内的初速度v 0与末速度v 的平均值,也等于物体在t 时间内中间时刻的瞬时速度,即v =x t =v 0+v 2=v t 2.如果将这两个推论加以利用,可以使某些问题的求解更为简捷.二、逐差法匀变速直线运动中,在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒量,即Δx =x n +1-x n =aT 2,一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔,应优先考虑用Δx =aT 2求解.三、比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的相关比例关系求解.四、逆向思维法把运动过程的末态作为初态的反向研究问题的方法.一般用于末态已知的情况. 五、相对运动法以系统中的一个物体为参考系研究另一个物体运动情况的方法.六、图象法应用v-t图象,可把较复杂的问题转变为较简单的数学问题解决.尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速找出答案.实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1.练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动情况.2.会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度.3.利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的v-t图象,根据图象求加速度.二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.三、实验步骤1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面.实验装置见上图,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次.4.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、…,测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中.位置编号012345t/sx/mv/(m·s-1)5.计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3、….6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中.7.增减所挂钩码数,再做两次实验. 四、注意事项1.纸带、细绳要和长木板平行.2.释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置.3.实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带.一、数据处理1.匀变速直线运动的判断:(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T 内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、…,若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=…则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx =aT 2.(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度,作出物体运动的v -t 图象.若v -t 图线是一条倾斜的直线,则说明物体的速度随时间均匀变化,即做匀变速直线运动.2.求速度的方法:根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度v n =x n +x n +12T .3.求加速度的两种方法:(1)逐差法:即根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT 2(T 为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2,再算出a 1、a 2、a 3的平均值 a =a 1+a 2+a 33=13×⎝⎛⎭⎫x 4-x 13T 2+x 5-x 23T 2+x 6-x 33T 2=x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 39T 2,即为物体的加速度.(2)图象法:以打某计数点时为计时起点,利用v n =x n +x n +12T 求出打各点时的瞬时速度,描点得v -t 图象,图象的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度.二、误差分析1.纸带上计数点间距测量有偶然误差,故要多测几组数据,以尽量减小误差.2.纸带运动时摩擦不均匀,打点不稳定引起测量误差,所以安装时纸带、细绳要与长木板平行,同时选择符合要求的交流电源的电压及频率.3.用作图法作出的v -t 图象并不是一条直线.为此在描点时最好用坐标纸,在纵、横轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点.4.在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地,小车与滑轮碰撞. 5.选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部分,适当选取计数点.6.在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏,而导致误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条平滑曲线,让各点尽量落到这条曲线上,落不到曲线上的各点应均匀分布在曲线的两侧.精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!2020年高考一轮复习知识考点归纳专题02 相互作用目录第一节重力弹力摩擦力 (2)【基本概念、规律】 (2)【重要考点归纳】 (3)考点一弹力的分析与计算 (3)考点二摩擦力的分析与计算 (3)考点三摩擦力突变问题的分析 (4)【思想方法与技巧】 (4)物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型 (4)第二节力的合成与分解 (5)【基本概念、规律】 (5)【重要考点归纳】 (6)考点一共点力的合成 (6)考点二力的两种分解方法 (6)【思想方法与技巧】 (7)方法技巧——辅助图法巧解力的合成和分解问题 (7)第三节受力分析共点力的平衡 (7)【基本概念、规律】 (7)【重要考点归纳】 (8)考点一物体的受力分析 (8)考点二解决平衡问题的常用方法 (9)考点三图解法分析动态平衡问题 (9)考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用 (9)【思想方法与技巧】 (10)求解平衡问题的四种特殊方法 (10)实验二探究弹力和弹簧伸长的关系 (10)实验三验证力的平行四边形定则 (12)第一节重力弹力摩擦力【基本概念、规律】一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.3.方向:与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.表达式:F=kx.(1)k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.(2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【重要考点归纳】考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧:(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1.当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2.常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.【思想方法与技巧】物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型柔软,只能发生微小形既可伸长,也可压缩,弹簧与橡皮筋的弹力特点:(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.第二节力的合成与分解【基本概念、规律】一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系.2.力的合成:求几个力的合力的过程.3.力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1.概念:求一个力的分力的过程.2.遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则.3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解.(2)正交分解.三、矢量和标量1.矢量既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则.2.标量只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.【重要考点归纳】考点一共点力的合成1.共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 3.几种特殊情况下力的合成(1)两分力F 1、F 2互相垂直时(如图甲所示):F 合=F 21+F 22,tan θ=F 2F1.甲 乙(2)两分力大小相等时,即F 1=F 2=F 时(如图乙所示): F 合=2Fcos θ2.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,可得F 合=F.解答共点力的合成时应注意的问题(1)合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系:合力与分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定势.(2)三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差.考点二 力的两种分解方法1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形; (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小. 2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力作用F 1、F 2、F 3…,求合力F 时,可把各力沿相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力:。
新教材2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题一力与运动第1讲力与物体的平衡课件
3.长沙某景区挂出32个灯笼(相邻两个灯笼由轻绳连接),依次贴上“高 举中国特色社会主义旗帜,为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”, 从高到低依次标为1、2、3、…、32.在无风状态下,32个灯笼处于静止状 态,简化图如图所示.与灯笼“斗”右侧相连的轻绳处于水平状态,已知 每一个灯笼的质量m=0.5 kg,重力加速度g=10 m/s2,悬挂灯笼的轻绳最 大承受力Tm=320 N,最左端连接的轻绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法正 确的是( )
小球c,使三个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角保
持为θ=30°,则F的最小值为( )
A.1.5mg
B.1.8mg
C.2.1mg
D.2.4mg
答案:A
解析:取整体为研究对象,当F垂直于Oa时,F最小,根据几何关系可得,拉 力的最小值F=3mg sin 30°=1.5mg,故选A.
