高考物理重点难点复习5
高考物理力学知识点之牛顿运动定律知识点总复习含答案解析(5)
高考物理力学知识点之牛顿运动定律知识点总复习含答案解析(5)一、选择题1.如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则A.1t时刻小球动能最大B.2t时刻小球动能最大C.2t~3t这段时间内,小球的动能先增加后减少D.2t~3t这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能2.起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力),以下说法正确的是()A.当货物匀速上升时,绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力B.无论货物怎么上升,绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小C.无论货物怎么上升,绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小D.若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时,绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力3.在匀速行驶的火车车厢内,有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球,不计空气阻力,则小球()A.可能落在A处B.一定落在B处C.可能落在C处D.以上都有可能m,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量4.如图所示,弹簧测力计外壳质量为0为m的重物,现用一竖直向上的拉力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速直线运动,弹簧测力计的读数为0F,则拉力F大小为()A .0m mmg m + B .00m m F m+ C .00m m mg m +D .000m m F m + 5.如图所示,质量m =1kg 、长L =0.8m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4.现用F =5N 的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F 做的功至少为( )(g 取10m/s 2)A .1JB .1.6JC .2JD .4J6.有时候投篮后篮球会停在篮网里不掉下来,弹跳好的同学就会轻拍一下让它掉下来.我们可以把篮球下落的情景理想化:篮球脱离篮网静止下落,碰到水平地面后反弹,如此数次落下和反弹.若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力大小恒定,则下列图象中可能正确的是( )A .B .C .D .7.一物体放置在粗糙水平面上,处于静止状态,从0t =时刻起,用一水平向右的拉力F 作用在物块上,且F 的大小随时间从零均匀增大,则下列关于物块的加速度a 、摩擦力f F 、速度v 随F 的变化图象正确的是( )A .B .C .D .8.如图所示,有一根可绕端点B 在竖直平面内转动的光滑直杆AB ,一质量为m 的小圆环套在直杆上。
高考物理总复习 5.第2讲 动能定理及其应用
答案:A
答案:AD
7.一个质量为50 kg的人乘坐电梯,由静止开始上升,整个过程中 电梯对人做功的功率随时间变化的P t图像如图所示,其中电梯在0~ 2 s做匀加速直线运动,2~5 s做匀速直线运动,5~9 s做匀减速直线 运动,g取10 m/s2,则以下说法错误的是( )
A.前2 s内电梯对人的支持力为550 N B.在2~5 s内电梯的速度为2 m/s C.电梯加速阶段的加速度为1 m/s2 D.电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功
命题分析
试题情境
属于综合性题目,以“拍篮球”为素材创设学习探索 问题情境
必备知识 考查功、动能定理、牛顿第二定律等知识
关键能力
考查理解能力、推理能力.应清晰力对篮球做功,篮 球的加速度及能量发生变化
学科素养
考查运动与相互作用观念、能量观念、科学思维.要 求考生综合运用动力学观点和能量观点解决问题
【跟进训练】
单位关系
国际单位都是焦耳
因果关系 合力做的功是物体动能变化的原因
【跟进训练】 1.物体做自由落体运动,其动能Ek随运动时间t的关系图线可能是 ()
答案:C
2.随着高铁时代的到来,人们出行也是越来越方便,高铁列车在启 动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动.在启动阶段,列 车的动能( )
A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比 C.与它的速度成正比 D.与它的加速度成正比
答案:B
3.一个物体在相互垂直的两个力F1、F2的作用下,从静止开始沿光 滑水平面运动一段距离,运动过程中F1对物体做功-6 J,F2对物体做 功8 J,则物体获得的动能为( )
A.-10 J
B.2 J
C.10 J
新人教版高考物理总复习第五章机械能《动能定理及其应用》
Wf=
1 2
m
v
2 B
-0,解得Wf=
=1×10×5 J-
1 2
×1×62 J=32 J,故A正确,B、C、D错误。
题型3 求解多过程问题
【典例3】(2019·信阳模拟)如图所示AB和CDO都是处
于竖直平面内的光滑圆弧形轨道,OA处于水平位置。 AB是半径为R=1 m的 1 圆周轨道,CDO是半径为r=
(2)小球仅仅与弹性挡板碰撞一次且刚好不脱离CDO轨 道的条件是在O点重力提供向心力,碰后再返回最高 点恰能上升到D点。
【解析】(1)设小球第一次到达D的速度为vD,对小球
从P到D点的过程,根据动能定理得:
mg(H+r)-μmgL1=m
2
v
2 D
-0
在D点轨道对小球的支持力FN提供向心力,则有:
(5)物体的动能不变,所受的合外力必定为零。 ( × ) (6)做自由落体运动的物体,物体的动能与下落时间的 二次方成正比。 ( √ )
考点1 对动能、动能定理的理解 【题组通关】 1.(2018·江苏高考)从地面竖直向上抛出一只小球, 小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力,该过 程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是 ( )
【解析】选A。对于整个竖直上抛过程(包括上升与下
落),速度与时间的关系为v=v0-gt,v2=g2t2-2v0gt+
v
2 0
,
Ek=
1 2
mv2,可见动能与时间是二次函数关系,由
数学中的二次函数知识可判断A正确。
2.(2018·全国卷Ⅱ)如图,某同学用绳子拉动木箱, 使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。 木箱获得的动能一定 ( )
A.小于8 J C.大于8 J
高考物理复习第五章机械能及其守恒定律第5讲探究动能定理市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
(3)在所挂钩码个数不变的情况下,要减小小车运动的加速 度,可以增大小车的质量,即可在小车上加适量的砝码(或钩 码). (4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,发现拉力做 的功总比小车动能的增量大,原因可能是阻力未被完全平衡 掉,因此拉力做功一部分用来增大小车动能,一部分用来克 服阻力做功;也可能是小车做加速运动,因此细绳的拉力小 于钩码的重力,钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功, 即大于小车动能的增量,C、D 项正确.
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对实验数据处理和误差分析的考查 1.数据处理 (1)求小车的速度:利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的 距离 x,则 v=Tx(其中 T 为打点周期). (2)实验数据处理:在坐标纸上画出 W-v 和 W-v2 图象(“W” 以一根橡皮筋做的功为单位).根据图象得出 W∝v2.
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(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运 动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计 算小车速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用 本实验的器材提出一个解决方法: _________________________________________________.
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对实验原理和操作的考查 1.平衡摩擦力的方法是轻推小车,由打在纸带上的点是否 均匀判断小车是否匀速运动. 2.测小车速度时,应选纸带上点均匀分布的部分. 3.橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋 做的功为单位即可,不必计算出具体数值. 4.小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.
