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文檔簡介
1、高中物理力學和電磁學系統(tǒng)復習之一直線運動知識梳理直線運動的規(guī)律是物理學的重要基礎,其相關(guān)知識和方法將逐步滲透到運動和力、勻變速曲線運動、機械能及帶電粒子在電場中的運動等內(nèi)容之中。本專題主要圍繞勻變速直線運動學習描述物體運動的基本方法(物理量、圖線等),掌握勻變速直線規(guī)律、特點及相關(guān)公式,并學會將直線運動知識應用于對實際問題的處理。1描述運動的基本概念(1)參考系:在描述某物體運動時,被選作假定不動的物體。同一運動,相對不同的參考系得到的觀察結(jié)果可能不同。(2)質(zhì)點:在研究物體某一方面問題時,若不需考慮物體的體積大小和形狀,即物體的形狀和體積對所研究過程沒有影響或影響很小,則我們可將該物體處理為
2、質(zhì)點。(3)時刻和時間:時刻指針對某一狀態(tài)(或某一瞬間),在時間軸上某一點對應的值。時刻與物體運動過程中某一狀態(tài)(或位置)對應,時間指兩個時刻問的間隔長短,它對應時間軸上兩點間線段的長度。(4)位移和路程:位移表示物體位置的變化,它是矢量。位移大小等于初位置到末位置間距離,方向由初位置指向末位置。路程是物體運動軌跡的長度,它是標量。(5)瞬時速度和平均速度:速度是描述物體運動的快慢。瞬時速度是描述物體在某一時刻(或某一位置)的運動快慢,其方向就是物體經(jīng)過該位置時的運動方向。平均速度是描述某段過程中的平均運動快慢程度,它的大小等于這段過程的位移大小與時間的比值,其方向沿位移方向。(6)加速度:加
3、速度是描述物體速度變化快慢的物理量。它的大小等于物體速度對時間的變化率,其方向與速度變化量方向相同,即2直線運動形式及規(guī)律(I)勻速直線運動:物體沿直線運動,若在任何相等時間內(nèi)發(fā)生的位移總相等,則選種運動叫做勻速直線運動。勻速直線運動也可描述為:物體在運動中,若其瞬時速度保持不變,則該運動為勻速直線運動,可簡稱為勻速運動。基本公式:svt 。(2)勻變速直線運動:物體沿直線運動中,若在任何相等時間內(nèi)速度改變量總相等,則這種運動叫做勻變速直線運動?;竟剑?3)勻變速直線運動公式推導結(jié)論(a)做勻變速直線的物體,在任何兩個連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差總是一恒量,即s=s2s1=s3s2=s4s3=
4、aT2(b)做勻變速直線運動的物體,在某段時間內(nèi)的平均速度,等于該段時間的中間時刻的瞬時速度。命題預測本專題內(nèi)容屬于基礎部分,在高考中將會出現(xiàn)的命題形式主要有以下幾種: (1)對運動圖像的識別與轉(zhuǎn)換。(2)運用圖線進行科學處理的探究能力。(3)從內(nèi)容的融合上,將運動學規(guī)律滲透到動力學、勻變速曲線運動、機械能及帶電粒子在靜電場中的運動等內(nèi)容中進行考查;從命題方向上,將會把運動學方法應用到實際問題中進行考查。例題精析題型一 準確辨析速度與加速度之間的關(guān)系【例1】關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是( )A速度變化得越多,加速度就越大B速度變化得越快,加速度就越大C加速度大小保持不變,速度方向
