專題一力與運(yùn)動(dòng)

1、2015年高三物理第二輪總復(fù)習(xí)第1專題力與運(yùn)動(dòng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)考點(diǎn)預(yù)測(cè)本專題復(fù)習(xí)三個(gè)模塊的內(nèi)容：運(yùn)動(dòng)的描述、受力分析與平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的描述與受力分析是兩個(gè)相互獨(dú)立的內(nèi)容，它們通過(guò)牛頓運(yùn)動(dòng)定律才能連成一個(gè)有機(jī)的整體在綜合復(fù)習(xí)這三個(gè)模塊內(nèi)容的時(shí)候，應(yīng)該把握以下幾點(diǎn)：1運(yùn)動(dòng)的描述是物理學(xué)的重要基礎(chǔ)，其理論體系為用數(shù)學(xué)函數(shù)或圖象的方法來(lái)描述、推斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，公式和推論眾多其中，平拋運(yùn)動(dòng)、追及問(wèn)題、實(shí)際運(yùn)動(dòng)的描述應(yīng)為復(fù)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)2無(wú)論是平衡問(wèn)題，還是動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，一般都需要進(jìn)行受力分析，而正交分解法、隔離法與整體法相結(jié)合是最常用、最重要的思想方法，每年高考都會(huì)對(duì)其進(jìn)行考查3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

2、是高中物理的重要內(nèi)容之一，與此有關(guān)的高考試題每年都有，題型有選擇題、計(jì)算題等，趨向于運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決生產(chǎn)、生活和科技中的實(shí)際問(wèn)題此外，它還經(jīng)常與電場(chǎng)、磁場(chǎng)結(jié)合，構(gòu)成難度較大的綜合性試題一、運(yùn)動(dòng)的描述要點(diǎn)歸納(一)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)重要推論和解題方法1某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即tv2在連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差s為恒量，且saT23在初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，相等的時(shí)間T內(nèi)連續(xù)通過(guò)的位移之比為：s1s2s3sn135(2n1)通過(guò)連續(xù)相等的位移所用的時(shí)間之比為：t1t2t3tn4豎直上拋運(yùn)動(dòng)(1)對(duì)稱性：上升階段和下落階段具有時(shí)間和速度等方面的對(duì)稱性

3、(2)可逆性：上升過(guò)程做勻減速運(yùn)動(dòng)，可逆向看做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)來(lái)研究(3)整體性：整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是勻變速直線運(yùn)動(dòng)5解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的常用方法(1)公式法靈活運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及一些有用的推導(dǎo)公式直接解決(2)比例法在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，其速度、位移和時(shí)間都存在一定的比例關(guān)系，靈活利用這些關(guān)系可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化(3)逆向過(guò)程處理法逆向過(guò)程處理法是把運(yùn)動(dòng)過(guò)程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”，將物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程倒過(guò)來(lái)進(jìn)行研究的方法(4)速度圖象法速度圖象法是力學(xué)中一種常見(jiàn)的重要方法，它能夠?qū)?wèn)題中的許多關(guān)系，特別是一些隱藏關(guān)系，在圖象上明顯地反映出來(lái)，從而得到正確、簡(jiǎn)捷的解題方

4、法(二)運(yùn)動(dòng)的合成與分解1小船渡河設(shè)水流的速度為v1，船的航行速度為v2，河的寬度為d(1)過(guò)河時(shí)間t僅由v2沿垂直于河岸方向的分量v決定，即t，與v1無(wú)關(guān)，所以當(dāng)v2垂直于河岸時(shí)，渡河所用的時(shí)間最短，最短時(shí)間tmin(2)渡河的路程由小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定當(dāng)v1v2時(shí)，最短路程smind；當(dāng)v1v2時(shí)，最短路程smin，如圖11 所示圖112輕繩、輕桿兩末端速度的關(guān)系(1)分解法把繩子(包括連桿)兩端的速度都沿繩子的方向和垂直于繩子的方向分解，沿繩子方向的分運(yùn)動(dòng)相等(垂直方向的分運(yùn)動(dòng)不相關(guān))，即v1cos 1v2cos_2(2)功率法通過(guò)輕繩(輕桿)連接物體時(shí)，往往力拉輕繩(輕桿)做功的

