高三二輪專題復(fù)習(xí):力與物體的直線運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)1_第1頁
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摘要:一套非常完整、系統(tǒng)的力與物體的直線運(yùn)動(dòng)專題復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì),分兩部分,第一部分:勻變速直線運(yùn)動(dòng)在力學(xué)中的應(yīng)用,第二部分:勻變速直線運(yùn)動(dòng)在電學(xué)中的應(yīng)用??!關(guān)鍵字:高三二輪專題復(fù)習(xí):力與物體的直線運(yùn)動(dòng)高三二輪專題復(fù)習(xí)力與物體的直線運(yùn)動(dòng)專題要點(diǎn)第一部分:勻變速直線運(yùn)動(dòng)在力學(xué)中的應(yīng)用1.物體或帶電粒子做直線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受的合外力與速度方向平行。2.物體或帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受的合外力為恒力且與速度方向平行。3.牛頓第二定律的內(nèi)容是:物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度與物體所受的合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向與所受合外力的方向相同,且二者具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,此定律可以用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。4.速度時(shí)間關(guān)系圖像的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度,圖像所包圍的面積表示物體運(yùn)動(dòng)的位移。在分析物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)常利用v-t圖像幫助分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。5.超重或失重時(shí),物體的重力并未發(fā)生變化,只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生了變化。當(dāng)a=g時(shí)物體完全失重。6.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律為速度公式:位移公式:速度與位移關(guān)系式:7.勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度:位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度第二部分:勻變速直線運(yùn)動(dòng)在電學(xué)中的應(yīng)用帶電粒子在電場(chǎng)中直線運(yùn)動(dòng)的問題:實(shí)質(zhì)是在電場(chǎng)中處理力學(xué)問題,其分析方法與力學(xué)中相同。首先進(jìn)行受力分析,然后看物體所受的合外力與速度方向是否一致,其運(yùn)動(dòng)類型有電場(chǎng)加速運(yùn)動(dòng)和交變的電場(chǎng)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中直線運(yùn)動(dòng)問題:洛倫茲力的方向始終垂直于粒子的速度方向。帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況一般較為復(fù)雜,但是它仍然是一個(gè)力學(xué)問題,同樣遵循力和運(yùn)動(dòng)的各條基本規(guī)律。若帶電粒子在電場(chǎng)力、重力和洛倫茲力共同作用下做直線運(yùn)動(dòng),如果是勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),那么重力和電場(chǎng)力都是恒力,洛倫茲力與速度方向垂直,而其大小與速度大小密切相關(guān)。只有帶電粒子的速度大小不變,才可能做直線運(yùn)動(dòng),也即勻速直線運(yùn)動(dòng)??季V要求考點(diǎn)要求考點(diǎn)解讀參考系、質(zhì)點(diǎn)Ⅰ本專題知識(shí)是整個(gè)高中物理的基礎(chǔ),高考對(duì)本部分考查的重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式及應(yīng)用;v-t圖像的理解及應(yīng)用,其命題情景較為新穎,(如高速公路上的車距問題、追及相遇問題)豎直上拋與自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用;強(qiáng)調(diào)對(duì)牛頓第二定律分析、計(jì)算和應(yīng)用考查,而牛頓第三定律貫穿于綜合分析過程中。本專題內(nèi)容單獨(dú)考查注意是以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),而單獨(dú)命題的計(jì)算題較少,更多的是與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)結(jié)合起來進(jìn)行考查。