C.s-t-1
D.s-t-2
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(3)下列实验操作中必要的是________. A.调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速 运动 B.必须满足重物的质量远小于小车的质量 C.必须保证小车由静止状态开始释放
高考物理物理方法知识点知识点总复习(5)
高考物理物理方法知识点知识点总复习(5)一、选择题1.如图所示,已知M>m,不计滑轮及绳子的质量,物体M和m恰好做匀速运动,若将M与m 互换,M、m与桌面的动摩因数相同,则()A.绳子中张力增大B.物体M与m仍做匀速运动C.物体M与m做加速运动,加速度a=(M-m)g/MD.物体M与m做加速运动,加速度a=(M+m)g/M2.如图所示,两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ,OP竖直放置,小球a、b固定在轻弹簧的两端,并斜靠在OP、OQ挡板上.现有一个水平向左的推力F作用于b上,使a、b紧靠挡板处于静止状态.现保证b球不动,使竖直挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则()A.推力F变大B.弹簧长度变短C.弹簧长度变长D.b对地面的压力变大3.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法和思路,以下关于所用研究方法或思路的叙述正确的是()A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法B.根据速度定义式xvt∆=∆,当△t非常非常小时,xt∆∆就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法C.伽利略对落体问题的研究思路是:问题→猜想→实验验证→数学推理→合理外推→得出结论D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了类比法4.如图所示,竖直平面内放一直角杆MON,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=0.2,杆的竖直部分光滑.两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B,A、B球间用细绳相连.初始A、B均处于静止状态,已知OA=3 m,OB=4 m,若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m(取g=10 m/s2),那么该过程中拉力F做功为()A.4 JB.10 JC.12 JD.14 J5.如图所示,物体A和B叠放并静止在固定粗糙斜面C上,A、B的接触面与斜面平行。
以下说法正确的是()A.A物体受到四个力的作用B.B物体受到A的作用力的合力方向竖直向上C.A物体受到B的摩擦力沿斜面向上D.斜面受到B的压力作用,方向垂直于斜面向下6.如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行。
高考物理知识难点复习归纳
高考物理知识难点复习归纳高考物理是学生们在高中阶段接受物理教育的培养结果,不仅需要掌握知识,还需要掌握一定的解题技巧。
在复习高考物理时,我们应该重点关注一些难点知识,这样才能更好地备战高考。
一、力学1. 平抛运动和斜抛运动:平抛运动和斜抛运动是高考物理难点中的重点内容,它们是动力学的基础知识。
要掌握这两类运动理论,需要了解初速度、末速度、时间、位移等概念,并掌握相关计算公式。
2. 牛顿运动定律:牛顿运动定律是高考物理中的重点内容,大约占分总量的20%。
要掌握牛顿第一、第二、第三定律,需要了解质量、加速度、作用力、反作用力等概念,并掌握相关计算公式。
3. 转动力学:转动力学是高考物理难点中的重要考点,通常与机械的工作原理和问题等有关。
要掌握转动力学知识,需要了解角度、角速度、角加速度等概念,并掌握相关的转动惯量、力矩、角动量、角动量守恒等公式。
二、电学1. 电场、电势及电场强度计算:电学是高考物理难点中最为复杂的内容之一,需要掌握一定的基础知识才能顺利通过考试。
要掌握电场、电势及电场强度计算,需要了解电荷分布、电场线、电势差等概念,并掌握相关公式。
2. 电路的分析和计算:电路的分析和计算是高考物理难点中的一个重点考点,需要了解电路中电阻、电压、电流等物理量,掌握欧姆定律、基尔霍夫定律、环路定理等计算方法,才能顺利完成高考物理题目。
3. 磁场、电磁场及电磁感应:磁场、电磁场及电磁感应是高考物理中难度较大的知识点,涉及到电学和磁学两方面的知识。
要掌握磁场、电磁场及电磁感应,需要了解磁场线、磁通量、磁感应强度等概念,并深入了解电磁感应定律和法拉第电磁感应定律等相关理论。
三、光学1. 光的传播与反射:光学是高考物理中的一个重点知识点,涉及到光的自然科学基础知识。
要掌握光的传播与反射,需要了解光的波动性、光线、视角等概念,并了解沃夫衍射和菲涅耳衍射等相关公式。
2. 光的折射和全反射:在高考物理考试中,光的折射和全反射是经常考察的知识点,需要掌握光线经过不同折射介质时的传播规律,熟悉光的折射定律和全反射原理,并掌握相关的计算公式。
高中物理知识点及复习归纳高考必备
高考物理复习资料汇编资料目录高考物理知识及解题模型概要警记:固步自封是进步的最大障碍,欢迎同行交流教学学好物理要记住:最基本的知识、方法才是最重要的;学好物理重在理解概念、规律的确切含义,能用不同的形式进行表达,理解其适用条件 最基础的概念、公式、定理、定律 最重要 每一题弄清楚对象、条件、状态、过程是解题关健力的种类:13个性质力 说明:凡矢量式中用“+”号都为合成符号 “受力分析的基础”重力: G = mg 弹力:F= Kx 滑动摩擦力:F滑= N静摩擦力: O f 静f m浮力: F浮= gV 排压力: F= PS = ghs万有引力: F引=G221r m m 电场力: F 电=q E =q d u库仑力: F=K 221r q q 真空中、点电荷磁场力:1、安培力:磁场对电流的作用力; 公式: F= BIL BI 方向:左手定则2、洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力;公式: f=BqV BV 方向:左手定则分子力:分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快;核力:只有相邻的核子之间才有核力,是一种短程强力;运动分类:各种运动产生的力学和运动学条件、及运动规律重点难点高考中常出现多种运动形式的组合 匀速直线运动 F合=0 V 0≠0 静止匀变速直线运动:初速为零,初速不为零,匀变速直曲线运动决于F 合与V 0的方向关系 但 F 合= 恒力只受重力作用下的几种运动:自由落体,竖直下抛,竖直上抛,平抛,斜抛等 圆周运动:竖直平面内的圆周运动最低点和最高点; 匀速圆周运动是什么力提供作向心力简谐运动;单摆运动; 波动及共振;分子热运动; 类平抛运动;带电粒子在f 洛作用下的匀速圆周运动物理解题的依据:力的公式 各物理量的定义 各种运动规律的公式 物理中的定理定律及数学几何关系θCOS F F F F 2122212F ++= F 1-F 2 F ∣F 1 +F 2∣、三力平衡:F 3=F 1 +F 2非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点,按比例可平移为一个封闭的矢量三角形 多个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力的合力一定等值反向匀变速直线运动:基本规律: V t = V 0 + a t S = v o t +12a t 2几个重要推论: 1 推论:V t2-V 02 = 2as 匀加速直线运动:a 为正值 匀减速直线运动:a 为正值2 A B 段中间时刻的即时速度:3 AB 段位移中点的即时速度:V t/ 2 =V =V V t 02+=s t =T S S NN 21++= V N V s/2 = v v o t 222+4 S 第t 秒 = S t -S t-1= v o t +12 a t 2 -v o t -1 +12 a t -12= V 0 + a t -125 初速为零的匀加速直线运动规律①在1s 末 、2s 末、3s 末……ns 末的速度比为1:2:3……n ; ②在1s 、2s 、3s ……ns 内的位移之比为12:22:32……n 2;③在第1s 内、第 2s 内、第3s 内……第ns 内的位移之比为1:3:5……2n-1; ④从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1:()21-:32-)……n n --1)⑤通过连续相等位移末速度比为1:2:3……n6 匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动.7 通过打点计时器在纸带上打点或照像法记录在底片上来研究物体的运动规律初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数;匀变速直线运动的物体 中时刻的即时速度等于这段的平均速度⑴是判断物体是否作匀变速直线运动的方法;s = aT 2⑵求的方法 V N =V =s t =T S S NN 21++ 2Ts s t s 2v v v v n 1n t 0t/2+==+==+平⑶求a 方法 ① s = a T2②3+N S 一N S =3 a T 2 ③ S m 一S n = m-n a T 2 m.>n④画出图线根据各计数点的速度,图线的斜率等于a ; 识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点研究匀变速直线运动实验:右图为打点计时器打下的纸带;选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O ,然后每5个点取一个计数点A 、B 、C 、D …;测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以: ⑴求任一计数点对应的即时速度v :如Tss v c 232+=其中T =5×=⑵利用“逐差法”求a :()()23216549T s s s s s s a ++-++=⑶利用上图中任意相邻的两段位移求a :如223Ts s a -=⑷利用v -t 图象求a :求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度,画出v-t 图线,图线的斜率就是加速度a ; 注意:a 纸带的记录方式,相邻记数间的距离还是各点距第一个记数点的距离;b 时间间隔与选计数点的方式有关50Hz,打点周期,常以打点的5个间隔作为一个记时单位c 注意单位,打点计时器打的点和人为选取的计数点的区别竖直上抛运动:速度和时间的对称上升过程匀减速直线运动,下落过程匀加速直线运动.全过程是初速度为V 0加速度为g 的匀减速直线运动;1上升最大高度:H = V g o 22 2上升的时间:t= V g o 3从抛出到落回原位置的时间:t = 2Vgo4上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向t/s5上升、下落经过同一段位移的时间相等; 6 适用全过程S = V o t -12g t 2 ; V t = V o -g t ; V t 2-V o 2= -2gS S 、V t的正、负号的理解 几个典型的运动模型:追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动牛二:F合= m a 理解:1矢量性 2瞬时性 3独立性 4同体性 5同系性 6同单位制万有引力及应用:与牛二及运动学公式1思路:卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, F心=F 万 类似原子模型2方法:F 引=G 2rMm = F 心= m a 心= m ωm R v =2 2 R= m 422πT R =m42πn 2R 地面附近:G2RMm = mg ⇒GM=gR 2黄金代换式 轨道上正常转:G 2rMm= m R v 2 ⇒ rGMv =讨论v 或E K与r 关系,r 最小时为地球半径,v 第一宇宙=s 最大的运行速度、最小的发射速度;T 最小==G 2r Mm =m 2ωr = m r T 224π ⇒ M=2324GT r π ⇒ T 2=2324gR r π⇒ 2T 3G πρ=M=ρV 球=ρπ34r 3 s 球面=4πr 2 s=πr 2光的垂直有效面接收,球体推进辐射 s 球冠=2πRh3理解近地卫星:来历、意义 万有引力≈重力=向心力、 r 最小时为地球半径、 最大的运行速度=v第一宇宙=s 最小的发射速度;T 最小==4同步卫星几个一定:三颗可实现全球通讯南北极有盲区轨道为赤道平面 T=24h=86400s 离地高h=x104km 为地球半径的倍 V=s ﹤V 第一宇宙=s =15o/h 地理上时区 a =s 25运行速度与发射速度的区别 6卫星的能量:r 增⇒v 减小E K 减小<E p 增加,所以 E 总增加;需克服引力做功越多,地面上需要的发射速度越大应该熟记常识:地球公转周期1年, 自转周期1天=24小时=86400s, 地球表面半径x103km 表面重力加速度g= m/s 