5、功率等于輕繩(輕桿)對(duì)物體做功的功率3平拋運(yùn)動(dòng)如圖12所示，物體從O處以水平初速度v0拋出，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)P點(diǎn)圖12(1)加速度(2)速度合速度的大小v設(shè)合速度的方向與水平方向的夾角為，有：tan ，即arctan (3)位移設(shè)合位移的大小s合位移的方向與水平方向的夾角為，有：tan ，即arctan 要注意合速度的方向與水平方向的夾角不是合位移的方向與水平方向的夾角的2倍，即2，而是tan 2tan (4)時(shí)間：由sygt2得，t，平拋物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t只由物體拋出時(shí)離地的高度sy決定，而與拋出時(shí)的初速度v0無(wú)關(guān)(5)速度變化：平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故在相等的時(shí)間內(nèi)，速度的變化量(g)

6、相等，且必沿豎直方向，如圖13所示圖13任意兩時(shí)刻的速度與速度的變化量v構(gòu)成直角三角形，v沿豎直方向注意：平拋運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間并不均勻變化，而速度隨時(shí)間是均勻變化的(6)帶電粒子(只受電場(chǎng)力的作用)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)相似，出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖14所示圖14故有：y熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)(一)直線運(yùn)動(dòng)高考中對(duì)直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查一般以圖象的應(yīng)用或追及問(wèn)題出現(xiàn)這類題目側(cè)重于考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力對(duì)于追及問(wèn)題，存在的困難在于選用哪些公式來(lái)列方程，作圖求解，而熟記和運(yùn)用好直線運(yùn)動(dòng)的重要推論往往是解決問(wèn)題的捷徑例1如圖15甲所示，A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛當(dāng)B車

7、在A車前s84 m處時(shí)，B車的速度vB4 m/s，且正以a2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，B車的加速度突然變?yōu)榱鉇車一直以vA20 m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，從最初相距84 m時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)t012 s后兩車相遇問(wèn)B車加速行駛的時(shí)間是多少？圖15甲【解析】設(shè)B車加速行駛的時(shí)間為t，相遇時(shí)A車的位移為：sAvAt0B車加速階段的位移為：sB1vBtat2勻速階段的速度vvBat，勻速階段的位移為：sB2v(t0t)相遇時(shí)，依題意有：sAsB1sB2s聯(lián)立以上各式得：t22t0t0將題中數(shù)據(jù)vA20 m/s，vB4 m/s，a2 m/s2，t012 s，代入上式有：t224t10

8、80解得：t16 s，t218 s(不合題意，舍去)因此，B車加速行駛的時(shí)間為6 s答案6 s【點(diǎn)評(píng)】出現(xiàn)不符合實(shí)際的解(t218 s)的原因是方程“sB2v(t0t)”并不完全描述B車的位移，還需加一定義域t12 s解析后可以作出vAt、vBt 圖象加以驗(yàn)證圖15乙根據(jù)vt圖象與t圍成的面積等于位移可得，t12 s時(shí)，s×(164)×64×6 m84 m(二)平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)在高考試題中出現(xiàn)的幾率相當(dāng)高，或出現(xiàn)于力學(xué)綜合題中，對(duì)于這一知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，除了要熟記兩垂直方向上的分速度、分位移公式外，還要特別理解和運(yùn)用好速度偏轉(zhuǎn)角公式、位移偏轉(zhuǎn)角公式以及兩偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系式

9、(即tan 2tan )例2圖16甲所示，m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，A為終端皮帶輪已知皮帶輪的半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑當(dāng)m可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少為()圖16甲ABC D【解析】解法一m到達(dá)皮帶輪的頂端時(shí)，若mmg，表示m受到的重力小于(或等于)m沿皮帶輪表面做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，m將離開(kāi)皮帶輪的外表面而做平拋運(yùn)動(dòng)又因?yàn)檗D(zhuǎn)數(shù)n所以當(dāng)v，即轉(zhuǎn)數(shù)n時(shí)，m可被水平拋出，故選項(xiàng)A正確解法二建立如圖16乙所示的直角坐標(biāo)系當(dāng)m到達(dá)皮帶輪的頂端有一速度時(shí)，若沒(méi)有皮帶輪在下面，m將做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度的大小可以作出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡若軌跡在皮帶輪的下方，說(shuō)明m將被皮帶輪擋住