命題要關(guān)注多體運(yùn)動(dòng)通過時(shí)空的綜合類問題、圖像問題及直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)相結(jié)合命題的多過程問題,正確理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,并能熟練應(yīng)用牛頓第二定律分析和計(jì)算斜面體、超重和失重等問題位移、速度和加速度Ⅱ勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其公式、圖像Ⅱ矢量和標(biāo)量Ⅰ牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用Ⅱ超重和失重Ⅰ教法指引此專題復(fù)習(xí)時(shí),可以先讓學(xué)生完成相應(yīng)的習(xí)題,在精心批閱之后以題目帶動(dòng)知識(shí)點(diǎn),進(jìn)行適當(dāng)提煉講解這一專題有兩大部分問題:①運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)知識(shí)②力學(xué)相關(guān)知識(shí),根據(jù)我對(duì)學(xué)生的了解,發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)運(yùn)動(dòng)過程分析不到位,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式應(yīng)用不熟練,力學(xué)基礎(chǔ)不是很好,要以夯實(shí)基礎(chǔ)為主。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)典例精析題型1.(勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)物體以速度v勻速通過直線上的A、B兩點(diǎn)需要的時(shí)間為t?,F(xiàn)在物體由A點(diǎn)靜止出發(fā),先做加速度大小為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng)到某一最大速度vm后立即做加速度大小為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)停下,歷時(shí)仍為t,則物體的()最大速度vm只能為2v,無論a1、a2為何值最大速度vm可以為許多值,與a1、a2的大小有關(guān)a1、a2的值必須是一定的,且a1、a2的值與最大速度vm有關(guān)a1、a2必須滿足解析:分析此題可根據(jù)描述的運(yùn)動(dòng)過程畫出物體運(yùn)動(dòng)的速度圖像,根據(jù)速度圖像容易得出“最大速度vm只能為2v,無論a1、a2為何值”的結(jié)論。也可利用解析法根據(jù)題述列出方程解答。設(shè)物體勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,則勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t-t1,根據(jù)題述有得vm=2v.,所以正確選項(xiàng)為AD。規(guī)律總結(jié):此題主要考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的靈活運(yùn)用。此題也可以用速度圖像形式給出解題信息,降低難度。題型2.(v-t圖像的應(yīng)用)某學(xué)習(xí)小組對(duì)一輛自制小遙控汽車的性能進(jìn)行研究。他們讓這輛汽車在水平地面上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來,通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖,已知小車在0~ts內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),ts~10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,且7s~10s為勻速直線運(yùn)動(dòng);在10s末停止遙控,讓小車自由滑行,小車質(zhì)量m=1kg,整個(gè)過程小車受到的阻力Ff大小不變。求⑴小車受到阻力Ff的大小。⑵在ts~10s內(nèi)小車牽引力功率P。⑶小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中的總位移x解析:⑴在10s末撤去牽引力后,小車只在阻力的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),由圖像可得減速時(shí)的加速度的值為(2分)(1分)⑵小車在7s~10s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)牽引力為F,則(1分)由圖像可知vm=6m/s④(1分)(1分)在ts~10s內(nèi)小車的功率保持不變,為12w。⑶小車的加速運(yùn)動(dòng)過程可分為0~ts和ts~7s兩段,由于ts是功率為12W,所以此次牽引力為,(2分)所以0~ts內(nèi)加速度大小為,(2分)(1分)在0~7s內(nèi)由動(dòng)能定理得:,(2分)得x=28.5m⑩(1分)規(guī)律總結(jié):圖像的斜率為物體運(yùn)動(dòng)的加速度,包圍的面積是物體通過的位移。因此,本題第⑶問中的x1也可以通過面積求解。2.機(jī)車勻加速啟動(dòng)過程還未達(dá)到額定功率。時(shí)刻是勻加速運(yùn)動(dòng)的結(jié)束還是額定功率的開始,因此功率表達(dá)式結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求t是解題的關(guān)鍵。題型3.(運(yùn)動(dòng)學(xué)中的臨界和極值問題)在水平長(zhǎng)直的軌道上,有一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng).某時(shí)刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點(diǎn),滑塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.