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2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考)專題01力與物體的平衡目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u考點一力的基本概念受力分析及力的合成與分解 3 3 41.受力分析的一般步驟 42.正交分解法求合力的一般步驟 5 5考點二單物體、多物體的靜態(tài)平衡 8 8 101.整體法與隔離法 102.共點力的平衡及其應(yīng)用 11 11考點三動態(tài)平衡及極值問題 15 15 161.動態(tài)平衡問題及解題方法 162.動態(tài)平衡問題中的臨界與極值問題 17 17考點四力電、力熱綜合平衡問題 20 20 241.力電綜合平衡問題 242.力熱綜合平衡問題 24 24
考點要求考題統(tǒng)計考情分析力的基本概念受力分析及力的合成與分解2022?浙江1月選考2022?遼寧卷2021?重慶卷2021?廣東卷【命題規(guī)律】1.命題角度:①單物體、多物體的靜態(tài)平衡;②靜電力、安培力、洛倫茲力作用下的靜態(tài)平衡問題;③與熱學(xué)結(jié)合的靜態(tài)平衡問題④單物體、多物體的動態(tài)平衡及極值問題;2.常用方法:合成法、分解法、整體法與隔離法、圖解法、解析法.3.??碱}型:選擇題.【命題預(yù)測】本專題屬于基礎(chǔ)熱點內(nèi)容;單獨命題時突出以輕繩、桿、彈簧為模型,以連接體、疊加體為載體,結(jié)合實際生活進行受力分析,設(shè)計平衡問題而且以動態(tài)平衡為重點,也常與電場和磁場相結(jié)合進行考查,多以選擇題形式出現(xiàn)。單物體、多物體的靜態(tài)平衡2023?浙江1月選考2023?浙江6月選考2023?山東卷、2023?江蘇卷2023?廣東卷、2022?海南卷2022?重慶卷、2022?廣東卷動態(tài)平衡及極值問題2023?海南卷、2022?浙江1月卷2021?湖南卷力電、力熱綜合平衡問題2023?浙江6月選考2023?浙江6月選考2023?湖南卷、2023?海南卷2023?江蘇卷、2021?海南卷2023?湖北卷、2022?全國乙卷
考點一力的基本概念受力分析及力的合成與分解1.(2022·浙江1月選考)如圖所示,公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶,桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動,水管口持續(xù)有水流出,過一段時間桶會翻轉(zhuǎn)一次,決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是()A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對桶撞擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低重心的幾點說明重心的幾點說明(1)影響重心位置的因素:物體的幾何形狀、物體的質(zhì)量分布.(2)不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法:懸掛法.(3)重心的位置不一定在物體上.2.(2022·遼寧卷)如圖所示,蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲與豎直方向夾角分別為。用分別表示的拉力,則()A.的豎直分力大于的豎直分力 B.的豎直分力等于的豎直分力C.的水平分力大于的水平分力 D.的水平分力等于的水平分力3.(2021·重慶卷)如圖所示,人游泳時若某時刻手掌對水的作用力大小為F,該力與水平方向的夾角為,則該力在水平方向的分力大小為()A. B. C.F D.4.(2021·廣東卷)唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力,設(shè)牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁,F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和,,如圖所示,忽略耕索質(zhì)量,耕地過程中,下列說法正確的是(
)A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大C.曲轅犁勻速前進時,耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力D.直轅犁加速前進時,耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力關(guān)于力的分解關(guān)于力的分解(1)在實際問題中,通常將已知力按力產(chǎn)生的實際作用效果分解.(2)為方便某些問題的研究,在很多問題中都采用正交分解法.1.受力分析的一般步驟1)明確研究對象:在進行受力分析時,研究對象可以是某一個物體,也可以是保持相對靜止的若干個物體(整體),只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(既研究對象所受的外力),而不分析研究對象施予外界的力。2)隔離研究對象,按順序找力(注意避免多力或少力).把研究對象從實際情景中分離出來,只分析力的性質(zhì)分類的力,按已知力、重力、彈力、摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力)、電學(xué)中的力(安培力、洛倫茲力)的順序逐一分析研究對象所受的力,并畫出各力的示意圖。【易錯提醒】①畫受力圖時,只能按力的性質(zhì)分類(如重力、彈力、摩擦力)畫力,不能按作用效果(拉力、壓力、向心力、下滑力、上升力等)畫力,否則將出現(xiàn)重復(fù)。②合力與分力是等效關(guān)系,不能同時畫。③如果有一個力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析.先假設(shè)此力不存在,想像所研究的物體會發(fā)生怎樣的運動,然后審查這個力應(yīng)在什么方向,對象才能滿足給定的運動狀態(tài)。2.正交分解法求合力的一般步驟1)選取正交方向:正交的兩個方向可以任意選取,不會影響研究的結(jié)果,但如果選擇合理,則解題較為方便.【技巧點撥】取正交方向的一般原則:①使盡量多的矢量落在坐標(biāo)軸上;②平行和垂直于接觸面;③平行和垂直于運動方向.2)分別將各力沿正交的兩個方向(x軸和y軸)分解.3)求分解在x軸和y軸上的各分力的合力Fx和Fy,則有Fx合=F1x+F2x+Fy合=F1y+F2y+4)求合力:求Fx合和Fy合的合力F合大小,方向1.(2022·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測)如圖所示,浙江某中學(xué)學(xué)生做化學(xué)實驗時,水平放置的圓形鐵環(huán)上放入分液漏斗,兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài),則()A.分液漏斗受到的重力方向一定指向地心B.圓形鐵環(huán)對分液漏斗的作用力與底角θ無關(guān)C.圓形鐵環(huán)對分液漏斗的彈力是由分液漏斗形變產(chǎn)生的D.若分液漏斗中溶液不斷流出,分液漏斗的重心不斷下降2.(2023·河北·模擬預(yù)測)石頭在傾斜的斜坡上,僅從物理角度分析這幅畫,下列說法正確的是()A.人對石頭的力大于石頭的重力B.石頭可能只受3個作用力C.斜坡對石頭一定沒有靜摩擦力D.如果人不推石頭,石頭一定滾下來3.(2023·四川成都·石室中學(xué)??寄M預(yù)測)如圖甲所示是斧子砍進木樁時的情境,其橫截面如圖乙所示,斧子的剖面可視作頂角為θ的等腰三角形,當(dāng)施加豎直向下的力F時,則()
A.同一斧子,若施加的力F越小,越容易劈開木樁B.同一斧子,若施加的力F越大,越不容易劈開木樁C.施加相同的恒力F,θ越大的斧子,越容易壁開木樁D.施加相同的恒力F,θ越小的斧子,越容易劈開木樁4.(2023·遼寧·校聯(lián)考一模)如圖所示,斜拉橋可簡化為不對稱鋼索模型,橋面水平、塔柱豎直,已知AC、AB的拉力大小分別為、,且AC、AB與塔柱的夾角分別為、,且,地面對塔柱的作用力豎直向上。下列說法正確的是(
)A.鋼索的拉力會對塔柱產(chǎn)生兩個效果,一方面豎直向上拉塔柱,另一方面沿水平方向拉塔柱B.若橋面保持水平穩(wěn)定,則橋面的重心在D點的右側(cè)C.鋼索對塔柱的拉力的合力斜向右下方D.若橋面保持水平穩(wěn)定,則有
考點二單物體、多物體的靜態(tài)平衡1.(2023·浙江1月選考)如圖所示,輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球,用輕繩掛于光滑豎直墻壁上的A點,輕繩的拉力為FT,墻壁對足球的支持力為FN,則(
)