10、，先沿皮帶輪下滑；若軌跡在皮帶輪的上方，說(shuō)明m立即離開(kāi)皮帶輪做平拋運(yùn)動(dòng)圖16乙又因?yàn)槠л唸A弧在坐標(biāo)系中的函數(shù)為：當(dāng)y2x2r2初速度為v的平拋運(yùn)動(dòng)在坐標(biāo)系中的函數(shù)為：yrg()2平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡在皮帶輪上方的條件為：當(dāng)x>0時(shí)，平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上各點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離大于r，即>r即>r解得：v又因皮帶輪的轉(zhuǎn)速n與v的關(guān)系為：n可得：當(dāng)n時(shí)，m可被水平拋出答案A【點(diǎn)評(píng)】“解法一”應(yīng)用動(dòng)力學(xué)的方法分析求解；“解法二”應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法(數(shù)學(xué)方法)求解，由于加速度的定義式為a，而決定式為a，故這兩種方法殊途同歸同類拓展1高臺(tái)滑雪以其驚險(xiǎn)刺激而聞名，運(yùn)動(dòng)員在空中的飛躍姿勢(shì)具有很強(qiáng)的觀賞性某

11、滑雪軌道的完整結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化成如圖17所示的示意圖其中AB段是助滑雪道，傾角30°，BC段是水平起跳臺(tái)，CD段是著陸雪道，AB段與BC段圓滑相連，DE段是一小段圓弧(其長(zhǎng)度可忽略)，在D、E兩點(diǎn)分別與CD、EF相切，EF是減速雪道，傾角37°軌道各部分與滑雪板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，圖中軌道最高點(diǎn)A處的起滑臺(tái)距起跳臺(tái)BC的豎直高度h10 mA點(diǎn)與C點(diǎn)的水平距離L120 m，C點(diǎn)與D點(diǎn)的距離為32.625 m運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的總質(zhì)量m60 kg滑雪運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始起滑，通過(guò)起跳臺(tái)從C點(diǎn)水平飛出，在落到著陸雪道上時(shí)，運(yùn)動(dòng)員靠改變姿勢(shì)進(jìn)行緩沖使自己只保留沿著陸雪道的分速度

12、而不彈起除緩沖外運(yùn)動(dòng)員均可視為質(zhì)點(diǎn)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員在全過(guò)程中不使用雪杖助滑，忽略空氣阻力的影響，取重力加速度g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8求：圖17(1)運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小(2)運(yùn)動(dòng)員在著陸雪道CD上的著陸位置與C點(diǎn)的距離(3)運(yùn)動(dòng)員滑過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小二、受力分析要點(diǎn)歸納(一)常見(jiàn)的五種性質(zhì)的力產(chǎn)生原因或條件方向大小重力由于地球的吸引而產(chǎn)生總是豎直向下(鉛直向下或垂直水平面向下)，注意不一定指向地心，不一定垂直地面向下G重mgG地球表面附近一切物體都受重力作用，與物體是否處于超重或失重狀態(tài)無(wú)關(guān)彈力接觸彈性形變支持力的方向總是垂直于接觸

13、面而指向被支持的物體壓力的方向總是垂直于接觸面而指向被壓的物體繩的拉力總是沿著繩而指向繩收縮的方向Fkx彈力的大小往往利用平衡條件和牛頓第二定律求解摩擦力滑動(dòng)摩擦力接觸，接觸面粗糙存在正壓力與接觸面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)與接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反fFN只與、FN有關(guān)，與接觸面積、相對(duì)速度、加速度均無(wú)關(guān)靜摩擦力接觸，接觸面粗糙存在正壓力與接觸面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)與接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)相反與產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的動(dòng)力的大小相等存在最大靜摩擦力，最大靜摩擦力的大小由粗糙程度、正壓力決定續(xù)表產(chǎn)生原因或條件方向大小電場(chǎng)力點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用作用力的方向沿兩點(diǎn)電荷的連線，同種電荷相互排斥，異種

14、電荷相互吸引Fk電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷的作用正電荷的受力方向與該處場(chǎng)強(qiáng)的方向一致，負(fù)電荷的受力方向與該處場(chǎng)強(qiáng)的方向相反FqE磁場(chǎng)力安培力：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力FB，F(xiàn)I，即安培力F垂直于電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面安培力的方向可用左手定則來(lái)判斷FBIL安培力的實(shí)質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷受洛倫茲力作用的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受到的力用左手定則判斷洛倫茲力的方向特別要注意四指應(yīng)指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向；若為負(fù)電荷，則四指指向運(yùn)動(dòng)的反方向帶電粒子平行于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受洛倫茲力的作用；帶電粒子垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受洛倫茲力最大，即f洛qvB(二)力的運(yùn)算、物體的平衡1力的合成與分解遵循力的平

