高考物理一轮复习 小专题8 力学综合计算学案(无答案)
高三物理一轮复习详案教案5篇
高三物理一轮复习详案教案5篇高三物理一轮复习详案教案1功学习目标:1.知识与技能理解做功的两个必要因素。
认识在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功。
理解计算功的公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
2.过程与方法培养学生分析概括推理能力3.情感、态度与价值观乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理教学重点:理解做功的两个必要因素,会用功的公式进行简单计算教学难点:判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功。
学习过程一.创设情境,二.自主学习,合作探究 ,三.展示汇报自学指导一.阅读课本前两段,知道什么是力学中的功,知道力何时能做功.并填写下列空格:如果一个力作用在物体上,物体在________________________,力学里就说这个力做了功.二.观察课本中前三个图,找出三个实例的共同点:____________________课本中的后三个图中,力都没有做功,想一想这些力为什么没有做功?并写出原因:甲图:没有做功的原因是:________________________________________________.乙图:没有做功的原因是:________________________________________________.阅读课本第一段,找出力学力所说的功包含的两个必要因素:一个是_______________;另一个是_________________________________________.阅读课本第二段,了解两种不做功的情况,要知道为什么不做功.通过各个实例可知力学里功的两个必要因素缺一不可,必须同时具备,力才做功.课堂达标判断下列说法的正误:(1)只要有力作用在物体上,力就对物体做了功 ( )(2)物体只要移动了距离,就做了功 ( )(3)物体从高处落下重力做了功 ( )(4)有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就做了功 ( )(5)受提着重物在水平地面上行走,人做了功 ( )(6)人用力推车,但车未动,人没有做功 ( )三.阅读课本“功的计算”部分的内容,然后填写下列空白.作用在物体上的力越大,使物体移动的距离越大,力所做的功就___________.在物理学中 ,把__________________________________________叫做功.功=_____×______________________ ______.公式表示为:________________.符号的意义及单位:W---- 功 -----_________( )F----____-----_________( )S----____-----_________( )在国际单位制中,力的单位是___ ____,距离的单位是________,功的单位是_________,它有一个专门的名称叫做_________,简称_______,符号是______,且1J=_____Nm【典型例题】质量为100kg的物体,在拉力F=200N的作用下沿水平地面前进了10m,则拉力所做的功是多少?五.拓展提升1.已知物体受10N的拉力,并沿拉力方向匀速前进了5m,拉力对物体做功_________J.2.用100N的拉力将重500N的木箱在水平地面上运速移动了5m,拉力做功________J,重力做功为_______J.3.马拉着质量为2000kg的车在平路上前进,马的水平拉力是500N,做了2×105J 的功,则马拉车前进了_______m.4.某人沿水平方向用力推着重1500N在水平路面上匀速前进10m,已知受到的阻力为100N,求它推车做的功.5.下面几种情况下,力做了功的是( )A 用力把杠铃举在空中不动B 用力提着水桶水平匀速移动C 用力在斜面上拉车前进D 物体在光滑的平面上运速移动6.一个物体的质量是5kg,用10N的水平拉力在地面上前进了10m,则拉力做的功是_____J,若把物体匀速向上提起10m,则需要的拉力是_______N,拉力所做的功又是_________J.7.起重机将重3×103N的楼板以1m/s的速度举到10m高的三层楼后,又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是( )A 6×103JB 9×103JC 3×104JD 3.9×104J8.某同学用50N的力将重10N的足球踢出去15m远,该同学对足球做的功是( )A 750JB 150JC 没有做功D 做了功,但条件不足,无法确定9.两辆车的重力分别是100N和500N,用200N的力都使它们前进了15m,则( )A 拉大车做的功多B 拉小车做的功多C 拉力对两车做的功一样多D 无法比较10.如图所示三种情况下,物体在力F的作用下都沿接触面匀速移动了S的距离,则功的计算公式W=FS( )A 只适于甲B 只适于乙C 只适于甲和丙D 甲、乙、丙都适用11.质量为100kg的物体,在拉力F的作用下沿水平地面匀速前进了5m,物体运动时受到的摩擦力是重力的0.05倍,求拉力F做的功.(g=10N/kg)高三物理一轮复习详案教案2教学目标知识目标使学生了解自然界中水的分布状况;水与工农业生产和人民日常生活的密切关系;水污染的后果及防止水体污染;了解水的组成及物理性质。
高考物理一轮复习 小专题8 力学综合计算学案(无答案)
小专题8 力学综合计算非选择题1.如图KZ81所示,质量为M、半径为R的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上,一质量为m(m>M)的光滑小球以某一水平速度通过环上的小孔正对环心射入环内,与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出.假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞,只考虑圆环与桌面之间的摩擦,求圆环通过的总位移?图KZ812.(2016年云南玉溪第一中学高三月考)如图KZ82所示,在一水平支架上放置一个质量m1=0.98 kg的小球A,一颗质量为m0=20 g的子弹以水平初速度v0=300 m/s的速度击中小球A并留在其中.之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车B中,已知沙车的质量m2=2 kg,沙车的速度v1=2 m/s,水平面光滑,不计小球与支架间的摩擦,求:(1)若子弹打入小球A的过程用时Δt=0.01 s,子弹与小球间的平均作用力大小.(2)求最终沙车B的速度.图KZ823.(2016年河南鹤壁高三质检)如图KZ83所示,一质量为m的小球用长为l的细线悬挂在O′点,开始时悬线与竖直方向之间的夹角为θ=60°,某时刻让小球从静止开始释放,当小球运动到最低点B时,恰好炸成质量相等的甲、乙两块,其中甲脱离悬线水平向左做平抛运动,落到水平面上的D点,乙仍做圆周运动且刚好可以通过最高点C.已知O、B两点间的高度为h,重力加速度为g,炸药质量忽略不计,试计算O、D两点间的水平距离x.图KZ834.(2017年河南大联考)如图KZ84所示,一质量为m=1 kg的物块a静止在水平地面上的A点,物块a与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5,现对物块a施加一与水平方向呈θ角的恒力F,运动到B点时撤去外力F,此时物块a与处在B点的另一个完全相同的物块b 发生完全非弹性碰撞,已知F=7.5 N,AB=L=34.4 m,θ=53°,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物块a碰撞前瞬间速度.(2)两物块碰撞过程中损失的机械能.图KZ845.(2017年广西桂林、崇左高三联合调研)图KZ85所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道,O点是其圆心,半径R=0.8 m,OA水平、OB竖直.轨道底端距水平地面的高度h =0.8 m.从轨道顶端A由静止释放一个质量m1=0.1 kg小球,小球到达轨道底端B时,恰好与静止在B点的另一个小球m2发生碰撞,碰后它们粘在一起水平飞出,落地点C与B点之间的水平距离x=0.4 m.忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)碰撞前瞬间入射小球的速度大小v1.(2)两球从B点飞出时的速度大小v2.(3)碰后瞬间两小球对轨道压力的大小.6.(2017年四川宜宾高三二诊)如图KZ86所示,在粗糙水平面上A点固定一半径R=0.2 m的竖直光滑圆弧轨道,底端有一小孔.在水平面上距A点s=1 m的B点正上方O处,用长为L=0.9 m的轻绳悬挂一质量M=0.1 kg的小球甲,现将小球甲拉至图中C位置,绳与竖直方向夹角θ=60°.静止释放小球甲,摆到最低点B点时与另一质量m=0.05 kg的静止小滑块乙(可视为质点)发生完全弹性碰撞.碰后小滑块乙在水平面上运动到A点,并无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道,当小滑块乙进入圆轨道后立即关闭小孔.g取10 m/s2.(1)求甲、乙碰前瞬间小球甲的速度大小.(2)若小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰好不脱离圆弧轨道,求小滑块乙与水平面的动摩擦因数.7.(2017年湖北教科研协作体高三大联考)如图KZ87所示,光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的B=4 T的匀强磁场中,两导轨间距为L=0.5 m,轨道足够长.金属棒a和b的质量都为m=1 kg,电阻R a=R b=1 Ω.b棒静止于轨道水平部分,现将a棒从h=80 cm高处自静止沿弧形轨道下滑,通过C点进入轨道的水平部分,已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直,且两棒始终不相碰.求a、b两棒的最终速度,以及整个过程中b棒中产生的焦耳热(已知重力加速度g取10 m/s2).图KZ878.(2017年湖北黄冈高三质检)如图KZ88,电荷量为q=+2×10-3C、质量为m=0.1 kg的小球B静止于光滑的水平绝缘板右端,板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E=103 N/C的匀强电场.与B球形状相同、质量为0.3 kg的绝缘不带电小球A以初速度v0=10 m/s向B运动,两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场,在电场中两球又发生多次弹性碰撞,已知每次碰撞时间极短,小球B的电荷量始终不变,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小.(2)第二次碰撞前瞬间小球B的动能.(3)第三次碰撞的位置.图KZ88。
高考物理一轮总复习 力学综合训练(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题