2月球公转周期30天典型物理模型:连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组;解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法;整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体考虑分受力情况,对整体用牛二定律列方程隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用如求相互间的压力或相互间的摩擦力等时,把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法;两木块的相互作用力N=212112m m F m F m ++讨论:①F 1≠0;F 2=0N=F m m m 212+ 与运动方向和接触面是否光滑无关保持相对静止② F 1≠0;F 2=0 N=212112m m F m F m ++F=211221m m g)(m m g)(m m ++F 1>F 2 m 1>m 2 N 1<N 2为什么N 5对6=F Mmm 为第6个以后的质量 第12对13的作用力 N 12对13=F nm12)m-(n水流星模型竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动研究物体通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态;圆周运动实例①火车转弯 ②汽车过拱桥、凹桥3③飞机做俯冲运动时,飞行员对座位的压力;④物体在水平面内的圆周运动汽车在水平公路转弯,水平转盘上的物体,绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转和物体在竖直平面内的圆周运动翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等;⑤万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力——锥摆、关健要搞清楚向心力怎样提供的1火车转弯:设火车弯道处内外轨高度差为h,内外轨间距L,转弯半径R;由于外轨略高于内轨,使得火车所受重力和支持力的合力F 合提供向心力;①当火车行驶速率V 等于V 0时,F 合=F 向,内外轨道对轮缘都没有侧压力 ②当火车行驶V 大于V 0时,F 合<F 向,外轨道对轮缘有侧压力,F 合+N=mv 2/R ③当火车行驶速率V 小于V 0时,F 合>F 向,内轨道对轮缘有侧压力,F 合-N'=mv 2/R 即当火车转弯时行驶速率不等于V 0时,其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节,但调节程度不宜过大,以免损坏轨道;2无支承的小球,在竖直平面内作圆周运动过最高点情况:①临界条件:由mg+T=mv 2/L 知,小球速度越小,绳拉力或环压力T 越小,但T 的最小值只能为零,此时小球以重力为向心力,恰能通过最高点;即mg=mv 临2/R结论:绳子和轨道对小球没有力的作用可理解为恰好转过或恰好转不过的速度,只有重力作向心力,临界速度V 临=gR②能过最高点条件:V ≥V 临当V ≥V 临时,绳、轨道对球分别产生拉力、压力 ③不能过最高点条件:V<V 临实际上球还未到最高点就脱离了轨道 最高点状态: mg+T 1=mv 高2/L 临界条件T 1=0, 临界速度V临=gR , V ≥V 临才能通过最低点状态: T 2- mg = mv 低2/L 高到低过程机械能守恒: 1/2mv 低2= 1/2mv 高2+ mghT 2- T 1=6mg g 可看为等效加速度半圆:mgR=1/2mv2T-mg=mv 2/R ⇒ T=3mg3有支承的小球,在竖直平面作圆周运动过最高点情况:①临界条件:杆和环对小球有支持力的作用知)(由RU m N mg 2=- 当V=0时,N=mg 可理解为小球恰好转过或恰好转不过最高点恰好过最高点时,此时从高到低过程 mg2R=1/2mv 2低点:T-mg=mv 2/R ⇒ T=5mg注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别以上规律适用于物理圆,不过最高点,最低点, g 都应看成等效的2.解决匀速圆周运动问题的一般方法1明确研究对象,必要时将它从转动系统中隔离出来; 2找出物体圆周运动的轨道平面,从中找出圆心和半径; 3分析物体受力情况,千万别臆想出一个向心力来;4建立直角坐标系以指向圆心方向为x 轴正方向将力正交分解; 5⎪⎩⎪⎨⎧=∑===∑02222y x F R Tm R m R v mF )(建立方程组πω 3.离心运动在向心力公式F n =mv2/R 中,F n是物体所受合外力所能提供的向心力,mv 2/R 是物体作圆周运动所需要的向心力;当提供的向心力等于所需要的向心力时,物体将作圆周运动;若提供的向心力消失或小于所需要的向心力时,物体将做逐渐远离圆心的运动,即离心运动;其中提供的向心力消失时,物体将沿切线飞去,离圆心越来越远;提供的向心力小于所需要的向心力时,物体不会沿切线飞去,但沿切线和圆周之间的某条曲线运动,逐渐远离圆心;斜面模型斜面固定:物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面μ< tg θ物体沿斜面加速下滑a=gsin θ一μcos θ 搞清物体对斜面压力为零的临界条件超重失重模型 系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度或此方向的分量a y向上超重加速向上或减速向下;向下失重加速向下或减速上升 难点:一个物体的运动导致系统重心的运动1到2到3过程中 绳剪断后台称示数 13除外超重状态 系统重心向下加速 斜面对地面的压力 铁木球的运动地面对斜面摩擦力 用同体积的水去补充 导致系统重心如何运动轻绳、杆模型绳只能承受拉力,杆能承受沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力杆对球的作用力由运动情况决定只有θ=arctga/g 时才沿杆方向 最高点时杆对球的作用力最低点时的速度,杆的拉力换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧沿绳方向的速度消失有能量损失,再下摆机械能守恒假设单B 下摆,最低点的速度V B =R 2g ⇐mgR=221Bmv 整体下摆2mgR=mg 2R +'2B '2A mv 21mv 21+'A 'B V 2V = ⇒ 'A V =gR 53 ; 'A 'BV 2V ==gR 256> V B=R 2g 所以AB 杆对B 做正功,AB 杆对A 做负功若 V 0<gR ,运动情况为先平抛,绳拉直沿方向的速度消失即是有能量损失,绳拉紧后沿圆周下落;不能够整个过程用机械能守恒; 求水平初速及最低点时绳的拉力动量守恒:内容、守恒条件、不同的表达式及含义:列式形式:'p p=;0p =∆;21p -p ∆=∆实际中的应用:m 1v 1+m 2v 2='22'11v m v m +;0=m 1v 1+m 2v 2 m 1v 1+m 2v 2=m 1+m 2v 共注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性解题步骤:选对象,划过程;受力分析;所选对象和过程符合什么规律用何种形式列方程;有时先要规定正方向求解并讨论结果; 碰撞模型:特点和注意点:①动量守恒;②碰后的动能不可能比碰前大;③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度;m 1v 1+m 2v 2='22'11v m v m + 1 'K 2'K 1K 2k 12121E m 2E m 2E m 2E m 2+=+ '222'12221mv 21mv 21mv 21mv 21+=+ 2 2221212m P 2m P +=2'221'212m P 2m P +'1v =2112122m m )v m -(m v m 2++ '2v =2121211m m )v m -(m v m 2++一动一静的弹性正碰:即m 2v 2=0 ;222v m 21=0 代入1、2式 '1v =21121m m )v m -(m +主动球速度下限 '2v =2111m m v m 2+被碰球速度上限若m 1=m 2,则,交换速度; m 1>>m 2,则 ;m 1<<m 2,则一动一静:若v 2=0, m 1=m 2时, ; m 1>>m 2时, ;m 1<<m 2时, ;一动静的完全非弹性碰撞子弹打击木块模型重点 mv 0+0=m+M 'v 'v =Mm mv 0+主动球速度上限,被碰球速度下限 20mv 21='2M)v m (21++E 损 E 损=20mv 21一'2M)v (m 21+=M)2(m mMv 20+ 由上可讨论主动球、被碰球的速度取值范围21121m m )v m -(m +<v 主<M m mv 0+ Mm mv 0+<v 被<2111m m v m 2+讨论:①E 损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E 损=fd 相=μmg ·d 相=20mv 21一'2M)v (m 21+=M)2(m mMv 2+⇒ d相=M)f2(m mMv 20+=M)g(m 2mMv 20+μ②也可转化为弹性势能; ③转化为电势能、电能发热等等人船模型:一个原来处于静止状态的系统,在系统内发生相对运动的过程中,在此方向遵从动量守恒mv=MV ms=MS s+S=d ⇒s=d Mm M+ M m L L m M =机械振动、机械波:基本的概念,简谐运动中的力学运动学条件及位移,回复力,振幅,周期,频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律; 单摆:等效摆长、等效的重力加速度 影响重力加速度有:①纬度,离地面高度②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律或其它运动规律结合考查 ③系统的状态超、失重情况④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值 注意等效单摆即是受力环境与单摆的情况相同 T=2πgL⇒g=22T L 4π 应用:T 1=2πgL OT 2=2πg L -L O ∆ ⇒22212T -T L4g ∆=π沿光滑弦cda 下滑时间t 1=t oa =gR2g R 2=沿ced 圆弧下滑t 2或弧中点下滑t 3: t 2=t 3=4T =g R 42π=gR 2π共振的现象、条件、防止和应用机械波:基本概念,形成条件、特点:传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移;①各质点都作受迫振动,②起振方向与振源的起振方向相同, ③离源近的点先振动,④没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间 ⑤波源振几个周期波就向外传几个波长波长的说法:①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离②一个周期内波传播的距离 ③两相邻的波峰或谷间的距离④过波上任意一个振动点作横轴平行线,该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长 波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波速v=s/t=λ/T=λf波速与振动速度的区别 波动与振动的区别:研究的对象:振动是一个点随时间的变化规律,波动是大量点在同一时刻的群体表现, 图象特点和意义 联系:波的传播方向⇔质点的振动方向同侧法、带动法、上下波法、平移法知波速和波形画经过∆t 后的波形特殊点画法和去整留零法波的几种特有现象:叠加、干涉、衍射、多普勒效应,知现象及产生条件热学 分子动理论:①物质由大量分子组成,直径数量级10-10m 埃A 10-9m 纳米nm ,单分子油膜法②永不停息做无规则的热运动,扩散、布朗运动是固体小颗粒的无规则运动它能反映出液体分子的运动③分子间存在相互作用力,注意:引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,但斥力变化得快;分子力是指引力和斥力的合力;热点:由r 的变化讨论分子力、分子动能、分子势能的变化物体的内能:决定于物质的量、t 、v 注意:对于理想气体,认为没有势能,其内能只与温度有关,一切物体都有内能由微观分子动能和势能决定而机械能由宏观运动快慢和位置决定有惯性、固有频率、都能辐射红外线、都能对光发生衍射现象、对金属都具有极限频率、对任何运动物体都有波长与之对应德布罗意波长内能的改变方式:做功转化外对其做功E 增;热传递转移吸收热量E 增;注意符合法则 热量只能自发地从高温物体传到低温物体,低到高也可以,但要引起其它变化热的第二定律热力学第一定律ΔE =W+Q ⇔能的转化守恒定律⇔第一类永动机不可能制成. 