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文檔簡介
第2章相互作用
第1章運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動
第3章牛頓運(yùn)動定律
索引一第4章曲線運(yùn)動萬有引力與航天
第5章機(jī)械能
第7章恒定電流
第8章磁場第9章電磁感應(yīng)
索引二第6章靜電場
第10章交變電流傳感器
第一章
運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動考綱鏈接1.參考系、質(zhì)點(diǎn)Ⅰ2.位移、速度和加速度Ⅱ3.勻變速直線運(yùn)動及其公式、圖象Ⅱ
備考指導(dǎo)
考查熱點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律及運(yùn)動圖象的應(yīng)用命題方式:選擇題和計(jì)算題復(fù)習(xí)策略:(1)熟練掌握勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律及其應(yīng)用(2)理解x-t圖象和v-t圖象并能熟練應(yīng)用圖象解決問題第1講描述運(yùn)動的基本概念
第2講勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律
第3講運(yùn)動圖象追及和相遇問題
索引第1講描述運(yùn)動的基本概念解讀·核心考點(diǎn)——平均速度與瞬時速度
1.平均速度與瞬時速度的區(qū)別(1)平均速度:大小和方向與位移或時間有關(guān),表示物體在某段位移或某段時間內(nèi)運(yùn)動的平均快慢程度;
(2)瞬時速度:的大小和方向與位置或時刻有關(guān),表示物體在某一時刻或某一位置運(yùn)動的快慢程度。2.平均速度與瞬時速度的聯(lián)系(1)瞬時速度是運(yùn)動時間Δt→0時的平均速度。(2)對于勻速直線運(yùn)動,瞬時速度與平均速度相等。解讀·核心考點(diǎn)——平均速度與瞬時速度
只有勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度才等于此過程的平均速度【思路探究】(1)對于選項(xiàng)A、B的分析思路(2)對于選項(xiàng)C、D的分析思路解讀·核心考點(diǎn)——平均速度與瞬時速度
明確一點(diǎn)確定物體在AB段和ABC段的位移由平均速度公式計(jì)算物體在這兩段的平均速度解讀·核心考點(diǎn)——平均速度與瞬時速度
平均速度兩個計(jì)算式的適用條件【總結(jié)提能】【訓(xùn)練2】下列關(guān)于瞬時速度和平均速度的說法中正確的是(
)A.若物體在某段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度都等于零,
則它在這段時間內(nèi)的平均速度不一定等于零B.若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零,則它在這段
時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度一定等于零C.做勻速直線運(yùn)動的物體在任意一段時間內(nèi)的平均速度
都等于它任一時刻的瞬時速度D.做變速直線運(yùn)動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度一定
不等于它某一時刻的瞬時速度解讀·核心考點(diǎn)——平均速度與瞬時速度
解析:若物體在某段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度都等于零,則物體處于靜止?fàn)顟B(tài),它在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于零,A錯誤;物體在某段時間內(nèi)平均速度等于零,則物體可能靜止,也可能經(jīng)一段時間的運(yùn)動后回到出發(fā)點(diǎn),它在這一段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度不一定等于零,B錯誤;勻速直線運(yùn)動任一時刻的瞬時速度相等都且等于任一時間段內(nèi)的平均速度,C正確;變速直線運(yùn)動中的平均速度可能等于它某一時刻的瞬時速度,D錯誤。答案:C解讀·核心考點(diǎn)——平均速度與瞬時速度
解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系1.速度、速度變化量和加速度的對比2.加速度與速度的關(guān)系思考
(1)速度增大,加速度一定增大嗎?(2)速度減小,加速度一定減小嗎?解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系【典例3】
[多選](2014·太原模擬)有下列幾種情景,請根據(jù)所學(xué)知識選擇對情景的分析和判斷正確說法(
)①點(diǎn)火后即將升空的火箭②高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車③運(yùn)行的磁懸浮列車在軌道上高速行駛④太空的空間站在繞地球勻速轉(zhuǎn)動A.①因火箭還沒運(yùn)動,所以加速度一定為零B.②轎車緊急剎車,速度變化很快,所以加速度很大C.③高速行駛的磁懸浮列車,因速度很大,所以加速度
很大D.④盡管空間站勻速轉(zhuǎn)動,但加速度不為零解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系【思路探究】(1)速度的大小與加速度的大小有關(guān)系嗎?提示:速度的大小與加速度的大小無關(guān),速度很大,加速度可能為零;速度為零,加速度可能很大。(2)加速度的物理意義是什么?
提示:加速度表示速度變化的快慢。只要物體的速度發(fā)生變化,物體就一定具有加速度。解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系【解析】
點(diǎn)火后雖然火箭速度為零,但由于氣體的反沖力很大而使火箭具有很大的加速度,A錯誤;加速度表示速度變化的快慢,速度變化越快,加速度越大,B正確;一個物體運(yùn)動速度大,但速度不發(fā)生變化,如做勻速直線運(yùn)動,則它的加速度為零,C錯誤;曲線運(yùn)動的速度方向發(fā)生了變化,速度就發(fā)生了變化,所以一定有加速度,D正確?!敬鸢浮?/p>
BD解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系【總結(jié)提能】決定加速度的相關(guān)量【訓(xùn)練3】
[多選]下面所說的物體運(yùn)動情況中,可能出現(xiàn)的是(
)A.物體在某時刻運(yùn)動速度很大,而加速度為零B.物體在某時刻運(yùn)動速度很小,而加速度很大C.運(yùn)動的物體在某時刻速度為零,而其加速度不為零D.做變速直線運(yùn)動的物體,加速度方向與運(yùn)動方向相
同,當(dāng)物體加速度減小時,它的速度也減小解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系速度的大小和加速度有直接關(guān)系嗎?解析:物體以很大的速度做勻速運(yùn)動時,加速度為零,A可能;火箭開始發(fā)射時速度很小,而加速度很大,B可能;豎直上拋到最高點(diǎn)的物體速度為零,而其加速度不為零,C可能;物體加速度方向與運(yùn)動方向相同時,物體做加速運(yùn)動,D不可能。答案:ABC
解讀·核心考點(diǎn)——加速度與速度的關(guān)系加速度的方向和速度方向相同,物體做加速運(yùn)動加速度的方向和速度方向相反,物體做減速運(yùn)動第2講勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律解讀·核心考點(diǎn)——解決勻變速直線運(yùn)動的常用方法【典例2】