例 4 [2023·陕西省汉中市联考] 在吊运表面平整的重型板材(混凝土预制板、厚钢板)时,如因吊绳 无处钩挂而遇到困难,可用一根钢丝绳将板拦腰捆起(不必捆的很紧), 用两个吊钩勾住绳圈长边的中点起吊(如图所示),若钢丝绳与板材之 间的动摩擦因数为μ,为了满足安全起吊(不考虑钢丝绳断裂),需要满 足的条件是( ) A.tan α>μ B.tan α<μ C.sin α>μ D.sin α<μ
答案:A
情境2 悬索桥——科学态度与责任
[典例2] [2023·江苏省无锡市测试]图a是一种大跨度悬索桥梁,图b
为悬索桥模型.六对轻质吊索悬挂着质量为M的水平桥面,吊索在桥
面两侧竖直对称排列,其上端挂在两根轻质悬索上(图b中只画了一侧
分布),悬索两端与水平方向成45°,则一根悬索水平段CD上的张力
2020版高考物理复习专题讲义浙江专用版
2020版高考物理复习专题讲义浙江专用版专题一力与运动第1讲力与物体的平衡第2讲力与直线运动第3讲力与曲线运动专题二能量与动量第4讲功和功率功能关系第5讲力学中的动量与能量问题专题三电场与磁场第6讲电场与磁场的理解第7讲带电粒子在复合场中的运动专题四电路与电磁感应第8讲直流电路与交流电路第9讲电磁感应的综合应用第10讲电学中的动量和能量问题专题五方法专题第11讲物理图象问题第12讲应用数学知识和方法处理物理问题专题六选修第13讲机械振动和机械波电磁波第14讲光的折射全反射第15讲波粒二象性原子与原子核专题七实验题题型强化第16讲力学和光学实验第17讲电学实验力与物体的平衡专题定位 1.深刻理解各种性质力的特点,熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法;2.掌握匀变速直线运动的规律及运动图象问题;3.综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题;4.熟练掌握平抛、圆周运动的规律,熟悉解决天体运动问题的两条思路.第1讲力与物体的平衡[相关知识链接]1.受力分析的步骤明确研究对象→隔离物体分析→画受力示意图→验证受力合理性.2.分析受力的思路(1)先数研究对象有几个接触处,每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力).(2)同时注意对场力的分析.(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法.3.注意(1)只分析研究对象受到的力.(2)只分析性质力,不分析效果力.(3)善于变换研究对象,分析不能直接判断的力.[规律方法提炼]1.整体法与隔离法在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析;采用整体法进行受力分析时,要注意各个物体的运动状态必须相同.2.共点力平衡的常用处理方法(1)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.(2)效果分解法: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.(3)正交分解法:物体受到三个或三个以上共点力的作用而平衡,通过建立平面直角坐标系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.(4)力的三角形法:对受三个共点力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据数学知识求解未知力.例1 (2019·浙南名校联盟期末)如图所示,一个质量为4kg 的半球形物体A 放在倾角为θ=37°的斜面B 上静止不动.若用通过球心的水平推力F =10N 作用在物体上,物体仍静止在斜面上,斜面仍相对地面静止.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g =10m/s 2,则( )A .地面对斜面B 的弹力不变 B .地面对斜面B 的摩擦力增加8NC .物体A 受到斜面B 的摩擦力增加8ND .物体A 对斜面B 的作用力增加10N 答案 A解析 对A 、B 整体分析,力F 是水平的,竖直方向地面对B 的弹力不变,地面对B 的摩擦力增加10N,故A 项正确,B 项错误;对物体A 分析,加力F 前,斜面B 对物体A 的摩擦力F f =mg sin θ=24N,加力F 后,F f ′+F cos θ=mg sin θ,F f ′=16N,故减小8N,选项C 错误;加F 前A 对B 的作用力大小等于A 的重力,即40N,加F 后,A 对B 的作用力大小为F 2+G 2=102+402N =1017N,故D 项错误.拓展训练1 (2019·绍兴市3月选考)如图所示,攀岩者仅凭借鞋底和背部的摩擦停留在竖直的岩壁间,鞋子、背部与岩壁间的动摩擦因数分别为0.80和0.60.为了节省体力,他尽可能减小身体与岩壁间的正压力,使自己刚好不下滑.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列判断正确的是( )A .攀岩者受到三个力的作用B .鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下C .岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力D .攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体重的37答案 D解析 对攀岩者分析,受重力、鞋与岩壁间弹力和摩擦力、背部与岩壁间弹力和摩擦力共五个力作用;重力方向竖直向下,鞋子和背部受到的静摩擦力方向竖直向上,故水平方向上两支持力大小相等,方向相反,F N1=F N2,又据平衡μ1F N1+μ2F N2=G ,可得F f2=μ2F N2=37G .拓展训练2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·19)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N ,另一端与斜面上的物块M 相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N ,直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°.已知M 始终保持静止,则在此过程中( )A .