A.FT<FN B.FT=2.(2023·浙江6月選考)如圖所示,水平面上固定兩排平行的半圓柱體,重為G的光滑圓柱體靜置其上,a、b為相切點,∠aOb=90°,半徑Ob與重力的夾角為37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,則圓柱體受到的支持力FA.Fa=0.6G,F(xiàn)b=0.4G B.Fa=0.4G,F(xiàn)b3.(2023·山東卷)餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子,取走一個盤子,穩(wěn)定后余下的正好升高補平。已知單個盤子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤間距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為A.10N/m B.100N/m4.(2023·江蘇卷)如圖所示,“嫦娥五號”探測器靜止在月球平坦表面處。已知探測器質(zhì)量為m,四條腿與豎直方向的夾角均為θ,月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對月球表面壓力的大小為(
)A. B. C. D.5.(2023·浙江1月選考)如圖所示,一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上,水平橫桿與四根相同的斜桿垂直,兩斜桿夾角θ=60?°。一重為G的物體懸掛在橫桿中點,則每根斜桿受到地面的(
)
A.作用力為 B.作用力為C.摩擦力為 D.摩擦力為6.(2023·廣東卷)如圖所示,可視為質(zhì)點的機器人通過磁鐵吸附在船舷外壁面檢測船體。壁面可視為斜面,與豎直方向夾角為θ。船和機器人保持靜止時,機器人僅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用,磁力垂直壁面。下列關(guān)系式正確的是(
)
A.Ff=G B.F=FN7.(2022·海南卷)我國的石橋世界聞名,如圖,某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成,其中石塊1、6固定,2、5質(zhì)量相同為m,3、4質(zhì)量相同為,不計石塊間的摩擦,則為(
)A. B. C.1 D.28.(2022·重慶卷)如圖所示,吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具,在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力(圖中未畫出摩擦力)的共同作用做勻速直線運動。若拉力大小與重力大小相等,方向水平向右,重力加速度為g,則擦窗工具所受摩擦力()A.大小等于 B.大小等于C.方向豎直向上 D.方向水平向左9.(2022·廣東卷)圖是可用來制作豆腐的石磨。木柄靜止時,連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點是三根輕繩的結(jié)點,F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小,且。下列關(guān)系式正確的是()A. B. C. D.1.整體法與隔離法1)整體法:在確定研究對象或研究過程時,把(加速度相同的)多個物體看作為一個整體或多個過程看作整個過程的方法;2)隔離法:把單個物體作為研究對象或只研究一個孤立過程的方法.【技巧點撥】當(dāng)研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或求系統(tǒng)整體的加速度宜用整體法,當(dāng)研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力宜用隔離法2.共點力的平衡及其應(yīng)用1)平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運動或靜止叫平衡狀態(tài),是加速度等于零的狀態(tài).2)共點力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為:.3)常用推論①若物體受n個作用力而處于平衡狀態(tài),則其中任意一個力與其余(n-1)個力的合力大小相等、方向相反.②若三個共點力的合力為零,則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個封閉三角形.4)解決平衡問題的常用方法:①合成法:一個力與其余所有力的合力等大反向,常用于非共線三力平衡.②正交分解法:Fx合=0,F(xiàn)y合=0,常用于多力平衡.③矢量三角形法,把表示三個力的有向線段構(gòu)成一個閉合的三角形,常用于非特殊角的一般三角形.【技巧點撥】單個物體受到三個力平衡,通常采用合成法,三個力構(gòu)成矢量三角形求解;單個物體受到四個及以上的力,通常采用正交分解法求解,建立坐標(biāo)系應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合,使需要分解的力盡可能少.1.(2022·寧夏銀川·銀川一中校考三模)如圖所示,質(zhì)量為m的長木板放在水平地面上,站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子,三者都保持靜止。人和箱子的質(zhì)量也均為m,重力加速度為g。下列說法正確的是()
A.人對長木板的壓力大小為mgB.長木板對地面的壓力大于3mgC.箱子受到的摩擦力的方向水平向左D.地面對長木板的摩擦力的方向水平向左2.(2024·山東德州·校聯(lián)考模擬預(yù)測)某創(chuàng)新實驗小組制作一個半徑為12.00cm的圓盤,將3個相同的彈簧的一端均勻固定在圓環(huán)上,另外一端固定打結(jié),結(jié)點恰好在圓心O處,如圖所示,已知彈簧(質(zhì)量不計)的自然長度均為9.00cm,彈簧的勁度系數(shù)。將圓盤水平放置,在結(jié)點O處懸掛一瓶礦泉水,緩慢釋放直至平衡時測得結(jié)點下降了5.00cm,則礦泉水受到的重力大小為()A.0.5N B.1.3N C.1.5N D.3.9N3.(2023·河北邢臺·河北巨鹿中學(xué)校聯(lián)考三模)清明時節(jié),人們有用供果祭祀祖先的傳統(tǒng)。如圖所示,供桌上擺放果盤中共有4個大致相同的蘋果,下層放置3個蘋果,下層的每個蘋果與盤子的接觸面均水平,蘋果A放置在最上層。已知每個蘋果的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,下列說法正確的是()
A.其他蘋果對蘋果A的作用力的合力方向豎直向上B.其他蘋果與蘋果A之間的彈力大小均為C.下層的每個蘋果受到盤子的支持力大小均為D.下層的每個蘋果受到盤子的作用力均豎直向上4.(2022·海南·校聯(lián)考三模)如圖所示為生活中的一款新式吊燈,圖中的五根輕質(zhì)懸線長度相等,與豎直方向的夾角均為,懸線又系于結(jié)點B,結(jié)點B通過輕質(zhì)鎖鏈懸于O點。已知吊燈和燈架的總質(zhì)量為,重力加速度g取,則吊燈靜止時,懸線AB和鎖鏈OB上的拉力大小分別為(,)(
)
A.150N,250N B.200N,600N C.150N,600N D.200N,250N5.(2023·山東青島·統(tǒng)考三模)如圖是某種雙層晾衣籃,用質(zhì)地均勻的圓形鋼圈穿進網(wǎng)布構(gòu)成兩個完全相同的籃子,上、下兩籃通過四根等長輕繩與鋼圈的四等分點相連;另有四根等長輕繩,它們一端與穿過輕桿的掛鉤系在一起,另一端連接上籃的四等分點。已知不裝衣物時,兩籃保持水平,晾衣籃的尺寸如圖中所示。下列說法正確的是()
A.掛鉤受到繩的拉力大小是上方某一根輕繩拉力的4倍B.掛鉤受到繩的拉力大小是下方某一根輕繩拉力的4倍C.上方某一根輕繩的拉力大小是下方某一根輕繩拉力的2.5倍D.上方四根輕繩的拉力之和與下方四根輕繩的拉力之和大小相等6.(2021·福建三明·統(tǒng)考三模)現(xiàn)代人經(jīng)常低頭玩手機,這會使頸椎長期受壓,可能引發(fā)頸椎病。某同學(xué)低頭看手機時,可粗略認(rèn)為頭受到重力G、肌肉拉力F和頸椎支持力N,如圖所示,若頸椎彎曲與豎直方向成30°,此時肌肉對頭的拉力F約為頭所受重力的1倍,由此估算頸椎受到的壓力大小約為()A.2G B. C.G D.7.(2024·甘肅白銀·??级#┤鐖D所示,輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球,用長為l的輕繩掛于光滑豎直墻壁上的A點,輕繩與墻的夾角為θ,輕繩的拉力為FT,墻壁對足球的支持力為FN,則下列說法正確的是(
)
A. B.C.減小繩長l,墻壁的支持力FN變大 D.減小繩長l,輕繩的拉力FT變小8.(2008·廣東·模擬預(yù)測)如圖所示,質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上,斜梁OB與豎直方向的夾角為θ,設(shè)橫梁OA和斜梁OB作用于O點的彈力大小分別為F1和F2,以下結(jié)果正確的是()