(2014·黃岡模擬)如圖所示,一長為l的長方形木塊在水平面上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動。先后經(jīng)過1、2兩點(diǎn),1、2之間有一定的距離,木塊通過1、2兩點(diǎn)所用時間分別為t1和t2。求:(1)木塊經(jīng)過位置1、位置2的平均速度大?。?2)木塊前端P在1、2之間運(yùn)動所需時間t。解讀·核心考點(diǎn)——解決勻變速直線運(yùn)動的常用方法求t時注意木塊實(shí)際運(yùn)動的距離!【思路探究】對于問題(1)的分析思路平均速度公式求解木塊經(jīng)過位置1、位置2的平均速度大小對于問題(2)的分析思路平均速度等于中間時刻的瞬時速度P端經(jīng)過位置1、2時的速度v1、v2由速度公式求時間求出從出發(fā)點(diǎn)到位置1、位置2的時間解讀·核心考點(diǎn)——解決勻變速直線運(yùn)動的常用方法解讀·核心考點(diǎn)——解決勻變速直線運(yùn)動的常用方法【訓(xùn)練2】
(2014·齊齊哈爾模擬)靜止在水平直跑道上的飛機(jī)起飛過程可分為兩個勻加速運(yùn)動階段,其中第一階段飛機(jī)的加速度為a1,運(yùn)動時間為t1。當(dāng)?shù)诙A段結(jié)束時,飛機(jī)剛好達(dá)到規(guī)定的起飛速度v0。飛機(jī)起飛過程中,在水平直跑道上通過的距離為x。求第二階段飛機(jī)運(yùn)動的加速度a2和時間t2。解讀·核心考點(diǎn)——解決勻變速直線運(yùn)動的常用方法明確題中每個物理量表示的物理意義及已知量和未知量的關(guān)系本體便能做答提醒:
若物理量為字母,計(jì)算時一定要明確各量表示的物理意義,同一物理量,下標(biāo)不同,意義不同,千萬不要出錯。解讀·核心考點(diǎn)——解決勻變速直線運(yùn)動的常用方法解析:第一、二階段結(jié)束時飛機(jī)運(yùn)動速度分別為v1=a1t1,v0=v1+a2t2
運(yùn)動距離分別為總距離x=x1+x2
解以上各式得
答案:第3講運(yùn)動圖象追及和相遇問題解讀·核心考點(diǎn)——運(yùn)動圖象的理解及應(yīng)用1.運(yùn)用運(yùn)動圖象解題“六看”2.v-t圖象和x-t圖象的共性【典例1】
[多選](2013·全國新課標(biāo)Ⅰ)如圖所示,直線a和曲線b分別是在平直公路上行
駛的汽車a和b的位置-時間(x-t)圖線。由圖可知(
)A.在時刻t1,a車追上b車B.在時刻t2,a、b兩車運(yùn)動方向相反C.在t1到t2這段時間內(nèi),b車的速率先減少后增加D.在t1到t2這段時間內(nèi),b車的速率一直比a車的大解讀·核心考點(diǎn)——運(yùn)動圖象的理解及應(yīng)用【思路探究】(1)x-t圖象斜率的意義是什么?提示:x-t圖象斜率的大小表示汽車運(yùn)動的速度大小,正負(fù)表示汽車運(yùn)動的方向。(2)x-t圖象的交點(diǎn)的意義是什么?提示:x-t圖象的交點(diǎn)表示兩汽車相遇?!窘馕觥坑蓌-t圖象中直線a和曲線b的斜率及變化可知汽車a一直沿正方向做勻速直線運(yùn)動,汽車b先沿正方向做速度越來越小的變速直線運(yùn)動,速度為零以后再沿負(fù)方向做速度越來越大的變速直線運(yùn)動,其中t1、t2時刻a、b兩車處于同一位置,A錯誤,B正確;t1到t2時間內(nèi)汽車a一直做勻速運(yùn)動,汽車b先減速后反向加速,C正確,D錯誤。[答案]
BC【答案】
BC解讀·核心考點(diǎn)——運(yùn)動圖象的理解及應(yīng)用運(yùn)用運(yùn)動圖象解題的技巧【總結(jié)提能】解讀·核心考點(diǎn)——運(yùn)動圖象的理解及應(yīng)用【訓(xùn)練1】[多選]甲、乙兩物體由同一位置出發(fā)沿同一直線運(yùn)動,其速度-時間圖象如圖所示,下列說法正確的是(
)A.甲做勻速直線運(yùn)動,乙做勻變速直線運(yùn)動B.兩物體兩次相遇的時刻分別是在2s末和6s末C.乙在前2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動,2s~6s做勻速直線運(yùn)動D.2s后,甲、乙兩物體的速度方向相反解讀·核心考點(diǎn)——運(yùn)動圖象的理解及應(yīng)用速度不變———勻速直線運(yùn)動。加速度不變——勻變速直線運(yùn)動v—t圖象的斜率表示加速度
(包括大小和方向)解析:由圖象知,v甲=2m/s,故甲物體做勻速直線運(yùn)動,乙物體在0~2s內(nèi)沿正向做勻加速直線運(yùn)動,加速度大小為2m/s2,在2s~6s內(nèi)沿正向做勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為1m/s2,乙物體做的不是勻變速直線運(yùn)動,A錯誤,C正確;在2s末,甲物體的位移x甲=2×2m=4m,乙物體的位移x乙=×(2×4)m=4m,兩物體在2s末相遇,在6s末,甲物體的位移x1甲=2×6m=12m,乙物體的位移x1乙=×(6×4)m=12m,故兩物體在6s末相遇,B正確;在0~6s內(nèi),甲、乙兩物體始終沿正方向運(yùn)動,D錯誤。解讀·核心考點(diǎn)——運(yùn)動圖象的理解及應(yīng)用本題易錯選D項(xiàng),誤認(rèn)為圖線向下“拐彎”速度方向就發(fā)生變化,而實(shí)際上判斷速度方向發(fā)生變化的關(guān)鍵是看圖線是否穿過時間軸。答案:BC
解讀·核心考點(diǎn)——追及和相遇問題追及和相遇問題中的一個條件和兩個關(guān)系在追及相遇問題中,若明確速度、時間、位移的關(guān)系,此問題便迎刃而解!【典例2】
(2014·西安模擬)A、B兩輛汽車在平直的公路上同向行駛。當(dāng)A車的速度為20m/s、B車的速度為4m/s且B車在A車前84m處時,B車開始以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動,經(jīng)過6s后,B車加速度突然變?yōu)榱悖珹車一直做勻速運(yùn)動,求兩車經(jīng)過多長時間相遇?【思路探究】(1)明確A車追上B車時,兩車的位移關(guān)系。(2)由A車追上B車的位移關(guān)系求兩車相遇的時間。解讀·核心考點(diǎn)——追及和相遇問題解讀·核心考點(diǎn)——追及和相遇問題求解追及和相遇問題的思路和技巧(1)解題思路(2)兩點(diǎn)解題技巧
【總結(jié)提能】解讀·核心考點(diǎn)——追及和相遇問題【訓(xùn)練2】
[多選](2014·哈爾濱模擬)小球A從離地面20m高處做自由落體運(yùn)動,小球B從A下方的地面上以20m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動。兩球同時開始運(yùn)動,在空中相遇,取g=10m/s2,則下列說法正確的是(
)A.兩球相遇時速率都是10m/sB.兩球相遇位置離地面10m高C.開始運(yùn)動1s后相遇D.兩球在空中相遇兩次思考:小球A的運(yùn)動狀態(tài)可能有幾種情況?解讀·核心考點(diǎn)——追及和相遇問題解析:小球B能夠上升的最大高度h=20m,故A、B兩球在B上升的過程中相遇,兩球相遇時有hA+hB=gt2+v0t-gt2=20m,解得t=1s,C正確;相遇時,vB=v0-gt=(20-10×1)m/s=10m/s,vA=gt=10×1m/s=10m/s,hB=v0t-gt2=m=15m,A正確,B錯誤;t=2s時,小球A落地,小球B運(yùn)動到最高點(diǎn),所以兩球在空中只能相遇一次,D錯誤答案:AC處理上拋運(yùn)動相遇問題時,首先根據(jù)位移、速度、時間之間的關(guān)系應(yīng)判斷可能相遇的幾種情況,否則很容易出錯!第二章
相互作用考綱鏈接備考指導(dǎo)1.滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力Ⅰ2.形變、彈性、胡克定律Ⅰ
3.矢量和標(biāo)量Ⅰ4.力的合成和分解Ⅱ5.共點(diǎn)力的平衡Ⅱ?qū)嶒?yàn)二:探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)三:驗(yàn)證力的平行四邊形定則
考查熱點(diǎn):彈力、摩擦力、力的合成與分解、共點(diǎn)力
的平衡。命題方式:選擇題、計(jì)算題(與其他知識結(jié)合)。復(fù)習(xí)策略:(1)熟練掌握三種力的特點(diǎn)與分析方法。
(2)熟練掌握物體的平衡條件及其應(yīng)用
第1講重力彈力摩擦力
第2講力的合成與分解
第3講受力分析共點(diǎn)力的平衡
索引第1講重力彈力摩擦力解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