水平拉力的大小可能保持不变B .M 所受细绳的拉力大小一定一直增加C .M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D .M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 答案 BD解析 对N 进行受力分析如图所示,因为N 的重力与水平拉力F 的合力和细绳的拉力F T 是一对平衡力,从图中可以看出水平拉力F 的大小逐渐增大,细绳的拉力F T 也一直增大,选项A 错误,B 正确;M 的质量与N 的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为θ,由分析可知F Tmin =m N g ,故若m N g ≥m M g sin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若m N g <m M g sin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,选项D 正确,C 错误.1.基本思路化“动”为“静”,“静”中求“动”. 2.两种方法(1)解析法:物体受到三个以上的力,且某一夹角发生变化时,将力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,用三角函数表示各个作用力与变化角之间的关系,从而判断各力的变化. (2)图解法:物体一般受三个共点力作用;其中有一个大小、方向都不变的力;还有一个方向不变的力.画受力分析图,作出力的平行四边形或矢量三角形,依据某一参数的变化,分析各边变化从而确定力的大小及方向的变化情况.例2 (2019·江苏省模拟)如图所示,在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B ,在B 与竖直墙之间放置一光滑小球A ,整个装置处于静止状态.现用水平力F 拉动B 缓慢向右移动一小段距离后,它们仍处于静止状态,在此过程中,下列判断正确的是( )A .小球A 对物体B 的压力逐渐增大 B .小球A 对物体B 的压力逐渐减小C .墙面对小球A 的支持力逐渐减小D .墙面对小球A 的支持力先增大后减小 答案 A解析 解法1 以A 球为研究对象,分析受力情况:受重力G 、墙面支持力F N 、B 的弹力F N B ,由平衡条件知F N 与F N B 的合力与G 大小相等,方向相反,将B 缓慢向右移动,F N 方向不变,F N B 沿逆时针方向缓慢转动,作出转动过程三个位置力的合成图如图甲所示,由图可知,F N 逐渐增大,F N B 逐渐增大,由牛顿第三定律知小球A 对物体B 的压力逐渐增大,故A 正确,B 、C 、D 错误.解法2 对A 球受力分析如图乙,得:竖直方向:F N B cos θ=G水平方向:F N =F N B sin θ 解得:F N B =Gcos θF N =G tan θB 缓慢向右移动一小段距离,A 缓慢下落,则θ增大,所以F N B 增大,F N 增大,由牛顿第三定律知小球A 对物体B 的压力逐渐增大,故A 正确,B 、C 、D 错误.拓展训练3 (2019·广东省“六校”第三次联考)为迎接新年,小明同学给家里墙壁粉刷涂料,涂料滚由滚筒与轻杆组成,示意图如图所示.小明同学缓缓向上推涂料滚(轻杆与墙壁夹角变小),不计轻杆的重力以及滚筒与墙壁的摩擦力.轻杆对涂料滚筒的推力为F 1,墙壁对涂料滚筒的支持力为F 2,以下说法中正确的是( )A .F 1增大B .F 1先减小后增大C .F 2增大D .F 2减小答案 D解析 以涂料滚为研究对象,分析受力情况,如图,F 1与F 2的合力与重力G 总是大小相等、方向相反.小明缓缓向上推涂料滚,F 1与竖直方向夹角减小,由图可知F 1逐渐减小,F 2逐渐减小,故选D.拓展训练4 (2019·温州市联考)2018年9月2号的亚运会中,中国队包揽了跳水项目的全部10金.图示为跳水运动员在走板时,从跳板的a 端缓慢地走到b 端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的( )A .摩擦力不断增大B .作用力不断减小C .作用力不断增大D .压力不断增大答案 A解析 运动员对跳板的作用力等于重力,故大小不变;摩擦力等于重力沿跳板面方向的分力,不断增大,压力等于重力垂直于跳板方向的分力,不断减小,故A 正确.[相关知识链接] 电场力(1)大小:F =Eq ,F =kq 1q 2r 2. (2)方向:正电荷受电场力的方向与电场强度的方向相同;负电荷受电场力的方向与电场强度的方向相反.[规律方法提炼]1.方法:与纯力学问题的分析方法一样,学会把电学问题力学化. 2.步骤(1)选取研究对象(整体法或隔离法).(2)受力分析,多了个电场力.(3)列平衡方程. 例3 (2018·嘉、丽3月联考)如图所示,水平地面上固定一个绝缘直角三角形框架ABC ,其中∠ACB =θ.质量为m 、带电荷量为q 的小圆环a 套在竖直边AB 上,AB 与圆环的动摩擦因数为μ,质量为M 、带电荷量为+Q 的小滑块b 位于斜边AC 上,a 、b 静止在同一高度上且相距L .圆环、滑块均视为质点,AC 光滑,则( )A .圆环a 带正电B .圆环a 受到的摩擦力为μk Qq L2 C .小球b 受到的库仑力为Mgtan θD .斜面对小球b 的支持力为Mgcos θ答案 D解析 a 、b 静止在同一高度上,故b 受到重力G b 、斜面的支持力F N b 及a 对b 的库仑引力F ,从而处于平衡状态,由于b 带正电,因此环a 带负电,故A 错误;环a 处于静止状态,受到的是静摩擦力,那么其大小为F f =mg ,并不是滑动摩擦力,因此不可能为F f =μk Qq L2,故B 错误;对b 受力分析有:库仑引力F =k Qq L 2,或F =Mg tan θ,而斜面对b 的支持力为F N b =Mgcos θ,故C 错误,D正确.拓展训练5 (2019·全国卷Ⅰ·15)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )A .P 和Q 都带正电荷B .P 和Q 都带负电荷C .P 带正电荷,Q 带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷答案 D解析对P、Q整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以P、Q必带等量异种电荷,选项A、B错误;对P进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左,与Q对它的库仑力平衡,所以P带负电荷,Q带正电荷,选项D正确,C错误.拓展训练6(2019·浙江新高考研究联盟二次联考)如图所示,两个带电荷量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为5d的光滑水平面上,另有一个带电小球A,悬浮于空中不动,此时A离Q1的距离为4d,离Q2的距离为3d.现将带电小球A置于水平面上某一位置,发现A刚好静止,则此时小球A到Q1、Q2的距离之比为( )A.3∶2B.2∶3C.3∶4D.4∶3答案 B解析小球A悬浮于空中时,Q1对其库仑力F1=k Q1q(4d)2,Q2对其库仑力F2=kQ2q(3d)2,由平衡条件F1=35mg,F2=45mg,得Q1Q2=43.将A置于水平面上Q1、Q2之间静止,则kQ1·qr12=kQ2·qr22,得r1r2=23,故选B.[相关知识链接]1.安培力(1)大小:F=BIL,此式只适用于B⊥I的情况,且L是导线的有效长度,当B∥I时F=0.