5、也保持不變D加速度大小不斷變小,速度大小也不斷變小【解析】加速度的定義是:物體速度變化量與時間的比值,加速度的方向與速度變化量的方向是一致的。只要加速度不為零,物體的速度一定發(fā)生變化。速度變化得多不表示加速度大,所以A錯、B對;若加速度大小保持不變,則物體可能做勻變速直線運動,也可能做勻變速曲線運動,如自由落體、豎直上拋、勻速圓周運動,所以C錯;加速度大小變化與速度大小變化間沒有必然聯(lián)系,加速度大小變化并不意味著速度大小一定變化,也許只是速度方向發(fā)生變化,所以D錯。【答案】B【點評】對于加速度,我們應該從這樣幾個方面來理解: (1)加速度是描述速度變化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,所
6、以與速度的大小沒有必然聯(lián)系。 (2)加速度實質(zhì)是由物體的受力和物體的質(zhì)量共同決定的,從運動學的角度來看,加速度由速度的變化與變化所用時間的比值來度量,說明加速度不是僅僅由速度的變化決定的。 (3)加速度的方向與速度的方向沒有必然聯(lián)系,但與速度變化的方向一致,其實質(zhì)是與物體所受到的合外力方向一致。題型二 明確運動學公式(基本公式及推導式)只適用于勻變速直線運動,運用公式時應認知對應的運動形式是否在條件上與之相符【例2】在紐約舉行的世界杯游泳比賽中,我國女蛙王羅雪娟在50 m蛙泳比賽中,以3068的成績獲得金牌。高科技記錄儀測得她沖刺終點的速度為40 ms,則她在50m的運動中平均速度約為( )A
7、20ms B163ms C40ms D170ms【解析】從題意來看,運動員在50m 的運動過程中歷時368,故平均速度為:【答案】B【點評】從題意可看出,運動員出發(fā)的初速度為零、沖刺終點速度為40ms,有些學生會運用v=(v0+vt)/2求得結(jié)果為2ms; 該運動員在比賽中所作的運動并不是勻變速直線運動,所以不能運用推導式v=(v0+vt)/2來解。在解答物理題時要先分析所研究的運動形式,在被確認為勻變速直線運動的情況下才能正確應用公式解答。培養(yǎng)嚴謹?shù)姆治隽晳T、逐步克服亂套物理公式的毛病尤為必要。題型三 正確識別運動圖線,并準確理解其物理意義【例3】如圖ll所示是某物體做勻變速直線運動的速度圖
8、線,某同學根據(jù)圖線得出以下分析結(jié)論:物體始終沿正方向運動;物體先向負方向運動,在t=2s后開始向正方向運動;在t=2s前物體位于出發(fā)點負方向上,在t=2s后位于出發(fā)點正方向上;在t=2s時,物體距出發(fā)點最遠。以上分析結(jié)論正確的是( )A只有 B只有C只有 D只有【解析】物體運動方向即為速度方向,從圖上可知物體在2s前速度為負值,即物體向負方向運動;2s后速度為正值,即物體向正方向運動。故是錯誤,是正確的。物體的位置要通過分析位移來確定,物體在某段時間內(nèi)的位移等于速度時間圖線中對應圖線所包圍的面積的代數(shù)和。由圖可知物體在2s時有最大的負位移;雖然2s后(在4s前)運動方向改為正方向,但它的位置仍
9、在位置坐標值負值處(4s末物體回到原點)故是錯誤的, 是正確的?!敬鸢浮緾【點評】 (1)在速度時間圖像中各點縱坐標值實際是表示速度的代數(shù)值,它的正、負值分別表示速度方向沿正方向、負方向,所以要分析運動方向是否發(fā)生改變就直接去了解其縱坐標值是正值還是負值。(2)物體加速度大小和方向從圖線斜率的正、負值來體現(xiàn)。在整個4s中,圖線斜率不變,說明物體加速度一直不變。(3)物體在某段時間內(nèi)的位移大小和方向從圖線和坐標軸包圍的面積來體現(xiàn),但該“包圍面”在橫軸之上表示正方向位移, “包圍面”在橫軸之下表示負方向位移。摸擬操練1若物體做減速運動,則意味著: 速度變化量方向一定取負值,其意義為速度的變化率減少