1.靜摩擦力有無及方向的常用判斷方法(1)假設(shè)法:利用假設(shè)法判斷的思維程序如下:
(2)狀態(tài)法:此法關(guān)鍵是先判明物體的運(yùn)動狀態(tài)(即加速度的方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力,然后通過受力分析確定靜摩擦力的大小及方向。(3)牛頓第三定律法:此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”,先確定容易判斷的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“作用力和反作用力的關(guān)系”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
2.摩擦力大小的計(jì)算(1)滑動摩擦力的計(jì)算滑動摩擦力的大小用公式Ff=μFN計(jì)算,應(yīng)用此公式時要注意以下兩點(diǎn):①FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的重力;②滑動摩擦力的大小與物體的運(yùn)動速度無關(guān),與接觸面積無關(guān)。計(jì)算滑動摩擦力大小可利用公式、平衡條件、牛頓第二定律、功能關(guān)系等方式,根據(jù)題目的特點(diǎn)靈活選擇(2)靜摩擦力的計(jì)算①被動性特點(diǎn):靜摩擦力的大小、方向跟接觸面相互擠
壓力FN無直接關(guān)系,跟產(chǎn)生相對運(yùn)動趨勢的外力或運(yùn)動狀態(tài)
密切相關(guān),隨著相對運(yùn)動趨勢的外力或運(yùn)動狀態(tài)的變化而變化;②大小的計(jì)算方法:若為平衡狀態(tài),靜摩擦力可由平衡條件
建立方程求解;若為非平衡狀態(tài),可由動力學(xué)規(guī)律建立方程求解;③最大靜摩擦力:最大靜摩擦力Ffm是物體將要發(fā)生相對滑動
這一臨界狀態(tài)時的摩擦力,它的數(shù)值與FN成正比,在FN不變的情
況下,滑動摩擦力略小于Ffm,而靜摩擦力可在0~Ffm間變化。解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
計(jì)算靜摩擦力大小可利用平衡條件、牛頓第二定律、功能關(guān)系等方式,根據(jù)題目的特點(diǎn)靈活選擇【典例2】
(2014·黃岡模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m和M的兩物體P和Q疊放在傾角為θ的斜面上,P、Q間的動摩擦因數(shù)為μ1,Q與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ2。當(dāng)它們從靜止開始沿斜面滑下時,兩物體始終保持相對靜止,則物體P受到的摩擦力大小為(
)A.μ1mgcosθ,方向平行于斜面向上B.μ1mgcosθ,方向平行于斜面向下C.μ2mgcosθ,方向平行于斜面向上D.μ2mgcosθ,方向平行于斜面向下解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
先整體求加速度,再隔離P對其受力分析,利用牛頓第二定律求a的大小【思路探究】明確一點(diǎn)為P和Q相對靜止P和Q之間為靜摩擦力由平衡條件判斷摩擦力的方向(1)P受到摩擦力方向的判斷(2)P受到摩擦力大小的計(jì)算解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
【解析】
當(dāng)物體P和Q一起沿斜面加速下滑時,其加速度為a=gsinθ-μ2gcosθ<gsinθ,因?yàn)镻和Q相對靜止,所以P和Q之間的摩擦力為靜摩擦力,且方向平行于斜面向上,B、D錯誤;不能用公式Ff=μFN求解,對物體P運(yùn)用牛頓第二定律得mgsinθ-F靜=ma,求得F靜=μ2mgcosθ,C正確?!敬鸢浮?/p>
C解答本題運(yùn)用了兩大物理思想——整體與隔離思想——轉(zhuǎn)換對象思想物理思想活學(xué)活用一通百通【總結(jié)提能】
判斷摩擦力方向時應(yīng)注意的兩個問題(1)靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向沒有必然關(guān)系,
可能相同,也可能相反,還可能成一定的夾角。(2)分析摩擦力方向時,要注意靜摩擦力方向的“可變
性”和滑動摩擦力的“相對性”。解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
A.方向向左,大小不變B.方向向左,逐漸減小C.方向向右,大小不變D.方向向右,逐漸減小解析:對A、B整體受力分析如圖所示,滑動摩擦力Ff使整體產(chǎn)生加速度a,a等于μg且大小不變,對B受力分析知,B所受靜摩擦力Ff=mBa=μmBg,大小不變,方向向左,A正確,B、C、D錯誤。解讀·核心考點(diǎn)——摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷
【訓(xùn)練2】
(2014·齊齊哈爾模擬)如圖所示,A、B兩物塊疊放在一起,在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動,運(yùn)動過程中B受到的摩擦力(
)答案:A第2講力的合成與分解解讀·核心考點(diǎn)——力的分解1.力的效果分解法(1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個實(shí)際分力的方向。(2)再根據(jù)兩個實(shí)際分力的方向畫出平行四邊形。(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識求出兩分力的大小。2.正交分解法(1)定義:將已知力按互相垂直的兩個方向進(jìn)行分解的方法。(2)建立坐標(biāo)軸的原則:一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),在靜力學(xué)中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上);在動
力學(xué)中,以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系。(3)方法:物體受到多個力F1、F2、F3、…作用,求合力F時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。x軸上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…y軸上的合力:Fy=Fy1
+Fy2+Fy3+…合力大?。汉狭Ψ较颍号cx軸夾角為θ,則解讀·核心考點(diǎn)——力的分解建立直角坐標(biāo)系系時在簡單、方便和實(shí)用前提下讓盡可能多的力分布在坐標(biāo)軸上?!镜淅?】
(2014·杭州模擬)如圖所示,電燈的重力G=10N,AO繩與頂板間的夾角為45°,BO繩水平,試求AO繩和BO繩拉力的大小?【解析】法一:力的作用效果分解法結(jié)點(diǎn)O和燈的重力產(chǎn)生了兩個效果,一是沿OA向下的拉緊AO的分力F1,二是沿BO向左的拉緊BO繩的分力F2,畫出平行四邊形如圖甲所示,因此,由幾何關(guān)系得解讀·核心考點(diǎn)——力的分解分解力時看分力的作用效果的方法是假設(shè)法,即假設(shè)如果沒有分力被作用,物體是否處于現(xiàn)在的狀態(tài)法二:正交分解法結(jié)點(diǎn)O與燈受到三個力作用FA、FB、G,如圖乙所示由水平方向和豎直方向,列方程得FAsin45°=G,F(xiàn)Acos45°=FB解得FA=10N,F(xiàn)B=10N【答案】
10N
10N【總結(jié)提能】解讀·核心考點(diǎn)——力的分解正交分解法的適用原則(1)物體受到三個以上的力的情況。(2)物體受到三個力的作用,其中有兩個力互相垂直的情況。(3)只分析物體某一方向的運(yùn)動情況時,需要把不沿該方向的
力正交分解,然后分析該方向上的受力情況?!居?xùn)練2】
[多選]如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊A受到與水平方向成θ角斜向上方的拉力F作用,向右做勻速直線運(yùn)動,則滑塊受到的拉力與摩擦力的合力的大小和方向是(