力学综合训练一、选择题:(此题共8小题,每一小题6分,共48分.在每一小题给出的四个选项中,其中第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求,全部答对得6分,选对但不全得3分,错选得0分)1.甲、乙两物体同时从同一位置开始做直线运动,其运动的v -t 图象如下列图,在0~t 0时间内如下说法正确的答案是( )A .甲的位移大于乙的位移B .甲的加速度先增大后减小C .甲的平均速度等于乙的平均速度D .t 0时刻甲、乙相遇解析:选A. v -t 图象中图线与横轴所围图形的面积表示位移,所以甲的位移大于乙的位移,故A 项正确; v -t 图象中切线的斜率表示加速度,所以甲的加速度一直减小,故B 项错误;由于甲的位移大于乙的位移,而时间一样,所以甲的平均速度大于乙的平均速度,故C 项错误;甲乙从同一位置开始运动,t 0时间内甲的位移大于乙的位移,所以t 0时刻甲在乙的前面,故D 项错误.2.假设我国宇航员在2022年,首次实现月球登陆和月面巡视勘察,并开展了月表形貌与地质构造调查等科学探测,假设在地面上测得小球自由下落某一高度所用的时间为t 1,在月面上小球自由下落一样高度所用的时间为t 2,地球、月球的半径分别为R 1、R 2,不计空气阻力,如此地球和月球的第一宇宙速度之比为( )A.R 1t 22R 2t 12 B .R 1t 1R 2t 2 C.t 1t 2R 1R 2D .t 2t 1R 1R 2解析:选D.对小球自由下落过程有:h =12gt 2,又天体外表上有G MmR 2=mg ,第一宇宙速度v =gR ,如此有v 地v 月= g 地R 地g 月R 月=t 2t 1R 1R 2,故D 项正确. 3.一物块从某一高度水平抛出,从抛出点到落地点的水平距离是下落高度的2倍,不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B .π4C.π3 D .5π12解析:选B.物块平抛运动的过程中,水平方向有x =v 0t ,竖直方向有h =v y t2,又x =2h ,如此有tan θ=v y v 0=1,即θ=π4,故B 项正确.4.一串质量为50 g 的钥匙从橱柜上1.8 m 高的位置由静止开始下落,掉在水平地板上,钥匙与地板作用的时间为0.05 s ,且不反弹.重力加速度g =10 m/s2,此过程中钥匙对地板的平均作用力的大小为( )A .5 NB .5.5 NC .6 ND .6.5 N解析:选D.钥匙落地时的速度v =2gh =6 m/s ,以竖直向上为正方向,钥匙与地面作用前后由动量定理得:(F N -mg )t =0-(-mv ) ,解得F N =6.5 N ,故D 项正确.5.如下列图,质量分别为0.1 kg 和0.2 kg 的A 、B 两物体用一根轻质弹簧连接,在一个竖直向上、大小为6 N 的拉力F 作用下以一样的加速度向上做匀加速直线运动,弹簧的劲度系数为1 N/cm ,取g =10 m/s 2.如此弹簧的形变量为( )A .1 cmB .2 cmC .3 cmD .4 cm解析:选D.此题考查了连接体问题的分析.对AB 两物体由牛顿第二定律得F -(m A +m B )g =(m A +m B )a ,对B 物体由牛顿第二定律得F T -m B g =m B a ,又F T =kx ,解得x =4 cm ,故D 项正确.6.如下列图,P 、Q 两物体保持相对静止,且一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑,Q 的上外表水平,如此如下说法正确的答案是( )A .Q 处于失重状态B .P 受到的支持力大小等于其重力C .P 受到的摩擦力方向水平向右D .Q 受到的摩擦力方向水平向右解析:选AD.由于P 、Q 一起沿着固定光滑斜面下滑,具有一样的沿斜面向下的加速度,该加速度有竖直向下的分量,所以Q 处于失重状态,故A 项正确;P 也处于失重状态,所以受到的支持力小于重力,故B项错误;由于P的加速度有水平向左的分量,所以水平方向受到的合力方向水平向左,即P受到的摩擦力方向水平向左,故C项错误;由牛顿第三定律可知,P对Q的摩擦力水平向右,故D项正确.7.如图甲所示,有一倾角θ=37°足够长的斜面固定在水平面上,质量m=1 kg的物体静止于斜面底端固定挡板处,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,物体受到一个沿斜面向上的拉力F作用由静止开始运动,用x表示物体从起始位置沿斜面向上的位移,F与x的关系如图乙所示,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2.如此物体沿斜面向上运动过程中,如下说法正确的答案是( )A.机械能先增大后减小,在x=3.2 m处,物体机械能最大B.机械能一直增大,在x=4 m处,物体机械能最大C.动能先增大后减小,在x=2 m处,物体动能最大D.动能一直增大,在x=4 m处,物体动能最大解析:选AC.物体所受滑动摩擦力的大小为F f=μmg cos θ=4 N,所以当F减小到4 N 之前,物体的机械能一直增加,当F从4 N减小到0的过程中,物体的机械能在减小,由Fx图象可知,当F=4 N时,位移为3.2 m,故A项正确,B项错误;当F=mg sin θ+μmg cos θ=10 N时动能最大,由Fx图象知此时x=2 m,此后动能减小,故C项正确,D项错误.8.绷紧的传送带与水平方向夹角为37°,传送带的vt图象如下列图.t=0时刻质量为1 kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动,2 s后开始减速,在t =4 s时物体恰好到达最高点A点.重力加速度为10 m/s2.对物体从B点运动到A点的过程中,如下说法正确的答案是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )A.物体与传送带间的摩擦因数为0.75B.物体重力势能增加48 JC.摩擦力对物体做功12 JD.物块在传送带上运动过程中产生的热量为12 J解析:选AD.物体前两秒内沿传送带向上匀速运动,如此有mg sin θ=μmg cos θ,解得μ=0.75 ,故A项正确;经分析可知,2 s时物体速度与传送带一样,由图象可知等于2 m/s ,2 s 后物体的加速度a =g sin θ+μg cos θ=12 m/s 2>1 m/s 2,故物体和传送带相对静止,加速度为1 m/s 2,所以物体上滑的总位移为x =vt 1+v 22a=6 m ,物体的重力势能增加E p =mgx sin θ=36 J ,故B 项错误;由能量守恒得摩擦力对物体做功W =E p -12mv2=34 J ,故C 项错误;物块在传送带上运动过程产生的热量为Q =μmg cos θΔx 1,结合图象可得Δx 1=x 带1-vt 1=2 m ,Q =12 J ,选项D 对.二、非选择题(此题共3小题,共52分)9.(9分)某同学用如下列图装置验证动量守恒定律.在上方沿斜面向下推一下滑块A ,滑块A 匀速通过光电门甲,与静止在两光电门间的滑块B 相碰,碰后滑块A 、B 先后通过光电门乙,采集相关数据进展验证.(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)(1)如下所列物理量哪些是必须测量的______. A .滑块A 的质量m A ,滑块B 的质量m B .B .遮光片的的宽度d (滑块A 与滑块B 上的遮光片宽度相等)C .本地的重力加速度gD .滑块AB 与长木板间的摩擦因数μE .滑块A 、B 上遮光片通过光电门的时间(2)滑块A 、B 与斜面间的摩擦因数μA 、μB ,质量m A 、m B ,要完本钱实验,它们需要满足的条件是________.A .μA >μB m A >m B B .μA >μB m A <m BC .μA =μB m A >m BD .μA <μB m A <m B(3)实验时,要先调节斜面的倾角,应该如何调节?________________.(4)假设光电门甲的读数为t 1,光电门乙先后的读数为t 2,t 3,用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式________.解析:(1)本实验中要验证两滑块碰撞前后动量是否守恒,需要验证m Ad t A 甲=m A dt A 乙+m Bdt B 乙,应当选项A 、E 正确. (2)由于滑块A 匀速通过光电门甲,如此有mg sin θ=μmg cos θ,要通过光电门验证两滑块碰撞前后动量是否守恒,需要滑块B 也满足mg sin θ=μmg cos θ,即μ=tan θ,所以有μA =μB ,又因为碰后两滑块先后通过光电门乙,所以A 的质量大于B 的质量,故C 项正确.(3)实验过程要求两滑块匀速运动,所以调整斜面的倾角,当滑块下滑通过两光电门所用时间相等时,表示滑块在斜面上做匀速运动.(4)由第(1)问解析可得两滑块碰撞前后动量守恒的表达式为:m A dt 1=m A d t 3+m B d t 2. 答案:(1)AE (2)C(3)滑块下滑通过两光电门所用时间相等 (意思相近的表示均可给分) (4)m A d t 1=m A d t 3+m B d t 2(或m A t 1=m A t 3+m Bt 2)10.(20分)如下列图,一质量为m 1=1 kg 的长直木板放在粗糙的水平地面上,木板与地面之间的动摩擦因数μ1=0.1,木板最右端放有一质量为m 2=1 kg 、大小可忽略不计的物块,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.2.现给木板左端施加一大小为F =12 N 、方向水平向右的推力,经时间t 1=0.5 s 后撤去推力F ,再经过一段时间,木板和物块均停止运动,整个过程中物块始终未脱离木板,取g =10 m/s 2,求:(1)撤去推力F 瞬间,木板的速度大小v 1和物块的速度大小v 2; (2)木板至少多长;(3)整个过程中因摩擦产生的热量.解析:(1)假设木板和物块有相对滑动,撤F 前, 对木板:F -μ1(m 1+m 2)g -μ2m 2g =m 1a 1 解得:a 1=8 m/s 2对物块:μ2m 2g =m 2a 2 解得:a 2=2 m/s 2因a 1>a 2,故假设成立,撤去F 时,木板、物块的速度大小分别为:v 1=a 1t 1=4 m/s v 2=a 2t 1=1 m/s(2)撤去F 后,对木板:μ1(m 1+m 2)g +μ2m 2g =m 1a 3 解得:a 3=4 m/s 2对物块:μ2m 2g =m 2a 4 解得:a 4=2 m/s 2撤去F 后,设经过t 2时间木板和物块速度一样: 对木板有:v =v 1-a 3t 2 对物块有:v =v 2+a 4t 2 得:t 2=0.5 s ,v =2 m/s撤去F 前,物块相对木板向左滑行了 Δx 1=v 12t 1-v 22t 1=0.75 m撤去F 后至两者共速,物块相对木板又向左滑行了 Δx 2=v 1+v 2t 2-v 2+v2t 2=0.75 m之后二者之间再无相对滑动,故板长至少为:L =Δx 1+Δx 2=1.5 m(3)解法一:物块与木板间因摩擦产生的热量:Q 1=μ2m 2gL =3 J共速后,两者共同减速至停止运动,设加速度为a ,有:a =μ1g =1 m/s 2全过程中木板对地位移为:s =v 12t 1+v 1+v 2t 2+v 22a =4.5 m木板与地面间因摩擦产生的热量为:Q 2=μ1(m 1+m 2)gs =9 J故全过程中因摩擦产生的热量为:Q =Q 1+Q 2=12 J解法二:由功能关系可得:Q =Fx 1x 1=v 12t 1Q =12 J答案:(1)4 m/s 1 m/s (2)1.5 m (3)12 J11.(23分)如下列图,竖直平面内,固定一半径为R 的光滑圆环,圆心为O ,O 点正上方固定一根竖直的光滑杆,质量为m 的小球A 套在圆环上,上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m 的滑块B 一起套在杆上,小球A 和滑块B 之间再用长为2R 的轻杆通过铰链分别连接,当小球A 位于圆环最高点时,弹簧处于原长;当小球A 位于圆环最右端时,装置能够保持静止,假设将小球A 置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0),使小球沿环顺时针滑下,到达圆环最右端时小球A 的速度v A =gR (g 为重力加速度),不计一切摩擦,A 、B 均可视为质点,求:(1)此时滑块B 的速度大小;(2)此过程中,弹簧对滑块B 所做的功; (3)小球A 滑到圆环最低点时,弹簧弹力的大小.解析:(1)由于此时A 、B 速度方向都是竖直向下的,即此时它们与轻杆的夹角大小相等,又因为A 、B 沿轻杆方向的分速度大小相等,所以此时滑块B 的速度大小为:v B =v A =gR .(2)对系统,由最高点→图示位置有:(W GA +W GB )+W 弹=⎝ ⎛⎭⎪⎫12m A v 2A +12m B v 2B -0其中:W GA =m A g ·Δh A =mgRW GB =m B g ·Δh B =mg ·(3R -3R )解得:W 弹=(3-3)mgR .(3)图示位置系统能够保持静止,对系统进展受力分析,如下列图kx 1=(m A +m B )g x 1=Δh B =(3-3)R小球A 滑到圆环最低点时弹簧的伸长量为:x 2=2R ,所以在最低点时,弹簧的弹力大小为:F 弹=kx 2解得:F 弹=6+23mg3答案:(1)gR (2)(3-3)mgR (3)6+23mg3。