A. B.C. D.
考點三動態(tài)平衡及極值問題1.(2023·海南卷)如圖所示,工人利用滑輪組將重物緩慢提起,下列說法正確的是(
)
A.工人受到的重力和支持力是一對平衡力B.工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力C.重物緩慢拉起過程,繩子拉力變小D.重物緩慢拉起過程,繩子拉力不變2.(2022·浙江1月卷)如圖所示,學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩,石墩與水平地面間的動摩擦因數(shù)為,工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動石墩時,兩平行輕繩與水平面間的夾角均為,則下列說法正確的是()A.輕繩的合拉力大小為B.輕繩的合拉力大小為C.減小夾角,輕繩的合拉力一定減小D.輕繩的合拉力最小時,地面對石墩的摩擦力也最小3.(2021·湖南卷)質(zhì)量為的凹槽靜止在水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所示,為半圓的最低點,為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為的小滑塊。用推力推動小滑塊由A點向點緩慢移動,力的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過程中所有摩擦均可忽略,下列說法正確的是()A.推力先增大后減小B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大1.動態(tài)平衡問題及解題方法1)問題類型:動態(tài)平衡是指研究對象的某些參量在變化,如速度、受力狀態(tài)等,但是非常緩慢,可以看成平衡狀態(tài),因此題目中有關(guān)鍵詞「緩慢」、「輕輕地」等2)基本思路3)解題方法:①圖解法的適用情況:用圖解法分析物體動態(tài)平衡問題時,一般物體只受三個力作用,且有兩個不變量,即其中一個力大小、方向均不變,另一個力的方向不變或另兩個力的夾角不變.【技巧點撥】圖解法的一般步驟①對研究的對象進行受力分析②畫出受力分析的平行四邊形或者頭尾相連的三角形③找出一個大小方向都不變的力,找出一個方向不變的力,結(jié)合平行四邊形各邊或者角度的變化確定力的大小及方向的變化情況 ②解析法:對研究對象進行受力分析,畫出受力示意圖,根據(jù)物體的平衡條件列方程,得到因變量與自變量的函數(shù)表達式(通常為三角函數(shù)關(guān)系),最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化.③相似三角形法的適用情況:對于兩個力的方向都在變化的情況,通過相似,轉(zhuǎn)移力三角形到結(jié)構(gòu)三角形中求解【技巧點撥】相似三角形法的一般步驟①對物體受力分析②若處于平衡狀態(tài)且受三個力,構(gòu)成首尾相接的力學(xué)三角形③尋找與力學(xué)三角形相似的幾何三角形④根據(jù)幾何三角形長度及夾角的變化判斷力的大小和方向的變化2.動態(tài)平衡問題中的臨界與極值問題1)臨界問題當(dāng)某物理量變化時,會引起其他幾個物理量的變化,從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述.臨界問題常見的種類:①由靜止到運動,摩擦力達到最大靜摩擦力.②繩子恰好繃緊,拉力F=0.③剛好離開接觸面,支持力FN=0.2)極值問題平衡物體的極值,一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題.3)解決極值問題和臨界問題的方法①極限法:首先要正確地進行受力分析和變化過程分析,找出平衡的臨界點和極值點;臨界條件必須在變化中去尋找,不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題,而要把某個物理量推向極端,即極大和極小.②數(shù)學(xué)分析法:通過對問題的分析,依據(jù)物體的平衡條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(畫出函數(shù)圖像),用數(shù)學(xué)方法求極值(如求二次函數(shù)極值、三角函數(shù)極值).③物理分析方法:根據(jù)物體的平衡條件,作出力的矢量圖,通過對物理過程的分析,利用平行四邊形定則進行動態(tài)分析,確定最大值與最小值.Ⅰ、若已知F合的方向、大小及一個分力F1的方向,則另一個分力F2取最小值的條件為F2⊥F1; Ⅱ、若已知F合的方向及一個分力F1的大小、方向,則另一個分力F2取最小值的條件為F2⊥F合.1.(2023·陜西漢中·統(tǒng)考一模)圖甲是小王同學(xué)某次拎購物袋時的情景圖,其簡化示意圖如圖乙所示。為了方便攜帶,小王在購物袋上端的繩上打了一個結(jié),使繩子縮短了一些。則小王拎著豎直靜止的購物袋時,下列說法正確的是()A.繩子縮短后,兩段繩子的拉力大小都不變B.繩子縮短后,兩段繩子的拉力大小都變小C.繩子縮短后,小王對購物袋的作用力不變D.繩子縮短后,小王對購物袋的作用力減小2.(2023·吉林長春·東北師大附中校考一模)建筑工人用如圖所示的方式將重物從平臺緩慢下放到地面上,固定重物的光滑圓環(huán)套在輕繩上,輕繩的一端固定在豎直墻上,工人手握的部分有足夠長的繩子,工人站在平臺上的位置保持不變,緩慢釋放手中的繩子,重物緩慢下降,則在重物下降的過程中()A.繩對圓環(huán)的作用力逐漸減小 B.工人對繩的拉力不變C.平臺對工人的支持力逐漸增大 D.平臺對工人的摩擦力逐漸減小3.(2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測)如圖所示,用細線將重力為100N的物塊懸掛在O點,在物塊上施加力F,在力F由水平方向逆時針緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中,物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài),且細線與豎直方向成30°角,則力F的最小值為()
A.0 B.50N C. D.4.(2024·吉林長春·東北師大附中??级#┠巢┪镳^舉辦抓金磚挑戰(zhàn)賽,如圖為一塊質(zhì)量m=25kg的梭臺形金磚,挑戰(zhàn)者須戴博物館提供的手套,單手抓住金磚的a、b兩側(cè)面向上提,保持金磚c面水平朝上,而且手指不能摳底,在空中保持25s,才是挑戰(zhàn)成功。已知金磚a、b兩側(cè)面與金磚底面的夾角均為θ=78.5°,挑戰(zhàn)者施加給金磚的單側(cè)握力為F,手套與金磚之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。計算時取sin78.5°≈0.98,cos78.5°≈0.20,若要抓起金磚,力F至少約為()A.2500N B.2778NC.1389N D.無論多大的力都無法抓起金磚考點四力電、力熱綜合平衡問題1.(2023·浙江6月選考)如圖所示,質(zhì)量為M、電阻為R、長為L的導(dǎo)體棒,通過兩根長均為l、質(zhì)量不計的導(dǎo)電細桿連在等高的兩固定點上,固定點間距也為L。細桿通過開關(guān)S可與直流電源或理想二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強度方向豎直向上、大小為B的勻強磁場,不計空氣阻力和其它電阻。開關(guān)S接1,當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時,細桿與豎直方向的夾角固定點;然后開關(guān)S接2,棒從右側(cè)開始運動完成一次振動的過程中(