(1)證明:若滑塊最終停在小車上,滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動(dòng)摩擦因數(shù)μ無關(guān),是一個(gè)定值(2)已知滑塊與車面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,滑塊質(zhì)量m=1kg,車長(zhǎng)L=2m,車速v0=4m/s,取g=10m/s2,當(dāng)滑塊放到車面中點(diǎn)的同時(shí)對(duì)該滑塊施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F,要保證滑塊不能從車的左端掉下,恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件?(3)在(2)的情況下,力F取最小值,要保證滑塊不從車上掉下,力F的作用時(shí)間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)?v0v0解析:(1)根據(jù)牛頓第二定律,滑塊相對(duì)車滑動(dòng)時(shí)的加速度 (1分) 滑塊相對(duì)車滑動(dòng)的時(shí)間 (1分)滑塊相對(duì)車滑動(dòng)的距離 (1分)滑塊與車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能 (1分)由上述各式解得(與動(dòng)摩擦因數(shù)μ無關(guān)的定值) (1分)(2)設(shè)恒力F取最小值為F1,滑塊加速度為a1,此時(shí)滑塊恰好到達(dá)車的左端,則滑塊運(yùn)動(dòng)到車左端的時(shí)間 ① 由幾何關(guān)系有 ② (1分)由牛頓定律有 ③ (1分)由①②③式代入數(shù)據(jù)解得, (2分)則恒力F大小應(yīng)該滿足條件是 (1分)(3)力F取最小值,當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到車左端后,為使滑塊恰不從右端滑出,相對(duì)車先做勻加速運(yùn)動(dòng)(設(shè)運(yùn)動(dòng)加速度為a2,時(shí)間為t2),再做勻減速運(yùn)動(dòng)(設(shè)運(yùn)動(dòng)加速度大小為a3).到達(dá)車右端時(shí),與車達(dá)共同速度.則有 ④ (1分) ⑤ (1分) ⑥ (1分)由④⑤⑥式代入數(shù)據(jù)解得 (1分)則力F的作用時(shí)間t應(yīng)滿足,即(2分)審題指導(dǎo):1.臨界和極值問題的處理關(guān)鍵就是找到臨界狀態(tài),進(jìn)一步確定臨界條件2.運(yùn)動(dòng)學(xué)中的臨界問題還應(yīng)注意找到時(shí)間和位移關(guān)系,以便列出方程。題型4.(動(dòng)力學(xué)兩類基本問題)如圖所示,質(zhì)量為M的汽車通過質(zhì)量不計(jì)的繩索拖著質(zhì)量為m的車廂(可作為質(zhì)點(diǎn))在水平地面上由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng).已知汽車和車廂與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,汽車和車廂之間的繩索與水平地面間的夾角為,汽車的額定功率為P,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.為使汽車能盡快地加速到最大速度又能使汽車和車廂始終保持相對(duì)靜止,問:(1)汽車所能達(dá)到的最大速度為多少?(2)汽車能達(dá)到的最大加速度為多少?(3)汽車以最大加速度行駛的時(shí)間為多少?解析:(1)當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)汽車的功率為P且牽引力與汽車和車廂所受摩擦力大小相等,即(1分)由于在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中汽車和車廂保持相對(duì)靜止,所以汽車和車廂所受的摩擦力為 (1分)又 (1分)由上述三式可知汽車的最大速度為: (2分)要保持汽車和車廂相對(duì)靜止,就應(yīng)使車廂在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中不脫離地面.考慮臨界情況為車廂剛好未脫離地面,此時(shí)車廂受到的力為車廂重力和繩索對(duì)車廂的拉力T,設(shè)此時(shí)車廂的最大加速度為a,則有:水平方向(1分)豎直方向(1分)由上兩式得: (1分)(3)因?yàn)榇藭r(shí)汽車作勻加速運(yùn)動(dòng),所以 (1分)(用隔離法同樣可得)(1分)即 (1分)因?yàn)槠囘_(dá)到勻加速最大速度時(shí)汽車的功率達(dá)到額定功率,根據(jù)a (1分)由題意知,汽車一開始就做加速度最大的勻加速運(yùn)動(dòng),勻加速的最大速度為 (1分)所以以最大加速度勻加速的時(shí)間為: (1分)題型5.(電場(chǎng)內(nèi)的直線運(yùn)動(dòng)問題)如圖所示,傾角為θ的斜面AB是粗糙且絕緣的,AB長(zhǎng)為L(zhǎng),C為AB的中點(diǎn),在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),與斜面垂直的虛線CD為電場(chǎng)的邊界?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從B點(diǎn)開始在B、C間以速度υ0沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過C后沿斜面勻加速下滑,到達(dá)斜面底端A時(shí)的速度大小為υ。試求:(1)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小。解析:(1)小物塊在BC上勻速運(yùn)動(dòng),由受力平衡得①(1分)②(1分)而