热学第二定律⇔第二类永动机不能制成实质:涉及热现象自然界中的宏观过程都具方向性,是不可逆的①热传递方向表述: 不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化热传导具有方向性②机械能与内能转化表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化机械能与内能转化具有方向性;知第一、第二类永动机是怎样的机器热力学第三定律:热力学零度不可达到一定质量的理想气体状态方程:T PV=恒量 常与ΔE =W+Q 结合考查动量、功和能 重点是定理、定律的列式形式力的瞬时性F=ma 、时间积累I=Ft 、空间积累w=Fs力学:p=mv=KmE 2动量定理 I=F 合t=F 1t 1+F 2t 2+---=∆p=P 末-P 初=mv 末-mv 初动量守恒定律的守恒条件和列式形式:'p p =;0p =∆;21p -p ∆=∆E K =m 2p mv 2122= 求功的方法:力学:① W =Fscos α② W= P ·t ⇒p=t w =t FS=Fv③动能定理 W 合=W 1+ W 2+ --- +W n =ΔE K =E 末-E 初 W 可以不同的性质力做功 ④功是能量转化的量度易忽视 惯穿整个高中物理的主线重力功重力势能的变化 电场力功 分子力功 合外力的功动能的变化电学: W AB =qU AB =F 电d E =qEd E ⇒ 动能导致电势能改变 W =QU =UIt =I 2Rt =U 2t/R Q =I 2RtE=IR+r=u 外+u 内=u 外+Ir P 电源=uIt= +E 其它 P 电源=IE=I U +I 2Rt安培力功W =F 安d =BILd ⇒内能发热R V L B L R BLV B 22== 单个光子能量E =hf一束光能量E 总=NhfN 为光子数目 光电效应mV m 2/2=hf -W 0跃迁规律:h γ =E 末-E 初 辐射或吸收光子 ΔE =Δmc 2 注意换算单位:J ev=×10-19J 度=kw/h=×106J 1u=与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们 做功与路径无关,只与始末位置有关.机械能守恒条件:功角度只有重力,弹力做功;能角度只发生重力势能,弹性势能,动能的相互转化 机械能守恒定律列式形式:E 1=E 2先要确定零势面 P 减或增=E 增或减 E A 减或增=E B 增或减除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能滑动摩擦力和空气阻力做功W =fd 路程⇒E内能发热特别要注意各种能量间的相互转化物理的一般解题步骤:1审题:明确己知和侍求如:光滑,匀速,恰好,缓慢,距离最大或最小,有共同速度,弹性势能最大或最小等等 2选对象和划过程整体还是隔离,全过程还是分过程3选坐标,规定正方向.依据所选的对象在某种状态或划定的过程中有时可能要用到几何关系式. 5,最后结果是矢量要说明其方向.静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷守恒定律,库仑定律三个自由点电荷的平衡问题:“三点共线,两同夹异,两大夹小”: 中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的;313221q q q q q q =+只要有电荷存在周围就存在电场力的特性:电场中某位置场强:q F E =2rQ E = d U E = 某点电势ϕ描述电场能的特性:qW 0A →=ϕ相对零势点而言理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记,特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律能判断:电场力的方向⇒电场力做功⇒电势能的变化这些问题是基础两点间的电势差U 、U AB :有无下标的区别静电力做功U 是电能⇒其它形式的能 电动势E 是其它形式的能⇒电能Ed -qW U B A BA AB ===→ϕϕ与零势点选取无关 电场力功W=qu=qEd=F 电S E 与路径无关等势面线的特点,处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面距导体远近不同的等势面的特点,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;表面曲率大的地方等势面越密,E 越大,称为尖端放电静电感应,静电屏蔽电容器的两种情况分析始终与电源相连U 不变;当d 增⇒C 减⇒Q=CU 减⇒E=U/d 减 仅变s 时,E 不变; 充电后断电源q 不变:当d 增⇒c 减⇒u=q/c 增⇒E=u/d=s kq 4d q/c επ=不变sq面电荷密度仅变d 时,E 不变;带电粒子在电场中的运动: ① 加速 2mv 21qEd qu W ===加 m2qu v 加=②偏转类平抛平行E 方向:L=v o t竖直:2222222mv L qU 4dU LU t md qU 21t m qE 21t 21y 偏加偏偏=====a tg θ=加偏2dU L U V atV V 00==⊥速度:V x =V 0 V y =at o oy v gt v v tg ==β β为速度与水平方向夹角位移:S x = V 0 t S y =221atoo 221v 2gt tv gt tg ==α α为位移与水平方向的夹角③圆周运动④在周期性变化电场作用下的运动结论:①不论带电粒子的m 、q 如何,在同一电场中由静止加速后,再进入同一偏转电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的即它们的运动轨迹相同②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O 点,粒子好象从中心点射出一样 即2Ltan y b==α 证:oo yv gtv v tg ==β oo 2v 2gtt v gt tg 21==α αβ2tg tg =αβ的含义恒定电流: I=t q 定义 I=nesv 微观 I=R u R=Iu 定义 R=S Lρ决定 W =QU =UIt =I 2Rt =U 2t/R Q =I 2Rt P =W/t =UI =U 2/R =I 2RE=IR+r=u 外+u 内=u 外+Ir P 电源=uIt= +E 其它 P 电源=IE=I U +I 2Rt单位:J ev=×10-19J 度=kw/h=×106J 1u=电路中串并联的特点和规律应相当熟悉路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始电路动态变化分析高考的热点各灯表的变化情况1程序法:局部变化⇒R 总⇒I 总⇒先讨论电路中不变部分如:r ⇒最后讨论变化部分局部变化↑↓⇒↓⇒↑⇒↑⇒露内总总U U I R R i ⇒再讨论其它2直观法:①任一个R 增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压U R 增加.本身电流、电压②任一个R 增必引起与之并联支路电流I 并增加; 与之串联支路电压U 串减小称串反并同法 当R=r 时,电源输出功率最大为P max =E 2/4r 而效率只有50%,电学实验专题测电动势和内阻1直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压U 为电动势E U=E 2通用方法:AV 法测要考虑表本身的电阻,有内外接法;①单一组数据计算,误差较大②应该测出多组u,I 值,最后算出平均值③作图法处理数据,u,I 值列表,在u--I 图中描点,最后由u--I 图线求出较精确的E 和r;3特殊方法一即计算法:画出各种电路图r)(R I E r)(R I E 2211+=+==E 122121I -I )R -(R I I =r 122211I -I R I -R I 一个电流表和两个定值电阻r I u E r I u E 2211+=+==E 211221I -I u I -u I =r 2112I -I u -u 一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器r R u u E r R u u E 222111+=+=21122121R u -R u )R -(R u u E =21122121R u -R u R)R u -(u r =一个电压表和两个定值电阻二测电源电动势ε和内阻r 有甲、乙两种接法,如图甲法中所测得ε和r 都比真实值小,ε/r 测=ε测/r 真; 乙法中,ε测=ε真,且r 测= r+r A ;三电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A 、B 测定,单独使用A 表时,读数是U A ,单独使用B 表时,读数是U B ,用A 、B 两表测量时,读数是U, 则ε=U A U B /U A -U;电阻的测量AV 法测:要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组u,I 值,列表由u--I 图线求;怎样用作图法处理数据 欧姆表测:测量原理两表笔短接后,调节R o 使电表指针满偏,得 I g =E/r+R g +R o接入被测电阻R x 后通过电表的电流为 I x =E/r+R g +R o +R x =E/R 中+R x 由于I x 与R x 对应,因此可指示被测电阻大小使用方法:机械调零、选择量程大到小、欧姆调零、测量读数时注意挡位即倍率、拨off 挡; 注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零; 电桥法测半偏法测表电阻 断s,调R 0使表满偏; 闭s,调R ’使表半偏.则R 表=R ’一、测量电路 内、外接法 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字类型 电路图 R 测与R 真比较 条件计算比较法己知R v 、R A 及R x 大致值时内R 测=I U U AR +=R X +R A > R X 适于测大电阻R x >v A R R当R v 、R A 及R x 末知时,采用实验判断法:动端与a 接时I 1;u 1 ,I 有较大变化即121121I I -I u u -u <说明v 有较大电流通过,采用内接法动端与c 接时I 2;u 2 ,u 有较大变化即121121I I -I u u -u >说明A 有较强的分压作用,采用内接法 测量电路 内、外接法 选择方法有三 ①R x 与 R v 、R A 粗略比较② 计算比较法 R x 与v A R R 比较 ③当R v 、R A 及R x 末知时,采用实验判断法: 二、供电电路 限流式、调压式以“供电电路”来控制“测量电路”:采用以小控大的原则电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便三、选实验试材仪表和电路,按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测物理量,结果表达式中各符号的含义.选量程的原则:测u I,指针超过1/2, 测电阻刻度应在中心附近.方法: 先画电路图,各元件的连接方式先串再并的连线顺序明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填,先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上.注意事项:表的量程选对,正负极不能接错;导线应接在接线柱上,且不能分叉;不能用铅笔画 用伏安法测小电珠的伏安特性曲线:测量电路用外接法,供电电路用调压供电;。
专题五 电路与电磁感应 (2)——2023届高考物理大单元二轮复习讲重难
【例 1】答案:D 解析:A. 外壳不能使用金属材料,若使用金属材料外壳也会发生电磁感应,形成回路,消 耗能量,故 A 错误; B. 通过楞次定律结合右手螺旋法则,知电流由 d 流出,相当于电源正极, d 点电势高于 c 点,故 B 错误; C. 在送电线圈电压不变的情况下,增加送电线圈匝数不改变送电线圈的电流和周围的磁场, 不可以提高受电线圈的电压,故 C 错误; D. 根据电磁感应原理可知,接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同, 故 D 正确。
(1)解决电磁感应图象问题的一般步骤 ①明确图象的种类,即是 B t 图象还是 t 图象或者是 E t 图象、 I t 图象等。 ②分析电磁感应的具体过程。 ③用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 ④结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式.平张号 ⑤根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等。 ⑥应用图象信息画图象、判断图象或讨论各物理量的变化。
(2) B t I t 如图 1,规定垂直纸面向里为磁场正方向,顺时针为电流正方向,根据 B t 图象画出 I t 图象,如图 2。
为方便记忆,我们设定:伸出右手,让大拇指指向磁场正方向,环绕四指,如果四指 环绕方向为线圈中电流正方向,则称为“B、I 二者满足右手”;若环绕方向为线圈中电流负 方向,则称为“B、I 二者不满足右手”。
专题五 电路与电磁感应 (2)
第十讲 电磁感应及应用
——2023届高考大单元二轮复习讲重难
一、核心思路
二、重点知识
1.“三定则、一定律”的应用 (1)安培定则:判断运动电荷、电流产生的磁场方向。 (2)左手定则:判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向。 (3)右手定则:判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向。 (4)楞次定律:判断闭合电路磁通量发生变化产生的感应电流的方向。 2.求感应电动势的两种方法 (1) E n ,用来计算感应电动势的平均值。
2022-2023年高考物理一轮复习 力的合成与分解课件 (5)(重点难点易错点核心热点经典考点)
1.[两个力的合成]有三个共点力F1、F2、F3作用于某一点,其合力为零.