10、;速度變化量方向可能取負值、也可能取正值,速度的變化量方向與初速度的方向相反; 加速度的方向取負值,表示加速度在逐漸減?。患铀俣鹊姆较蚺c初速度的方向相反。以上說法正確的是( )A B C, D2物體做勻變速直線運動,某時刻速度的大小為4ms,1s后速度大小變?yōu)?0m/s,在這1s內(nèi)物體的: 位移大小可能小于4m; 位移大小可能大于10m;加速度大小可能小于4ms2;加速度大小可能大于10ms2。以上結(jié)論正確的有( )A B C D3從20m高的樓房的陽臺上以20 m/s的初速度豎直上拋出一個小球,不計空氣阻力,小球運動到離拋出點15m處所經(jīng)歷的時間可能是: 1s;2s;3s; (2+ )s,以
11、上結(jié)論正確的是( )A,只有 B,只有C,只有 D,以上都對4汽車以20ms的速度作勻速直線運動,剎車后的加速度大小為5ms2,剎車后6s內(nèi)汽車的位移是()( g取10 ms2)A,30m B40m C,10m D0m5火車在平直軌道上做勻加速直線運動,車頭通過某路標時的速度為v1,車尾通過該路標時的速度為v2,則火車的中點通過該路標時的速度為()6如圖1-2所示為打點計時器記錄一輛做勻加速直線運動的小車的紙帶一部分,D1是任選的第一點,D11和D21是第11點和第21點,若小車加速度是10cms2,則該計時器的打點頻率是( )A,l0Hz B20Hz C30Hz D40Hz7,某同學身高1.
12、8m,在校運動會上參加跳高比賽,他起跳后身體橫著越過18m高度的橫桿。據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為( )(取g10ms2)A,2ms B4ms C6ms D8ms8某人從樓頂由靜止釋放一顆石子,若忽略空氣對石子的阻力,利用下面的哪些己知測量值無法間接計算這棟樓的高度H的是( ) (重力加速度g已知)A石子落地時的速度B石子下落的時間C,石子最初1s內(nèi)下落的位移D,石子最后1s內(nèi)下落的位移9,一枚小火箭由地面豎直向上發(fā)射的速度時間圖線如圖l3所示,則火箭上升到最高點的位置對應圖中的( )A點o B點a C點b D.點cl0如圖l4所示,甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上的圖,以甲的出發(fā)點為原點
13、,以甲出發(fā)時刻為計時起點,有下列說法: 甲開始運動時, 乙在它前面; 甲、乙是從同地點開始運動的; 甲在途中停止運動,最后甲還是追上了乙;甲追上乙時甲運動時間比乙少。以上說法正確的是()A. 只有 B. C.只有 D.答案點撥1D (當加速度方向與速度方向相反時做減速運動,當加速度方向與速度方向相同時做加速運動。物體減速,只能說明它的加速度方向與速度方向相反,加速度方向本身可能沿負方向,也可能沿正方向)2C (關(guān)鍵是位移、速度、加速度的矢量性。若取初速度方向為正方向,則做勻變速直線運動的物體1s后速度可能為10m/s,也可能為10m/s)3C (與拋出點相距15m有上方和下方的兩個位置,因而對
14、應有三種不同時間)4B (計算汽車從剎車到靜止所用的時間:to=v0/a=4s,汽車剎車6s內(nèi)的位移也就是4s內(nèi)的位移,即汽車在6s前就已經(jīng)停了。故6s內(nèi)的位移s=v02/2a=40m)5D (可以從另一角度等效地分析:火車不動,路標從火車頭向火車尾勻加速運動,已知路標經(jīng)過車頭和車尾時的速度,求路標經(jīng)過火車中間時的速度為多大?設火車全長為2l,中點速度為v,加速度為a,根據(jù)勻變速運動規(guī)律得:由這兩式可求得D選項正確)6A (做勻變速直線運動的物體在相鄰的連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差相等且等于aT2。由此可得s=aT2 =a(101/f)2,所以頻率為f=(100a/s)1/2=10Hz)7B (將跳