高三物理一轮复习《力的运算》学案
高三物理一轮复习《力的运算》复习案【学习目标】1.会用平行四边形定则和三角形法则求合力。
2.知道两个力的合力大小范围。
3.会用平行四边形定则和三角形法则求分力。
4.会用正交分解法求分力。
5.知道根据力的实际作用效果分解受力。
【重点难点】1、用三角形法则求两个力的合力。
2、合力与分力的关系。
3、用三角形定则求力的分力。
4、用正交分解法求分力。
【使用说明与学法指导】先通读教材有关内容,进行知识梳理归纳,再认真限时完成课前预习部分内容,并将自己的疑问记下来(写上提示语、标记符号)。
【课前预习】知识点:力的合成与分解1、两个分力F1、F2与合力F的关系:(1)当夹角θ=0°时,力F1、F2在同一直线上且方向相同,F=__________,方向跟两个力的方向______ ,此时,合力最大.(2)当夹角θ=180°时,力F1、F2在同一直线上且方向相反,F=|F1-F2|,方向跟两个力中________________方向相同,此时,合力最小。
(3)当夹角θ=90°,F=__________________.故合力F的取值范围为____________≤F≤_________________2、运用平行四边形定则和三角形法则进行力的合成与分解3、力的正交分解法:(1)正确分析物体的受力。
(2)以物体的重心为原点建立直角坐标系。
(3)将不在坐标轴上的力沿垂直于两坐标轴进行分解。
如图所示,光滑斜面上物体的重力mg分解到两个互相垂直的坐标轴上,得两个互相垂直的分力F1、F2 。
【课内探究案】探究一共点力合成的常用方法探究二力的合成与分解中常用的相似三角形法个小定滑轮,细绳一端拴一小球,小球置于半球面上的A点,另一端绕过定滑轮,如图所示。
今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点(未到顶点),则此过程中,小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是()A.N变大,T变大B.N变小,T变大C.N不变,T变小D.N变大,T变小3、探究三正交分解法4.如图所示,质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为µ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个?A.µmgB.µ(mg+Fsinθ)C.µ(mg-Fsinθ)D.F cosθ探究四图解法分析力的变化问题5.重为G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
【物理】2019届一轮复习人教版库仑定律与力学的综合应用学案
应用1. 应用库伦定律求解静力学问题相距L 的点电荷A 、B 的电荷量分别为+4Q 和-Q ,要引入第三个点电荷C ,使三个点电荷都处于平衡状态,求电荷C 的电荷量和位置。
三个点电荷都处于平衡状态,设C 的电量为Q C ,其受力平衡,则有:224()C CQQ QQ k kL x x =+ , 解得:x=L ,对点电荷A ,其受力也平衡,则:2244()C QQ QQk k L x L=+, 解得:Q C =4Q ,C 的电荷量为4Q ,距B 右侧L 处。
点拨提升:三个自由点电荷仅在它们系统的库伦力作用下处于平衡状态时,满足的规律: 1.“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上; 2.“两同夹一异”——正负电荷相互间隔; 3.“两大夹一小”——中间电荷的电荷量最小;4.“近小远大”——中间的电荷靠近电荷量较小的电荷。
应用2. 应用库伦定律求解动力学问题如图所示,A、B为带有同种电荷且大小相同的导体小球,均可看做点电荷。
B球的电荷量为A球的3倍。
现将A球固定于倾角为θ的绝缘光滑斜面的底端,已知B球的质量为m,则(1)B球在斜面上离A球多远处能保持静止?(2)若B球静止后用绝缘工具将B球与A球接触后再放回原处,则B球的加速度如何?(2)由于A、B为大小相同的导体小球,所以用绝缘工具将B球与A球接触后将平分电荷量,A、B各带电荷量322Q QQ Q+'==,将B球放回原处所受库仑力变为222444sin33Q Q QF k k F mgl lθ'''====,再由牛顿第二定律得F′-mg sinθ=ma,解得:1sin3a gθ=,方向沿斜面向上。
如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上,AB间和BC间的距离均为L。
已知A球带电量为Q A=8q,B球带电量为Q B=q,若在C球上施加一个水平向右的恒力F,恰好能使A、B、C三个小球保持相对静止。
江苏省南通市高考物理一轮复习 机械能守恒定律学案(无答案)
机械能守恒定律一.考纲解读1. 理解重力势能、弹性势能、机械能的概念.2. 理解机械能守恒的条件.3. 理解机械能守恒定律,能运用机械能守恒定律分析和解决生活、生产中的实际问题.二.双基回扣1.如图所示,质量为m的小球从桌面竖直向上抛出,桌面离地高度为h1,小球能达到的最大高度离地为h.若以桌面为重力势能的零参考平面,不计空气阻力,则,小球在最高点的重力势能为___________,落地时的重力势能为_________,落地时的动能为_________,落地时的机械能为__________。
2.如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放,让其自由摆下,不计空气阻力,在水平位置弹簧长度等于原长,重物在摆向最低点的过程中()A.重力做正功,弹力不做功。
B.重物重力势能与动能之和增大C.重物的动能与弹簧的弹性势能之和增大D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功。
3.下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C 中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中,机械能守恒的是( )A B C D三.要点导学要点一:关于物体机械能守恒与否的判断例1.一轻质弹簧固定于天花板上的O点处,原长为L,如图所示.一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出,以速度v与弹簧在B点相接触,然后向上压缩弹簧,到C点时物块速度为零,在此过程中无机械能损失.下列说法中正确的是( )A. 由A到C的过程中,物块的动能和重力势能之和保持不变B. 由B到C的过程中,弹簧的弹性势能和物块动能之和逐渐减小C. 由A到C的过程中,物块m的机械能守恒D. 由B到C的过程中,物块与弹簧组成的系统机械能守恒练习:1.质量分别为m和M(其中M=2m)的两个小球P和Q, 中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O处有一个固定转轴,如图所示.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中,关于能量,下列说法中正确的是( )A. Q球的重力势能减少、动能增加,Q球和地球组成的系统机械能守恒B. P球的重力势能增加、动能减小,P球和地球组成的系统机械能守恒C. P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒D. P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒小结:判断机械能是否守恒的方法:要点二:机械能守恒定律的基本表达式例2.如图所示,一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球的质量为m,静置于地面;b球的质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为( )A. hB. 1.5hC. 2hD. 2.5h练习2 如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B,且m A=2m B,从图示位置静止释放A物体,当物体B到达半圆顶点时,求绳的张力对物体B所做的功.3竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上,半径R相同,左侧轨道由金属凹槽制成,例3.如图所示,两个4右侧轨由金属圆管制成,且均可视为光滑.在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放,道小球距离地面的初始高度分别为h A和h B.下列说法中正确的是 ( )5RA. 若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为25RB. 若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为2,可使A球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处C. 适当调整h AD. 适当调整h B,可使B球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处练习3、某娱乐项目中,参与者抛出一小球去撞击触发器,从而进入下一关.现在将这个娱乐项目进行简化,假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球,小球恰好击中触发器.若参与者仍在刚才的抛出点,沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球,如图所示.则小球能够击中触发器的可能是( )小结:要点三:含弹性势能的机械能守恒定律综合问题例4.如图所示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上段放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.(1) 求质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1.