)A.Fsinθ
B.mg-FsinθC.豎直向上D.向上偏右解析:將力F沿水平方向和豎直方向分解,水平分力為Fcosθ,豎直分力為Fsinθ,因滑塊勻速直線運(yùn)動,所以Fcosθ與滑塊所受的摩擦力等大反向,因此,滑塊所受的拉力與摩擦力的合力的大小為Fsinθ,方向豎直向上,A、C正確,B、D錯誤。答案
:AC解讀·核心考點(diǎn)——力的分解第3講受力分析共點(diǎn)力的平衡解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題1.處理共點(diǎn)力平衡問題四個常用的方法物體受到幾個力的作用,將某一個力按力的實(shí)際作用效果分解,則其分力的合力在滿足平衡條件分解法物體受到幾個力的作用,通過合成的方法將它們簡化成兩個力,這兩個力滿足二力平衡條件:大小相等,方向相反合成法正交分解法物體受到同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用,若物體受力平衡,則這三個力的矢量箭頭首尾相接,構(gòu)成一個矢量三角形;若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形,則這三個力的合力必定為零,利用矢量三角形法,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識可求得未知力矢量三角形法解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題矢量三角形法一般適用于定性問題分析。正交分解法常用于定量問題的計(jì)算。將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力,分解在互相垂直的兩個方向上,每一個方向上的力都滿足平衡條件2.兩類典型的平衡問題(1)靜態(tài)平衡問題①靜態(tài)平衡:是指物體或物體系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡;②解題步驟:應(yīng)首先分析物體的受力情況,根據(jù)平衡條件列出平衡
方程,解方程并對結(jié)果進(jìn)行討論。(2)動態(tài)平衡問題①動態(tài)平衡:通過控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變,而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài),在問題的描述
中常用“緩慢”等語言敘述;
解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題②解題步驟:動態(tài)平衡問題一般應(yīng)用圖解法求解,步驟如下:a.選某一狀態(tài)對物體進(jìn)行受力分析;b.根據(jù)平衡條件畫出力的平行四邊形或矢量三角形;c.根據(jù)已知量的變化情況,畫出平行四邊形或矢量三角形邊角
變化;d.確定未知量大小、方向的變化。解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題靜態(tài)平衡——物體靜止且處于平衡狀態(tài)動態(tài)平衡——物體緩慢運(yùn)動且處于平衡
狀態(tài)解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題【典例2】(2014·長沙檢測)如圖所示是用來粉刷墻壁的涂料滾的示意圖。使用時,用撐竿推著涂料滾沿墻壁上下滾動,把涂料均勻地粉刷到墻壁上。撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計(jì),而且撐竿足夠長。粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾,使撐竿與墻壁間的夾角越來越小。該過程中撐竿對涂料滾的推力為F1,墻壁對涂料滾的支持力為F2,下列說法正確的是(
)
A.F1、F2均減小B.F1、F2均增大C.F1減小,F(xiàn)2增大D.F1增大,F(xiàn)2減小【解析】設(shè)撐竿與豎直方向的夾角為θ,在緩緩上推過程中涂料滾受力如圖所示。由平衡條件可得F1sinθ-F2=0,F(xiàn)1cosθ-G=0,解得,F(xiàn)2=Gtanθ,由于θ減小,所以F1減小,F(xiàn)2減小,A正確。
【思路探究】(1)涂料滾緩慢上移,處于動態(tài)平衡狀態(tài)。(2)涂料滾受到的重力大小、方向不變,墻壁的彈力方向不變。解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題【答案】A【總結(jié)提能】關(guān)于圖解法的兩點(diǎn)提醒(1)適用類型: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,且其中一個力大小、方向均不變,另一個
力的方向不變,第三個力大小、方向均變化。(2)最值分析:當(dāng)大小方向均可改變的分力與方向不變、大小
可變的。解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題圖解法處理三力動態(tài)平衡問題簡單、高效!【訓(xùn)練2】如圖所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時,質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=90°,質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上,設(shè)此時質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镕N,細(xì)線的拉力大小為FT,則(
)A.FN=(m2-m1)gB.FN=m2gC.FT=m1gD.FT=g解析:分析小球m1的受力情況,由物體的平衡條件可得,繩的拉力FT=0,CD錯誤;分析m2受力,由平衡條件可得FN=m2g,A錯誤,B正確答案:B解讀·核心考點(diǎn)——共點(diǎn)力平衡平衡問題第三章
牛頓運(yùn)動定律考綱鏈接備考指導(dǎo)
考查熱點(diǎn):牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用。
命題方式:選擇題和計(jì)算題(與其他知識結(jié)合)。
復(fù)習(xí)策略:(1)熟練掌握牛頓第二定律及其兩類動力學(xué)問題(2)熟練掌握整體法、隔離法在牛頓運(yùn)動定律問
題中的靈活應(yīng)用。1.牛頓運(yùn)動定律、牛頓定律的應(yīng)用Ⅱ2.超重和失重Ⅰ實(shí)驗(yàn)四:驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律
第1講牛頓運(yùn)動定律
第2講牛頓第二定律的應(yīng)用
索引第1講牛頓第二定律解讀·核心考點(diǎn)——牛頓第二定律的瞬時性
牛頓第二定律瞬時性的兩類模型牛頓第二定律的表達(dá)式為F=ma,其核心是加速度與合力的瞬時對應(yīng)關(guān)系,二者總是同時產(chǎn)生、同時消失、同時變化,具體可簡化為以下兩類模型:(1)剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時間。(2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長時間,在瞬時性問題中,其彈力的大小往往可以看成保持不變。解讀·核心考點(diǎn)——牛頓第二定律的瞬時性
【典例3】
(2014·滁州模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住,并用傾角為30°的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度大小為(
)
【思路探究】(1)小球與木板之間的彈力和彈簧對小球的彈力是否都能發(fā)生突變?提示:小球與木板之間的彈力可以發(fā)生突變,而彈簧對小球的彈力是不
能發(fā)生突變的。(2)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球所受的合力與撤離前木板對小球