15、行四邊形定則(或力的三角形定則)2平衡狀態(tài)是指物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，物體處于平衡狀態(tài)的動(dòng)力學(xué)條件是：F合0或Fx0、Fy0、Fz0注意：靜止?fàn)顟B(tài)是指速度和加速度都為零的狀態(tài)，如做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，但加速度等于重力加速度，不為零，因此不是平衡狀態(tài)3平衡條件的推論(1)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，它所受的任何一個(gè)力與它所受的其余力的合力等大、反向(2)物體在同一平面上的三個(gè)不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力必為共點(diǎn)力物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下而處于平衡狀態(tài)時(shí)，表示這三個(gè)力的有向線段組成一封閉的矢量三角形，如圖18所示圖184共點(diǎn)力作用下物體的平衡分析熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)(

16、一)正交分解法、平行四邊形法則的應(yīng)用1正交分解法是分析平衡狀態(tài)物體受力時(shí)最常用、最主要的方法即當(dāng)F合0時(shí)有：Fx合0，F(xiàn)y合0，F(xiàn)z合02平行四邊形法有時(shí)可巧妙用于定性分析物體受力的變化或確定相關(guān)幾個(gè)力之比例3舉重運(yùn)動(dòng)員在抓舉比賽中為了減小杠鈴上升的高度和發(fā)力，抓杠鈴的兩手間要有較大的距離某運(yùn)動(dòng)員成功抓舉杠鈴時(shí)，測(cè)得兩手臂間的夾角為120°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為75 kg，舉起的杠鈴的質(zhì)量為125 kg，如圖19甲所示求該運(yùn)動(dòng)員每只手臂對(duì)杠鈴的作用力的大小(取g10 m/s2)圖19甲【分析】由手臂的肌肉、骨骼構(gòu)造以及平時(shí)的用力習(xí)慣可知，伸直的手臂主要沿手臂方向發(fā)力取手腕、手掌為研究對(duì)象，

17、握杠的手掌對(duì)杠有豎直向上的彈力和沿杠向外的靜摩擦力，其合力沿手臂方向，如圖19乙所示圖19乙【解析】手臂對(duì)杠鈴的作用力的方向沿手臂的方向，設(shè)該作用力的大小為F，則杠鈴的受力情況如圖19丙所示圖19丙由平衡條件得：2Fcos 60°mg解得：F1250 N答案1250 N例4兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相連放置在一個(gè)光滑的半球面內(nèi)，如圖110甲所示已知小球a和b的質(zhì)量之比為 ，細(xì)桿長(zhǎng)度是球面半徑的 倍兩球處于平衡狀態(tài)時(shí)，細(xì)桿與水平面的夾角是2008年高考·四川延考區(qū)理綜卷()圖110甲A45°B30°C22.5°D15

18、76;【解析】設(shè)細(xì)桿對(duì)兩球的彈力大小為T，小球a、b的受力情況如圖110乙所示圖110乙其中球面對(duì)兩球的彈力方向指向圓心，即有：cos 解得：45°故FNa的方向?yàn)橄蛏掀?，?45°45°FNb的方向?yàn)橄蛏掀螅?(45°)45°兩球都受到重力、細(xì)桿的彈力和球面的彈力的作用，過(guò)O作豎直線交ab于c點(diǎn)，設(shè)球面的半徑為R，由幾何關(guān)系可得：解得：FNaFNb取a、b及細(xì)桿組成的整體為研究對(duì)象，由平衡條件得：FNa·sin 1FNb·sin 2即 FNb·sin(45°)FNb·sin(45

19、6;)解得：15° 答案D【點(diǎn)評(píng)】利用平行四邊形(三角形)定則分析物體的受力情況在各類教輔中較常見(jiàn)掌握好這種方法的關(guān)鍵在于深刻地理解好“在力的圖示中，有向線段替代了力的矢量” (二)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的平衡問(wèn)題在高考試題中，也常出現(xiàn)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受力平衡的物理情境，出現(xiàn)概率較大的是在正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題及在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的平衡問(wèn)題在如圖111所示的速度選擇器中，選擇的速度v；在如圖112所示的電磁流量計(jì)中，流速v，流量Q 圖111 圖112例5在地面附近的空間中有水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，一個(gè)帶電油滴沿著一條與豎直方向成角的直線MN運(yùn)動(dòng)，如