(2) 求弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E p.(3) 已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO'在90°角的范围内来回缓慢2m到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在3时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?练习4.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P 拴接,另一端与物体A 相连,物体A 置于光滑水平桌面上(桌面足够大),A 右端连接一水平细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连.开始时托住B ,让A 处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B ,直至B 获得最大速度.下列有关该过程的分析中正确的是( )A .B 物体受到细线的拉力保持不变B .B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量C .A 物体动能的增加量等于B 物体重力对B 做的功与弹簧弹力对A 做的功之和D .A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A 做的功例5.如图所示为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切.点A 距水面的高度为H,圆弧轨道BC 的半径为R,圆心O 恰在水面.一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下,不计空气阻力.(1) 若游客从A 点由静止开始滑下,到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D 点,OD=2R,求游客滑到B 点时的速度v B 的大小及运动过程中轨道摩擦力对其所做的功W f .(2) 若游客从AB 段某处滑下,恰好停在B 点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道,求P 点离水面的高度h.(提示:在圆周运动过程的任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为 )R v m F 2 向。
高考物理一轮专题 力学综合问题突破课件 鲁科
(3)当涉及细节并要求分析力时,一般选用牛顿运动定律,对某一时刻的问题只能应用牛顿第二定律求解; (4)复杂问题的分析一般需要结合运动与力的观点、能量的观点、动量的观点综合解题. 四、解决力学问题常涉及的思想方法 1.守恒的思想:寻求过程中守恒量以及应用守恒规律解决问题是一重要的物理思想,如机械能守恒定律、能的转化与守恒定律、电荷守恒定律等.在解决问题时如果存在守恒量,应优先应用守恒规律,这样可以简化解题过程.
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Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus. 变式题1变式题2► 探究点二 传送带问题
变式题
► 探究点三 运动与动量、能量综合问题
[2011·天津卷] 如图2-8-7所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求: (1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t; (2)小球A冲进轨道时速度v的大小.
【点评】 本题是涉及的是单一物体的多过程运动问题,运动中摩擦力方向改变而大小不变,摩擦力做功由下式决定:Wf=-fs,f代表摩擦力大小,而s代表总路程.
如图2-8-2所示,木块A放在木板B的上表面左端,现用水平恒力F将A拉至B的右端,已知A、B间的摩擦力大小为f,第一次将木板B固定在地面上,f对A做功的数值为W1,在此过程中产生的热量为Q1;第二次木板B可以在光滑水平地面上自由滑动,这一次f对A做功的数值为W2,此过程中产生的热量为Q2,则( ) A.W1<W2,Q1=Q2 B.W1=W2,Q1=Q2 C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1=W2,Q1<Q2
高考物理 一轮复习教案学案—第二章 8 力的合成与分解
学案8 力的合成与分解一、概念规律题组1.关于合力的下列说法,正确的是()A.几个力的合力就是这几个力的代数和B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D.几个力的合力一定大于这几个力中最大的力2.关于两个分力F1、F2及它们的合力F的说法,下述不正确的是()A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B.两力F1、F2不一定是同种性质的力C.两力F1、F2一定是同一个物体受的力D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力3.如图1所示,物体放在光滑斜面上,所受重力为G,斜面支持力为F N,设使物体沿斜面下滑的力是F1,则下列说法中错误的是()图1A.G是可以分解为F1和对斜面的压力F2B.F1是G沿斜面向下的分力C.F1是F N和G的合力D.物体受到G、F N的作用4.图2是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图.使用时,用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动,把图2涂料均匀地粉刷到墙上.撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计,而且撑竿足够长,粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚,关于该过程中撑竿对涂料滚的推力F1,涂料滚对墙壁的压力F2,以下说法中正确的是()A.F1增大,F2减小B.F1减小,F2增大C.F1、F2均增大D.F1、F2均减小二、思想方法题组图35.水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图3所示,则滑轮受到绳子的作用力为(g取10 N/kg)()A.50 NB.50 3 NC.100 ND.100 3 N6.受斜向上的恒定拉力作用,物体在粗糙水平面上做匀速直线运动,则下列说法正确的是()A.拉力在竖直方向的分量一定大于重力B.拉力在竖直方向的分量一定等于重力C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力一、合力的范围及共点力合成的方法1.合力范围的确定(1)两个共点力的合成,|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随两力夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|,当两力同向时,合力最大,为F1+F2.(2)三个共点力的合成:①当三个共点力共线同向时,合力最大为F1+F2+F3②任取两个力,求出合力范围,如第三个力在这个范围内,则三力合成的最小值为零;如不在范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的数值之和的绝对值.2.共点力的合成方法(1)合成法则:平行四边形定则或三角形定则.(2)求出以下三种特殊情况下二力的合力:①相互垂直的两个力合成,合力大小为F=F21+F22.②夹角为θ、大小相等的两个力合成,其平行四边形为菱形,对角线相互垂直,合力大小为F=2F1cos θ2③夹角为120°、大小相等的两个力合成,合力大小与分力相等,方向沿二力夹角的平分线【例1】在电线杆的两侧图4常用钢丝绳把它固定在地上,如图4所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每条钢丝绳的拉力都是300 N,试用作图法和解析法分别求出两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.(结果保留到整数位)[规范思维][针对训练1] (2009·海南·1)两个大小分别为F 1和F 2(F 2<F 1)的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F 满足( )A .F 2≤F ≤F 1B .F 1-F 22≤F ≤F 1+F 22C .F 1-F 2≤F ≤F 1+F 2D .F 21-F 22≤F 2≤F 21+F 22[针对训练2] (2009·江苏·2)如图5所示,图5用一根长1 m 的轻质细绳将一幅质量为1 kg 的画框对称悬挂在墙壁上,已知绳能承受的最大张力为10 N ,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g 取10 m /s 2)( )A .32 mB .22 mC .12 mD .34 m 二、力的分解的方法 1.按力的效果分解图6(1)找出重力G 的两个作用效果,并求它的两个分力.如图6所示 F 1=G sin θ,F 2=G cos θ(用G 和θ表示)(2)归纳总结:按力的效果求分力的方法: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,并由平行四边形定则求出两个分力的大小.2.按问题的需要进行分解(1)已知合力和两个分力的方向,可以作出惟一的力的平行四边形;对力F 进行分解,其解是惟一的.(2)已知合力和一个分力的大小与方向,对力F 进行分解,其解也是惟一的.图7(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,对力F进行分解,则有三种可能(F1与F的夹角为θ).如图7所示:①F2<F sinθ时无解.②F2=F sinθ或F2≥F时有一组解.③F sinθ<F2<F时有两组解.图8【例2】如图8所示,用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间,重物处于静止状态,AO绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为θ,则AO绳的拉力F A、OB绳的拉力F B的大小与G之间的关系为()A.F A=G tanθB.F A=GcosθC.F B=GtanθD.F B=G cosθ[规范思维][针对训练3](广东理科基础高考·6)图9如图9所示,质量为m的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2,以下结果正确的是()A.F1=mg sinθB.F1=mg sinθC.F2=mg cosθD.F2=mg cosθ三、正交分解法1.定义:把各个力沿相互垂直的两个方向进行分解的方法用途:求多个共点力的合力时,往往用正交分解法.图102.步骤:如图10所示,(1)建立直角坐标系;通常选择共点力的作用点为坐标原点,让尽可能多的力落在坐标轴上,建立x、y轴.(2)把不在坐标轴上的各力沿坐标轴方向进行正交分解.(3)沿着坐标轴方向求合力F x、F y.(4)求F x、F y的合力,F与F x、F y的关系式为:F=F2x+F2y.