已知F3=5 N,现将F3沿逆时针方向绕作用点转动60°,同时其余两个力沿顺时
针方向绕作用点转动30°,则这三个力的合力大小变为 ( A )
A.5 2 N
B.5 N
C.10 N
D.仍为零
解析 因F3=5 N,故F1与F2的合力大小也为5 N,方向与F3的方向相反;将F1、 F2沿顺时针方向绕作用点转动30°,F1与F2的合力也沿顺时针方向绕作用点转 动30°,F3沿逆时针方向绕作用点转动60°,所以F1与F2的合力方向与F3垂直,F1 与F2的合力大小为5 N不变,所以这三个力的合力大小为5 2 N,故A正确.
两个力范围内,三个力的合力就可能为零;两个力的大小分别为12 N和8 N,合
力最大值是20 N,最小值是4 N,第三个力只要在这两个力范围内,三个力的合
力就可能为零,故A、C、D可能,B不可能.
1.几种特殊情况的共点力的合成
2.重要结论 (1)两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.
2.(人教版必修1P64第2题改编)有两个力,它们的合力为0.现在把其中一个 向东为6 N的力改为向南(大小不变),它们的合力大小为 ( B )
A.6 N
B.6 2 N
C.12 N
D.0
3.(人教版必修1P66第2题改编)一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力,
一个分力在水平方向上并等于240 N,则另一个分力的大小为 ( C )
考点二 力的分解
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)再根据两个和数学知识求出两分力的大小. 几种按效果分解的实例
2024年高考物理一轮复习热点重点难点:绳的活结与死结模型、动杆和定杆模型(解析版)
绳的活结与死结模型、动杆和定杆模型特训目标特训内容目标1绳子类的“死结”问题(1T -4T )目标2绳子类的“活结”问题(5T -8T )目标3有关滑轮组的“活结”问题(9T -12T )目标4定杆和动杆问题(13T -16T )【特训典例】一、绳子类的“死结”问题1如图所示,质量为m =2.4kg 的物体用细线悬挂处于静止状态。
细线AO 与天花板之间的夹角为53°,细线BO 水平,若三根细线能承受最大拉力均为100N ,重力加速度g 取10m/s 2,不计所有细线的重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
下列说法正确的是()A.细线BO 上的拉力大小30NB.细线AO 上的拉力大小18NC.要使三根细线均不断裂,则细线下端所能悬挂重物的最大质量为8kgD.若保持O 点位置不动,沿顺时针方向缓慢转动B 端,则OB 绳上拉力的最小值为19.2N 【答案】C【详解】AB .以结点O 为研究对象,受到重力、OB 细线的拉力和OA 细线的拉力,如图所示根据平衡条件结合图中几何关系可得细线BO 上的拉力大小为F BO =mg tan37°=18N 同理,可解得细线AO 上的拉力大小F AO =mgcos37°=30N 故AB 错误;C .若三根细线能承受的最大拉力均为100N ,根据图中力的大小关系可得,只要OA 不拉断,其它两根细线都不会拉断,故有m max g =F max cos37°解得m max =F max cos37°g =100×0.810kg =8kg ,故C 正确;D .当OB 与OA 垂直时,OB 细线的拉力最小,根据几何关系结合平衡条件可得F min =mg sin37°=2.4×10×0.6N =14.4N 故D 错误。
故选C 。
2如图所示,两个质量均为m 的小球a 和b 套在竖直固定的光滑圆环上,圆环半径为R ,一不可伸长的细线两端各系在一个小球上,细线长为23R 。
高考物理总复习 5 第3讲 机械能守恒定律及其应用教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案
第3讲机械能守恒定律及其应用一、重力做功与重力势能1.重力做功的特点(1)重力做功与运动路径无关,只与始末位置的高度差有关。
(2)重力做功不引起物体机械能的变化。
2.重力势能(1)表达式:E p=mgh。
(2)重力势能的特点:①系统性:重力势能是物体和地球共有的;②相对性:重力势能的大小与参考平面的选取有关,但重力势能的变化与参考平面的选取无关。
3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增加。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即W G=-(E p2-E p1)=-ΔE p。
二、弹性势能1.物体由于发生弹性形变而具有的能,叫弹性势能,弹性势能的大小与形变量和劲度系数有关。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加,即W弹=-ΔE p。
三、机械能守恒定律1.内容在只有重力(或弹簧的弹力)做功的物体系统内,动能与重力势能(或弹性势能)可以相互转化,而总的机械能保持不变。
2.表达式:E k1+E p1=E k2+E p2。
3.机械能守恒的条件对单个物体,只有重力做功;对系统,只有重力或系统内的弹簧弹力做功。
(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.被举到高处的物体的重力势能一定不为零。
(×)2.重力做正功物体的重力势能反而是减小的。
(√)3.弹簧弹力做正功时,弹性势能增加。
(×)4.物体受到的合外力为零,物体的机械能一定守恒。
(×)5.物体除受重力外还受其他力作用,但其他力不做功,则物体的机械能一定守恒。
(√)1.(重力做功与重力势能变化的关系)有关重力势能的变化,下列说法中不正确的是( )A.物体受拉力和重力作用向上运动,拉力做功是1 J,但物体重力势能的增加量有可能不是1 JB.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛,落到地面上时,物体重力势能的变化是相同的C.从同一高度落下的物体到达地面,考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D.物体运动中重力做功是-1 J,但物体重力势能一定不是1 J解析根据重力做功特点与经过路径无关,与是否受其他力无关,只取决于始末位置的高度差,再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C两项正确,且重力势能与零势能面选取有关,所以D项错误;当物体加速运动时克服重力做功少于1 J,重力势能增加少于1 J。
2024高考物理复习重难点解析—运动的合成与分解、抛体运动
2024高考物理复习重难点解析—运动的合成与分解、抛体运动这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况都是同时涉及到几个知识点,而且都是运动的合成与分解、动量、动能定理的内容结合起来考查,考查时注重物理思维与物理能力的考核.命题趋势有平抛运动和斜抛运动,而且三维坐标系考查三维立体空间的分解能力增多。
例题1.(2022·山东·高考真题)如图所示,某同学将离地1.25m 的网球以13m/s 的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离4.8m 。
当网球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为8.45m 的P 点。
网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。
平行墙面的速度分量不变。
重力加速度g 取210m/s ,网球碰墙后的速度大小v 和着地点到墙壁的距离d 分别为()A .5m/s v =B .v =C . 3.6m =dD . 3.9m=d【答案】BD【解析】设网球飞出时的速度为0v ,竖直方向20=2()v g H h -竖直代入数据得012m/sv =竖直则05m/sv =水平排球水平方向到P 点的距离0006m v x v t v g==⋅=竖直水平水平水平根据几何关系可得打在墙面上时,垂直墙面的速度分量0044m/s5v v =⋅=水平⊥水平平行墙面的速度分量0033m/s5v v =⋅=水平∥水平反弹后,垂直墙面的速度分量'00.753m/sv v =⋅=水平⊥水平⊥则反弹后的网球速度大小为v 水平网球落到地面的时间' 1.3s t ===着地点到墙壁的距离'' 3.9md v t ⊥==水平故BD 正确,AC 错误。
故选BD 。
例题2.(2022·全国·高考真题)将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s 发出一次闪光。
某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。
高考物理一轮复习5:12-5 电磁波与相对论优质课件
(3)电磁波: 电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。 ①电磁波是横波,在空间传播 不需要 介质。 ②真空中电磁波的速度为 3×108 m/s。 ③v=λf对电磁波 同样适用 。 ④电磁波能产生反射、折射、 干涉 和衍射等现象。
2.电磁波的发射与接收 (1)发射电磁波的条件: ①要有足够高的 振荡频率 ; ②电路必须 开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能 大的空间。 (2)调制有 调幅 和调频两种方式,解调是调制的逆过程。 (3)电磁波谱: ①定义:按电磁波的波长从长到短分布是 无线电波 、红外 线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱。