(2)方向:用左手定则判断,安培力垂直于B、I决定的平面.2.洛伦兹力(1)大小:F洛=qvB,此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F洛=0.(2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力永不做功.[规律方法提炼]1.立体平面化该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成.这类题目的难点是题图具有立体性,各力的方向不易确定.因此解题时一定要先把立体图转化成平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系. 2.带电体的平衡如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动,则一定是匀速直线运动.例4 (2019·台州3月一模)如图所示,在水平绝缘杆上用两条等长的平行绝缘丝线悬挂一质量为m 的通电导体棒.将导体棒放置在蹄形磁铁的磁场中,由于安培力的作用,当两条丝线与竖直方向均成30°角时,导体棒处于平衡状态,若重力加速度为g .则关于导体棒在平衡状态时的说法正确的是( )A .导体棒所在处的磁感应强度处处相等B .导体棒受到的安培力大小一定是12mgC .每条丝线对导体棒的拉力大小一定是33mg D .导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定是mg 答案 D解析 蹄形磁铁靠近两极处的两个磁铁之间才近似可以看作匀强磁场,其余部分不是匀强磁场,所以可知导体棒所在处的磁感应强度不会处处相等,故A 错误;当安培力的方向与细线垂直时,安培力最小,F =mg sin30°=12mg ,所以导体棒受到的安培力大小不一定是0.5mg ,故B 错误;安培力等于0.5mg 时,两条丝线的拉力的和等于32mg ,每条丝线对导体棒的拉力大小都是34mg ,故C 错误;导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定与重力大小相等,方向相反,故D 正确.拓展训练7 均匀带正电的薄圆盘的右侧,用绝缘细线A 、B 悬挂一根水平通电直导线ab ,电流方向由a 到b ,导线平行于圆盘平面.现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动,细线仍然竖直,与圆盘静止时相比,下列说法正确的是( )A .细线所受弹力变小B .细线所受弹力不变C .细线所受弹力变大D .若改变圆盘转动方向,细线所受弹力变大 答案 C解析 圆盘静止时,通电直导线受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,两者等大反向,合力为零.当圆盘匀速转动时,根据右手螺旋定则,圆盘产生水平向右的磁场,根据左手定则,通电直导线受到方向向下的安培力,故细线所受的弹力变大,选项A 、B 错误,C 正确;若改变圆盘转动方向,通电直导线受到的安培力方向向上,细线所受的弹力变小,选项D 错误. 拓展训练8 (多选)长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场,其方向如图所示,一个质量为m 且带电荷量为q 的小球以初速度v 0竖直向下进入该区域.若小球恰好沿直线下降,则下列判断正确的是( )A .小球带正电B .电场强度E =mgqC .小球做匀速直线运动D .磁感应强度B =mg qv 0答案 CD解析 小球在复合场内受到自身重力、电场力和洛伦兹力,其中电场力和重力都是恒力,若速度变化则洛伦兹力变化,合力变化,小球必不能沿直线下降,所以合力等于0,小球做匀速直线运动,选项C 正确.若小球带正电,则电场力斜向下,洛伦兹力水平向左,和重力的合力不可能等于0,所以小球不可能带正电,选项A 错误.小球带负电,受到斜向上的电场力和水平向右的洛伦兹力,根据力的合成可得qE =2mg ,电场强度E =2mgq,选项B 错误.洛伦兹力qv 0B =mg ,磁感应强度B =mgqv 0,选项D 正确.专题强化练基础题组1.(2019·福建厦门市上学期期末质检)如图所示,在水平晾衣杆上晾晒床单时,为了使床单尽快晾干,可在床单间支撑轻质小木棍.小木棍的位置不同,两侧床单间夹角θ将不同,设床单重力为G,晾衣杆对床单的作用力大小为F,下列说法正确的是( )A.θ越大,F越大B.θ越大,F越小C.无论θ取何值,都有F=GD.只有当θ=120°时,才有F=G答案 C解析以床单和小木棍整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣杆的支持力F,由平衡条件知F =G,与θ取何值无关,故A、B、D错误,C正确.2.(2019·广东珠海市质量监测)区伯伯在海边钓获一尾鱼,当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时,鱼受到水的作用力方向可能是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右答案 D解析鱼处于平衡状态,受到竖直向下的重力、斜向左上的拉力、水的作用力,根据受力平衡的条件,结合力的合成可知,鱼受到的水的作用力的方向一定是与拉力和重力的合力的方向相反,故D正确,A、B、C错误.3.(2019·金华十校期末)体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作:运动员两手臂对称支撑,竖直倒立保持静止状态.当运动员两手间距离缓慢增大时,每只手臂对人体的作用力T及它们的合力F的大小变化情况为( )A.T增大,F不变B.T增大,F减小C.T增大,F增大D.T减小,F不变答案 A4.(2019·超级全能生2月联考)打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示.设图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,下列说法正确的是( )A.第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B.第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mgC.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D.要做到“每次只进一张纸”,应要求μ1>μ2答案 D解析第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力F f0,方向向右,第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力F f,方向向左,F f=μ2(mg+F),F为搓纸轮对第1张纸的压力,F f0=F f<μ1F,正常情况F≫mg,故μ1>μ2,A错误,D正确.