方向为:tanα=F y/F x.图11【例3】物体A的质量为2 kg,两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体A上,在物体A上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F,相关几何关系如图11所示,θ=60°.若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范围.(g取10 m/s2)[规范思维][针对训练4]图12(2010·江苏·3)如图12所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机.三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30°角,则每根支架中承受的压力大小为( ) A .13mg B .23mg C .36mg D .239mg【基础演练】 1.(2011·新泰模拟)下列四个图中,F 1、F 2、F 3都恰好构成封闭的直角三角形(顶角为直角),这三个力的合力最大的是( )图132.(2011·黄石模拟)如图13所示,重力为G 的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G 分解为垂直斜面向下的力F 1和平行斜面向下的力F 2,那么( ) A .F 1就是物体对斜面的压力B .物体对斜面的压力方向与F 1方向相同,大小为G cos αC .F 2就是物体受到的静摩擦力D .物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F 1和F 2共五个力的作用 3.小明想推动家里的衣橱,但图14使出了吃奶的力气也推不动,他便想了个妙招,如图14所示,用A 、B 两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法正确的是( )A .这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B .这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大C .这有可能,A 板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D .这有可能,A 板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 4.如图15所示,图15将细线的一端系在右手中指上,另一端系上一个重为G 的钩码.用一支很轻的铅笔的尾部顶在细线上的某一点,使细线的上段保持水平,笔的尖端置于右手掌心.铅笔与水平细线的夹角为θ,则( )A.中指受到的拉力为G sinθB.中指受到的拉力为G cosθC.手心受到的压力为GsinθD.手心受到的压力为Gcosθ5.(2011·广东揭阳统考)作用于同一点的两个力,大小分别为F1=5 N,F2=4 N,这两个力的合力F与F1的夹角为θ,则θ可能为()A.45°B.60°C.75°D.90°6.图16如图16所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力增大,可采取的方法是()A.只增加绳的长度B.只增加重物的质量C.只将病人的脚向右移动D.只将两定滑轮的间距增大【能力提升】图177.如图17所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为m的质点在外力F作用下,从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动,直线ON与y轴负方向成θ角,则物体所受拉力F的最小值为()A.mg tanθB.mg sinθC.mg/sinθD.mg cosθ8.如图18所示,图18人曲膝下蹲时,膝关节弯曲的角度为θ,设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F 的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等,那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为()A.F 2sin θ2B.F2cosθ2C.F 2tan θ2D.F2cotθ2题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案9.(2010·端,另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为β的力F拉住,使整个装置处于静止状态,如图19所示.不计一切摩擦,圆柱体质量为m,求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力F N的大小.图19某同学分析过程如下:将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解.沿斜面方向:F cosβ=mg sinα①沿垂直于斜面方向:F sinβ+F N=mg cosα②问:你同意上述分析过程吗?若同意,按照这种分析方法求出F及F N的大小;若不同意,指明错误之处并求出你认为正确的结果.10.图20(2011·南宁高三月考)如图20所示,轻绳AB总长为l,用轻滑轮悬挂重为G的物体.绳能承受的最大拉力是2G,将A端固定,将B端缓慢向右移动d而使绳不断,求d的最大值.学案8 力的合成和分解【课前双基回扣】1.CD[力是矢量,力的合力不能简单的代数加减,故A是错误的,合力可以大于分力,可以等于分力,也可以小于分力,故B是错误的,C、D正确.]2.AC[只有同一个物体的受力才能合成,分力作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个力的等效替代,可以是不同性质的力,但不能同时存在,故正确答案为A、C.]3.BC[重力G可分解为使物体沿斜面下滑的力F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的力F2,选项B正确,A错误.F2是重力的一个分力,不是(物体)对斜面的压力(该压力的本质是弹力,受力物体是斜面,完全不是一回事).因F1和F2是G的两个分力,F1、F2与G是等效替代关系,不同时出现,不重复考虑,选项D错.物体放在光滑斜面上只受到重力G和支持力F N两个力的作用.因为在垂直于斜面方向上,F2与F N平衡,故F1可以说是F N和G的合力(可以依据平行四边形定则作出),选项C正确.]4.D[对涂料滚进行受力分析,受到重力、竿对滚的推力、墙壁对滚的支持力三个力,其缓慢向上滚的过程中三力平衡,竿对滚的推力方向与竖直方向的夹角变小,根据物体的平衡条件可知,推力竖直向上的分力大小等于涂料滚的重力,涂料滚的重力不变,随推力方向与竖直方向夹角变小,推力也逐渐变小,进而其水平方向上的分力也变小,即涂料滚对墙壁的压力也变小,所以选项D正确.]5.C[本题考查二力平衡条件及两个等大的力互成120 °的合力求法.以滑轮为研究对象,悬挂重物的绳的张力是F=mg=100 N,故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向,大小都是100 N.从右图中看出,∠CBD=120°,∠CBF=∠DBF,得∠CBF=60°,即△CBF 是等边三角形,故F=100 N.]6.D[物体受力如右图,因为物体匀速直线运动,故所受合外力为零,各方向合外力为零.则:F cos θ=F f,即F f>0,F f=μF N,即F N>0,F N=mg-F sin θ,所以mg>F sin θ,故只有D 项符合题意.]思维提升1.合力与分力是一种“等效替换”关系,一个物体不能同时受分力与合力的作用,也就是说,合力与分力不能同时作用在同一个物体上.2.在力的合成问题中常遇见的题目有以下几种:①在合成图中有直角,可以利用直角三角形的知识求解.②若两个力相等,且两个力合成的平行四边形是菱形,可以利用菱形的对角线垂直平分的知识求解.③若两个力相等,且两个力的夹角为120°,可由几何知识知合力等于其中一个分力大小.3.正交分解法不仅可以应用于力的分解,也可应用于其他任何矢量的分解,我们选取坐标系时,可以是任意的,不过选择合适的坐标系可以使问题简化,通常坐标系的先取有两个原则:(1)使尽量多的矢量落在坐标轴上,(2)尽量使未知量落在坐标轴上. 【核心考点突破】例1 520 N ,方向竖直向下解析 (1)作图法:如图甲所示,自O 点引两条等长的有向线段OC 和OD ,夹角为60°.设定每单位长度表示100 N ,则OC 和OD 的长度都是3个单位长度,作出平行四边形OCED ,其对角线OE 就表示两个拉力F 1、F 2的合力F ,量得OE 长为5.2个单位长度. 所以合力F =100×5.2 N =520 N.用量角器量得∠COE =∠DOE =30°, 所以合力方向竖直向下.(2)解析法:先画出力的平行四边形,如图乙所示,由于OC =OD ,得到的是菱形.连结CD 、OE ,两对角线垂直且平分,OD 表示300 N ,∠COO ′=30°.在三角形OCO ′中,OO ′=OC cos 30°.在力的平行四边形中,各线段的长度表示力的大小,则有F2=F 1cos30°,所以合力F =2F 1cos 30°=2×300×32N =519.6 N ≈520 N.合力方向竖直向下.[规范思维] 作图法求合力时要严格按照力的图示作图,用毫米刻度尺测量线段的长度.解析法求合力时,仅作出力的示意图即可,关键是用勾股定理或余弦定理计算,两种方法都离不开力的平行四边形定则. 例2 AC[本题中选O 点为研究对象,它受三个力作用处于静止状态. 解法一 力的作用效果分解法绳子OC 的拉力F C 等于重物的重力G .将F C 沿AO 和BO 方向分解,两个分力分别为F A 、F B ,如图甲所示.可得F A F C =tan θ,F CF B=cos θF A =G tan θ,F B =Gcos θ,故A 、C 正确.解法二 正交分解法结点O 受到三个力F A 、F B 、F C 作用,如图乙所示. 在水平方向和竖直方向分解F B ,列方程得 F B cos θ=F C =G ,F B sin θ=F A ,可解得F A =G tan θ,F B =Gcos θ,故A 、C 正确.解法三 力的合成法结点O 受到三个力F A 、F B 、F C 作用,如图丙所示,其中F A 、F B 的合力与F C 等大反向,即F 合=F C =G ,则:F A F C =tan θ,F CF B=cos θ解得:F A =G tan θ,F B =Gcos θ,故A 、C 正确.][规范思维] 力的合成法、力的作用效果分解法、正交分解法都是常见的解题方法,一般情况下,物体只受三个力的情形下,力的合成法、作用效果分解法解题较为简单,在三角形中找几何关系,利用几何关系或三角形相似求解;而物体受三个以上力的情况多用正交分解法,但也要视题目具体情况而定. 例32033 N ≤F ≤4033N解析 作出物体A 的受力分析图如右图所示,由平衡条件得 F sin θ+F 1sin θ-mg =0① F cos θ-F 2-F 1cos θ=0②由①式得F =mgsin θ-F 1③由②③式得F =mg 2sin θ+F 22cos θ④要使两绳都伸直,则有F 1≥0,F 2≥0所以由③式得F max =mg sin θ=4033 N由④式得F min =mg 2sin θ=2033N综合得F 的取值范围为2033 N ≤F ≤4033N.[规范思维] ①本题中物体受多个力的作用而保持平衡状态,其合力为零.求多个力的合力要用正交分解法.