20、圖113所示由此可判斷下列說(shuō)法正確的是()圖113A如果油滴帶正電，則油滴從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)B如果油滴帶正電，則油滴從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)C如果電場(chǎng)方向水平向右，則油滴從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)D如果電場(chǎng)方向水平向左，則油滴從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)【解析】油滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到重力、電場(chǎng)力及洛倫茲力的作用，因洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，大小隨速度的改變而改變，而電場(chǎng)力與重力的合力是恒力，所以物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；又因電場(chǎng)力一定在水平方向上，故洛倫茲力的方向是斜向上方的，因而當(dāng)油滴帶正電時(shí)，應(yīng)該由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤若電場(chǎng)方向水平向右，則油滴需帶負(fù)電，此時(shí)斜向右上方與MN垂直的洛倫茲力對(duì)應(yīng)粒子從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

21、到M點(diǎn)，即選項(xiàng)C正確同理，電場(chǎng)方向水平向左時(shí)，油滴需帶正電，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案AC【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題要注意受力分析因?yàn)槁鍌惼澚Φ姆较蚺c速度的方向垂直，而且與磁場(chǎng)的方向、帶電粒子的電性都有關(guān)，分析時(shí)更要注意本題中重力和電場(chǎng)力均為恒力，要保證油滴做直線運(yùn)動(dòng)，兩力的合力必須與洛倫茲力平衡，粒子的運(yùn)動(dòng)就只能是勻速直線運(yùn)動(dòng)同類拓展2如圖114甲所示，懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端掛有一個(gè)帶電荷量不變的小球A在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時(shí)，懸線偏離豎直方向的角度為若兩次實(shí)

22、驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2，分別為30°和45°，則為 ()圖114甲A2B3C2D3三、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用要點(diǎn)歸納(一)深刻理解牛頓第一、第三定律1牛頓第一定律(慣性定律)一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止(1)理解要點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持它定性地揭示了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能認(rèn)為它是牛頓第二定律合外力為零時(shí)的特例牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(2)慣性：物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)

23、狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)質(zhì)量是物體慣性大小的量度2牛頓第三定律(1)兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上，可用公式表示為FF(2)作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力，作用效果不能抵消(3)牛頓第三定律的應(yīng)用非常廣泛，凡是涉及兩個(gè)或兩個(gè)以上物體的物理情境、過(guò)程的解答，往往都需要應(yīng)用這一定律(二)牛頓第二定律1定律內(nèi)容物體的加速度a跟物體所受的合外力F合成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比2公式：F合ma理解要點(diǎn)因果性：F合是產(chǎn)生加速度a的原因，它們同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)存在，同時(shí)消失方向性：a與F合都是矢量，方向

24、嚴(yán)格相同瞬時(shí)性和對(duì)應(yīng)性：a為某時(shí)刻某物體的加速度，F(xiàn)合是該時(shí)刻作用在該物體上的合外力3應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟：(1)確定研究對(duì)象；(2)分析研究對(duì)象的受力情況，畫(huà)出受力分析圖并找出加速度的方向；(3)建立直角坐標(biāo)系，使盡可能多的力或加速度落在坐標(biāo)軸上，并將其余的力或加速度分解到兩坐標(biāo)軸上；(4)分別沿x軸方向和y軸方向應(yīng)用牛頓第二定律列出方程；(5)統(tǒng)一單位，計(jì)算數(shù)值熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)一、正交分解法在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用當(dāng)物體受到多個(gè)方向的外力作用產(chǎn)生加速度時(shí)，常要用到正交分解法1在適當(dāng)?shù)姆较蚪⒅苯亲鴺?biāo)系，使需要分解的矢量盡可能少2Fx合max合，F(xiàn)y合may合，F(xiàn)z合maz合3正交分解

25、法對(duì)本章各類問(wèn)題，甚至對(duì)整個(gè)高中物理來(lái)說(shuō)都是一重要的思想方法例6如圖115甲所示，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室里，一根足夠長(zhǎng)的細(xì)桿與水平面成37°固定，質(zhì)量m1 kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O點(diǎn)現(xiàn)有水平向右的風(fēng)力F作用于小球上，經(jīng)時(shí)間t12 s后停止，小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)的部分vt圖象如圖115乙所示試求：(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)圖115(1)小球在02 s內(nèi)的加速度a1和24 s內(nèi)的加速度a2(2)風(fēng)對(duì)小球的作用力F的大小【解析】(1)由圖象可知，在02 s內(nèi)小球的加速度為：a120 m/s2，方向沿桿向上在24 s內(nèi)小球的加速度為：a