分析麦克斯韦的电磁场理论时,要注意“变化”“均匀
变化”“周期性变化”这几种说法的不同。
[解析] 根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项 A 错,若电场 或磁场的变化是均匀的,则不能形成电磁波,只能形成稳定的 磁场或电场,B 项正确。若电场的变化是非均匀的,则可形成电 磁场,由电磁场的定义可知 C 正确。英国物理学家麦克斯韦从 理论上预见了电磁波的存在,并指出电磁波的特点。例如:电 磁波的传播不需要介质,它在真空中的速度等于光速,电磁波 是横波等,进而说明光是电磁波家庭中的一员,二十多年后德 国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在,所以 D 正确。
变化”“周期性变化”这几种说法的不同。
[例 1] 下列关于电磁场的说法中正确的是
()
A.只要空间某处有变化的电场或磁场,就会在其周围产生
电磁场,从而形成电磁波
B.任何变化的电场周围一定有磁场
C.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分
离的统一体,即电磁场
D.电磁波的理论在先,实践证明在后 [审题指导]
增 强
[试一试]
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题05 直线运动综合问题(含详解)
“形异质同”是指遵循的物理规律相同,但情景新颖、信息陌生、物理过程独特的题目,对这类问题同学们往往感觉难度大,无从下手。这类问题看似陌生,实则与我们平时练习的题目同根同源,只不过是命题人巧加“改头换面”而已。这类问题我们称之为“形异质同”。
另外,“形同质异”是指物理情景比较熟悉,物理过程似曾相识的题目,对于这类问题,又往往因审题不严、惯性思维,不注意题中所给条件的细微区别,而解答失误。这类问题我们称之为“形同质异”。
第二部分最新高考题精选
1.(浙江新高考2018年4月选考科目物理试题)如图所示,竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度约为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过1m/s2,假定升降机到井口的速度为零,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是
A. 13s B. 16s
A.5 m/s210 mB. 5 m/s211 m
C. 2.5 m/s210 mD. 2.5 m/s210 m
2.(2022福建三明重点高中质检)图所示,“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止中国自主设计的最复杂的海洋调查装备,具有世界第一的下潜深度,且各项技术指标世界领先。“蛟龙号”载人潜水器某次潜水试验,下潜深度3000m,其下潜过程可简化为由静止开始竖直向下先做加速度大小为a1=0.2m/s2的匀加速直线运动然后做加速度大小为a2=0.1m/s2的匀减速直线运动直到速度零,求:
7.假设收费站的前、后都是平直大道,大假期间过站的车速要求不超过v=21.6 km/h,事先小汽车未减速的车速为v0=108 km/h,制动后小汽车的加速度的大小为a1=4 m/s2。试问:
(1)大假期间,驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动?
(2)假设车过站后驾驶员立即使车以a2=6 m/s2的加速度加速至原来的速度,则从减速开始至最终恢复到原来速度的过程中,汽车运动的时间至少是多少?
物理总复习高考教案七篇
物理总复习高考教案七篇物理总复习高考教案篇1教学目标【教学目标】1.知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2.理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
3.培养学生观察实验和分析推理的能力。
4.激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教学重难点【重点难点】1.重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。
2.难点:物体做曲线运动的条件。
教学过程【教学过程】复习提问前边几章我们研究了直线运动,同学们思考以下两个问题:1.什么是直线运动?2.物体做直线运动的条件是什么?在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
新课学习展示图片:卫星绕地球的运动人造地球转弯的火车这几幅图中物体的运动轨迹有何特点?(轨迹是曲线)请大家举出一些生活中的曲线运动的例子一、曲线运动的速度方向:1思考:曲线运动与直线运动除了运动轨迹不同,还有什么区别?2.观察课本P32图6.1-1和图6.1-2思考:砂轮打磨下来的炽热微粒。
飞出去的链球,它们沿着什么方向?3.讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?4.是不是象我们大家猜测的这样呢?让我们来看一个演示实验:教师演示课本P32演示实验验证学生的猜测,从而得到结论:曲线运动速度的方向:切线方向5.什么是曲线的切线呢?结合课本P33图6.1-4阅读课本P33前两段加深曲线的切线的理解。
6.阅读课本P33第四段,试分析推理曲线运动是匀速运动还是变速运动?速度是________(矢量.标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了________,也就具有________,因此曲线运动是________。
二、物体做曲线运动的条件:1.提出问题:既然曲线运动是变速运动,那么由可知具有加速度,又由可知受力不为零,那到底有什么样的特点呢?2.实验探究器材:光滑玻璃板小钢球磁铁演示:小钢球在水平玻璃板上做匀速直线运动。
2022年高考物理总复习第一部分常考考点复习第五章机械能守恒定律第2讲动能和动能定理
第2讲 动能和动能定理【课程标准】 1.理解动能和动能定理。
2.能用动能定理解释生产生活中的现象。
【素养目标】物理观念:了解动能的概念和动能定理的内容。
科学思维:会用动能定理分析曲线运动、多过程运动问题。
一、动能 定义 物体由于运动而具有的能公式 E k =21mv 2矢标性 动能是标量,只有正值,动能与速度方向无关状态量 动能是状态量,因为v 是瞬时速度 相对性 由于速度具有相对性,所以动能也具有相对性动能的 变化物体末动能与初动能之差,即ΔE k =12 mv 22 -12mv 21 。
动能的变化是过程量命题·生活情境滑滑梯是小朋友的乐趣所在,如图所示为一滑梯的实物图,水平段与斜面段平滑连接。
某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下,经斜面底端后水平滑行一段距离,停在水平滑道上。
整个过程小朋友的动能如何变化? 提示:先增大后减小,最后变为0。
二、动能定理命题·科技情境荷兰埃因霍芬理工大学的太阳能团队研发出一款太阳能房车,车顶上配有一个8.8平方米的太阳能电池板,搭配60 kW·h的锂离子电池,最高时速可达120 km。
在晴朗的阳光下,该车一天可以行驶约730 km,而在电池充满电后,夜间行驶的续航里程也可以达到600 km。
(1)该款房车的能量转化关系是什么?提示:太阳能转化为电能,电能转化为动能和内能。
(2)若该款房车的质量为m,以恒定功率P启动,经时间t速度达到最大v,则房车受到的阻力在此过程中做的功是多少?提示:12mv2-Pt。
角度1 动能(1)质量大的物体,动能一定大。
( ×)(2)速度方向变化,物体的动能一定变化。
( ×)(3)动能不变的物体一定处于平衡状态。
( ×)角度2 动能定理(4)如果物体所受的合外力不为零,那么合外力对物体做的功一定不为零。
( ×)(5)合外力做功是物体动能变化的原因。
( √ ) (6)动能定理只适用于同时作用的力做功。
高考物理新力学知识点之动量知识点总复习有答案解析(5)
高考物理新力学知识点之动量知识点总复习有答案解析(5)一、选择题1.如图所示的木块B 静止在光滑的水平面上,木块上有半径为0.4m r =的光滑14圆弧轨道,且圆弧轨道的底端与水平面相切,—可视为质点的物块A 以水平向左的速度0v 冲上木块,经过一段时间刚好运动到木块的最高点,随后再返回到水平面。