)
A.電源電動勢 B.棒消耗的焦耳熱C.從左向右運動時,最大擺角小于 D.棒兩次過最低點時感應(yīng)電動勢大小相等2.(2023·浙江6月選考)AB、CD兩塊正對的平行金屬板與水平面成30°角固定,豎直截面如圖所示。兩板間距10cm,電荷量為、質(zhì)量為的小球用長為5cm的絕緣細線懸掛于A點。閉合開關(guān)S,小球靜止時,細線與AB板夾角為30°;剪斷細線,小球運動到CD板上的M點(未標(biāo)出),則(
)A.MC距離為 B.電勢能增加了C.電場強度大小為 D.減小R的阻值,MC的距離將變大3.(2023·湖南卷)如圖(a),直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上,其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場,與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強度大小相等且不隨時間變化,其截面圖如圖(b)所示。導(dǎo)線通以電流I,靜止后,懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是(
)A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)位置時,導(dǎo)線中電流方向由N指向MB.電流I增大,靜止后,導(dǎo)線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比4.(2023·海南卷)如圖所示,一光滑絕緣軌道水平放置,直徑上有A、B兩點,AO=2cm,OB=4cm,在AB固定兩個帶電量分別為Q1、Q2的正電荷,現(xiàn)有一個帶正電小球靜置于軌道內(nèi)側(cè)P點(小球可視為點電荷),已知AP:BP=n:1,試求Q1:Q2是多少(
)
A.2n2:1 B.4n2:1 C.2n3:1 D.4n3:15.(2023·江蘇卷)如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B.L形導(dǎo)線通以恒定電流I,放置在磁場中.已知ab邊長為2l,與磁場方向垂直,bc邊長為l,與磁場方向平行.該導(dǎo)線受到的安培力為(
)
A.0 B.BIl C.2BIl D.6.(2021·海南卷)如圖,V型對接的絕緣斜面M、N固定在水平面上,兩斜面與水平面夾角均為,其中斜面N光滑。兩個質(zhì)量相同的帶電小滑塊P、Q分別靜止在M、N上,P、Q連線垂直于斜面M,已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則P與M間的動摩擦因數(shù)至少為()A. B. C. D.7.(2023·湖北卷)如圖所示,豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細均勻,內(nèi)壁光滑,橫截面積分別為S、,由體積可忽略的細管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉,左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細彈簧相連。初始時,兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H,彈簧長度恰好為原長?,F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子,直至右側(cè)活塞下降,左側(cè)活塞上升。已知大氣壓強為,重力加速度大小為g,汽缸足夠長,汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求:(1)最終汽缸內(nèi)氣體的壓強。(2)彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。8.(2022·全國乙卷)如圖,一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體,兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接,汽缸連接處有小卡銷,活塞Ⅱ不能通過連接處?;钊瘛ⅱ虻馁|(zhì)量分別為、m,面積分別為、S,彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),此時彈簧的伸長量為,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等,兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強為,忽略活塞與缸壁間的摩擦,汽缸無漏氣,不計彈簧的體積。(重力加速度常量g)(1)求彈簧的勁度系數(shù);(2)緩慢加熱兩活塞間的氣體,求當(dāng)活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時,活塞間氣體的壓強和溫度。1.力電綜合平衡問題其解題思路與力學(xué)中的平衡問題一樣,只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了靜電力解題思路 ①確定研究對象,根據(jù)問題選擇“整體法”或“隔離法”確定研究對象。 ②受力分析:按照重力、彈力、摩擦力、靜電力、安培力……順序分析力 ②列方程:根據(jù)平衡條件(F合=0)列方程。力熱綜合平衡問題通過壓強公式,將熱力學(xué)壓強問題轉(zhuǎn)為力的問題,再根據(jù)受力分析根據(jù)平衡條件求解。1.(2023·河北唐山·開灤第一中學(xué)??寄M預(yù)測)如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊P和小球Q均可視為點電荷,電荷量相同。置于粗糙水平面上的斜面體傾角為θ、質(zhì)量為M,將小物塊P放在粗糙的斜面體上。當(dāng)小球Q放在與P等高(PQ連線水平)時,P靜止且受斜面體的摩擦力為0,斜面體保持靜止,此時經(jīng)測量小物塊與小球Q的距離為r。設(shè)靜電力常量為k,則下列說法正確的是()