26、210 m/s2，負(fù)號(hào)表示方向沿桿向下 (2)有風(fēng)力時(shí)的上升過(guò)程，小球的受力情況如圖115丙所示圖115丙在y方向，由平衡條件得：FN1Fsin mgcos 在x方向，由牛頓第二定律得：Fcos mgsin FN1ma1停風(fēng)后上升階段，小球的受力情況如圖115丁所示圖115丁在y方向，由平衡條件得：FN2mgcos 在x方向，由牛頓第二定律得：mgsin FN2ma2聯(lián)立以上各式可得：F60 N【點(diǎn)評(píng)】斜面(或類斜面)問(wèn)題是高中最常出現(xiàn)的物理模型正交分解法是求解高中物理題最重要的思想方法之一二、連接體問(wèn)題(整體法與隔離法)高考卷中常出現(xiàn)涉及兩個(gè)研究對(duì)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，其中又包含兩種情況：一是兩對(duì)

27、象的速度相同需分析它們之間的相互作用，二是兩對(duì)象的加速度不同需分析各自的運(yùn)動(dòng)或受力隔離(或與整體法相結(jié)合)的思想方法是處理這類問(wèn)題的重要手段1整體法是指當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相同的加速度時(shí)，可以把連接體內(nèi)所有物體組成的系統(tǒng)作為整體考慮，分析其受力情況，運(yùn)用牛頓第二定律對(duì)整體列方程求解的方法2隔離法是指當(dāng)研究對(duì)象涉及由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)，若要求連接體內(nèi)物體間的相互作用力，則應(yīng)把某個(gè)物體或某幾個(gè)物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，分析其受力情況及運(yùn)動(dòng)情況，再利用牛頓第二定律對(duì)隔離出來(lái)的物體列式求解的方法3當(dāng)連接體中各物體運(yùn)動(dòng)的加速度相同或要求合外力時(shí)，優(yōu)先考慮整體法；當(dāng)連接體中各物體運(yùn)動(dòng)的加速度不相

28、同或要求物體間的作用力時(shí)，優(yōu)先考慮隔離法有時(shí)一個(gè)問(wèn)題要兩種方法結(jié)合起來(lái)使用才能解決例7如圖116所示，在光滑的水平地面上有兩個(gè)質(zhì)量相等的物體，中間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，在外力F1、F2的作用下運(yùn)動(dòng)已知F1F2，當(dāng)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為()圖116ABC D【解析】取A、B及彈簧整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：F1F22ma取B為研究對(duì)象：kxF2ma(或取A為研究對(duì)象：F1kxma)可解得：x答案C【點(diǎn)評(píng)】解析中的三個(gè)方程任取兩個(gè)求解都可以當(dāng)?shù)孛娲植跁r(shí)，只要兩物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則A、B之間的拉力與地面光滑時(shí)相同同類拓展3如圖117所示，質(zhì)量為m的小物塊A放在質(zhì)量為M

29、的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動(dòng)，且A、B相對(duì)靜止某時(shí)刻撤去水平拉力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，B在地面上滑行了一段距離x，A在B上相對(duì)于B向右滑行了一段距離L(設(shè)木板B足夠長(zhǎng))后A和B都停了下來(lái)已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，且21，則x的表達(dá)式應(yīng)為()圖117AxL BxCx Dx三、臨界問(wèn)題例8如圖118甲所示，滑塊A置于光滑的水平面上，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°、質(zhì)量為M的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線另一端拴一質(zhì)量為m的小球B現(xiàn)對(duì)滑塊施加一水平方向的恒力F，要使小球B能相對(duì)斜面靜止，恒力F應(yīng)滿足什么條件？圖118甲【解析】先考慮恒

30、力背離斜面方向(水平向左)的情況：設(shè)恒力大小為F1時(shí)，B還在斜面上且對(duì)斜面的壓力為零，此時(shí)A、B有共同加速度a1，B的受力情況如圖118乙所示，有：圖118乙Tsin mg，Tcos ma1解得：a1gcot 即F1(Mm)a1(Mm)gcot 由此可知，當(dāng)水平向左的力大于(Mm)gcot 時(shí)，小球B將離開(kāi)斜面，對(duì)于水平恒力向斜面一側(cè)方向(水平向右)的情況：設(shè)恒力大小為F2時(shí)，B相對(duì)斜面靜止時(shí)對(duì)懸繩的拉力恰好為零，此時(shí)A、B的共同加速度為a2，B的受力情況如圖118丙所示，有：圖118丙FNcos mg，F(xiàn)Nsin ma2解得：a2gtan 即F2(Mm)a2(Mm)gtan 由此可知，當(dāng)水平