③(1分)

由①②③解得④(1分)(2)小物塊在CA上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),受力情況如圖所示。則

⑤(1分)⑥(1分)根據(jù)牛頓第二定律得

⑦(1分)⑧(1分)由③⑤⑥⑦⑧解得⑨(2分)規(guī)律總結(jié):1.在電場(chǎng)中的帶電體,不管其運(yùn)動(dòng)與否,均始終受到電場(chǎng)力的作用,其大小為F=Eq,與電荷運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān),方向與電場(chǎng)的方向相同或相反,它既可以改變速度的方向,也可以改變速度的大小,做功與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。2.電場(chǎng)內(nèi)的變速運(yùn)動(dòng)問題實(shí)質(zhì)上是力學(xué)問題,受力分析是關(guān)鍵。題型6.(混合場(chǎng)內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)問題的分析)帶負(fù)電的小物體A放在傾角為的足夠長(zhǎng)的絕緣斜面上,整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖物體A的質(zhì)量為m,電荷量為-q,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑,經(jīng)過時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。求:⑴物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況如何?說明理由。⑵物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中有多少能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能?解析:⑴物體A在斜面上受重力、電場(chǎng)力、支持力、滑動(dòng)摩擦力的作用,如圖所示。由此可知:小物體A在恒力作用下,先在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng);②加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,還受到方向垂直于斜面向上的洛倫茲力的作用,方可使A離開斜面,故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)該垂直紙面向里,隨著速度的增加,洛倫茲力增大,斜面的支持力減小,滑動(dòng)摩擦力減小,物體繼續(xù)做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng)直到斜面的支持力為零,此后物體A將離開斜面。⑵加磁場(chǎng)之前,物體A做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,有,由以上三式得:A在斜面上運(yùn)動(dòng)的距離為加上磁場(chǎng)后,受洛倫茲力的作用,隨速度的增大支持力在減小,直到支持力為零時(shí)物體A離開斜面。有解得:物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中,重力和電場(chǎng)力做正功,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功,洛倫茲力不做功,由動(dòng)能定理得:物體A克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能規(guī)律總結(jié):該題涉及到重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力做功特點(diǎn)和動(dòng)能定理等知識(shí)點(diǎn),考查學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的理解和掌握情況,同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)接觸物體的分離條件的靈活運(yùn)用,解決此題的關(guān)鍵是抓住重力、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)、洛倫茲力永不做功的特點(diǎn),另要注意加上磁場(chǎng)后,受洛倫茲力的影響,隨速度的增大支持力在減小,直到支持力為零時(shí)物體A離開斜面專題突破針對(duì)典型精析的例題題型,訓(xùn)練以下習(xí)題。1.在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物體等領(lǐng)域的研究中,需要精密的重力加速度g值,g值可由實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定。近年來測(cè)g值的一種方法叫“對(duì)稱自由下落法”,它是將測(cè)g值歸于測(cè)長(zhǎng)度和時(shí)間,以穩(wěn)定的氦氖激光的波長(zhǎng)為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn),用光學(xué)干涉的方法測(cè)距離,以銣原子鐘或其他手段測(cè)時(shí)間,能將g值測(cè)得很準(zhǔn),具體做法是:將真空長(zhǎng)直管沿豎直方向放置,自其中O點(diǎn)向上拋小球又落至原處的時(shí)間為T2,在小球運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過比O點(diǎn)高H的P點(diǎn),小球離開P點(diǎn)至又回到P點(diǎn)所用的時(shí)間為T1,測(cè)得T1T2和H,可求得g等于()