第2张与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡知,大小均为F f,B、C错误.5.(2019·广东深圳市4月第二次调研)如图所示,用缆绳将沉在海底的球形钢件先从a处竖直吊起到b,再水平移到c,最后竖直下移到d.全过程钢件受到水的阻力大小不变,方向与运动方向相反,所受浮力恒定.则上升、平移、下降过程中的匀速运动阶段,缆绳对钢件拉力F1、F2、F3的大小关系是( )A.F1>F2>F3B.F1>F3>F2C.F2>F1>F3D.F3>F2>F1答案 A解析钢件从a匀速运动到b,对钢件受力分析得到:F1=mg+F f;从b匀速运动到c,有:F2=F f 2+(mg)2;从c匀速运动到d,有:F3=mg-F f;由于F2=F f 2+(mg)2=(F f+mg)2-2mgF f,故F 1>F 2>F 3,故A 正确,B 、C 、D 错误.6.(2019·绍兴诸暨市期末)如图所示为复印机工作原理图:正电荷根据复印图案排列在鼓表面,带负电的墨粉颗粒由于电场作用被吸附到鼓表面,随后转移到纸面上“融化”产生复印图案.假设每个墨粉颗粒质量为8.0×10-16kg,带20个多余电子,已知墨粉颗粒受到的电场力必须超过它自身重力的2倍才能被吸附,则鼓表面电场强度至少为(g 取10m/s 2)( )A .2.5×103N/C B .5.0×103N/C C .5.0×104N/C D .1.0×105N/C答案 B解析 由题意知:qE =2mg ,E =2mg q =2×8×10-16×1020×1.6×10-19N/C =5.0×103 N/C,故选项B 正确.7.(2019·金华十校高三期末)如图所示,a 、b 、c 为真空中三个带电小球,b 球带正电且带电荷量为+Q ,用绝缘支架固定,a 、c 两个小球用绝缘细线悬挂,处于平衡状态时三个小球球心等高,且a 、b 和b 、c 间距离相等,悬挂a 小球的细线向左倾斜,悬挂c 小球的细线竖直,则以下判断正确的是( )A .a 小球带负电且带电荷量为-4QB .c 小球带正电且带电荷量为+4QC .a 、b 、c 三个小球带同种电荷D .a 、c 两小球带异种电荷 答案 A解析 根据受力平衡条件可知,因b 球带正电,要使a 、c 两球平衡,所以a 、c 两球一定带负电,对c 小球进行分析,a 、c 间的距离是b 、c 间的两倍,由库仑定律,则有:k |QQ c |r 2=k |Q a Q c |(2r )2,因a 球带负电,可得:Q a =-4Q ,故A 正确.8.(2019·山东济南市模拟)如图甲所示,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度.若挂在天平右臂下方的为单匝矩形线圈且通入如图乙所示的电流,此时天平处于平衡状态.现保持边长MN 和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为三角形线圈,挂在天平的右臂下方,如图丙所示.则( )A.天平将向左倾斜B.天平将向右倾斜C.天平仍处于平衡状态D.无法判断天平是否平衡答案 B解析由左手定则分析可知,线圈受到的安培力方向向上,矩形线圈改成三角形线圈,安培力变小,故天平将向右倾斜.9.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则( )A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下答案 A解析受力分析如图所示,当磁场方向竖直向上时,由左手定则可知安培力水平向右,金属杆ab受力可以平衡,若磁场方向竖直向下,由左手定则可知安培力水平向左,则金属杆ab受力无法平衡,A正确,B、C、D错误.10.(2019·陕西汉中市3月联考)如图所示,固定的木板与竖直墙面的夹角为θ,重为G的物块静止在木板与墙面之间,不计一切摩擦,则( )A .物块对墙面的压力大小为G tan θB .物块对墙面的压力大小为G sin θcos θC .物块对木板的压力大小为G cos θD .物块对木板的压力大小为Gsin θ答案 D解析 对物块受力分析,根据平行四边形定则可知:物块对墙面的压力大小为F 1′=F 1=G tan θ;物块对木板的压力大小为F 2′=F 2=Gsin θ,故选项A 、B 、C 错误,D 正确. 能力题组11.(2019·河南普通高中高考物理模拟)如图所示,六根原长均为l 的轻质细弹簧两两相连,在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F 作用下,形成一个稳定的正六边形.已知正六边形外接圆的半径为R ,每根弹簧的劲度系数均为k ,弹簧在弹性限度内,则F 的大小为( )A.k2(R -l )B .k (R -l )C .k (R -2l )D .2k (R -l )答案 B解析 正六边形外接圆的半径为R ,则弹簧的长度为R ,弹簧的伸长量为:Δx =R -l 由胡克定律可知,每根弹簧的弹力为:F 弹=k Δx =k (R -l ),两相邻弹簧夹角为120°,两相邻弹簧弹力的合力为:F 合=F 弹=k (R -l ), 弹簧静止处于平衡状态,由平衡条件可知,F 的大小为:F =F 合=k (R -l ),故B 正确,A 、C 、D 错误.12.(2019·山东烟台市下学期高考诊断)如图所示,质量为M 的斜劈静止在粗糙水平地面上,质量为m 的小物块正在斜面上匀速下滑.现在m 上施加一个水平推力F ,则在m 的速度减小为零之前,下列说法正确的是( )A .加力F 之后,m 与M 之间的摩擦力变小B .加力F 之后,m 与M 之间的作用力不变C .加力F 之后,M 与地面之间产生静摩擦力D .加力F 前后,M 与地面间都没有摩擦力 答案 D解析 加力F 前,m 匀速下滑,则垂直斜面方向:F N =mg cos θ, 滑动摩擦力为F f =μmg cos θ;在m 上加一水平向右的力F ,垂直斜面方向:F N ′=mg cos θ+F sin θ, 滑动摩擦力为F f ′=μF N ′=μ(mg cos θ+F sin θ);对物块,所受支持力增加了F sin θ,摩擦力增加了μF sin θ,即支持力与摩擦力成比例的增加,其合力方向还是竖直向上,大小增大,m 与M 之间的作用力即为其合力,也是增大的,如图所示:则斜面所受的摩擦力与压力的合力方向还是竖直向下,水平方向仍无运动趋势,则不受地面的摩擦力,故A 、B 、C 错误,D 正确.13.(2019·宁波市3月模拟)在光滑的水平面上建立如图所示的直角坐标系xOy ,现在O 点固定一个带电荷量为Q 的正电荷,在x 轴正半轴上的点N (d,0)固定有带电荷量为8Q 的负电荷,y 轴正半轴位置固定有一根光滑绝缘细杆,细杆上套有带电荷量为+q 的轻质小球,当小球置于M 点时,恰好保持静止,则M 的纵坐标为( )A.12dB.33dC.32d D .d 答案 B解析 设OM 为y ,由平衡条件及数学知识可知kQq y 2=8kQq d 2+y 2·y d 2+y 2,得d 2+y 2=2y ,即y =33d ,故B 正确.14.