的彈力有什么關(guān)系?提示:木板AB突然向下撤離的瞬間,小球所受的合力的大小等于撤離前木板對小球的彈力的大小,方向相反?!窘馕觥块_始小球處于平衡態(tài),受重力mg、支持力FN、彈簧拉力F三個力作用,受力分析如圖所示,由平衡條件可得FN=mgcos30°+Fsin30°,F(xiàn)cos30°=mgsin30°,解得重力mg、彈簧拉力F的合力的大小等于支持力FN,當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球受力不再平衡,此時的合力與FN等大反向,由牛頓第二定律得此時小球的加速度大小為
,B正確。【答案】
B解讀·核心考點(diǎn)——牛頓第二定律的瞬時性
【總結(jié)提能】求解瞬時性加速度問題時應(yīng)注意的兩個關(guān)鍵點(diǎn)(1)物體的受力情況和運(yùn)動情況是時刻對應(yīng)的,當(dāng)外界因素發(fā)生變化時,需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析。(2)加速度可以隨著力的突變而突變,而速度的變化需要一個積累的過程,不會發(fā)生突變。解讀·核心考點(diǎn)——牛頓第二定律的瞬時性
【訓(xùn)練3】一輕彈簧的上端固定,下端懸掛一重物,彈簧伸長了8cm,再將重物向下拉4cm,然后放手,則在釋放重物瞬間,重物的加速度大小為(
)解析:假設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,第一次彈簧伸長了x1=8cm,第二次彈簧伸長了x2=12cm,第一次重物受力平衡,則有kx1-mg=0,第二次由牛頓第二定律得kx2-mg=ma,解得a=g/2,B正確。答案:B解讀·核心考點(diǎn)——牛頓第二定律的瞬時性
第2講牛頓第二定律的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——動力學(xué)的兩類基本問題
兩類動力學(xué)問題的解題步驟1.選取研究對象:根據(jù)問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體,
可以是一個物體,也可以是幾個物體組成的整體。2.分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況:注意畫好受力分析圖,明確物
體的運(yùn)動過程和運(yùn)動性質(zhì)。3.選取正方向或建立坐標(biāo)系。通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣?/p>
方向?yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向。4.求合力F合。5.據(jù)牛頓第二定律F=ma列方程求解,必要時還要對結(jié)果進(jìn)行討論。解讀·核心考點(diǎn)——動力學(xué)的兩類基本問題
【典例1】
(2013·山東高考)如圖所示,一質(zhì)量m=0.4kg的小物塊,
以v0=2m/s的初速度,在與斜面成某一夾角的拉力F作用下,沿斜面
向上做勻加速運(yùn)動,經(jīng)t=2s的時間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),A、B之間
的距離L=10m。已知斜面傾角θ=30°,物塊與斜面之間的動摩擦
因數(shù)
。重力加速度g取10m/s2
。(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時速度的大??;(2)拉力F與斜面的夾角多大時,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?【思路探究】(1)根據(jù)物塊由A到B運(yùn)動的初速度、時間和位移列什么運(yùn)動規(guī)律公式可求出加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時速度的大?。刻崾荆河晌灰乒娇梢郧蟪黾铀俣鹊拇笮?,由速度公式可以求出物塊到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小。(2)對物塊受力分析,列出牛頓第二定律方程,怎樣求解拉力F的最小值?提示:根據(jù)牛頓第二定律方程,求出F的表達(dá)式,應(yīng)用三角函數(shù)求極值。解讀·核心考點(diǎn)——動力學(xué)的兩類基本問題
解讀·核心考點(diǎn)——動力學(xué)的兩類基本問題
【總結(jié)提能】解答動力學(xué)兩類問題的兩個關(guān)鍵點(diǎn)解讀·核心考點(diǎn)——動力學(xué)的兩類基本問題
【訓(xùn)練1】
(2014·德州模擬)質(zhì)量m=10kg的物體,在F=40N的水平向左的力的作用下,沿水平桌面從靜止開始運(yùn)動。物體運(yùn)動時受到的滑動摩擦力Ff=30N。在開始運(yùn)動后的第5s末撤去水平力F,求物體從開始運(yùn)動到最后停止總共發(fā)生的位移(空氣阻力不計(jì),保留三位有效數(shù)字)。本題能否用功能關(guān)系解答?解讀·核心考點(diǎn)——動力學(xué)的兩類基本問題
第四章
曲線運(yùn)動萬有引力與航天考綱鏈接
1.運(yùn)動的合成與分解Ⅱ2.拋體運(yùn)動Ⅱ3.勻速圓周運(yùn)動、角速度、線速度、向心加速度Ⅰ4.勻速圓周運(yùn)動的向心力Ⅱ
5.離心現(xiàn)象Ⅰ6.萬有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ7.環(huán)繞速度Ⅱ8.第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ9.經(jīng)典時空觀和相對論時空觀Ⅰ
備考指導(dǎo)
考查熱點(diǎn):平拋運(yùn)動、運(yùn)動的合成與分解、圓周運(yùn)動、
萬有引力定律、天體或衛(wèi)星的運(yùn)動。
命題方式:選擇題、計(jì)算題(與其他知識相結(jié)合)。
復(fù)習(xí)策略:(1)熟練掌握拋體運(yùn)動的分析方法——運(yùn)動的
合成與分解,注意遵循“化曲為直”的思想(2)處理圓周運(yùn)動時,從向心力來源、圓心、
半徑等方面入手,注意豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的條件(3)復(fù)習(xí)天體的運(yùn)動時,可從兩方面展開:
F萬=F向和mg=F萬。
第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解
第2講平拋運(yùn)動
第3講圓周運(yùn)動
索引第4講萬有引力與航天
第1講曲線運(yùn)動運(yùn)動的合成與分解解讀·核心考點(diǎn)——繩(桿)模型中的關(guān)聯(lián)速度問題
1.“關(guān)聯(lián)”速度繩、桿等有長度的物體,在運(yùn)動過程中,如果兩端點(diǎn)的速度方向不在繩、桿所在直線上,兩端的速度通常是不一樣的,但兩端點(diǎn)的速度是有聯(lián)系的,稱之為“關(guān)聯(lián)”速度。2.繩(桿)相關(guān)聯(lián)物體的速度【典例2】
(2014·大同模擬)如圖4-1-7所示,開始時A、B間的細(xì)繩呈水平狀態(tài),現(xiàn)由計(jì)算機(jī)控制物體A的運(yùn)動,使其恰好以速度vA沿豎直桿勻速下滑,經(jīng)細(xì)繩通過定滑輪拉動物體B在水平面上運(yùn)動,則圖的v-t圖象中,最接近物體B的運(yùn)動情況的是(
)解讀·核心考點(diǎn)——繩(桿)模型中的關(guān)聯(lián)速度問題
【思路探究】(1)根據(jù)物體A下落速度的效果分解A的速度。(2)根據(jù)連接A、B繩長的度不變,分析B的速度與A的分速度的關(guān)系?!窘馕觥咳鐖D所示,與物體A相連的繩端速度vA(vA=v)分解為沿繩伸長方向的速度v1和垂直于繩方向的速度v2,則物體B的速度vB=v1=vAsinθ,在t=0時刻θ=0,vB=0,C、D錯誤;之后隨θ增大,sinθ增大,B的速度增大,但開始時θ變化快,速度增加得快,圖線的斜率大,若繩和桿足夠長,則物體B的速度趨近于A的速度,A正確,B錯誤?!敬鸢浮?/p>
A解讀·核心考點(diǎn)——繩(桿)模型中的關(guān)聯(lián)速度問題
分析“關(guān)聯(lián)”速度的基本步驟【總結(jié)提能】解讀·核心考點(diǎn)——繩(桿)模型中的關(guān)聯(lián)速度問題
【訓(xùn)練2】