A.B.C.D.點(diǎn)撥:此題屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。設(shè)小球上升的最大高度為h,則有,聯(lián)立解得,此題選A。2.某人騎自行車在平直道路上行進(jìn),圖6中的實(shí)線記錄了自行車開始一段時(shí)間內(nèi)的v-t圖象。某同學(xué)為了簡(jiǎn)化計(jì)算,用虛線作近似處理,下列說法正確的是A.在t1時(shí)刻,虛線反映的加速度比實(shí)際的大B.在0-t1時(shí)間內(nèi),由虛線計(jì)算出的平均速度比實(shí)際的大C.在t1-t2時(shí)間內(nèi),由虛線計(jì)算出的位移比實(shí)際的大D.在t3-t4時(shí)間內(nèi),虛線反映的是勻速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)撥:v-t圖像的應(yīng)用。A選項(xiàng)t1時(shí)刻的斜率應(yīng)該比虛線的斜率大,即加速度大,A錯(cuò)。B選項(xiàng)0-t1時(shí)間虛線圍成的面積比實(shí)際圍成的面積大,可以知道位移大,得平均速度大,B對(duì)。C選項(xiàng)t1-t2時(shí)間內(nèi),虛線圍成的面積比實(shí)際圍成的面積小,由虛線計(jì)算出的位移比實(shí)際的小,C錯(cuò)。D選項(xiàng)t3-t4時(shí)間內(nèi),虛線是平行時(shí)間軸的直線,虛線反映的是勻速運(yùn)動(dòng),D對(duì)。答案:BD3.在2008年5月12日,我國四川省發(fā)生了級(jí)特大地震,廣大武警官兵和消防隊(duì)員參加了抗震救災(zāi),在一次救災(zāi)中一位消防隊(duì)員為縮短下樓的時(shí)間,往往抱著豎直的桿直接滑下.假設(shè)一名質(zhì)量為60kg、訓(xùn)練有素的消防隊(duì)員從七樓(即離地面18m的高度)抱著豎直的桿以最短的時(shí)間滑下.已知桿的質(zhì)量為200kg,消防隊(duì)員著地的速度不能大于6m/s,手和腿對(duì)桿的最大壓力為1800N,手和腿與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2.假設(shè)桿是擱在地面上的,桿在水平方向不能移動(dòng).試求:(1)消防隊(duì)員下滑過程中的最大速度;(2)消防隊(duì)員下滑過程中桿對(duì)地面的最大壓力;(3)消防隊(duì)員下滑的最短的時(shí)間.點(diǎn)撥:動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題。(1)(4分)(2)N=Mg+m(g+a)=200×10+60×(10+5)N=(4分)(3)(4分)4.如圖所示,兩條互相平行的光滑導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),距離為L(zhǎng)=0.2m,在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R=的電阻,在x≥0的區(qū)域有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=.一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬直桿垂直放置的導(dǎo)軌上,并以v0=2m/s的初速度進(jìn)入磁場(chǎng),在安培力和一垂直于直桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度在小為a=2m/s2方向與初速度方向相反.設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且連接良好.求:(1)電流為零時(shí)金屬桿所處的位置;(2)電流為最大值的一半時(shí)施加在金屬桿上外力F的大小和方向.點(diǎn)撥:電磁感應(yīng)中的動(dòng)態(tài)問題分析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv①(2分) ②(1分) 所以I=0時(shí),v=0③(1分) 則:④(2)最大電流⑤(1分) 安培力=⑥(1分) 向右運(yùn)動(dòng)時(shí)F+f=ma⑦ 方向與x正向相反⑧(1分) 向左運(yùn)動(dòng)時(shí)F-f=ma 方向與x正向相反⑨(1分)學(xué)法導(dǎo)航復(fù)習(xí)指導(dǎo):①回歸課本夯實(shí)基礎(chǔ),仔細(xì)看書把書本中的知識(shí)點(diǎn)掌握到位②練習(xí)為主提升技能,做各種類型的習(xí)題,在做題中強(qiáng)化知識(shí)③整理歸納舉一反三,對(duì)易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)、易錯(cuò)題反復(fù)鞏固④動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的處理想思路已知物體的受力情況,求物體的運(yùn)動(dòng)情況。應(yīng)用牛頓第二定律求物體的加速度,在根據(jù)物體的初始條件,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的運(yùn)動(dòng)情況-----任意時(shí)刻的位置和速度,以及運(yùn)動(dòng)軌跡。已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,求物體的受力情況。根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況求出加速度,再應(yīng)用牛頓第二定律,推斷或者求出物體的受力情況。說明:抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間的聯(lián)系的橋梁-----加速度。分析流程圖⑤動(dòng)力學(xué)問題通常是在對(duì)物體準(zhǔn)確受力分析的基礎(chǔ)上,采用正交分解法或者是圖解法求合力,如何結(jié)合牛頓第二定律列式求解。⑥勻減速直線運(yùn)動(dòng)問題通常看成反方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來處理,這是利用了運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性的原理。在豎直上拋和類豎直上拋中也常用此法。⑦借用v-t圖像分析:v-t圖像表示物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,形象而且直觀。⑧處理帶電粒子在交變電場(chǎng)作用下的直線運(yùn)動(dòng)問題時(shí),首先要分析清楚帶電粒子在一個(gè)周期內(nèi)的受力和運(yùn)動(dòng)特征。⑨在具體解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)問題是,要認(rèn)真做好以下幾點(diǎn):第一:正確分析受力情況第二:充分理解和掌握不同場(chǎng)對(duì)電荷作用的特點(diǎn)和差異第三:認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)的詳細(xì)過程,充分發(fā)掘題目中的隱含條件,建立清晰的物理情景,最終把物理模型轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表達(dá)式。1.物塊從光滑曲面上的P點(diǎn)自由滑下,通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點(diǎn),若傳送帶的皮帶輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來,使傳送帶隨之運(yùn)動(dòng),如圖1-16所示,再把物塊放到P點(diǎn)自由滑下則(