(2019·广东肇庆市第二次统一检测)如图所示,质量分别为m A 和m B 的物体A 、B 用细绳连接后跨过滑轮,A 静止在倾角为45°的斜面上,B 悬挂着.已知m A =2m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°增大到50°,系统仍保持静止.下列说法中正确的是( )A .绳子对A 的拉力将增大B .物体A 对斜面的压力将增大C .物体A 受到的静摩擦力增大D .物体A 受到的静摩擦力减小 答案 C解析 设m A =2m B =2m ,对物体B 受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得到:F T ′=mg ;再对物体A 受力分析,受重力、支持力、拉力F T 和静摩擦力,F T =F T ′,如图,根据平衡条件得到:F f +F T -2mg sin θ=0,F N -2mg cos θ=0,解得:F f =2mg sin θ-F T =2mg sin θ-mg ,F N =2mg cos θ,当θ由45°增大到50°时,F T 不变,F f 不断变大,F N 不断变小,故C 正确,A 、B 、D 错误.。
《创新设计》2021届高考物理二轮复习(全国通用)训练 专题一 力与运动 第1讲 Word版含答案
第1讲力与物体的平衡一、选择题(1~7题为单项选择题,8~10题为多项选择题)1.如图1所示,一竖直放置的大圆环,在其水平直径上的A、B两端系着一根不行伸长的松软轻绳,绳上套有一光滑小铁环。
现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度,则关于轻绳对A、B两点拉力F A、F B的变化状况,下列说法正确的是()图1A.F A变小,F B变小B.F A变大,F B变大C.F A变大,F B变小D.F A变小,F B变大解析松软轻绳上套有光滑小铁环,两侧轻绳中拉力相等。
将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度,A、B两点之间的水平距离减小,光滑小铁环两侧轻绳间夹角2α减小,由2F cos α=mg可知,轻绳中拉力F减小,轻绳对A、B两点的拉力F A和F B都变小,选项A正确。
答案 A2.如图2所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板拦住,现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力F N的变化状况是()图2A.F增大,F N减小B.F增大,F N增大C.F减小,F N减小D.F减小,F N增大解析某时刻小球的受力如图所示,设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α,则F=mg tan α,F N =mgcos α,随着挡板向右移动,α越来越大,则F和F N都要增大。
答案 B3.如图3所示,在水平地面上静止着一质量为M、倾角为θ的斜面,自由释放质量为m的滑块能在斜面上匀速下滑(斜面始终静止),则下列说法中正确的是()图3A.滑块对斜面的作用力大小等于mg cos θ,方向垂直斜面对下B.斜面对滑块的作用力大小等于mg,方向竖直向上C.斜面受到地面的摩擦力水平向左,大小与m的大小有关D.滑块能匀速下滑,则水平地面不行能是光滑的解析因滑块在重力、斜面的摩擦力及斜面的支持力作用下匀速下滑,如图所示,所以斜面对滑块的作用力大小等于滑块重力mg,方向竖直向上,B项正确;而滑块对斜面的作用力与斜面对滑块的作用力是一对作用力与反作用力,所以A 项错误;又因斜面及滑块均处于平衡状态,所以可将两者看成一个整体,则整体在竖直方向受重力和地面的支持力作用,水平方向不受力的作用,即水平地面对斜面没有摩擦力作用,C、D项错误。
高中物理大二轮物理复习专题目录
二轮物理
选择题48分专练(一) 选择题48分专练(二) 实验题15分专练(一) 实验题15分专练(二) 计算题32分专练(一) 计算题32分专练(二) 选考题15分专练(一) 选考题15分专练(二)
第二部分 考前冲刺增分练
二轮物理
小卷冲刺抢分练(一)——(8+2实验) 小卷冲刺抢分练(二)——(8+2实验) 小卷冲刺抢分练(三)——(8+2计算) 小卷冲刺抢分练(四)——(8+2计算) 高考模拟标准练
大二轮专题复习与测试
物理
二轮物理
第一部分 专题一 力与运动 第1讲 物体的平衡 考向一 力学中的平衡问题 考向二 电学中的平衡问题 考向三 平衡中的临界极值问题 第2讲 牛顿运动定律和直线运动 考向一 运动图象的理解及应用 考向二 匀变速直线运动应用规律 考向三 牛顿运动定律的综合应用
专题整合突破
二轮物理
第2讲 电学实验与创新 考向一 电表改装与读数、多用电表原理与使用 考向二 以伏安法测电阻为核心的实验 考向三 以测电源电动势和内阻为核心的实验 考向四 电学创新设计实验
二轮物理
专题七 选考部分 第1讲 (选修3-3) 分子动理论、气体及热力学定律 考向一 热学基础知识与气体实验定律的组合 考向二 热学基础知识、热力学定律与气体定律的组合 第2讲 (选修3-4) 机械振动和机械波 光 电磁波 考向一 振动(或波动)与光的折射、全反射的组合 考向二 光学基础知识与波动(或振动)的组合 考向三 电磁波、光学、波动(或振动)的组合
二轮物理
第三部分 一、物理学史和物理思想方法 (一)高中物理的重要物理学史 (二)高中物理的重要思想方法 二、高考必知的五大解题思想 (一)守恒的思想 (二)等效的思想 (三)分解的思想 (四)对称的思想 (五)数形结合的思想
高中物理高考 第1章 专题强化1 运动图像问题 2023年高考物理一轮复习(新高考新教材)
题型五
应用图像解决动力学问题
在物理中,有些动力学问题特别是物体做变加速直线运动时,根据运动 学公式进行计算比较繁琐或难以解决,我们可以利用图像法使问题直观 明了,从而迅速解决问题.一般解题策略如下: (1)认真审题,根据需要确定纵、横坐标轴对应的物理量. (2)结合具体的物理过程和相应的物理规律,找出两物理量的制约关系, 作出函数图像. (3)根据图像结合数学知识进行分析、判断.
判断 正误
1.v-t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇.( × )
2.v-t图像中图线的斜率表示运动物体的加速度,x-t图像中图
线的斜率表示运动物体的速度.( √ ) 3.x-t图像和v-t图像都只能描述直线运动.( √ )
方法技巧 提升关键能力
1.无论x-t图像、v-t图像是直线还是曲线,所描述的运动都是直线运动, 图像的形状反映了x与t、v与t的函数关系,而不是物体运动的轨迹. 2.x-t图像中两图线的交点表示两物体相遇,v-t图像中两图线的交点表 示该时刻两物体的速度相等,并非相遇. 3.位置坐标x-y图像则能描述曲线运动,图线交点表示物体均经过该位置, 但不一定相遇,因为不知道时间关系.