A.小球Q所帶電荷量為 B.P對斜面體的壓力為FN=mgcosθC.斜面體對地面的壓力為(M+m)g D.斜面體受到地面的摩擦力為02.(2023·云南曲靖·統(tǒng)考二模)質(zhì)量均勻分布的直導(dǎo)體棒放置于四分之一的光滑圓弧軌道上,其截面如圖所示。導(dǎo)體棒中通有電流強度大小為I的電流,空間存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,磁場的方向豎直向上。導(dǎo)體棒平衡時,導(dǎo)體棒與圓心的連線跟豎直方向的夾角為),軌道對導(dǎo)體棒的彈力為。下列說法正確的是()
A.若僅將電流強度I緩慢增大,則θ逐漸減小B.若僅將電流強度I緩慢增大,則逐漸減小C.若僅將磁場方向沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)過,則逐漸增大再減小D.若僅將磁場方向沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)過,則θ逐漸增大再減小3.(2023秋·湖南長沙·高三長郡中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))如圖所示,物塊M靜止在粗糙絕緣水平桌面上,輕質(zhì)絕緣繩通過小滑輪把帶電小球Q與物塊M連接,在滑輪正下方一定距離的豎直絕緣墻上固定一帶電小球P,初始時P,Q電荷量均為,細繩拉直與豎直方向夾角為,假設(shè)P電荷量保持不變,Q緩慢漏電,在Q電荷量自變?yōu)檫^程中,兩球均可看作點電荷,且M始終不動,下列說法正確的是()A.M受到的摩擦力變小 B.M受到的摩擦力變大C.PQ之間的距離變?yōu)樵瓉淼?D.PQ之間的距離變?yōu)樵瓉淼?.(2024·山東·模擬預(yù)測)如圖所示,表面光滑的半球形絕緣物體固定在水平面上,其正上方固定一根長度與半球形物體半徑相等的豎直絕緣支架,帶正電的小球Q固定在支架上邊,帶負電的小球P重力為G,靜止在半球形物體上?,F(xiàn)將小球Q的電荷量增加一些,小球P沿球面上滑少許重新平衡(小球P未到達半球最高點前),以下說法正確的是()A.兩球間庫侖力變小B.小球?qū)Π肭虻膲毫ψ冃.小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮?GD.小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮?.(2023秋·寧夏銀川·高二六盤山高級中學(xué)校考期中)如圖所示,質(zhì)量為m、長為l的直導(dǎo)線用兩絕緣細線懸掛于O、O,并處于勻強磁場中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x軸正方向的電流I,且導(dǎo)線保持靜止時,懸線與豎直方向夾角為θ。則下列說法正確的是(
)A.磁場可以沿x方向B.若磁場的方向沿y軸的正方向,則C.若磁場的方向z沿軸的負方向,則D.改變磁場的方向,保持導(dǎo)線位置不變,則磁感應(yīng)強度的最小值6.(2024·云南大理·云南省下關(guān)第一中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測)圖中甲為氣壓升降椅,乙為其核心部件模型簡圖?;钊c椅面的總質(zhì)量為m,活塞橫截面積為S,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,穩(wěn)定時氣柱長度為L,該氣缸導(dǎo)熱性能良好,忽略一切摩擦。某同學(xué)盤坐在椅面上,穩(wěn)定后缸內(nèi)氣柱長為。已知大氣壓強為,室內(nèi)溫度為,重力加速度為g,求:(1)該同學(xué)的質(zhì)量M;(2)該同學(xué)坐穩(wěn)后,室內(nèi)氣溫緩慢上升至,該過程缸內(nèi)氣體對外界做功W。
第02講力與直線運動目錄考點一描述運動的基本概念 4 4 51.描述運動基本概念的易錯點 5 6考點二運動的圖像 7 7 91.x-t圖像與v-t圖像對比 92.圖像問題的解題思路 93.非常規(guī)圖像(非x-t、v-t圖)題的解法 10 11考點三直線運動的規(guī)律 13 13 131.運動學(xué)問題求解的基本思路及方法 132.求解多過程問題的基本思路 143.豎直上拋運動的兩種研究方法 14 14考點四牛頓運動定律的應(yīng)用 16 16 171.兩類基本動力學(xué)問題的求解步驟 172.連接體問題 183.瞬時類問題 194.臨界值問題 195.板塊問題 206.傳動帶問題 21 22
考點要求考題統(tǒng)計描述運動的基本概念2023·浙江1月選考·3、2023·湖北卷·8、2023·浙江6月選考·1、2022·河北卷·1、2023·江蘇卷·1、2023·浙江6月選考·1、2023·浙江6月選考·4、2022·福建卷·1、2022·河北卷·1、2022·浙江1月選考·2、2021·廣東卷·8、2023·湖北卷·8、2023·浙江6月選考·4、2022·北京卷·10、2022·福建卷·1、2022·遼寧卷·1、2021·廣東卷·8、2023·浙江6月選考·2、2022·浙江1月選考·2運動的圖像2023?全國?高考真題?6、2023?全國?高考真題?3、2023?江蘇?高考真題?1、2023?廣東?高考真題?6、2022?河北?高考真題?1、2021?全國?高考真題?8、2021?遼寧?高考真題?3、2021?海南?高考真題?10、2021?廣東?高考真題?8、直線運動的規(guī)律2023·全國乙卷·12、2023·全國乙卷·12、2023·全國甲卷·3、2023·天津卷·12、2023·天津卷·12、2023·山東卷·6、2023·遼寧卷·13、2023·遼寧卷·13、2023·廣東卷·3、2022·重慶卷·14、2022·上海卷·8、2022·上海卷·8、2022·山東卷·8、2022·全國乙卷·9、2022·全國甲卷·2、2022·遼寧卷·13、2022·湖南卷·16、2022·湖北卷·6、2022·河北卷·1、2022·廣東卷·6、2022·福建卷·13、2021·天津卷·11、2021·山東卷·13、2021·遼寧卷·3、2021·湖北卷·2、2021·河北卷·2、2021·廣東卷·8、2021·廣東卷·13、牛頓運動定律的應(yīng)用2023·全國乙卷·1、2023·全國新課標(biāo)卷·6、2023·全國甲卷·6、2023·浙江6月選考·2、2023·浙江1月選考·5、2023·浙江1月選考·20、2023·天津卷·5、2023·山東卷·8、2023·山東卷·18、2023·江蘇卷·15、2023·江蘇卷·11、2023·湖南卷·10、2023·湖北卷·9、2023·海南卷·18、2023·廣東卷·8、2023·北京卷·6、2023·北京卷·19、2023·北京卷·13、2023·北京卷·11、2022·重慶卷·4、2022·重慶卷·10、2022·浙江6月選考·19、2022·浙江6月選考·13、2022·浙江6月選考·1、2022·浙江1月選考·7、2022·浙江1月選考·20、2022·天津卷·8、2022·上海卷·11、2022·山東卷·18、2022·山東卷·16、2022·山東卷·15、2022·山東卷·13、2022·全國乙卷·2、2022·全國乙卷·12、2022·全國甲卷·6、2022·遼寧卷·7、2022·遼寧卷·10、2022·江蘇卷·10、2022·江蘇卷·1、2022·湖南卷·9、2022·湖南卷·7、2022·湖北卷·11、2022·河北卷·9、2022·廣東卷·13、2022·福建卷·7、2022·北京卷·5、2021·天津卷·7、2021·天津卷·1、2021·山東卷·12、2021·山東卷·11、2021·全國乙卷·8、2021·全國乙卷·6、2021·全國乙卷·12、2021·全國甲卷·7、2021·全國甲卷·1、2021·遼寧卷·13、2021·遼寧卷·10、2021·湖南卷·8、2021·河北卷·13、2021·廣東卷·3、2021·北京卷·19、2021·北京卷·13、考情分析【命題規(guī)律】1.