[多選](2014·南寧模擬)如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質(zhì)量為m,水的阻力恒為Ff,當(dāng)輕繩與水平面的夾角為θ時,船的速度為v,此時人的拉力大小為FT,則此時(
)A.人拉繩行走的速度為vcosθB.人拉繩行走的速度為C.船的加速度為D.船的加速度為解讀·核心考點(diǎn)——繩(桿)模型中的關(guān)聯(lián)速度問題
明確船的運(yùn)動時的作用效果,本題便迎刃而解!解析:船的運(yùn)動是合運(yùn)動,它實(shí)際上是同時參與了兩個分運(yùn)動;一是沿繩方向的直線運(yùn)動,二是以滑輪為圓心轉(zhuǎn)動的分運(yùn)動(即垂直于繩方向的分運(yùn)動),因此將船的速度進(jìn)行分解如圖甲所示,人拉繩行走的速度v人=vcosθ,A正確,B錯誤;船受力如圖乙所示,繩對船的拉力等于人拉繩的力,即繩的拉力大小為FT,與水平方向成θ角,因此FTcosθ-Ff=ma,解得
,C正確,D錯誤。解讀·核心考點(diǎn)——繩(桿)模型中的關(guān)聯(lián)速度問題
答案:AC第2講拋體運(yùn)動解讀·核心考點(diǎn)——平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用1.平拋運(yùn)動必需掌握的四個物理量2.平拋運(yùn)動的兩個重要推論(1)做平拋運(yùn)動的物體任一時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點(diǎn),如圖甲中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示。其推導(dǎo)過程(2)做平拋運(yùn)動的物體在任一時刻任一位置處,設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為θ,位移與水平方向的夾角為α,則tanθ=2tanα。如圖乙所示。其推導(dǎo)過程為解讀·核心考點(diǎn)——平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用【典例1】[多選]如圖所示,x軸在水平地面內(nèi),y軸沿豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a、b和c的運(yùn)動軌跡,其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的。不計(jì)空氣阻力,則(
)A.a(chǎn)的飛行時間比b的長
B.b和c的飛行時間相同C.a(chǎn)的水平速度比b的小
D.b的初速度比c的大【思路探究】解讀·核心考點(diǎn)——平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用(1)平拋運(yùn)動的物體運(yùn)動時間由豎直高度決定。(2)從水平位移和下落時間分析初速度的大小?!窘馕觥?/p>
三個小球a、b和c水平拋出以后都做平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可得,x=v0t,
,所以,由yb=y(tǒng)c>ya,得tb=tc>ta,A錯誤,B正確;又根據(jù)
,因?yàn)閥b>ya,xb<xa,故va>vb,C錯誤;yb=y(tǒng)c,xb>xc,故vb>vc,D正確解答平拋運(yùn)動問題的常用解法解讀·核心考點(diǎn)——平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用【總結(jié)提能】【答案】
BD【訓(xùn)練1】一水平拋出的小球(視為質(zhì)點(diǎn))落到一傾角為θ的斜面上時,其速度方向與斜面垂直,運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為(
)解析:小球落到斜面上時,合速度與分速度關(guān)系如圖所示,則有解讀·核心考點(diǎn)——平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用近幾年高考對該模型考查頻次較高!答案:D第3講圓周運(yùn)動解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
1.向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個力的合力或某個力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一個向心力。2.向心力的確定(1)先確定圓周運(yùn)動的軌道所在的平面,確定圓心的位置。(2)再分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力就是向心力。3.解決圓周運(yùn)動問題的主要步驟解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
(1)若ω=ω0,小物塊受到的摩擦力恰好為零,求ω0;(2)若ω=(1±k)ω0,且0<k?1,求小物塊受到摩擦力大小和方向【典例2】
(2013·重慶高考)如圖所示,半徑為R的半球形陶罐,固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上,轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合,轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi),經(jīng)過一段時間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止,它和O點(diǎn)的連線與OO′之間的夾角θ為60°。重力加速度大小為g。解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
【思路探究】(1)小物塊受到的摩擦力恰好為零說明小物塊受到的重力與支持力合力提供向心力。(2)當(dāng)ω≠ω0時,注意分析小物塊受到摩擦力的方向。水平方向有FN1sinθ+Ff1cosθ=mω2r豎直方向有FN1cosθ-Ff1sinθ=mg解得Ff1=mg當(dāng)ω=(1-k)ω0時,小物塊所需向心力變小,則摩擦力方向沿罐壁切線方向向上,對小物塊受力分析如圖乙所示,[解析]
(1)當(dāng)ω=ω0時,小物塊受重力和支持力,由牛頓第二定律得mgtanθ=mωr
小物塊做圓周運(yùn)動的半徑r=Rsinθ解得(2)當(dāng)ω=(1+k)ω0時,小物塊所需向心力變大,則摩擦力方向沿罐壁的切線方向向下,對小物塊,受力分析如圖甲所示,由牛頓第二定律得,解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
由牛頓第二定律得,水平方向有
FN2sinθ-Ff2cosθ=mω2r豎直方向有FN2cosθ+Ff2sinθ=mg解得
解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
【總結(jié)提能】分析圓周運(yùn)動問題的兩點(diǎn)提醒(1)無論是勻速圓周運(yùn)動還是非勻速圓周運(yùn)動,沿半徑方向指向圓心的合力均為向心力。(2)分析完向心力來源后,當(dāng)采用正交分解法列方程時,應(yīng)讓兩個正交的正方向中的一個沿半徑指向圓心,另外一個垂直半徑方向。解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
解決圓周運(yùn)動問題的關(guān)鍵明確向心力的來源【訓(xùn)練2】
(2014·徐州模擬)如圖所示,用一根長為l=1m的細(xì)線,一端系一質(zhì)量為m=1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端固定在一光滑錐體頂端,錐面與豎直方向的夾角θ=37°,當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動的角速度為ω時,細(xì)線的張力為FT(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,結(jié)果可用根式表示)。求:
