高三物理力和運(yùn)動的關(guān)系.ppt

力和運(yùn)動的關(guān)系 （下） 呂叔湘中學(xué) 龐留根,力和運(yùn)動的關(guān)系（下） 例1 例2 例3 例4 例5 例6 例7 例8 練習(xí) 97年高考21 99年上海高考 97年高考24 2000江蘇高考 2001年春高考題：1 4 10 13 18,例1. 質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的粗糙斜面勻速下滑，此過程中斜面體保持靜止，則地面對斜面（ ） A無摩擦力 B有水平向左的摩擦力 C支持力為（M+m）g D支持力小于（M+m）g,解：整體法受力如圖示，,要平衡，必須受向左的摩擦力,N （M+m）g,B D,例2：如圖示：豎直放置的彈簧下端固定，上端連接一個砝碼盤B，盤中放一個物體A，A、 B的質(zhì)量分別是M=10.5kg、m=1.5 kg，k=800N/m,對A施加一個豎直向上的拉力，使它做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過0.2秒A與B脫離，剛脫離時刻的速度為v=1.2m/s，取g=10m/s2,求A在運(yùn)動過程中拉力的最大值與最小值。,解：對整體 kx1=(M+m)g,F + kx - (M+m)g= (M+m)a,脫離時，A 、B間無相互作 用力，,對B kx2-mg=ma,x1- x2 =1/2 at2 a=v/t=6m/s2,Fmax=Mg+Ma=168N,Fmin=(M+m)a=72N,例3. 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑桿上套一個質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。1.設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為S，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度 （ ） A. 方向向左，大小為 k S/m B方向向右，大小為 k S/m C方向向左，大小為 2k S/m D. 方向向右，大小為 2k S/m,D,2. 若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運(yùn)動時，與滑塊連接的滑動片P產(chǎn)生位移，此時可輸出一個電信號U，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動狀態(tài)輸入信息，試寫出U與a 的函數(shù)關(guān)系式。,解：a=2kS/m, S=ma/2k,U=U0 Rx / R = U0 S / L,=maU0 / 2kL,=mU0 a / 2kLa,例4. 汽車在某一段直路上以恒定功率加速行駛，若它的速度是4m/s時，加速度是 a；若它的速度是8m/s時，加速度是a/4。則汽車行駛的最大速度是 .,解：畫出運(yùn)動示意圖，,F1=P/v1 （F1-f）= m a,即 P/4-f = ma,F2=P/v2 （F2-f）= m a/4,即 P/8-f = ma/4,F=P/vm =f,解得 P=6ma f = 0.5ma,vm =P/f=12m/s,12m/s,例5、 質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下，從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，則質(zhì)點(diǎn)的動能（ ） （A）與它的位移成正比 （B）與它的位移平方成正比 （C）與它的運(yùn)動時間成正比 （D）與它的運(yùn)動時間的平方成正比,解： EK=F S=1/2mv2 = 1/2ma2t2,A D,例6. 某人用手表估測火車的加速度，先觀測3分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)540米，隔3分鐘后，又觀測1分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)360米，若火車在這7分鐘內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，則火車的加速度為 （ ） A.0.03m/s2 B.0.01 m/s2 C.0.5 m/s2 D. 0.6 m/s2,解:畫出運(yùn)動示意圖如圖示：,在1.5分時的速度,v1=540/(360)=3m/s,在6.5分時的速度,v2=360/(160)=6m/s, a=(v2 - v1 )/t=3/(560)=0.01m/s2,B,例7、一半徑為R的光滑圓環(huán)上穿有一個質(zhì)量為m的小球，當(dāng)圓環(huán)位于豎直平面內(nèi)，小球沿圓環(huán)做圓周運(yùn)動，如圖所示，到達(dá)最高點(diǎn)C時的速度 ，則下列說法中正確的是（ ） （A） 此小球的最大速率為 （B） 小球達(dá)到最高點(diǎn)C時對環(huán)的壓力為 4mg/5 （C） 小球在任一直徑兩端點(diǎn)上的動能之和相等 （D） 小球沿圓環(huán)繞行一周所用時間小于,A C D,例8. 在光滑的水平面上有兩個滑塊A和B,它們的質(zhì)量分別為mA和mB ,且mAmB 滑塊A上連一個輕質(zhì)彈簧,靜止在M點(diǎn),滑塊B 以某一速度朝著滑塊A 運(yùn)動,壓縮彈簧并推動A 運(yùn)動起來,A運(yùn)動到N點(diǎn)時,彈簧被壓縮得最厲害,A 運(yùn)動到Q 點(diǎn)時,彈簧恢復(fù)原長,如圖所示.則( ). (A)滑塊A從M 運(yùn)動到Q 點(diǎn)的過程中, 滑塊A 的加速度與B 的加 速度大小總相等 (B)滑塊A 運(yùn)動到N 點(diǎn)時, 滑塊A、B 的速度相等 (C)滑塊A 運(yùn)動到Q 點(diǎn)時, 滑塊B 的速度方向一定與原來相反 (D)滑塊A 在N、Q 之間某點(diǎn)時, 滑塊B 的速度為零,B C D,練習(xí).