命題角度:①勻變速直線運動公式的靈活運用;②根據(jù)圖像分析物體的運動情況,根據(jù)題目畫出或選擇圖像;③自由落體運動和豎直上拋運動;④勻變速直線運動的兩個推論和初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系;⑤綜合應(yīng)用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解決問題;⑥??嫉哪P腿绨鍓K模型、連接體模型、彈簧模型、傳送帶模型等。2.常用方法:整體法與隔離法、圖解法.3.??碱}型:選擇題,計算題.【命題預(yù)測】本專題屬于基礎(chǔ)熱點內(nèi)容;高考命題主要從勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用能力、應(yīng)用圖像分析物體運動規(guī)律的能力,牛頓第二定律與運動學(xué)的綜合問題,動力學(xué)圖像問題,以及在多過程問題中的分析應(yīng)用能力等方面都是高考考查的熱點。
考點一描述運動的基本概念1.(2023·浙江·高考真題)“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙成功對接后,在軌運行如圖所示,則()A.選地球為參考系,“天和”是靜止的B.選地球為參考系,“神舟十五號”是靜止的C.選“天和”為參考系,“神舟十五號”是靜止的D.選“神舟十五號”為參考系,“天和”是運動的2.(2022·遼寧·高考真題)如圖所示,橋式起重機主要由可移動“橋架”“小車”和固定“軌道”三部分組成。在某次作業(yè)中橋架沿軌道單向移動了,小車在橋架上單向移動了。該次作業(yè)中小車相對地面的位移大小為()A. B. C. D.3.(2022·浙江·高考真題)下列說法正確的是()A.研究甲圖中排球運動員扣球動作時,排球可以看成質(zhì)點B.研究乙圖中乒乓球運動員的發(fā)球技術(shù)時,乒乓球不能看成質(zhì)點C.研究丙圖中羽毛球運動員回擊羽毛球動作時,羽毛球大小可以忽略D.研究丁圖中體操運動員的平衡木動作時,運動員身體各部分的速度可視為相同4.(2021·福建·高考真題)一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途經(jīng)雙乳峰附近的M點和玉女峰附近的N點,如圖所示。已知該游客從M點漂流到N點的路程為,用時,M、N間的直線距離為,則從M點漂流到N點的過程中()A.該游客的位移大小為B.該游客的平均速率為C.該游客的平均速度大小為D.若以所乘竹筏為參考系,玉女峰的平均速度為01.描述運動基本概念的易錯點1)質(zhì)點:質(zhì)點是一個理想化的物理模型.僅憑物體的大小不能做視為質(zhì)點的依據(jù)2)參考系:對同一個物體的運動,所選擇的參照物不同,對它的運動的描述就會不同,通常以地球為參照物來研究物體的運動.3)路程與位移:路程和位移是完全不同的概念,僅就大小而言,一般情況下位移的大小小于路程,只有在單方向的直線運動中,位移的大小才等于路程.4)平均速度的兩個求解公式:①是平均速度的定義式,適用于所有的運動,求平均速度要找準(zhǔn)“位移”和發(fā)生這段位移所需的“時間”.②只適用于勻變速直線運動.5)加速的兩個計算式①加速度的定義式:,②加速度的決定式:,即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質(zhì)量m共同決定,加速度的方向由合力的方向決定.6)加速度與速度關(guān)系:加速度與速度無關(guān).只要速度在變化,無論速度大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無論速度是大、是小或是零,物體加速度就大.7)加速度的大小與方向作用加速度1.(2024·吉林延邊·一模)在韓國光州進行的2019年國際泳聯(lián)世錦賽跳水女子十米臺決賽中,中國選手陳芋汐獲得冠軍,這是中國隊在該項目上第八次獲得冠軍。若只研究運動員入水前的下落過程,下列說法中正確的是(
)
A.為了研究運動員的技術(shù)動作,可將正在比賽中的運動員視為質(zhì)點B.運動員在下落過程中,感覺水面在加速上升C.從開始起跳到入水的整個過程中,運動員的位移大于D.跳水過程中陳芋汐的重心位置相對自己是不變的2.(2023·浙江溫州·一模)2023年亞運會在杭州舉行。有關(guān)運動項目的描述,下列說法正確的是()A.甲圖中跳水運動員在空中運動到最高點時加速度為零B.乙圖中研究羽毛球運動員擊球動作時,運動員可視為質(zhì)點C.丙圖中撐桿跳運動員在撐桿起跳上升過程中,運動員始終處于超重狀態(tài)D.丁圖中跨欄運動員在100米跨欄比賽中獲得第一名,該運動員全程平均速度最大考點二運動的圖像1.(2023·全國·高考真題)一小車沿直線運動,從t=0開始由靜止勻加速至t=t1時刻,此后做勻減速運動,到t=t2時刻速度降為零。在下列小車位移x與時間t的關(guān)系曲線中,可能正確的是(
)A.
B.
C.
D.
2.(2022·河北·高考真題)科學(xué)訓(xùn)練可以提升運動成績,某短跑運動員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測試中,速度v與時間t的關(guān)系圖像如圖所示。由圖像可知()A.時間內(nèi),訓(xùn)練后運動員的平均加速度大B.時間內(nèi),訓(xùn)練前、后運動員跑過的距離相等C.時間內(nèi),訓(xùn)練后運動員的平均速度小D.時刻后,運動員訓(xùn)練前做減速運動,訓(xùn)練后做加速運動3.(2023·廣東·高考真題)銫原子噴泉鐘是定標(biāo)“秒”的裝置。在噴泉鐘的真空系統(tǒng)中,可視為質(zhì)點的銫原子團在激光的推動下,獲得一定的初速度。隨后激光關(guān)閉,銫原子團僅在重力的作用下做豎直上拋運動,到達最高點后再做一段自由落體運動。取豎直向上為正方向。下列可能表示激光關(guān)閉后銫原子團速度或加速度隨時間變化的圖像是()A.
B.
C.
D.