课时精练
必备基础练
1.A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x-t图像如图所示,下列 说法正确的是 A.4 s时A物体运动方向发生改变 B.0~6 s内B物体的速度逐渐减小 C.0~5 s内两物体的平均速度相等
选项 A 正确;
在 18~22 s 时间内,质点的位移为
x=122×2
m
+(-122×2) m=0 m,选项 B 错误;
由题图看出,CE段图线斜率的绝对值最大,则CE段对应过程的加速
度最大,选项C错误;
由题图看出,在0~20 s时间内,速度均为正值,质点沿正方向运动,
2014年高考物理试题分项解析专题18计算题1力与运动
专题18 计算题I(力与运动)1.【2014·新课标全国卷Ⅰ】公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。
当前车突然停止后,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下来而不会与前车相碰。
同通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。
当汽车在晴天干燥的沥青路面上以180km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m。
设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25,若要求安全距离仍未120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。
2.【2014·山东卷】(18分)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长。
在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m。
减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。
取重力加速度的大小g=10m/s2。
求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
0415F mg = ⑩ 【考点定位】牛顿第二定律,匀变速直线运动规律,力的合成3.【2014·四川卷】石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。
用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。
科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。
(1)若”太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h 1的同步轨道站,求轨道站内质量为m 1的货物相对地心运动的动能。
设地球自转角速度为ω,地球半径为R 。
2020高考物理 力和运动专题练习(含答案)
2020高考物理力和运动专题练习(含答案)1.一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。
在此过程中,其它力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是A.a和v都始终增大B.a和v都先增大后减小C.a先增大后减小,v始终增大D.a和v都先减小后增大答案:C2.如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD3.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=4s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g=10m/s2。
由题给数据可以得出A. 木板的质量为1kgB. 2s~4s内,力F的大小为0.4NC. 0~2s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【答案】AB4. 小明以初速度v 0=10m/s 竖直向上抛出一个质量m=0.1kg 的小皮球,最后在抛出点接住。
假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的0.1倍。
求小皮球 (1)上升的最大高度;(2)从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功 (3)上升和下降的时间。
【答案】(1);(2)0;;(3),5. 如图所示,质量相等的物块A 和B 叠放在水平地面上,左边缘对齐.A 与B 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ。
先敲击A ,A 立即获得水平向右的初速度,在B 上滑动距离L 后停下。
接着敲击B ,B 立即获得水平向右的初速度,A 、B 都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求: (1)A 被敲击后获得的初速度大小v A ;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B 运动加速度的大小a B 、a B '; (3)B 被敲击后获得的初速度大小v B .【答案】(1)A v =(2)a B =3μg ,a B ′=μg ;(3)B v =6. 为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石腊做成两条质量均为m 、形 状不同的“A 鱼”和“B 鱼”,如图所示。
专题02 力与直线运动 【练】-2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(解析版)
专题01力与直线运动一、单选题1.(2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测)意大利物理学家伽利略在《关于两门新科学的对话》一书中,对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合。
如图所示,这可以大致表示实验过程,图中各个小球位置之间的时间间隔可以认为相等,对这一过程的分析,下列说法正确的是()A.运用图甲的实验,可“减弱”重力的作用,放大时间,便于观察B.只要测量出图丁中相邻两小球球心位置之间的距离,就可以计算出重力加速度大小C.该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动是为了缩短时间,便于测量位移D.从图甲到图丁,通过逐渐增大斜面倾角,最后合理外推到自由落体运动,从而说明自由落体运动是初速度不为零的匀加速直线运动()在运动过程中,它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。
已知乒乓球运动过程中,受到的空气阻力与速率平方成正比,重力加速度为g。
则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为()A.0,4g B.0,5g C.g,4g D.g,5g乒乓球最终匀速运动时,速度为1,则21mg kv =此时的动能m 5a g=故选B 。
3.(2022·湖南·长沙一中一模)如图所示,将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,香皂盒的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验,若香皂盒和纸板的质量分别为m 1和m 2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g 。
若本实验中,1100g m =,25g m =,0.2μ=,香皂盒与纸板左端的距离0.1m d =,若香皂盒移动的距离超过0.002m l =,人眼就能感知,忽略香皂盒的体积因素影响,g 取10m/s 2;为确保香皂盒移动不被人感知,纸板所需的拉力至少是()A .0.72NB .0.92NC .1.22ND .1.42N【答案】D 【详解】香皂盒与纸板发生相对滑动时,根据牛顿第二定律可得111m g m a μ=解得212m/s a =对纸板,根据牛顿第二定律可得()11222F m g m m g m a μμ--+=为确保实验成功,即香皂盒移动的距离不超过l =0.002m ,纸板抽出时香皂盒运动的最大距离为12l x x =+由题意知13a a =1132a t a t =代入数据联立求得1.42NF =故选D 。
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高考物理复习专题一、力和运动【例1】水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图1所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v=lm /s 的恒定速率运行,一质量为m=4kg 的行李无初速地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB 间的距离l=2m ,g 取lOm/s 2. (1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;(2)求行李做匀加速直线运动的时间;(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处.求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
解析:(1) F f =4N . a=1m/s 2(2) t=l s (3)v min =2m/s . 【例2】如图2所示传送带与地面间倾角θ=37°,以lOm/s 的速度逆时针转动,在传送带上端A 放上一个质量m=0.5kg 的物体,它与传送带之间的滑动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A 到B 的长度L=16m ,则物体从A 到B 所需的时间为多长?解析:总时间为2s .【例3】如图3所示,AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h ,末端B 处的切线方向水平.一个质量为m 的小物体P 从轨道顶端A 处由静止释放,滑到B 端后飞出,落到地面上的C 点,轨道如图中虚线BC 所示已知它落地时相对于B 点的水平位移OC=L. 现在轨道的下方紧贴B 点安装一水平传送带,传送带的右端层与B 端的距离为L/2当传送带静止时,让P 再次从A 点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端E 点水平飞出,仍然落在地面上的C 点.当驱动轮转动带动传送带以速度。