已知两物体的质量为1kg A B m m ==、重力加速度g =10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .物块A 滑到最高点的速度为零B .物块A 的初速度大小为4m/sC .物块A 返回水平面时的速度为4m/sD .木块B 的最大速度为2m/s2.半径相等的两个小球甲和乙,在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,若甲球质量大于乙球质量,发生碰撞前,两球的动能相等,则碰撞后两球的状态可能是( )A .两球的速度方向均与原方向相反,但它们动能仍相等B .两球的速度方向相同,而且它们动能仍相等C .甲、乙两球的动量相同D .甲球的动量不为零,乙球的动量为零3.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道M 静止在光滑水平面上,一个物块m 在水平地面上以大小为v 0的初速度向右运动并无能量损失地滑上圆弧轨道,当物块运动到圆弧轨道上某一位置时,物块向上的速度为零,此时物块与圆弧轨道的动能之比为1:2,则此时物块的动能与重力势能之比为(以地面为零势能面)A .1:2B .1:3C .1:6D .1:94.质量为1.0kg 的小球从高20m 处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0m .小球与软垫接触的时间为1.0s ,在接触时间内小球受到合力的冲量大小为(空气阻力不计,g 取10m/s 2)A .10N·s B .20N·s C .30N·s D .40N·s 5.如图所示,A 、B 是位于水平桌面上两个质量相等的小滑块,离墙壁的距离分别为L 和2L,与桌面之间的动摩擦因数分别为A μ和B μ,现给滑块A 某一初速度,使之从桌面右端开始向左滑动,设AB 之间、B 与墙壁之间的碰撞时间都很短,且碰撞中没有能量损失,若要使滑块A 最终不从桌面上掉下来,滑块A 的初速度的最大值为( )A .()AB gL μμ+ B .()2A B gL μμ+C .()2A B gL μμ+D .()12A B gL μμ+ 6.质量为m 的子弹以某一初速度0v 击中静止在粗糙水平地面上质量为M 的木块,并陷入木块一定深度后与木块相对静止,甲、乙两图表示这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置,设地面粗糙程度均匀,木块对子弹的阻力大小恒定,下列说法正确的是( )A .若M 较大,可能是甲图所示情形:若M 较小,可能是乙图所示情形B .若0v 较小,可能是甲图所示情形:若0v 较大,可能是乙图所示情形C .地面较光滑,可能是甲图所示情形:地面较粗糙,可能是乙图所示情形D .无论m 、M 、0v 的大小和地面粗糙程度如何,都只可能是甲图所示的情形7.如图所示,一个质量为M 的滑块放置在光滑水平面上,滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF ,圆弧半径为R =1m .E 点切线水平.另有一个质量为m 的小球以初速度v 0从E 点冲上滑块,若小球刚好没跃出圆弧的上端,已知M =4m ,g 取10m/s 2,不计摩擦.则小球的初速度v 0的大小为( )A .v 0=4m/sB .v 0=6m/sC .v 0=5m/sD .v 0=7m/s8.如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒9.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中,子弹、两木块和弹簧组成的系统()A.动量守恒,机械能守恒B.动量不守恒,机械能守恒C.动量守恒,机械能不守恒D.动量不守恒,机械能也不守恒10.一个不稳定的原子核质量为M,处于静止状态.放出一个质量为m的粒子后反冲,已知放出的粒子的动能为E0,则原子核反冲的动能为A.E0B.mME0C.mM m-E0D.MmM m-E011.物体在恒定的合外力作用下做直线运动,在时间△t1内动能由0增大到E0,在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1,在∆t2内做的功是W2、冲量是I2,那么( )A.I1<I2W1=W2B.I1>I2W1=W2C.I1<I2W1<W2D.I1=I2W1<W2 12.如图所示,静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1,则下列说法不正确的是()A.α粒子与反冲粒子的动量大小相等,方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的核电荷数为88D.α粒子和反冲粒子的速度之比为1:8813.中国空间站的建设过程是,首先发射核心舱,核心舱入轨并完成相关技术验证后,再发射实验舱与核心舱对接,组合形成空间站。
高考总复习 物理5-1
所以机车达最大速度时a=0,F=Ff ,P=Fvmax = Ffvmax,这一启动过程的v-t关系如图2(a)所示.
图2
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物理
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2.机车以恒定加速度启动的运动过程的v-t关系图 象如图2(b)所示.
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3.复习功和功率时应从恒力做功、变力做功、平均 功率、瞬时功率、正功、负功多角度进行训练.动能定理
的复习,明确是物体受到的所有力做的功的总和才等于物
体动能的变化,而不是某一力的功. 4.机械能守恒定律要根据具体问题选取不同的形式, 使问题的处理变得简捷.选取ΔEk=ΔEp列方程,具有省略 参考平面的好处.用Ek+Ep=恒量列方程,用在势能容易 表达的场合.
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(2)重力G做的功WG=-mgR(1-cos60°)=-50 J. (3)物体受的支持力FN 始终与物体的运动方向垂直,
所以WFN=0.
(4)因物体在拉力F作用下缓慢移动,动能不变,由动 能定理知:WF+WG+Wf=0. 所以Wf=-WF-WG=(-62.8+50)J=-12.8 J. 答案:(1)62.8 J (2)-50 J (3)0 (4)-12.8 J
实际功率可以小于或等于 额定功率 . 特别提醒:功和功率都是标量,其中功的正负仅说明 能量的转化方向.
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要点精析
1.根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于恒 力功的判断. 2.根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于 判断质点做曲线运动时变力的功.夹角是锐角力做正功, 钝角力做负功,直角力不做功.
高考物理复习重点归纳总结
高考物理复习重点归纳总结一、力学1. 运动和力a. 牛顿第一定律:惯性原理b. 牛顿第二定律:动力学方程c. 牛顿第三定律:作用-反作用定律d. 情境题解题方法:综合运用力的平衡、加速和运动规律2. 力的合成与分解a. 力的合成原理b. 力的分解原理c. 正确使用合成与分解,解决平面力的问题3. 力学量的测量a. 力的测量:弹簧测力计、万能测力计b. 质量的测量:天平、电子称c. 密度的测量:浮力法、质量法4. 牛顿运动定律及其应用a. 运动状态描述:位移、速度、加速度b. 牛顿第二定律与平抛运动c. 牛顿第三定律与牛顿摆d. 牛顿第一、第二定律与匀速圆周运动e. 牛顿第三定律应用于轨道运动5. 万有引力与运动定律a. 万有引力定律b. 行星运动规律:开普勒定律c. 重力加速度与重力势能6. 力的性质a. 力的分类:重力、弹力、摩擦力、浮力等b. 牛顿第二定律与弹力、摩擦力的应用7. 力的分析与解题方法a. 转化力为向量:分解力b. 力的平衡条件与解题思路c. 多体系的分析方法d. 力的合成与分解在多体系中的应用二、热学1. 温度与热量a. 温度计及温度单位的转换b. 热量传递方式:传导、辐射、对流c. 热平衡的条件2. 热量与功a. 内能及其转化b. 力做功与功率c. 机械功与热量的关系:机械等效定律3. 理想气体定律a. 理想气体状态方程b. 摩尔气体的理想气体状态方程c. 气体定律与气体状态变化方程4. 热力学第一定律a. 定义及热力学基本方程b. 等容、等压、等温、绝热过程的热平衡方程5. 热力学第二定律a. 热力学态函数b. 热力学第二定律原理c. 卡诺循环与工作效率三、光学1. 光的直线传播与反射a. 光的直线传播定律b. 光的反射规律c. 镜面成像规律2. 光的折射与光的全反射a. 光的折射定律b. 光的全反射与临界角c. 凸透镜成像规律3. 光的波动性a. 光的干涉:杨氏双缝干涉b. 光的衍射:夫琅禾费衍射c. 光的偏振:偏振光与偏振器4. 光的色散与光的干涉a. 光的色散:折射角与波长的关系b. 光的干涉:薄膜干涉及牛顿环干涉5. 光的波粒二象性a. 定义及波粒二象性实验b. 光子能量与频率的关系四、电学1. 静电场与电场力a. 静电场的性质:场线、电势、电势差b. 电场力的性质:库仑定律、超导体内电场、等势面2. 电流与电路a. 电流的定义与测量b. 电阻与电阻率c. 奥姆定律d. 理解电路和电流的路径3. 电流的效应与电功率a. 电阻发热及功率消耗b. 理解电流对人体的影响4. 电阻与电路的应用a. 串、并联电阻的计算b. 理解电阻对电流的影响c. 简单电路中的导线和电阻的选择5. 磁场与电动势a. 磁场的定义与性质b. 磁场中带电粒子的受力规律c. 电动势的涵义与计算:动生电动势、感生电动势6. 静磁场与电动感应a. 静磁场的基本特征:磁场线、磁力、磁感应强度b. 定义电流感应电动势c. 磁感应强度和感应电动势的关系7. 电磁感应与电动机a. 法拉第电磁感应定律b. 涡流和电磁铁c. 电磁感应在电动机中的应用以上是高考物理复习的重点归纳总结,希望对您的复习有所帮助。