31、向右的力大于(Mm)gtan ，B將沿斜面上滑，綜上可知，當(dāng)作用在A上的恒力F向左小于(Mm)gcot ，或向右小于(Mm)gtan 時(shí)，B能靜止在斜面上答案向左小于(Mm)gcot 或向右小于(Mm)gtan 【點(diǎn)評(píng)】斜面上的物體、被細(xì)繩懸掛的物體這兩類物理模型是高中物理中重要的物理模型，也是高考常出現(xiàn)的重要物理情境四、超重與失重問(wèn)題1超重與失重只是物體在豎直方向上具有加速度時(shí)所受支持力不等于重力的情形2要注意飛行器繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)在豎直方向上具有向心加速度，處于失重狀態(tài)例9為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯的運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)

32、：質(zhì)量m50 kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上，乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層的過(guò)程中，體重計(jì)的示數(shù)隨時(shí)間變化的情況，并作出了如圖119甲所示的圖象已知t0時(shí)，電梯靜止不動(dòng)，從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層求：(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小(2)該大樓的層高圖119甲【解析】(1)對(duì)于啟動(dòng)狀態(tài)有：F1mgma1得：a12 m/s2對(duì)于制動(dòng)狀態(tài)有：mgF3ma2得：a22 m/s2(2)電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度va1t12×1 m/s2 m/s從圖中讀得電梯勻速上升的時(shí)間t226 s電梯運(yùn)行的總時(shí)間t28 s電梯運(yùn)行的vt圖象如圖119乙所示，圖119乙所以總位移sv (t2t)×

33、2×(2628) m54 m層高h(yuǎn)3 m經(jīng)典考題在本專題中，正交分解、整體與隔離相結(jié)合是最重要也是最常用的思想方法，是高考中考查的重點(diǎn)力的獨(dú)立性原理、運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用次之，在高考中出現(xiàn)的概率也較大1有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡(如圖120 甲所示)現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是 ()圖120甲AN不變，T變大BN不變，T變小CN變

34、大，T變大 DN變大，T變小2如圖122所示，某貨場(chǎng)需將質(zhì)量m1100 kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物由軌道頂端無(wú)初速度滑下，軌道半徑R1.8 m地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長(zhǎng)度均為l2 m，質(zhì)量均為m2100 kg，木板上表面與軌道末端相切貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.2(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，取g10 m/s2)圖122(1)求貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力(2)若貨物滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，而滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，求1應(yīng)滿足的條件(3)

35、若10.5，求貨物滑到木板A末端時(shí)的速度和在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間能力演練一、選擇題(10×4分)1如圖所示，A、B是兩個(gè)長(zhǎng)方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力，A和B以相同的速度在水平地面C上做勻速直線運(yùn)動(dòng)(空氣阻力不計(jì))由此可知，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)1和B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)2有可能是()A10，20B10，20C10，20 D10，202如圖所示，從傾角為、高h(yuǎn)1.8 m的斜面頂端A處水平拋出一石子，石子剛好落在這個(gè)斜面底端的B點(diǎn)處石子拋出后，經(jīng)時(shí)間t距斜面最遠(yuǎn)，則時(shí)間t的大小為(取g10 m/s2)()A0.1 sB0.2 sC0.3 sD0.6 s3在輕繩的兩端各拴一個(gè)小球

36、，一人用手拿著上端的小球站在3樓的陽(yáng)臺(tái)上，放手后讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時(shí)間差為T如果站在4樓的陽(yáng)臺(tái)上，同樣放手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地的時(shí)間差將()A不變 B增大 C減小 D無(wú)法判斷4如圖甲所示，小球靜止在小車中的光滑斜面A和光滑豎直擋板B之間，原來(lái)小車向左勻速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在小車改為向左減速運(yùn)動(dòng)，那么關(guān)于斜面對(duì)小球的彈力NA的大小和擋板B對(duì)小球的彈力NB的大小，以下說(shuō)法正確的是()甲ANA不變，NB減小 BNA增大，NB不變CNB有可能增大 DNA可能為零5小球從空中自由下落，與水平地面第一次相碰后彈到空中某一高度，其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，則()A小球第一次反彈后的速度大小