匀速向右运动时(其他条件不变),P 的落地点为D(不计空气阻力). 试求:(1)P 滑至B 点时的速度大小;(2)P 与传送带之间的动摩擦因数μ;(3)设传送带轮半径为r ,顺时针匀速旋转,当转动的角速度为ω时,小物体P 从E 端滑落后运动的水平距离为s.若皮带轮以不同的角速度重复以上动作,可得到一组对应的ω值与s 值,讨论s 值与ω值的关系.解析:(1)gh v 20=(2) P 与传送带之间的动摩擦因数lh 23=μ (3)本题因传送带顺时针转动,皮带运动方向与小物体P 的初速度方向相同,小物体相对传送带运动的方向是判断摩擦力方向的关键.现分以下几种情况.讨论:A .传送带的运行速度小于或等于v1小物体在传送带上的情况与传送带静止时相同,所以rghr v 221min =≤ω,水平射程x=L/2,s=x+L/2=LB .传送带的运行速度等于小物体滑上皮带的初速度V 0时,两者无相对运动,没有摩擦力,旅行包在皮带上做匀速运动,到达E 端以V 0做平抛运动,水平射程大于A 中的结果,为L ,则s=L+L/2=1.5Lc .传送带的运行速度大于V 1而小于V 0时,旅行包相对传送带向右运动而受到向左的摩擦力,做匀减速运动,直到两者速度相同,再做匀速运动.所以到达E 端继而平抛后的水平射程将大于A 中的结果而小于B 中的结果.D .传送带的运行速度大于小物体滑上皮带的初速度V 0时,旅行包相对皮带向左运动而受到的摩擦力与皮带运动方向相同,所以做匀加速运动,直到两者速度相同,再做匀速运魂所以达到层端继而平抛后的水平射程将大于B 中的结果.E .传送带的运行速度大于某一速度时,旅行包将一直做匀加速运动,达到占端时速度达到最大值,水平射程也将为最大值.解得gh v m 27=,其对应的角速度r v 1min =ω,水平射程x m =v m t ,)71(2+=ls . 根据以上分析不难看出皮带转动的角速度满足ωmin ≤ω≤ωmax ,旅行包从B 端滑落后的水平距离由s=L/2+V E t 决定.【例4】 (2004年济南调研)如图5所示,许多工厂的流水线上安装有传送带,用传送带传送工件,可以大大提高工作效率,传送带以恒定的速率v=2m/s 运送质量为m=O.5kg 的工件,工件从A 位置放到传送带上,它的初速度忽略不计.工件与传送带之间的动摩擦因数23=μ;等,传送带与水平方向夹角是θ=30°,传送带AB 长度是l=16m .每当前—个工件在传送带上停止相对滑动时。
后一个工件立即放到传送带上,取g=10m/s 2,求:工件放到传送带后经多长时间停止相对滑动;(2)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离;(3)在传送带上摩擦力对每个工件做的功;(4)每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能;(5)传送带满载工件比空载时增加多少功率?【例5】如图2所示,两个小球A 和B 质量分别为m A =2.0kg ,m B =1.6kg .球A 静止在光滑水平面上的M 点,球B 在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A 运动.假设两球相距L ≤18m 时存在着恒定的斥力F,L>18m 时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d=2m ,此时球B 的速度是4m /s .求: (1)球B 的初速度;(2)两球之间的斥力大小;(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间. 解析:(1)v bo =9m /s . (2) F=2.25N . (3) t=3.56s .【例6】如图,长木板a b 的b 端固定一档板,木板连同档板的质量为M=4.0kg ,a 、b 间距离s=2.0m 。
木板位于光滑水平面上。
在木板a 端有一小物块,其质量m=1.0kg ,小物块与木板间的动摩擦因数10.0=μ,它们都处于静止状态。
现令小物块以初速s m v /0.40=沿木板向前滑动,直到和档板相撞。
碰撞后,小物块恰好回到a 端而不脱离木板。
求碰撞过程中损失的机械能。
解:设木块和物块最后共同的速度为v ,由动量守恒定律v M m mv )(0+= ①设全过程损失的机械能为E ,220)(2121v M m mv E +-=② 用s 1表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移,W 1表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。
用W 2表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。
用s 2表示从碰撞后瞬间到物块回到a 端时木板的位移,W 3表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。
用W 4表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。
用W 表示在全过程中摩擦力做的总功,则 W 1=1mgs μ ③W 2=)(1s s mg +-μ ④ W 3=2mgs μ- ⑤ W 4=)(2s s mg -μ ⑥ W=W 1+W 2+W 3+W 4 ⑦ 用E 1表示在碰撞过程中损失的机械能,则E 1=E -W ⑧ 由①—⑧式解得mgs v Mm mM E μ221201-+=⑨代入数据得E 1=2.4J【例7】如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m 1和m 2,拉力F 1和F 2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F 1>F 2。
试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 。
解:设两物质一起运动的加速度为a ,则有a m m F F )(2121+=-①根据牛顿第二定律,对质量为m 1的物块有a m T F 11=-②由①、②两式得211221m m F m F m T ++=【例8】对于两物体碰撞前后速度在同一直线上,且无机械能损失的碰撞过程,可以简化为如下模型:A 、B 两物体位于光滑水平面上,仅限于沿同一直线运动。
涨它们之间的距离大于等于某一定值d 时.相互作用力为零:当它们之间的距离小于d 时,存在大小恒为F 的斥力。
设A 物休质量m 1=1.0kg ,开始时静止在直线上某点;B 物体质量m 2=3.0kg ,以速度v 0从远处沿该直线向A运动,如图所示。
若d=0.10m, F=0.60N,v0=0.20m/s,求:(1)相互作用过程中A、B加速度的大小;(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时,系统(物体组)动能的减少量;(3)A、B间的最小距离。
解:(1)222211/20.0/60.0smmFasmmFa==(2)两者速度相同时,距离最近,由动量守恒JvmmvmEsmmmvmvvmmvmk015.0)(2121||/15.0)()(22122212212=+-=∆=+=+=(3)根据匀变速直线运动规律v1=a1t v2=v0-a2t当v1=v2时解得A、B两者距离最近时所用时间t=0.25ss1=21a1t2s2=v0t-21a2t2△s=s1+d-s2将t=0.25s代入,解得A、B间的最小距离△s min=0.075m【例9】如图所示,声源S和观察者A都沿x轴正方向运动,相对于地面的速率分别为v s和v A.空气中声音传播的速率为v p,设v s<v p,v A<v p,空气相对于地面没有流动.(1)若声源相继发出两个声信号.时间间隔为Δt,请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程.确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt'.(2)请利用(1)的结果,推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式解答:(1)设t1、t2为声源S发出两个信号的时刻,1t'、2t'为观察者接收到两个信号的时刻。
则第一个信号经过(1t'-t1)时间被观察者A接收到,第二个信号经过(2t'-t2)时间被观察者A接收到。
且t2-t1=△t2t'-1t'=△t′设声源发出第一个信号时,S、A两点间的距离为L,两个声信号从声源传播到观察者的过程中,它们运动的距离关系如图所示,可得)()(1111ttvLttvAP-'+=-'=t v t t v L t t v S A P ∆--'+=-')()(1222由以上各式,得t v v v v t AP SP ∆--='∆(2)设声源发出声波的振动周期为T ,这样,由以上结论,观察者接收到的声波振动的周期T 为 T v v v v T AP SP --='由此可得,观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为f v v v v f SP AP --='【例10】如图示,在竖直平面内有一半径为R 的光滑绝缘,圆环,环上套有一个质量为m 带负电荷q 的小球,在与环中心O 同一竖直线上的M 、N 点分别固定有等量异种电荷,电量为Q ,且MO=NO=2R ,A 、B 、C 均为环上的点,A 、B 分别是最高点和最低点,CO 水平,小球从A 点处以初速度V 0,向右运动,小球到达C 点时的速度为V ,小球能到达B 点,求小球在B 点处对环的作用力?2202R9kQq10R m v m v 2m g F -++= 【例11】如图示在光滑的水平地面上有木板A,长L=3m,量质为M=3kg,在A 的左端放一物体B,(可视为质点),质量为m=1kg,A 、B 间的动摩擦因数为µ=0.2,它们一起以速度V 与墙发生无能量损失的一次碰撞后,物体B 恰好能滑到A 的的右端,且具有相同的速度。