15、高看作豎直上拋運動,他達到最高處時重心升高約09m,因而初速度為 v0=4ms)8C (H=v2/2g,已知v可求H;H=1/2gt2,已知t可求H;無論物體從多高位置下落,最初1s內(nèi)的位移為1/2g;若已知最后1秒內(nèi)的位移為h,則 ,可求出H )9D (速度時間圖線上點的縱坐標值的正、負值表示其運動方向由圖線可知,在點c之前的各點縱坐標都是正,說明火箭一直向上運動的)l0B (位移一時間圖線中各點縱坐標值表示質(zhì)點相對原點的位移值。另外,甲在運動途中有一段停止) 高中物理力學和電磁學系統(tǒng)復習之二力與共點力作用下物體的平衡知識梳理對力的分析是學習高中物理力學的基礎和開端。在本專題中,我們將在分析
16、三種基本力的作用的基礎上,進一步掌握力的合成和分解,并結(jié)合共點力作用下物體的平衡條件來熟練地分析力。1力力是物體與物體間的相互作用,力有其共性和個性。(1)力的共性所有的力都離不開物體而單獨存在,即每個力都對應有施力物體和受力物體。所有的力都具有力的大小、方向和作用點。因此,所有的力都可以運用力的有向線段法、取定正方向后的代數(shù)表示法等方式來表示。(2)力的個性不同的力有不同的形成原因。重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使之受到的力;彈力是由于物體發(fā)生彈性形變而對使之形變的(與之接觸的)另一個物體產(chǎn)生的力;摩擦力是兩個物體間存在相對運動(或相對運動趨勢)時,接觸面間阻礙相對運動(或相對運動趨勢)的力。
17、不同情景中的力可能產(chǎn)生出不同的效果。如同樣是摩擦力,它有時與受力物體的運動方向相反,我們稱之為阻力;它有時可能與物體的運動方向相同,我們稱之為動力。(3)彈力的分析彈力的產(chǎn)生條件:相互接觸的物體發(fā)生彈性形變。彈力的方向:發(fā)生形變的繩(或橡皮條)產(chǎn)生的彈力方向總是沿繩(或橡皮條)指向恢復形變方向,相互接觸體間產(chǎn)生的彈力方向總是垂直接觸處的公切面而指向恢復形變的方向。彈力大小:彈力大小可運用運動和力的關(guān)系(如共點力作用下物體的平衡條件)來分析之。若要分析彈簧彈力,則除運用運動和力間關(guān)系之外還可利用胡克定律分析之。(4)摩擦力的分析摩擦力的大?。焊鶕?jù)公式Ff=N求解之,除此之外還可運用運動和力的關(guān)系
18、(如共點力作用下物體的平衡條件)來分析之。2力的合成和分解(1)力的合成和分解遵循力的平行四邊行定則。兩個力的合力有唯一的結(jié)果。若僅從理論上處理某一個力的兩個分力有無數(shù)組,但是根據(jù)合力產(chǎn)生的效果來分解只有唯一的兩個分力。(2)在兩個分力一定、方向可變的情況下,合力范圍為:3共點力作用下的物體的平衡條件(1)平衡狀態(tài)物體所處的保持不變的狀態(tài)為平衡狀態(tài)。如勻速直線運動狀態(tài)和保持靜止狀態(tài)。(2)平衡條件處于平衡狀態(tài)的物體的受力須滿足的條件,即處于平衡狀態(tài)的物體所受到的合外力為零。(3)運用共點力作用下的物體的平衡條件分析時,先要選定分析對象選取對象有隔離法和整體法。命題預測從知識方面運用共點力下物體
19、的平衡條件,從對力的處理方式上運用力的合成和分解;從分析對象的選擇角度運用隔離法和整體法;從命題背景方面選取與摩擦力、彈簧彈力有關(guān)的且與實際情景相結(jié)合。因此,綜合考查知識、方法運用能力的應用問題是目前考查比較集中的內(nèi)容和方向。例題精析題型一 從決定滑動摩擦力大小和方向因素的角度分析摩擦力【例1】如圖2-1所示,物塊m在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時,傳送帶突然啟動,方向圖2-1中箭頭方向所示,若傳送帶的速度大小也為v,則傳送帶啟動之后()Am將靜止在傳送帶上Bm可能沿斜面向上運動Cm下滑的速度變小Dm的下滑速度不變【解析】 傳送帶突然啟動,只是改變物塊與傳送帶之間的相對速度大小,而相對速度大