一物體從光滑斜面的頂端由靜止開始下滑，當(dāng)所用時間為下滑到斜面底端所用時間的一半時，物體的動能和勢能的比值Ek：EP .,1:3,鐵,玻璃,銅、鋁,97年高考21：一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管,位于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比細(xì)管的半徑大得多).在圓管中有兩個直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)).A球的質(zhì)量為m1,B球的質(zhì)量為m2.它們沿環(huán)形圓管順時針運(yùn)動,經(jīng)過最低點(diǎn)時的速度都為v0.設(shè)A球運(yùn)動到最低點(diǎn)時,B球恰好運(yùn)動到最高點(diǎn),若要此時兩球作用于圓管的合力為零, 那么m1、m2、R與v0應(yīng) 滿足的關(guān)系式是_.,解見下頁,解：分析受力，畫出受力圖：,對A: N1 - m1 g = m1 v0 2 /R N1 = m1 g + m1 v0 2 /R,對B: N2+ m2 g = m2 v2 2 /R N2= m2 v2 2 /R - m2 g,由機(jī)械能守恒定律 1/2 m2 v0 2 = 1/2 m2 v2 2 + m2 g 2R, v2 2 = v0 2 - 4Rg,N1 = N2,m1 g + m1 v0 2 /R = m2 v2 2 /R - m2 g = m2 v0 2 /R - 5m2 g,(m1 - m2) v0 2 /R + (m1 + 5m2) g=0,1999年上海高考: 豎直光滑桿上套有一個小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各 與小球相連，另一端分別用銷釘M N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài).若拔去銷釘M的瞬間，小球的加速度大小為12m/s2，若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間， ，小球的加速度可能為(取g=10m/s2) ( ) A 22m/s2，方向豎直向上 B 22m/s2，方向豎直向下 C2m/s2， 方向豎直向上 D2m/s2， 方向豎直向下,B C,97年高考24 . 在方向水平的勻強(qiáng)電場中，一不可伸長的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球、另一端固定于O點(diǎn)，把小球拉起直至細(xì)線與場強(qiáng)平行，然后無初速度釋放，已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為，如圖所示，求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時，細(xì)線對小球的拉力。,解：小球受力如圖示，（電場力一定向右）,A-C由動能定理 mglcos-qEl (1+sin）=0,A-B 由動能定理 mgl - qEl = 1/2 mv2,在B點(diǎn)，由圓周運(yùn)動T-mg=mv2/l,T=mg( 3 - ),2000江蘇高考：傾角30的直角三角形，底邊長2L，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌，現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O固定一個正電荷Q ，讓一個質(zhì)量為m 的帶正電的電荷q 從斜面頂端 A 沿斜面下滑，（不脫離斜面），已測得它滑到仍在斜邊上的垂足D處的速度為v，加速度為a，方向沿斜面向下，問該質(zhì)點(diǎn)滑到底端時的速度和加速度各為多少？,解：,連接OD,分析受力如圖示：,由機(jī)械能守恒定律,在D點(diǎn)mgsin 30- F電 cos 30=ma,在C點(diǎn)mgsin 30+ F電 cos 30=mac, ac = g - a,2001年春1.如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1和S2，勁度系數(shù)皆為k=4102N/m懸掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2kg m2=4kg若不計(jì)彈簧質(zhì)量，取g=10m/s2，則平衡時彈簧S1和S2 的伸長量分別為( ) （A）5cm、10cm （B）10cm、5cm （C）15cm、10cm （D）10cm、15cm,C,（A）電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變 （B）電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變 （C）電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 （D）電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變,2001年春4. 初速為v0的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運(yùn)動方向如圖所示，則 ( ),A,一物體放置在傾角為的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a，如圖所示在物體始終相對于斜面靜止的條件下，下列說法中正確的是 ( ),（A）當(dāng) 一定時，a 越大，斜面對物體的正壓力越小 （B）當(dāng) 一定時，a 越大，斜面對物體的摩擦力越大 （C）當(dāng)a 一定時， 越大，斜面對物體的正壓力越小 （D）當(dāng)a 一定時， 越大，斜面對物體的摩擦力越小,2001年春10.,解:分析物體受力,畫出受力圖如圖示:,將加速度分解如圖示:,由牛頓第二定律得到,f - mgsin = masin N - mgcos = macos , f = m(ga) sin N = m(ga) cos ,若不將加速度分解,則要解二元一次方程組.,B C,2001年春13. 質(zhì)量為m=0.10kg的小鋼球以的水平速度v0=10m/s拋出，下落5.0m時撞擊一鋼板，撞后速度恰好反向，則鋼板與水平面的夾=_ 剛要撞擊鋼板時小球動量的大小為_（取g=10m/s2）,解：鋼球平拋，下落5.0m時,v合 與水平方向夾角為45