(1)若要小球離開錐面,則小球的角速度ω0至少為多大?(2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°,則小球的角速度ω′為多大?解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
小球剛要離開光滑錐體時只受繩的拉力和自身的重力作用解析:(1)若要小球剛好離開錐面,則小球受到重力和細(xì)線拉力如圖示。小球做勻速圓周運(yùn)動的軌跡圓在水平面上,故向心力水平,在水平方向運(yùn)用牛頓第二定律及向心力公式得mgtanθ=mωlsinθ(2)同理,當(dāng)細(xì)線與豎直方向成60°角時,由牛頓第二定律及向心力公式得mgtanα=mω′2lsinα解得
解讀·核心考點(diǎn)——圓周運(yùn)動的動力學(xué)分析
第4講萬有引力與航天解讀·核心考點(diǎn)——衛(wèi)星的變軌問題1.圓軌道上的穩(wěn)定運(yùn)行2.變軌運(yùn)行分析(1)當(dāng)v增大時,所需向心力m增大,即萬有引力不足以提供向心力,衛(wèi)星將做離心運(yùn)動,脫離原來的圓軌道,軌道半徑變大,但衛(wèi)星一旦進(jìn)入新的軌道運(yùn)行,由知其運(yùn)行速度要減小,但重力勢能、機(jī)械能均增加。(2)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時,向心力減小,即萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心力,因此衛(wèi)星將做向心運(yùn)動,同樣會脫離原來的圓軌道,軌道半徑變小,進(jìn)入新軌道運(yùn)行時由知運(yùn)行速度將增大,但重力勢能、機(jī)械能均減少?!镜淅?】
[多選](2013·全國新課標(biāo)Ⅰ)2012年6月18日,神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下面說法正確的是(
)A.為實(shí)現(xiàn)對接,兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇
宙速度之間B.如不加干預(yù),在運(yùn)行一段時間后,天宮一號的動能可能會增加C.如不加干預(yù),天宮一號的軌道高度將緩慢降低D.航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài),說明航天員不受地球引力作用解讀·核心考點(diǎn)——衛(wèi)星的變軌問題“存在及其稀薄的大氣”說明了什么問題?【解析】
繞地球運(yùn)行的飛船和天宮一號的速度小于第一宇宙速度,A錯誤;如不加干預(yù),在運(yùn)行一段時間后,空氣阻力對天宮一號做負(fù)功,速率減小而做向心運(yùn)動,高度將緩慢降低,萬有引力又會對天宮一號做正功而使其動能可能會增加,B、C正確,航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)是因?yàn)槠渲亓μ峁┫蛐牧Σ⒉皇遣皇艿厍蛞ψ饔茫珼錯誤?!敬鸢浮?/p>
BC解讀·核心考點(diǎn)——衛(wèi)星的變軌問題【訓(xùn)練3】[多選](2014·衡水模擬)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),如圖所示。則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時,以下說法正確的是(
)A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q
點(diǎn)時的速率大于它在軌道2上經(jīng)過Q
點(diǎn)時
的速率D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P
點(diǎn)時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P
點(diǎn)
時的加速度解讀·核心考點(diǎn)——衛(wèi)星的變軌問題解讀·核心考點(diǎn)——衛(wèi)星的變軌問題縱觀近幾年考題天體運(yùn)動問題命題角度主要有以下兩各方面(1)定軌道問題——方法:F萬=F向(2)變軌到問題——方法:F萬=F向、功能關(guān)系第五章
機(jī)械能1.功和功率
Ⅱ2.動能和動能定理
Ⅱ3.重力做功與重力勢能
Ⅱ4.功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用
Ⅱ
考查熱點(diǎn):(1)功和功率的分析與計(jì)算。(2)動能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系應(yīng)用
命題方式:選擇題和計(jì)算題
復(fù)習(xí)策略:熟練利用動能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)
系、牛頓運(yùn)動定律等知識處理綜合問題??季V鏈接備考指導(dǎo)第1講功功率
第2講動能定理
第3講機(jī)械能守恒定律
索引第4講功能關(guān)系能量守恒定律
第1講功功率解讀·核心考點(diǎn)——功的正負(fù)判斷與計(jì)算
1.功的正負(fù)的判斷方法(1)恒力做功的判斷:若物體做直線運(yùn)動,依據(jù)力與位移的夾角來判斷(2)曲線運(yùn)動中功的判斷:若物體做曲線運(yùn)動,依據(jù)F與v的方向夾角來判斷。當(dāng)0≤α<90°,力對物體做正功;90°<α≤180°,力對物體做負(fù)功;α=90°,力對物體不做功。(3)依據(jù)能量變化來判斷:根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,若有能量轉(zhuǎn)化,則必有力對物體做功。此法常用于兩個相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的判斷。判斷力對物體做功的正、負(fù),最實(shí)用的方法是看力與物體速度方向的夾角2.功的計(jì)算方法(1)恒力做功(2)變力做功①用動能定理②當(dāng)變力的功率P一定時,可用W=Pt求功,如機(jī)車恒功率啟動時;③將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功:當(dāng)力的大小不變,而方向發(fā)生變化時,這類力的功等于力和路程(不是位移)的乘積。如滑動摩擦力做功、空氣阻力做功等。(3)總功的計(jì)算①先求物體所受的合力,再求合力的功;②先求每個力做的功,再求各功的代數(shù)和。解讀·核心考點(diǎn)——功的正負(fù)判斷與計(jì)算
(1)4s末物體的速度;(2)物體運(yùn)動過程中拉力F做的功W的大小?!舅悸诽骄俊?1)結(jié)合圖象根據(jù)牛頓第二定律求出0~4s內(nèi)的加速度,再由運(yùn)動學(xué)規(guī)律求解4s末物體的速度和4s內(nèi)的位移。(2)判斷4s~6s內(nèi)物體的運(yùn)動情況,求出其位移,再由功的計(jì)算公式求解運(yùn)動過程中拉力F做的功。【典例1】
(2014·合肥質(zhì)檢)如圖甲所示,質(zhì)量m=2kg的物體靜止在水平面上,物體跟水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。從t=0時刻起,物體受到一個水平力F的作用而開始運(yùn)動,F(xiàn)隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,6s后撤去拉力F(取g=10m/s2)。求:解讀·核心考點(diǎn)——功的正負(fù)判斷與計(jì)算
【解析】(1)在0~4s內(nèi),拉力F為F1=10N,時間間隔t1=4s,設(shè)物體的加速度為a1,4s末速度為v,則根據(jù)牛頓第二定律得F1-μmg=ma1①又v=a1t1②聯(lián)立①②式得v=12m/s③(2)前4s的位移x1=a1t④解得x1=24m⑤由圖象得4s~6s內(nèi)物體受到的拉力F2=4N=μmg所以物體做勻速直線運(yùn)動,時間間隔t2=2s,位移大小x2=vt2⑥聯(lián)立③⑥式得x2=24m⑦物體運(yùn)動過程中拉力F做的功W=F1x1+F2x2⑧聯(lián)立⑤⑦⑧式得W=336J【答案】
(1)12m/s
(2)336J解讀·核心考點(diǎn)——功的正負(fù)判斷與計(jì)算