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高考物理重点难点5 速度关联类问题求解速度的合成与分解运动物体间速度关联关系,往往是有些高考命题的切入点.而寻找这种关系则是考生普遍感觉的难点●难点磁场1.(★★★)如图5-1所示,A 、B 两车通过细绳跨接在定滑轮两侧,并分别置于光滑水平面上,若A 车以速度v 0向右匀速运动,当绳与水平面的夹角分别为α和β时,B 车的速度是多少?2.★★★★如图5-2所示,质量为m 的物体置于光滑的平台上,系在物体上的轻绳跨过光滑的定滑轮.由地面上的人以恒定的速度v 0向右匀速拉动,设人从地面上的平台开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处,在此过程中人对物体所做的功为多少?●案例探究[例1]★★★如图5-3所示,在一光滑水平面上放一个物体,人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体,使物体在水平面上运动,人以大小不变的速度v 运动.当绳子与水平方向成θ角时,物体前进的瞬时速度是多大?命题意图:考查分析综合及推理能力,B 级要求.错解分析:弄不清合运动与分运动概念,将绳子收缩的速度按图5-4所示分解,从而得出错解v 物=v 1=v cosθ.解题方法与技巧:解法一:应用微元法设经过时间Δt ,物体前进的位移Δs 1=BC ,如图5-5所示.过C 点作CD ⊥AB ,当Δt →0时,∠BAC 极小,在△ACD 中,可以认为AC =AD ,在Δt 时间内,人拉绳子的长度为Δs 2=BD ,即为在Δt 时间内绳子收缩的长度. 由图可知:BC =θcos BD ①由速度的定义:物体移动的速度为v 物=t BC t s ∆=∆∆1 ②人拉绳子的速度v =t BD t s ∆=∆∆2③由①②③解之:v 物=θcos v 解法二:应用合运动与分运动的关系绳子牵引物体的运动中,物体实际在水平面上运动,这个运动就是合运动,所以物体在水平面上运动的速度v 物是合速度,将v 物按如图5-6所示进行分解.图5-1图5-2图5-3 图5-4图5-5 图5-6其中:v=v物cosθ,使绳子收缩.v⊥=v物sinθ,使绳子绕定滑轮上的A点转动.v所以v物=θcos解法三:应用能量转化及守恒定律由题意可知:人对绳子做功等于绳子对物体所做的功.人对绳子的拉力为F,则对绳子做功的功率为P1=Fv;绳子对物体的拉力,由定滑轮的特点可知,拉力大小也为F,则绳子对物体做功的功率为P2=Fv物cosθ,因为P1=P2所以vv物=θcos图5-7[例2](★★★★★)一根长为L的杆OA,O端用铰链固定,另一端固定着一个小球A,靠在一个质量为M,高为h的物块上,如图5-7所示,若物块与地面摩擦不计,试求当物块以速度v向右运动时,小球A的线速度v A(此时杆与水平方向夹角为θ).命题意图:考查综合分析及推理能力.B级要求.错解分析:①不能恰当选取连结点B来分析,题目无法切入.②无法判断B点参与的分运动方向.解题方法与技巧:选取物与棒接触点B为连结点.(不直接选A点,因为A点与物块速度的v的关系不明显).因为B点在物块上,该点运动方向不变且与物块运动方向一致,故B点的合速度(实际速度)也就是物块速度v;B点又在棒上,参与沿棒向A点滑动的速度v1和绕O点转动的线速度v2.因此,将这个合速度沿棒及垂直于棒的两个方向分解,由速度矢量分解图得:v2=v sinθ.设此时OB长度为a,则a=h/sinθ.令棒绕O点转动角速度为ω,则:ω=v2/a=v sin2θ/h.故A的线速度v A=ωL=vL sin2θ/h.●锦囊妙计一、分运动与合运动的关系1.一物体同时参与几个分运动时,各分运动独立进行,各自产生效果(v分、s分)互不干扰,即:独立性.2.合运动与分运动同时开始、进行、同时结束,即:同时性.3.合运动是由各分运动共同产生的总运动效果,合运动与各分运动总的运动效果可以相互替代,即:等效性.二、处理速度分解的思路1.选取合适的连结点(该点必须能明显地体现出参与了某个分运动).2.确定该点合速度方向(通常以物体的实际速度为合速度)且速度方向始终不变.3.确定该点合速度(实际速度)的实际运动效果从而依据平行四边形定则确定分速度方向.4.作出速度分解的示意图,寻找速度关系.●歼灭难点训练一、选择题1.(★★★)如图5-8所示,物体A 置于水平面上,A 前固定一滑轮B ,高台上有一定滑轮D ,一根轻绳一端固定在C 点,再绕过B 、D.BC 段水平,当以速度v 0拉绳子自由端时,A 沿水平面前进,求:当跨过B 的两段绳子夹角为α时A 的运动速度v .2.(★★★★★)如图5-9所示,均匀直杆上连着两个小球A 、B ,不计一切摩擦.当杆滑到如图位置时,B 球水平速度为v B ,加速度为a B ,杆与竖直夹角为α,求此时A 球速度和加速度大小.图5-9 图5—103.(★★★★)一轻绳通过无摩擦的定滑轮在倾角为30°的光滑斜面上的物体m 1连接,另一端和套在竖直光滑杆上的物体m 2连接.已知定滑轮到杆的距离为3m.物体m 2由静止从AB 连线为水平位置开始下滑1 m 时,m 1、m 2恰受力平衡如图5-10所示.试求:(1)m 2在下滑过程中的最大速度.(2)m 2沿竖直杆能够向下滑动的最大距离.4.(★★★★)如图5-11所示,S 为一点光源,M 为一平面镜,光屏与平面镜平行放置.SO 是垂直照射在M 上的光线,已知SO =L ,若M 以角速度ω绕O 点逆时针匀速转动,则转过30°角时,光点 S ′在屏上移动的瞬时速度v 为多大?5.(★★★★★)一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ 提升井中质量为m 的物体,如图5-12所示.绳的P 端拴在车后的挂钩上,Q 端拴在物体上.设绳的总长不变,绳子质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A 点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳绳长为H .提升时,车加速向左运动,沿水平方向从A 经B 驶向C.设A 到B 的距离也为H ,车过B 点时的速度为v B .求在车由A 移到B 的过程中,绳Q 端的拉力对物体做的功.6.(★★★★★)如图5-13所示,斜劈B 的倾角为30°,劈尖顶着竖直墙壁静止于水平地面上,现将一个质量与斜劈质量相同、半径为r 的球A 放在墙面与斜劈之间,并从图示位置由静止释放,不计一切摩擦,求此后运动中(1)斜劈的最大速度.(2)球触地后弹起的最大高度。
(球与地面作用中机械能的损失忽略不计)参考答案[难点磁场]图5-8 图5-11图5-12 图5-131.v B =0cos cos v βα 2.略 [歼灭难点训练]1.v =αcos 10+v 2.v A =v B tan α;a A =a B tan α3.(1)由图可知,随m 2的下滑,绳子拉力的竖直分量是逐渐增大的,m 2在C 点受力恰好平衡,因此m 2从B 到C 是加速过程,以后将做减速运动,所以m 2的最大速度即出现在图示位置.对m 1、m 2组成的系统来说,在整个运动过程中只有重力和绳子拉力做功,但绳子拉力做功代数和为零,所以系统机械能守恒.ΔE 增=ΔE 减,即21m 1v 12+21m 22v 2+m 1g (A C -A B )sin30°=m 2g ·B C 又由图示位置m 1、m 2受力平衡,应有:T cos ∠ACB =m 2g ,T =m 1g sin30°又由速度分解知识知v 1=v 2cos ∠ACB ,代入数值可解得v 2=2.15 m/s,(2)m 2下滑距离最大时m 1、m 2速度为零,在整个过程中应用机械能守恒定律,得: ΔE 增′=ΔE 减′即:m 1g (AB AB H -+22)sin30°=m 2gH利用(1)中质量关系可求得m 2下滑的最大距离H =343m=2.31 m4.由几何光学知识可知:当平面镜绕O 逆时针转过30°时,则:∠SOS ′=60°, OS ′=L /cos60°.选取光点S ′为连结点,因为光点 S ′在屏上,该点运动方向不变,故该点实际速度(合速度)就是在光屏上移动速度v ;光点S ′又在反射光线OS ′上,它参与沿光线OS ′的运动.速度v 1和绕O 点转动,线速度v 2;因此将这个合速度沿光线OS ′及垂直于光线OS ′的两个方向分解,由速度矢量分解图5′—1可得:v 1=v sin60°,v 2=v cos60°又由圆周运动知识可得:当线OS ′绕O 转动角速度为2ω. 则:v 2=2ωL /cos60°vc os60°=2ωL /cos60°,v =8ωL .5.以物体为研究对象,开始时其动能E k1=0.随着车的加速运动,重物上升,同时速度也不断增加.当车子运动到B 点时,重物获得一定的上升速度v Q ,这个速度也就是收绳的速度,它等于车速沿绳子方向的一个分量,如图5′-2,即v Q =v B 1=v B c os45°=22v B 于是重物的动能增为 E k2 =21mv Q 2=41mv B 2 在这个提升过程中,重物受到绳的拉力T 、重力mg,物体上升的高度和重力做的功分别图5′—1 图5′—2为h =2H-H=(2-1)HW G =-mgh =-mg (2-1)H于是由动能定理得 W T +W G =ΔE k =E k2-E k1即WT -mg (2-1)H =41mv B 2-0 所以绳子拉力对物体做功W T =41mv B 2+mg (2-1)H 6.(1)A 加速下落,B 加速后退,当A 落地时,B 速度最大,整大过程中,斜面与球之间弹力对球和斜面做功代数和为零,所以系统机械能守恒.mg (h -r )=2mv A 2+2mv B 2 ①由图中几何知识知:h =cot30°·r =3r ②A 、B 的运动均可分解为沿斜面和垂直斜面的运动,如图5′—3所示。
图5′—3由于两物体在垂直斜面方向不发生相对运动,所以v A 2=v B 2即v A cos30°=v B sin30° ③解得v A =2)13(gr - v B =2)13(3gr - (2)A 球落地后反弹速度v A ′=v A做竖直上抛运动的最大高度:H m =4)13(22r g v A -='。