)A.物塊將仍落在Q點(diǎn)B.物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的左邊C.物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的右邊D.物塊有可能落不到地面上解析:【錯(cuò)解】因?yàn)槠л嗈D(zhuǎn)動(dòng)起來以后,物塊在皮帶輪上的時(shí)間長(zhǎng),相對(duì)皮帶位移彎大,摩擦力做功將比皮帶輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)多,物塊在皮帶右端的速度將小于皮帶輪不動(dòng)時(shí),所以落在Q點(diǎn)左邊,應(yīng)選B選項(xiàng)?!惧e(cuò)解原因】學(xué)生的錯(cuò)誤主要是對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)過程中的受力分析不準(zhǔn)確。實(shí)質(zhì)上當(dāng)皮帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),無論物塊以多大的速度滑下來,傳送帶給物塊施的摩擦力都是相同的,且與傳送帶靜止時(shí)一樣,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知位移相同。從傳送帶上做平拋運(yùn)動(dòng)的初速相同。水平位移相同,落點(diǎn)相同?!痉治鼋獯稹课飰K從斜面滑下來,當(dāng)傳送帶靜止時(shí),在水平方向受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力,物塊將做勻減速運(yùn)動(dòng)。離開傳送帶時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)物體相對(duì)傳送帶都是向前運(yùn)動(dòng),受到滑動(dòng)摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。

物體做勻減速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶時(shí),也做平拋運(yùn)動(dòng),且與傳送帶不動(dòng)時(shí)的拋出速度相同,故落在Q點(diǎn),所以A選項(xiàng)正確?!驹u(píng)析】若此題中傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),物塊相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)情況就應(yīng)討論了。(1)當(dāng)v0=vB物塊滑到底的速度等于傳送帶速度,沒有摩擦力作用,物塊做勻速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶做平拋的初速度比傳送帶不動(dòng)時(shí)的大,水平位移也大,所以落在Q點(diǎn)的右邊。(2)當(dāng)v0>vB物塊滑到底速度小于傳送帶的速度,有兩種情況,一是物塊始終做勻加速運(yùn)動(dòng),二是物塊先做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊速度等于傳送帶的速度時(shí),物體做勻速運(yùn)動(dòng)。這兩種情況落點(diǎn)都在Q點(diǎn)右邊。(3)v0<vB當(dāng)物塊滑上傳送帶的速度大于傳送帶的速度,有兩種情況,一是物塊一直減速,二是先減速后勻速。第一種落在Q點(diǎn),第二種落在Q點(diǎn)的右邊。2.如圖2-30,一個(gè)彈簧臺(tái)秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都可以不計(jì),盤內(nèi)放一個(gè)物體P處于靜止。P的質(zhì)量為12kg,彈簧的勁度系數(shù)k=800N/m。現(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F,使P從靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。已知在前內(nèi)F是變化的,在以后F是恒力,則F的最小值是多少,最大值是多少?解析:【錯(cuò)解】F最大值即N=0時(shí),F(xiàn)=ma+mg=210(N)【錯(cuò)解原因】錯(cuò)解原因是對(duì)題所敘述的過程不理解。把平衡時(shí)的關(guān)系G=F+N,不自覺的貫穿在解題中。【分析解答】解題的關(guān)鍵是要理解前F是變力,后F的恒力的隱含條件。即在前物體受力和以后受力有較大的變化。以物體P為研究對(duì)象。物體P靜止時(shí)受重力G、稱盤給的支持力N。因?yàn)槲矬w靜止,∑F=0N=G=0

①N=kx0

②設(shè)物體向上勻加速運(yùn)動(dòng)加速度為a。此時(shí)物體P受力如圖2-31受重力G,拉力F和支持力N′據(jù)牛頓第二定律有F+N′-G=ma

③當(dāng)后物體所受拉力F為恒力,即為P與盤脫離,即彈簧無形變,由0~內(nèi)物體的位移為x0。物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),則將式①,②中解得的x0=0.15m代入式③解得a=7.5m/s2F的最小值由式③可以看出即為N′最大時(shí),即初始時(shí)刻N(yùn)′=N=kx。代入式③得Fmin=ma+mg-kx0=12×+10)-800×=90(N)F最大值即N=0時(shí),F(xiàn)=ma+mg=210(N)【評(píng)析】本題若稱盤質(zhì)量不可忽略,在分析中應(yīng)注意P物體與稱盤分離時(shí),彈簧的形變不為0,P物體的位移就不等于x0,而應(yīng)等于x0-x(其中x即稱盤對(duì)彈簧的壓縮量)。3.