【總結(jié)提能】解讀·核心考點(diǎn)——功的正負(fù)判斷與計(jì)算
求力做功應(yīng)注意“兩分析”【訓(xùn)練1】
(2014·臺州模擬)如圖所示,滑
雪者由靜止開始沿斜坡從A點(diǎn)自由滑下,然后
在水平面上前進(jìn)至B點(diǎn)停下。已知斜坡、水平
面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)都為μ,滑雪者(包括滑雪板)的質(zhì)量為m。A、B兩點(diǎn)間的水平距離為L。在滑雪者經(jīng)過AB段的過程中,克服摩擦力做的功(
)
A.大于μmgL
B.等于μmgLC.小于μmgLD.以上三種情況都有可能解讀·核心考點(diǎn)——功的正負(fù)判斷與計(jì)算
第2講動能定理解讀·核心考點(diǎn)——動能定理的理解及應(yīng)用
1.“外力”的兩點(diǎn)理解(1)重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力或其他力,它們可以
同時作用,也可以不同時作用。(2)既可以是恒力,也可以是變力。2.“=”體現(xiàn)的三個關(guān)系3.優(yōu)先使用動能定理的四類問題(1)題目中涉及F、l、m、v、W、Ek等物理量,不涉及a、t時。(2)有多個物理過程,但不需要研究中間的物理過程。(3)處理曲線運(yùn)動中的速率問題時也要優(yōu)先考慮動能定理。(4)變力做功問題,優(yōu)先考慮動能定理,若不行,則再考慮用圖象
法求變力做功。解讀·核心考點(diǎn)——動能定理的理解及應(yīng)用
動能定理在高考中是必考點(diǎn),應(yīng)用時一定要明確式中的已知量和未知量之間的關(guān)系解讀·核心考點(diǎn)——動能定理的理解及應(yīng)用
【典例1】
(2013·四川高考)近來,我國多個城市開始重點(diǎn)治理“中國式過馬路”行為。每年全國由于行人不遵守交通規(guī)則而引發(fā)的交通事故上萬起,死亡上千人。只有科學(xué)設(shè)置交通管制,人人遵守交通規(guī)則,才能保證行人的生命安全。如圖乙所示,停車線AB與前方斑馬線邊界CD間的距離為23m。質(zhì)量8t、車長7m的卡車以54km/h的速度向北勻速行駛,當(dāng)車前端剛駛過停車線AB,該車前方的機(jī)動車交通信號燈由綠燈變黃燈。(1)若此時前方C處人行橫道路邊等待的行人就搶先過馬路,卡車司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人,立即制動,卡車受到的阻力為3×104N。求卡車的制動距離;(2)若人人遵守交通規(guī)則,該車將不受影響地駛過前方斑馬線邊界CD。為確保行人安全,D處人行橫道信號燈應(yīng)該在南北向機(jī)動車信號燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈?【思路探究】(1)根據(jù)動能定理求出卡車的制動距離。(2)卡車行駛的距離為AC距離與卡車車長之和。【解析】
卡車質(zhì)量m=8t=8×103kg、初速度v0=54km/h=15m/s,卡車所受阻力大小為Ff=3×104N(1)從制動到停車過程,由動能定理得解得x1=30m(2)已知車長l=7m,AB與CD的距離為x0=23m。設(shè)卡車駛過的距離為x2,D處人行橫道信號燈至少需經(jīng)過時間Δt后變綠,則x2=x0+l又有x2=v0t解得Δt=2s【答案】
(1)30m
(2)2s解讀·核心考點(diǎn)——動能定理的理解及應(yīng)用
【總結(jié)提能】解讀·核心考點(diǎn)——動能定理的理解及應(yīng)用
應(yīng)用動能定理的基本思路【訓(xùn)練1】物體在合力作用下做直線運(yùn)動的v-t圖象如圖所示。下列表述正確的是(
)A.在0~1s內(nèi),合力做正功B.在0~2s內(nèi),合力總是做負(fù)功C.在1s~2s內(nèi),合力不做功D.在0~3s內(nèi),合力總是做正功解析:由動能定理可知,合力做的功等于動能的增量,0~1s內(nèi),速度增加,合力做正功,A正確;1s~2s內(nèi)動能減小,合力做負(fù)功,0~3s內(nèi),動能增量為零,合力不做功,而0~2s內(nèi),動能增大,合力做正功,B、C、D錯誤。解讀·核心考點(diǎn)——動能定理的理解及應(yīng)用
答案:A第3講機(jī)械能守恒定律解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1.機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式的對比分析2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用[典例2]
(2014·江門模擬)如圖所示,將一質(zhì)量為m=0.1kg的小球自水平平臺右端O點(diǎn)以初速度v0水平拋出,小球飛離平臺后由A點(diǎn)沿切線落入豎直光滑圓軌道ABC,并沿軌道恰好通過最高點(diǎn)C,圓軌道ABC的形狀為半徑R=2.5m的圓截去了左上角127°的圓弧,CB為其豎直直徑(sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2,空氣阻力不計(jì)),求:(1)小球經(jīng)過C點(diǎn)速度vC的大小;(2)小球運(yùn)動到軌道最低點(diǎn)B時軌道對小球的支持力大?。?3)平臺末端O點(diǎn)到A點(diǎn)的豎直高度H。解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【思路探究】解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【解析】解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【總結(jié)提能】關(guān)于機(jī)械能守恒定律的三點(diǎn)提醒(1)機(jī)械能守恒定律是一種“能——能轉(zhuǎn)化”關(guān)系,其守恒是有條件的,因此,應(yīng)用時首先要對研究對象在所研究的過程中機(jī)械能是否守恒做出判斷。(2)列方程時,選取的表達(dá)角度不同,表達(dá)式不同,對參考平面的選取要求也不一定相同。(3)用機(jī)械能守恒定律能解決的問題,應(yīng)用動能定理同樣能解決,但其解題思路和表達(dá)式有所不同。解讀·核心考點(diǎn)——機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用[訓(xùn)練2]
(2014·三門峽調(diào)研)如圖所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道ABC,其半徑R=0.5m,軌道在C處與水平地面相切,在C處放一小物塊,給它一水平向左的初速度v0=5m/s,結(jié)果它沿CBA運(yùn)動,通過A點(diǎn),最后落在水平地面上的D點(diǎn),求C、D的距離x(重力加速度g取10m/s2,空氣阻力不計(jì))。解析:設(shè)小物塊質(zhì)量為m,它從C點(diǎn)經(jīng)B到達(dá)A點(diǎn)時速度為v。由機(jī)械能守恒有①物塊由A到D做平拋運(yùn)動,設(shè)時間為t,水平位移為x,則②x=vt③由①②③式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得x=1m答案:1m第4講功能關(guān)系能量守恒定律解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用解讀·核心考點(diǎn)——功能關(guān)系的應(yīng)用第六章靜電場考綱鏈接1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ2.靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3.點(diǎn)電荷Ⅰ4.庫侖定律Ⅱ5.靜電場Ⅰ6.電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)Ⅱ7.電場線Ⅰ8.電勢能、電勢Ⅰ9.電勢差
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