37、為3 m/sB小球碰撞時(shí)速度的改變量為2 m/sC小球是從5 m高處自由下落的D小球反彈起的最大高度為0.45 m6如圖甲所示，四個(gè)質(zhì)量、形狀相同的斜面體放在粗糙的水平面上，將四個(gè)質(zhì)量相同的物塊放在斜面頂端，因物塊與斜面的摩擦力不同，四個(gè)物塊運(yùn)動(dòng)情況不同A物塊放上后勻加速下滑，B物塊獲一初速度后勻速下滑，C物塊獲一初速度后勻減速下滑，D物塊放上后靜止在斜面上若在上述四種情況下斜面體均保持靜止且對(duì)地面的壓力依次為F1、F2、F3、F4，則它們的大小關(guān)系是()甲AF1F2F3F4 BF1F2F3F4CF1F2F4F3 DF1F3F2F47把一鋼球系在一根彈性繩的一端，繩的另一端固定在天花板上，先把

38、鋼球托起(如圖所示)，然后放手若彈性繩的伸長(zhǎng)始終在彈性限度內(nèi)，關(guān)于鋼球的加速度a、速度v隨時(shí)間t變化的圖象，下列說(shuō)法正確的是()A甲為at圖象 B乙為at圖象C丙為vt圖象 D丁為vt圖象8如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以速度v沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，傳送帶的右端與光滑曲面的底部平滑連接，曲面上的A點(diǎn)距離底部的高度h0.45 m一小物塊從A點(diǎn)靜止滑下，再滑上傳送帶，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又返回曲面g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A若v1 m/s，則小物塊能回到A點(diǎn)B若v2 m/s，則小物塊能回到A點(diǎn)C若v5 m/s，則小物塊能回到A點(diǎn)D無(wú)論v等于多少，小物塊均能回到A點(diǎn)9如圖甲所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)

39、繩拴住放在粗糙的水平傳送帶上，物體距傳送帶左端的距離為L(zhǎng)當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(v1v2)，穩(wěn)定時(shí)繩與水平方向的夾角為，繩中的拉力分別為F1，F(xiàn)2；若剪斷細(xì)繩時(shí)，物體到達(dá)左端的時(shí)間分別為t1、t2，則下列說(shuō)法正確的是()甲AF1F2 BF1F2Ct1一定大于t2 Dt1可能等于t210靜電透鏡是利用靜電場(chǎng)使電子束會(huì)聚或發(fā)散的一種裝置，其中某部分靜電場(chǎng)的分布如圖甲所示圖中虛線表示這個(gè)靜電場(chǎng)在xOy平面內(nèi)的一族等勢(shì)線，等勢(shì)線形狀關(guān)于Ox軸、Oy軸對(duì)稱等勢(shì)線的電勢(shì)沿x軸正方向增加，且相鄰兩等勢(shì)線的電勢(shì)差相等一個(gè)電子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)(其橫坐標(biāo)為x0)時(shí)，速度與Ox軸平行，適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件，使

40、該電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)僅在Ox軸上方運(yùn)動(dòng)在通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，該電子沿y軸方向的分速度vy隨位置坐標(biāo)x變化的示意圖是圖乙中的()甲乙二、非選擇題(共60分)11(6分)在某次實(shí)驗(yàn)中得到小車做直線運(yùn)動(dòng)的st關(guān)系如圖所示(1)由圖可以確定，小車在AC段和DE段的運(yùn)動(dòng)分別為()AAC段是勻加速運(yùn)動(dòng)，DE段是勻速運(yùn)動(dòng)BAC段是加速運(yùn)動(dòng)，DE段是勻加速運(yùn)動(dòng)CAC段是加速運(yùn)動(dòng)；DE段是勻速運(yùn)動(dòng)DAC段是勻加速運(yùn)動(dòng)；DE段是勻加速運(yùn)動(dòng)(2)在與AB、AC、AD對(duì)應(yīng)的平均速度中，最接近小車在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度是_段中的平均速度12(9分)當(dāng)物體從高空下落時(shí)，其所受阻力會(huì)隨物體速度的增大而增大，因此物體下落一段距離后將保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)速度稱為此物體下落的收尾速度研究發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境下，球形物體的收尾速度僅與球的半徑和質(zhì)量有關(guān)下表是某次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)小球編號(hào)ABCDE小球的半徑(×103 m)0.50.51.522.5小球的質(zhì)量(×106 kg)254540100小球的收尾速度(m/s)1640402032(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，求出B球與C球達(dá)到收尾速度時(shí)所受的阻力之比(2)根