4.(2021·全國·高考真題)水平地面上有一質(zhì)量為的長木板,木板的左端上有一質(zhì)量為的物塊,如圖(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上,F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示,其中、分別為、時刻F的大小。木板的加速度隨時間t的變化關(guān)系如圖(c)所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為,假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等,重力加速度大小為g。則()A. B.C. D.在時間段物塊與木板加速度相等5.(2023·全國·高考真題)用水平拉力使質(zhì)量分別為、的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運動,兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為和。甲、乙兩物體運動后,所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知(
)
A. B. C. D.1.x-t圖像與v-t圖像對比關(guān)系x-t圖像v-t圖像圖像運動性質(zhì)①②靜止,①靜止在原點,②靜止位置為正.③④⑤⑥做勻速直線運動,③④⑥向正方向運動,⑤向反方向運動,③的初位置在原點,④⑤的初位置為正,⑥的初位置為負.⑦⑧⑨為勻變速直線運動,⑦是初速度為零的勻加速,是初速度不為零的勻加速,⑨為勻減速①靜止,②向正方向做勻速直線運動,③④⑤⑥做勻變速直線運動.③④為勻加速,③是初速度為零的勻加速,④的初速度為正.⑤⑥為勻減速,⑤的初速度為正,⑥的初速度為負斜率速度(右傾為正,左傾為負)加速度(右傾為正,左傾為負)交點同一位置同一速度面積位移橫截距經(jīng)過原點的時刻(速度方向不變)速度為零的時刻(速度即將反向)縱截距初速度(原點以上為正,原點以下為負)初位置(原點以上為正,原點以下為負)運動判斷水平直線表示靜止.傾斜直線表示物體做勻速直線運動.拋物線表示物體做勻變速直線運動,開口向上為勻加速直線運動,頂點在原點是初速度為零的勻加速直線運動,開口向下為勻減速直線運動水平直線表示靜止或勻速.傾斜直線表示物體做勻變速直線運動,初速度和加速度同向為勻加速直線運動;初速度和加速度反向為勻減速直線運動2.圖像問題的解題思路一看坐標(biāo)軸①確認(rèn)縱、橫坐標(biāo)軸對應(yīng)的物理量及其單位②注意縱、橫坐標(biāo)是否從零刻度開始二看截距、斜率、面積圖線在坐標(biāo)軸上的截距表示運動的初始情況斜率通常能夠體現(xiàn)某個物理量(如v-t圖像的斜率反映了加速度)的大小、方向及變化情況最常見的是v-t圖像中面積表示位移大小,要注意時間軸下方的面積表示位移為負,說明這段位移方向與正方向相反三看交點、轉(zhuǎn)折點、漸近線交點往往是解決問題的切入點,注意交點表示物理量相等,不一定代表物體相遇轉(zhuǎn)折點表示物理量發(fā)生突變,滿足不同的函數(shù)關(guān)系式,如v-t圖像中速度由增變減,表明加速度突然反向利用漸近線可以求出該物理量的極值或確定它的變化趨勢3.非常規(guī)圖像(非x-t、v-t圖)題的解法1)基本思路:①分清圖像的類別:即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量,明確其物理意義,掌握物理圖像所反映的物理過程,會分析臨界點.②注意圖線中的一些特殊點:圖線與橫、縱坐標(biāo)的交點,圖線的轉(zhuǎn)折點,兩圖線的交點等.③明確能從圖像中獲得哪些信息:把圖像與具體的題意、情景結(jié)合起來,應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對應(yīng)的函數(shù)方程式,結(jié)合函數(shù)表達式分析斜率、截距及面積的含義,進而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系,以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷.2)典型問題①圖像:注意加速度的正負,正確分析每一段的運動情況,然后結(jié)合物體的受力情況應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解.由可知圖像中圖線與橫軸所圍面積表示速度變化量.②圖像:由可得,可知圖像中圖線與橫軸所圍面積表示速度平方變化量的一半.③圖像:結(jié)合物體受到的力,由牛頓第二定律求出加速度,分析每一段的運動情況. ④圖像:首先要根據(jù)具體的物理情景,對物體進行受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個量間的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像,明確圖像的斜率、截距或面積的意義,從而由圖像給出的信息求出未知量.③圖像:由可得,截距b為初速度,圖像的斜率k為.④圖像:由可得,縱截距表示加速度一半,斜率表示初速度⑤圖像:由可知,截距b為,圖像斜率k為2a.⑥圖像:由可知圖像中圖線與橫軸所圍面積表示運動時間t.1.(2023·廣東肇慶·一模)如圖所示是甲、乙兩個物體做直線運動的圖像,已知甲、乙兩個物體的質(zhì)量均為2kg,下列說法正確的是()A.0~5s內(nèi),乙物體的加速度均勻增大B.0~5s內(nèi),甲物體所受合外力的沖量為C.甲、乙兩物體的運動方向相同D.甲、乙兩物體在0~5s內(nèi)的位移大小之比為2.(2023·廣東·模擬預(yù)測)乙兩輛汽車沿平直的道路行駛,時刻兩車經(jīng)過同一位置,它們運動的圖像如圖所示。下列說法正確的是(
)A.時,甲、乙兩車第一次相距最遠 B.時,甲、乙兩車相遇C.甲、乙兩車的加速度大小相等 D.0~10s時間內(nèi),甲、乙兩車的平均速度不相等3.(2023·江蘇連云港·模擬預(yù)測)某駕校學(xué)員在教練的指導(dǎo)下沿直線路段練習(xí)駕駛技術(shù),汽車的位置x與時間t的關(guān)系如圖所示,則汽車行駛速度v、加速度與時間t的關(guān)系圖像可能正確的是()A. B.C. D.
考點三直線運動的規(guī)律1.(2023·山東·高考真題)如圖所示,電動公交車做勻減速直線運動進站,連續(xù)經(jīng)過R、S、T三點,已知ST間的距離是RS的兩倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,則公交車經(jīng)過T點時的瞬時速度為(
)
A.3m/s B.2m/s C.1m/s D.0.5m/s2.(2022·全國·高考真題)長為l的高速列車在平直軌道上正常行駛,速率為v0,要通過前方一長為L的隧道,當(dāng)列車的任一部分處于隧道內(nèi)時,列車速率都不允許超過v(v<v0)。已知列車加速和減速時加速度的大小分別為a和2a,則列車從減速開始至回到正常行駛速率v0所用時間至少為(
)A. B.C. D.1.運動學(xué)問題求解的基本思路及方法1)基本思路畫過程分析圖判斷運動性質(zhì)選取正方向選用公式列方程解方程并討論【技巧點撥】①正方向的選?。阂话闳〕跛俣葀0的方向為正方向,若v0=0則一般取加速度a的方向為正方向。②如果一個物體的運動包含幾個階段,就要分段分析,速度往往是各個階段聯(lián)系的紐帶,即前過程的末速度是后過程的初速度.③對于剎車類問題:i.題目中所給的加速度往往以大小表示,解題中取運動方向為正方向時,加速度應(yīng)為負值。ii.求解此類問題應(yīng)先判斷車停下所用的時間,判斷題中所給時間是否超出停止時間,再選擇合適的公式求解.iii.如果問題涉及最后階段(到停止)的運動,可把該階段看成反向的初速度為零的勻加速直線運動2)基本方法①基本公式法:描述勻變速直線運動的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五個量,知道其中任何三個物理量就可以根據(jù)三個基本公式()求出其他物理量。②平均速度法:適合解決不需要知道加速度的勻變速運動類問題③比例法:對于初速速為零的勻加速直線運動,可利用其規(guī)律比例解題④逆向思維法:對于末速度為零的勻減速運動,可以反向看成初速度為零的勻加速直線運動,并結(jié)合比例法求解⑤推論法:利用勻變速直線運動的推論或,解決已知相同時間內(nèi)相鄰位移的或相同時間內(nèi)跨段位移的問題(如紙帶類問題求加速度)⑥圖像法:利用v-t圖像解決問題2.求解多過程問題的基本思路如果一個物體的運動包含幾個階段,就要分段分析,速度往往是各個階段聯(lián)系的紐帶,即前過程的末速度是后過程的初速度.畫各個階段分析圖明確各階段運動性質(zhì)找出已知量、待解量、中間量各階段選公式列方程找出各階段關(guān)聯(lián)量列方程3.豎直上拋運動的兩種研究方法1)分段法:將全程分為兩個階段求解,上升過程為a=-g勻減速直線運動,下落過程為自由落體.2)全程法:將全過程視為初速度為v0、加速度a=-g的勻變速直線運動.