②本题求F 的大小范围,实质上需找到使b 绳和c 绳都伸直的临界值,也就是保证两绳的拉力都大于或者等于零.[针对训练]1.C 2.A 3.D 4.D 【课时效果检测】1.C 2.B 3.C 4.C 5.AB 6.BC 7. B[物体受重力和拉力F 沿ON 方向运动,即合力方向沿ON 方向,据力的合成法则作图,如右图所示.由图可知当F 垂直于ON 时有最小值,即F =mg sin θ,故B 正确.] 8.D [设大腿骨和小腿骨的作用力分别为F 1、F 2,则F 1=F 2由力的平行四边形定则易知F 2cos θ2=F 2,对F 2进行分解有F 2y =F 2sin θ2解得F 2y =F 2tan θ2=F2cotθ2,D 选项正确.]9.不同意,理由见解析 mg sin α1+cos β mg cos α-mg sin βsin α1+cos β解析 不同意.平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用,其受力如图所示.①式应改为:F cos β+F =mg sin α③由③得F =mg sin α1+cos β④将④代入②,解得F N =mg cos α-F sin β=mg cos α-mg sin βsin α1+cos β.10.154l解析 如右图所示,以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象,在任何一个平衡位置都在滑轮对它的压力(大小为G )和绳的拉力F 1、F 2共同作用下静止.而同一根绳子上的拉力大小F 1、F 2总是相等的,它们的合力F T 是重力G 的平衡力,方向竖直向上.因此以F 1、F 2为分力作力的合成的平行四边形一定是菱形.利用菱形对角线互相垂直平分的性质,结合相似三角形知识可得d 2∶l 2=(F 1)2-(G2)2∶F 1,因为绳能承受的最大拉力是2G ,所以d 最大时F 1=F 2=2G ,此时d 2∶l 2=15∶4,所以d 最大为154l .易错点评1.合力可以大于分力,也可以小于分力.2.对于杆所施加的力,要注意区分活动杆和固定杆,活动杆施加的力一定沿杆;固定杆施加的力可以不沿杆.3.对于绳所提供的力,要注意区分有无结点.有结点时,结点两侧绳提供的力一般不等;无结点时,绳提供的力大小一定相等.4.若物体受三个力,其中一个力大小、方向一定,另一个力方向一定,第三个力大小、方向变化时,一般用图解法分析三力的变化.用此法时关键是要正确画出变化中的矢量三角形.高考必背物理公式质点运动1.匀速直线运动:------tsv =---vt s = v 表示速度,s 表示位移,t 表示时间。
高三第一轮复习《力学综合练习题》(含答案)
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载高三第一轮复习《力学综合练习题》(含答案)地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容力学综合练习1、光滑的水平地面上放着一块质量为M、长度为d的木块,一个质量为m 的子弹以水平速度v0射入木块,当子弹从木块中出来后速度变为v1,子弹与木块的平均摩擦力为f,求:(1)子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功多少?摩擦力对木块做功多少?(2)子弹从木块中出来时,木块的位移为多少?(3)在这个过程中,系统产生的内能为多少?2、光滑的水平地面上放着一块质量为M的木块,一个质量为m的子弹以水平速度v0射入木块。
最终与木块一起做匀速直线运动,子弹与木块的平均摩擦力为f,子弹进入的深度为d,求:(1)它们的共同速度;(2) 子弹进入木块的深度d是多少?此过程中木块产生的位移s是多少?(3)子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功多少?摩擦力对木块做功多少?(4)在这个过程中,系统产生的内能为多少?3、如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,求:(1)物块在车面上滑行的时间t.(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少?4、如图所示,质量m1=3 kg的小车静止在光滑的水平面上,现有质量m2=2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=10 m/s从左端滑上小车,当它与小车保持相对静止时正好撞上右边的弹性墙(即车与墙碰撞后以原速率反弹),设物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,物块始终在小车上,g=10m/s2,求:(1)物块在车上滑行的时间t. (2)要使物块不从小车右端滑出,小车至少要多长?(3)如果小车与物块的质量互换,结果如何呢?5、如图所示,一质量为 M 的平板车B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A 开始向左运动,B 开始向右运动,最后A 不会滑离B,求:(1)A、B 最后的速度大小和方向;(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小.6、如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5 m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块,其质量m=0.2 kg,与BC间的动摩擦因数μ1=0.4.工件质量M=0.8 kg,与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.(取g=10 m/s2)(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h.(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动.①求F的大小.②当速度v=5 m/s时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离.7、如图所示为某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带长度L=4.0m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v=3.0m/s匀速传动。
2023届高考物理一轮复习学案 8.2 电场能的性质
第2节电场能的性质学案基础知识:一、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特点:静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。
(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿电场方向的位移。
②W AB=qU AB,适用于任何电场。
2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,称为电势能。
(2)说明:电势能具有相对性,通常把无穷远处或大地的电势能规定为零。
3.静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即W AB=E p A-E p B。
(2)通过W AB=E p A-E p B可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;电荷克服静电力做多少功,电荷电势能就增加多少。
(3)电势能的大小:由W AB=E p A-E p B可知,若令E p B=0,则E p A=W AB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。
二、电势等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
(2)定义式:φ=E p q。
(3)矢标性:电势是标量,有正负之分,正(负)号表示该点电势比零电势高(低)。
(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面。
(2)四个特点:①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
②电场线一定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。
④任意两个等势面都不相交。
三、电势差1.定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB 与移动电荷的电荷量q的比值。
2.定义式:U AB=W AB q。
3.影响因素电势差U AB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功W AB 无关,与零电势点的选取无关。
4.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA。
高三一轮复习 学生用学案 008
A.物体受到的摩擦力保持不变B.物体受到的摩擦力逐渐增大
C.物体受到的合力减小D.物体对斜面的压力逐渐减小
3.(2016·深圳联考)如图239所示,内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上,碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接。当系统保持静止时,B球对碗壁刚好无压力,图中θ=30°,则A球和C球的质量之比为()图239
第3节力的合成与分解
要点一 力的合成问题
1.共点力合成的常用方法
(1)作图法:从力的作用点起,按同一标度作出两个分力F1和F2的图示,再以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点的对角线,量出对角线的长度,计算出合力的大小,量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图2 3 1所示)。
(2)计算法:几种特殊情况的共点力的合成。
A.1∶2B.2∶1C.1∶D.∶1
要点三 对称法解决非共面力问题
在力的合成与分解的实际问题中,经常遇到物体受四个以上的非共面力作用处于平衡状态的情况,解决此类问题时要注意图形结构的对称性特点,结构的对称性往往对应着物体受力的对称性,即某些力大小相等,方向特点相同等。
[典例6]如图2 3 9所示的四脚支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域。现有一质量为 m的四脚支架置于水平地面上,其四根铁质支架等长,与竖直方向均成θ角,重力加速度为g,则每根支架对地面的作用大小为( )
[针对训练]
4.(2016·吉林联考)蹦床可简化为如图2311所示的完全相同的网绳构成的正方形,点O、a、b、c等为网绳的结点。当网水平张紧时,若质量为m的运动员从高处竖直落下,并恰好落在O点,当该处下凹至最低点时,网绳aOe、cOg均成120°向上的张角,此时O点受到的向下的冲击力为F,则这时O点周围每根网绳的拉力的大小为()
新高考物理通用版总复习一轮课件专题十一小专题8力学综合计算
故木盒在 2 s 内的位移为零 依题意:s=v0Δt+vt3, 其中 t3 为木盒回到与 1 球碰撞点后再随带运动的时间,则 对 1 球和 2 球有 t0+t1+t2+t3=T+Δt, 代入数据解得:s=10 m,t0=1 s.