一個(gè)質(zhì)量為m,帶有電荷-q的小物塊,可在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng),O端有一與軌道垂直的固定墻,軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿Ox軸正方向,如圖8-21所示,小物體以初速v0從x0沿Ox軌道運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)受到大小不變的摩擦力f作用,且f<qE。設(shè)小物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能且電量保持不變。求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過的總路程s。解析:【錯(cuò)解】錯(cuò)解一:物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)到停止,有錯(cuò)解二:小物塊向左運(yùn)動(dòng)與墻壁碰撞后返回直到停止,有W合=△Ek,得【錯(cuò)解原因】錯(cuò)誤的要害在于沒有領(lǐng)會(huì)題中所給的條件f>Eq的含義。當(dāng)物塊初速度向右時(shí),先減速到零,由于f<Eq物塊不可能靜止,它將向左加速運(yùn)動(dòng),撞墻后又向右運(yùn)動(dòng),如此往復(fù)直到最終停止在軌道的O端。初速度向左也是如此?!痉治鼋獯稹吭O(shè)小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到停止在O處的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中位移為x0,往返路程為s。根據(jù)動(dòng)能定理有【評(píng)析】在高考試卷所檢查的能力中,最基本的能力是理解能力。讀懂題目的文字并不困難,難的是要抓住關(guān)鍵詞語或詞句,準(zhǔn)確地在頭腦中再現(xiàn)題目所敘述的實(shí)際物理過程。常見的關(guān)鍵詞語有:“光滑平面、緩慢提升(移動(dòng))、伸長(zhǎng)、伸長(zhǎng)到、輕彈簧、恰好通過最高點(diǎn)等”這個(gè)工作需要同學(xué)們平時(shí)多積累。并且在做新情境(陌生題)題時(shí)有意識(shí)地從基本分析方法入手,按照解題的規(guī)范一步一步做,找出解題的關(guān)鍵點(diǎn)來。提高自己的應(yīng)變能力。4.

如圖10-22所示。在x軸上有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;在x軸下方有沿y鈾負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E。一質(zhì)最為m,電荷量為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)。沿著y軸正方向射出。射出之后,第3次到達(dá)X軸時(shí),它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng),求此粒子射出時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路程s,(重力不計(jì))。解析:【常見錯(cuò)解】粒子射出后第三次到達(dá)x軸,如圖10-23所示在電場(chǎng)中粒子的磁場(chǎng)中每一次的位移是l。第3次到達(dá)x軸時(shí),粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為一個(gè)半圓周和六個(gè)位移的長(zhǎng)度之和?!惧e(cuò)解原因】錯(cuò)解是由于審題出現(xiàn)錯(cuò)誤。他們把題中所說的“射出之后,第3次到達(dá)x軸”這段話理解為“粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)通過x軸的次數(shù)”沒有計(jì)算粒子從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)的次數(shù)。也就是物理過程沒有搞清就下手解題,必然出錯(cuò)。【分析解答】粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。畫出粒子運(yùn)動(dòng)的過程草圖10-24。根據(jù)這張圖可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期后第一次通過x軸進(jìn)入電場(chǎng),做勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零,再反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),以原來的速度大小反方向進(jìn)入磁場(chǎng)。這就是第二次進(jìn)入磁場(chǎng),接著粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),半個(gè)周期后第三次通過x軸。Bqv=mv2/R在電場(chǎng)中:粒子在電場(chǎng)中每一次的位移是l第3次到達(dá)x軸時(shí),粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為一個(gè)圓周和兩個(gè)位移的長(zhǎng)度之和?!驹u(píng)析】把對(duì)問題所涉及到的物理圖景和物理過程的正確分析是解物理題的前提條件,這往往比動(dòng)手對(duì)題目進(jìn)行計(jì)算還要重要,因?yàn)樗从沉四銓?duì)題目的正確理解。高考試卷中有一些

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