【技巧點撥】用此方法解題,必須注意物理量的矢量性,習(xí)慣上取v0的方向為正方向,則v>0時,物體正在上升;v<0時,物體正在下降;h>0時,物體在拋出點上方;h<0時,物體在拋出點下方.1.(2023·湖南長沙·二模)子彈垂直射入疊在一起的相同固定木板,穿過第9塊木板后速度變?yōu)?。如果子彈在木板中運動的總時間是t,可以把子彈視為質(zhì)點,子彈在各塊木板中運動的加速度都相同。那么子彈穿過第7塊木板所用的時間最接近()A.0.072t B.0.081tC.0.106t D.0.124t2.(2023·浙江·模擬預(yù)測)下表是《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中高三年級男生50m跑評分表(單位:s)。該測試簡化為先勻加速起跑,達到最大速度后再勻速直線到達終點?,F(xiàn)在有甲和乙兩位同學(xué)參加測試,他們兩人勻加速起跑時間均為2s,最終成績分別為90分和66分,則甲和乙最大速度的比值為()等級優(yōu)秀良好合格單項得分1009590858078767472706866646260成績6.86.97.07.17.27.47.67.88.08.28.48.68.89.09.2A. B. C. D.3.(22-23高一上·河北石家莊·期末)生活中處處有物理知識,如圖所示,一同學(xué)發(fā)現(xiàn)水龍頭損壞后不能完全關(guān)閉,有水滴從管口由靜止開始不斷下落,每兩個水滴之間時間間隔相等,忽略空氣阻力和水滴間的相互影響,則在水滴落地前()
A.水滴做自由落體運動B.相對于水滴3來說,水滴2做勻加速直線運動C.水滴1和水滴2之間距離不變D.在圖示時刻,水滴1和水滴2之間的距離等于水滴2和水滴3之間的距離4.(2023·全國·模擬預(yù)測)(多選)如圖所示,鋼珠從高為的塔頂上邊緣外側(cè)被豎直向上以的初速度拋出,最終落在地面上。已知點和距離塔頂分別為和,不計空氣阻力,重力加速度取。下列說法正確的是()
A.從鋼珠被拋出到經(jīng)過塔頂邊緣需要B.鋼珠距離地面的最大高度為C.鋼珠從到所需時間為D.鋼珠從到所需時間為
考點四牛頓運動定律的應(yīng)用1.(2023·全國·高考真題)一同學(xué)將排球自O(shè)點墊起,排球豎直向上運動,隨后下落回到O點。設(shè)排球在運動過程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比。則該排球(
)A.上升時間等于下落時間 B.被墊起后瞬間的速度最大C.達到最高點時加速度為零 D.下落過程中做勻加速運動2.(2022·全國·高考真題)如圖,一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為m的小球,初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上,兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點,方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運動至二者相距時,它們加速度的大小均為()A. B. C. D.3.(2023·北京·高考真題)如圖所示,在光滑水平地面上,兩相同物塊用細線相連,兩物塊質(zhì)量均為1kg,細線能承受的最大拉力為2N。若在水平拉力F作用下,兩物塊一起向右做勻加速直線運動。則F的最大值為(
)
A.1N B.2N C.4N D.5N4.(2022·全國·高考真題)如圖,質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上,二者用一輕彈簧水平連接,兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動P,使兩滑塊均做勻速運動;某時刻突然撤去該拉力,則從此刻開始到彈簧第一次恢復(fù)原長之前()A.P的加速度大小的最大值為B.Q的加速度大小的最大值為C.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小5.(2022·浙江·高考真題)物流公司通過滑軌把貨物直接裝運到卡車中。如圖所示,傾斜滑軌與水平面成24°角,長度,水平滑軌長度可調(diào),兩滑軌間平滑連接。若貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開始下滑,其與滑軌間的動摩擦因數(shù)均為,貨物可視為質(zhì)點(取,,重力加速度)。(1)求貨物在傾斜滑軌上滑行時加速度的大??;(2)求貨物在傾斜滑軌末端時速度的大小;(3)若貨物滑離水平滑軌末端時的速度不超過2m/s,求水平滑軌的最短長度。1.兩類基本動力學(xué)問題的求解步驟1)確定研究對象:根據(jù)問題需要和解題方便,選擇某個物體或某幾個物體組成的系統(tǒng)整體為研究對象.2)分析受力情況和運動情況:畫好示意圖、情景示意圖,明確物體的運動性質(zhì)和運動過程;3)選取正方向或建立坐標(biāo)系:通常以初速度方向為正方向,若無初速度則以加速度的方向為某一坐標(biāo)軸的正方向.4)確定題目類型:①已知運動求力類問題→確定加速度:尋找題目中3個運動量(),根據(jù)運動學(xué)公式()求解②已知力求運動類問題→確定合力:若以物體只受到兩個力作用,通常用合成法;若受到3個及3個以上的力,一般用正交分解法.求解5)列方程求解剩下物理量:根據(jù)牛頓第二定律或者列方程求解,必要時對結(jié)果進行討論【技巧點撥】解題關(guān)鍵①兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析;②兩個橋梁——加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁;速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁.2.連接體問題1)連接體:兩個或兩個以上相互作用的物體組成的具有相同運動狀態(tài)的整體叫連接體.如幾個物體疊放在一起,或并排放在一起,或用繩子、細桿等連在一起,在求解連接體問題時常用的方法為整體法與隔離法.2)常見類型①物物疊放連接體:兩物體通過彈力、摩擦力作用,具有相同的速度和加速度②輕繩連接體:輕繩在伸直狀態(tài)下,兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等.③輕桿連接體:輕桿平動時,連接體具有相同的平動速度和加速度.④彈簧連接體:在彈簧發(fā)生形變的過程中,兩端連接體的速度、加速度不一定相等;在彈簧形變最大時,兩端連接體的速度、加速度相等.3)方法:整體法與隔離法,正確選取研究對象是解題的關(guān)鍵.①整體法:若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且不需要求系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力,則可以把它們看作一個整體,根據(jù)牛頓第二定律,已知合外力則可求出加速度,已知加速度則可求出合外力.②隔離法:若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同,則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解.③若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且需要求物體之間的作用力,則可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對象,應(yīng)用牛頓第二定律求作用力,即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”.【技巧點撥】力的“分配”兩物塊在力F作用下一起運動,系統(tǒng)的加速度與每個物塊的加速度相同,如圖:地面光滑m1、m2與固定接觸面間的動摩擦因數(shù)相同以上4種情形中,F(xiàn)一定,兩物塊間的彈力只與物塊的質(zhì)量有關(guān)且.3.瞬時類問題1)解題依據(jù):當(dāng)物體所受合外力發(fā)生變化時,加速度也隨著發(fā)生變化,而物體運動的速度不能發(fā)生突變.2)兩種基本模型的特點①剛性繩(或接觸面)模型:這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,形變恢復(fù)幾乎不需要時間,故認(rèn)為彈力可以立即改變或消失.②彈簧(或橡皮繩)模型:此種物體的特點是形變量大,形變恢復(fù)需要較長時間,在瞬時問題中,在彈簧(或橡皮繩)的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變,往往可以看成是瞬間不變的.3)基本方法①分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況,明確各力大小.②分析當(dāng)狀態(tài)變化時(燒斷細線、剪斷
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