突破 2 动量守恒与平抛运动的综合 【典题 2】(2018 届广东五校联考)如图 Z8-3 所示,光滑细 管 ABC,AB 内有一压缩的轻质弹簧,上方有一质量 m1=0.01 kg 的小球 1;BC 是半径 R=1 m 的四分之一圆弧细管,管口 C 的 切线水平,并与长度 L=1 m 的粗糙直轨道 CD 平滑相接,小球 与 CD 的滑动摩擦系数μ=0.3.现将弹簧插销 K 拔出,球 1 从管 口 C 水平射出,通过轨道 CD 后与球 2 发生弹性正碰.碰后,球 2 立即水平飞出,落在 E 点.球 1 返回管口 C 时恰好对管道无作
解:(1)A 恰好能通过圆周轨迹的最高点,此时轻绳的拉力
刚好为零,设 A 在最高点时的速度大小为 v,由牛顿第二定律, 有 m1g=m1vl2 ①
A 从最低点到最高点的过程中机械能守恒,取轨迹最低点
处重力势能为零,设 A 在最低点的速度大小为 vA,有12m1v2A= 12m1v2+2m1gl ②
突破 1 动量守恒与牛顿动力学的综合 【典题 1】(2018 年新课标Ⅱ卷)汽车 A 在水平冰雪路面上 行驶,驾驶员发现其正前方停有汽车 B,立即采取制动措施, 但仍然撞上了汽车 B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如 图 Z8-1 所示,碰撞后 B 车向前滑动了 4.5 m,A 车向前滑动了 2.0 m,已知 A 车和 B 车的质量分别为 2.0×103 kg 和 1.5×103 kg, 两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为 ,两车碰撞时间极 短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小 g=10 m/s2.求: (1)碰撞后的瞬间 B 车速度的大小.
高考物理第一轮复习 力学综合练习题(附答案)
1.如右图所示,质量m =20 kg 的物体,在粗糙水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,物体同时还受到大小为10 N 方向向右的水平拉力F 的作用,则水平面对物体的摩擦力(g 取10 m/s 2)( )A .10 N ,水平向左B .20 N ,水平向左C .20 N ,水平向右D .30 N ,水平向右【答案】 C2.卡车上装着一只集装箱,不计空气阻力,下面说法正确是( )A .当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动B .当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动C .当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零D .当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零【答案】 AC3. 2008年初我国南方发生罕见的雪灾,导致大量交通车辆受阻,为解决这一问题,有的车辆轮胎上安装了防滑链,下列叙述正确的是( )A .装防滑链主要目的是增大车辆重力,从而增大摩擦力B .装防滑链主要目的是增大车辆与地面接触面积,从而增大摩擦力C .装防滑链主要目的是增大车辆与路面间粗糙程度,增大摩擦力D .以上叙述均不正确【答案】 C4. 如右图所示,一物体置于水平地面上静止不动,若用水平向左的力F =5.0 N 拉物体,物体仍静止,下述结论正确的是( )A .物体受到的合外力增加5.0 NB .物体对水平面的压力增加5.0 NC .物体对水平面的作用力大小增加5.0 ND .物体受到水平面的静摩擦力是5.0 N【解析】 物体一直处于静止平衡状态,受到合外力为零不变,物体对水平面的压力大小不变(等于物体受到的重力的大小),由平衡条件可知物体受到的静摩擦力与水平方向的拉力大小相等,为5.0 N ,A 、B 均错,D 对;物体对水平面的作用力有压力与静摩擦力,方向互相垂直,即物体对水平面的作用力是这两个力的合力,不在同一直线上的力应用矢量平行四边形定则计算,而不能用代数方法运算,C 错.【答案】 D5. (2008年高考全国卷Ⅱ)如右图,一固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑,A 与B 的接触面光滑.已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α,B 与斜面之间的动摩擦因数是( )A.23tan αB.23cot α C .tan α D .cot α【解析】 对A 和B 进行受力分析可知,A 、B 两物块受到斜面的支持力均为mg cos α,所受滑动摩擦力分别为F fA =μA mg cos α、F fB =μB mg cos α,对整体受力分析结合平衡条件可得2mg sin α=μA mg cos α+μB mg cos α,且μA =2μB ,解得μB =23tan α,故答案为A. 【答案】 A6. 如右图所示,质量为m 1的木块在质量为m 2的长木板上滑行,长木板与地面间动摩擦因数为μ1,木块与长木板间动摩擦因数为μ2,若长木板仍处于静止状态,则长木板受地面摩擦力大小一定为( )A .μ1(m 1+m 2)gB .μ2m 1gC .μ1m 1gD .μ1m 1g +μ2m 2g【解析】 木块在木板上滑行,木板上表面所受滑动摩擦力F f =μ2m 1g ;木板处于静止状态,水平方向上受到木板对木板的滑动摩擦力和地面对木板的静摩擦力,根据力的平衡条件可知,地面对木板的静摩擦力的大小等于木块对木板的滑动摩擦力的大小,B 项正确.【答案】 B7. 如右图所示,一个木块A 放在长木板B 上,长木板B 放在水平地面上,有恒力F 作用下,长木板B 以速度v 匀速运动,水平的弹簧秤的示数为F T .下列有关摩擦力的说法正确的是( )A .木块受到的滑动摩擦力的大小等于FB .木块受到的静摩擦力的大小等于F TC .若长木板B 以2v 的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力的大小等于2F TD .若用2F 的力作用在长木板B 上,木块受到的摩擦力的大小仍等于F T【解析】 若用2F 的力作用在长木板B 上,木块受到的摩擦力的大小仍等于F T .【答案】 D8. 如右图所示,倾角为θ的斜面体C 置于水平面上,B 置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A 相连接,连接B 的一段细绳与斜面平行,A 、B 、C 都处于静止状态.则( )A .B 受到C 的摩擦力一定不为零B .C 受到水平面的摩擦力一定为零C .不论B 、C 间摩擦力大小、方向如何,水平面对C 的摩擦力方向一定向左D .水平面对C 的支持力与B 、C 的总重力大小相等【解析】 以B 物体为研究对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿斜面向上或向下,A 项错误;利用整体法可知不论B 、C 间摩擦力大小、方向如何,水平面对C 的摩擦力方向一定向左,B 项错误,C 项正确;同理,在竖直方向利用整体法判断水平面对C 的支持力等于B 、C 的总重力大小减去拉力在竖直方向上的分力,D 项错误.【答案】 C9. (2010年北京东城)如右图所示,物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v ,则传送带启动后( )A .M 静止在传送带上B .M 可能沿斜面向上运动C .M 受到的摩擦力不变D .M 下滑的速度不变【解析】 本题考查的知识点为滑动摩擦力,由M 匀速下滑可知其处于平衡状态,受重力、摩擦力、支持力,传送带启动以后对M 受力没有影响,自然也不会影响其运动状态,故CD 正确.【答案】 CD10. (2010年山东济南)如右图所示,质量不等的两个物体A 、B 在水平拉力F 的作用下,沿光滑水平面一起向右运动,滑轮及细绳质量不计.则下列说法中正确的有( )A .物体B 所受的摩擦力方向一定向左B .物体B 所受的摩擦力方向可能向左C .物体B 所受的摩擦力一定随水平力F 的增大而增大D .只要水平力F 足够大,物体A 、B 间一定会打滑【解析】 A 、B 都受到绳子向右的拉力F T ,设两物体有共同的加速度a ,A 、B 的质量分别为M 、m ,两物体间摩擦力大小为F f, 但由于两物体的质量大小关系不确定,所以物体B 所受摩擦力的方向不确定,设A 对B 的摩擦力方向向右,B 对A 的摩擦力方向向左,则有:F T +F f =ma ,F T -F f =Ma ,得F f =12(m -M )a ,若m >M ,F f 为正值,B 受摩擦力方向向右;若m <M ,F f 为负值,B 受摩擦力方向向左.把两个物体看作一个整体,若F 增大,则两个物体的加速度a 也增大,F f 也增大,当F f 达到最大静摩擦力后,物体A 、B 间会打滑.【答案】 BCD11. (2009年高考全国卷Ⅰ)某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如右图长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上.在平板上标出A 、B 两点,B 点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间.实验步骤如下:①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d ,用天平测量滑块的质量m ;②用直尺测量AB 之间的距离s ,A 点到水平桌面的垂直距离h 1,B 点到水平桌面的垂直距离h 2;③将滑块从A 点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t ;④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值t ;⑤利用所测数据求出摩擦力f 和斜面倾角的余弦值cos α;⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f -cos α关系曲线.(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g ):①斜面倾角的余弦cos α=________;②滑块通过光电门时的速度v =________;③滑块运动时的加速度a =________;④滑块运动时所受到的摩擦阻力f =________.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如右图所示,读得d=s 2-(h 1-h 2) 2【解析】 (1)①②略.③由位移公式推论v 2t-v 20=2as 有a =v 2t 2s =d 22s t 2.④由动能定理有mg(h 1-h 2)-fs =12mv 2-0,故有f=mg h 1- h 2s -mv 22s =mg h 1- h 2s -md 22s t 2. (2)主尺读数3.6 cm 游标尺上第2条刻度线与主尺上某条刻度线对齐,十分度的游标卡尺的精度为0.1 mm ,故测量结果为d=3.6 cm+2×0.1 mm=3.62 cm.【答案】 (1)①1ss 2-(h 1-h 2)2 ②d t③d 22s t 2 ④mg h 1- h 2s -m d 22s t 2(2)d=3.62 cm12.物体A 单独放在倾角为37°的斜面上时,正好能匀速下滑.A 系上细线通过光滑滑轮挂上物体B ,且将斜面倾角改为30°时,如右图所示.A 又正好能沿斜面匀速上滑,则B 与A 的质量之比为多少?【解析】 倾角为37°时,物体沿斜面方向上受沿斜面向下的重力的分力m A g sin θ和沿斜面向上的滑动摩擦力F f =μF N =μm A g cos θ.因物体匀速下滑,由二力平衡知m A g sin 37°=μm A g cos 37°,μ=tan 37°=3/4.倾角改为30°且挂上物体B 后,取B 为研究对象,由二力平衡知,绳的拉力F T =m B g ,取A 为研究对象,A 在斜面上向上匀速滑行时,受平行于斜面向上的绳的拉力F T =m B g 和平行于斜面向下的重力的分力m A g sin θ以及滑动摩擦力F f =μm A g cos θ,根据平衡条件,在平行于斜面方向上有:m A g sin θ+μm A g cos θ=m B g ,其中θ=30°,μ=3/4,代入可得:m B ∶m A =(4+33)∶8.【答案】 (4+33)∶8。
2022届高考物理一轮复习 第八章 静电场 专题4 带电粒子在电场中运动的综合问题学案 新人教版
2022届高考物理一轮复习第八章静电场专题4 带电粒子在电场中运动的综合问题学案新人教版年级:姓名:专题4带电粒子在电场中运动的综合问题关键能力学案突破考点一带电粒子在交变电场中的运动1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。
2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。
3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。
【典例1】如图甲所示,真空中相距d=5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图乙所示。
将一个质量m=2.0×10-27 kg、电荷量q=+1.6×10-19 C的带电粒子从紧邻B板处释放,不计粒子重力。
求:(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小。
(2)若A板电势变化周期T=1.0×10-5s,在t=0时将带电粒子从紧邻B板处无初速释放,粒子到达A板时速度的大小。
(3)A板电势变化频率多大时,在t=T4到t=T2时间内从紧邻B板处无初速度释放该带电粒子,粒子不能到达A板。
思维点拨(1)因为不计粒子重力,则粒子只受电场力而做匀加速直线运动,通过进一步计算可知在0~T2内粒子发生的位移恰好等于板间距离,到达A板的时间随之确定。
(2)解第(3)小题的关键,在于明确运动“对称性”,弄清“粒子不能到达A板”的条件,即在T4到3T4内粒子的最大位移小于板间距离。
规律方法带电粒子在交变电场中运动问题的解答方法本题结合带电粒子在交变电场中的运动模型,考查学生能否用运动和力的物理观念,对这一模型的问题进行科学推理,从而得出正确结论。
近年高考物理第一轮复习专题静力学复习课学案鲁科版(2021年整理)
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静力学复习课【本讲教育信息】 一. 教学内容:静力学复习课(必修一)二. 教学重、难点:重点:1、认识本部分的知识结构2、认识静力学的基本的处理问题的方法 难点:1、会做受力分析2、会判定静摩擦力的存在及其方向。
三. 教学详细内容: (一)力的基本概念 1、力:(1)是物体间的相互作用 (2)三要素(3)力的图示与示意图(4)力的分类:⎩⎨⎧::效果性质 2、三种基本力:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧μ=⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧=N:f ::::::,::::::g mg G 大小方向产生条件滑动摩擦力是否符合实际运动情况假设法产生条件判定存在方法反与相对运动趋势方向相方向有相对运动趋势直接接触挤压产生条件静摩擦力如压力、支持力指向对方挤压收缩绳与形变方向相反方向直接接触并发生挤压产生条件形变弹力由地面向高空减小由赤道向两极增大方向、大小、重力三种基本力(二)力的合成与分解:1、合力与其分力之间是等效替代关系,所有分力的总效果与合力的效果相同。
2、运算法则是平行四边形法或三角形法。
(1)合力是对角线,用平行四边形法处理力就是完成平行四边形的过程. 例:(2)三角形法与数学上的向量运算的三角形法是完全相同的,此法比平行四边形法更为简洁。
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小专题8 力学综合计算
非选择题
1.如图KZ81所示,质量为M、半径为R的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上,一质量为m(m>M)的光滑小球以某一水平速度通过环上的小孔正对环心射入环内,与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出.假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞,只考虑圆环与桌面之间的摩擦,求圆环通过的总位移?
图KZ81
2.(2016年云南玉溪第一中学高三月考)如图KZ82所示,在一水平支架上放置一个质量m1=0.98 kg的小球A,一颗质量为m0=20 g的子弹以水平初速度v0=300 m/s的速度击中小球A并留在其中.之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车B中,已知沙车的质量m2=2 kg,沙车的速度v1=2 m/s,水平面光滑,不计小球与支架间的摩擦,求:
(1)若子弹打入小球A的过程用时Δt=0.01 s,子弹与小球间的平均作用力大小.
(2)求最终沙车B的速度.
图KZ82
3.(2016年河南鹤壁高三质检)如图KZ83所示,一质量为m的小球用长为l的细线悬挂在O′点,开始时悬线与竖直方向之间的夹角为θ=60°,某时刻让小球从静止开始释放,当小球运动到最低点B时,恰好炸成质量相等的甲、乙两块,其中甲脱离悬线水平向左做平抛运动,落到水平面上的D点,乙仍做圆周运动且刚好可以通过最高点C.已知O、B两点间的高度为h,重力加速度为g,炸药质量忽略不计,试计算O、D两点间的水平距离x.
图KZ83
4.(2017年河南大联考)如图KZ84所示,一质量为m=1 kg的物块a静止在水平地面上的A点,物块a与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5,现对物块a施加一与水平方向呈θ角的恒力F,运动到B点时撤去外力F,此时物块a与处在B点的另一个完全相同的物块b 发生完全非弹性碰撞,已知F=7.5 N,AB=L=34.4 m,θ=53°,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块a碰撞前瞬间速度.
(2)两物块碰撞过程中损失的机械能.
图KZ84
5.(2017年广西桂林、崇左高三联合调研)图KZ85所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道,O点是其圆心,半径R=0.8 m,OA水平、OB竖直.轨道底端距水平地面的高度h=0.8 m.从轨道顶端A由静止释放一个质量m1=0.1 kg小球,小球到达轨道底端B时,恰好与静止在B点的另一个小球m2发生碰撞,碰后它们粘在一起水平飞出,落地点C与B点之间的水平距离x=0.4 m.忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)碰撞前瞬间入射小球的速度大小v1.
(2)两球从B点飞出时的速度大小v2.
(3)碰后瞬间两小球对轨道压力的大小.
图KZ85
6.(2017年四川宜宾高三二诊)如图KZ86所示,在粗糙水平面上A点固定一半径R =0.2 m的竖直光滑圆弧轨道,底端有一小孔.在水平面上距A点s=1 m的B点正上方O 处,用长为L=0.9 m的轻绳悬挂一质量M=0.1 kg的小球甲,现将小球甲拉至图中C位置,绳与竖直方向夹角θ=60°.静止释放小球甲,摆到最低点B点时与另一质量m=0.05 kg
的静止小滑块乙(可视为质点)发生完全弹性碰撞.碰后小滑块乙在水平面上运动到A点,并无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道,当小滑块乙进入圆轨道后立即关闭小孔.g取10 m/s2.
(1)求甲、乙碰前瞬间小球甲的速度大小.
(2)若小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰好不脱离圆弧轨道,求小滑块乙与水平面的动摩擦因数.
图KZ86
7.(2017年湖北教科研协作体高三大联考)如图KZ87所示,光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的B=4 T的匀强磁场中,两导轨间距为L=0.5 m,轨道足够长.金属棒a和b的质量都为m=1 kg,电阻R a=R b=1 Ω.b棒静止于轨道水平部分,现将a棒从h=80 cm高处自静止沿弧形轨道下滑,通过C点进入轨道的水平部分,已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直,且两棒始终不相碰.求a、b两棒的最终速度,以及整个过程中b棒中产生的焦耳热(已知重力加速度g取10 m/s2).
图KZ87
8.(2017年湖北黄冈高三质检)如图KZ88,电荷量为q=+2×10-3 C、质量为m=0.1 kg的小球B静止于光滑的水平绝缘板右端,板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E=103 N/C的匀强电场.与B球形状相同、质量为0.3 kg的绝缘不带电小球A以初速度v0=10 m/s向B运动,两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场,在电场中两球又发生多次弹性碰撞,已知每次碰撞时间极短,小球B的电荷量始终不变,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小.
(2)第二次碰撞前瞬间小球B的动能.
(3)第三次碰撞的位置.
图KZ88。