20、小的改變并不影響物塊與傳送帶之間的摩擦因數(shù),同時接觸面處壓力大小不變,故摩擦力大小不變。與此同時,物塊相對傳送帶的運動方向不變,故滑動摩擦力方向也不變。因此,在傳送帶突然啟動時物塊受到合力仍為零,它仍作勻速下滑?!敬鸢浮?D【點評】部分同學分析該問題時,沒有依據(jù)物理規(guī)律進行推理分析,而是“憑空想象”認為傳送帶啟動后摩擦力增大。題型二 從運動和力的關(guān)系的角度,運用力的平衡分析物體受力情況【例2】如圖22所示,豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上,另一端與斜面體P連接,P與斜放的擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài),則斜面體P此時受到外力的個數(shù)可能為:2個;3個;4個;5個。以上說法正確的是()A B C D【
21、解析】雖然檔板MN與斜面體接觸,但不一定對斜面體產(chǎn)生彈力。若擋板沒有對斜面體產(chǎn)生彈力,則對斜面體也就不會產(chǎn)生摩擦力,此情況下斜面體只受到彈簧的支持力和重力。若檔板對斜面體產(chǎn)生彈力,則對斜面體也就會產(chǎn)生摩擦力,此情況下除受到以上兩個力外,斜面體還受到彈簧的支持力、重力故斜面體可能受到2個力的作用,也可能受到4個力的作用?!敬鸢浮緾題型三 運用力的合成和分解處理合力和分力間關(guān)系【例3】三段不可伸長的細繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們結(jié)點O懸掛一重物,如圖23所示。其中OB是水平的,A端、B端固定,若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩()A必定是OAB必定是OBC必定是OC D可能
22、是OB,也可能是OC【解析】方法一:運用力的分解法。OC的拉力等于重物的重力,將此力F按力的作用效果可分解為如圖24所示的兩個分力F1和 F2,它們分別等于OA、OB的拉力,由圖中幾何關(guān)系可知三段繩中OA的拉力最大。故逐漸增加重物的質(zhì)量時,最先斷的是OA。方法二:運用力的合成法。作結(jié)點O的受力圖,設繩OA、OB的拉力分別為FA 、FB ,它們的合力為F,由于結(jié)點O質(zhì)量不計,所以它受到的力F與OA張力大小相等、方向相反,如圖2-5所示。從力的平行四邊形圖可知:OA繩中張力最大,若逐漸增加重物重力,則OA中張力先達到最大拉力,故最先斷的繩是OA?!敬鸢浮緼【點評】力的分解法和合成法是對力從兩個角度
23、來思考的處理方法,這兩種方法是對力進行處理的重要方法。運用時可將圖解法和數(shù)學計算結(jié)合在一起分析合力與分力之間的關(guān)系。題型四 靈活運用隔離法和整體法選擇對象分析受力【例4】如圖26所示。兩個質(zhì)量均為m的小球A、B用輕桿連接后斜放在墻上處于平衡狀態(tài),已知墻面光滑,水平地面粗糙?,F(xiàn)將A球向上移動小段距離,兩球再次處于平衡狀態(tài),那么將移動后的平衡狀態(tài)與原來的平衡狀態(tài)比較,地面對B球的支持力N及輕桿對A的作用力F變化情況是() AN不變,F(xiàn)變大BN不變,F(xiàn)變小CN變大,F(xiàn)變大DN變大,F(xiàn)變小【解析】將兩球與輕桿看成一個整體,它們在豎直方向上只受重力和地面對B球的支持力作用,所以支持力N不變。隔離A球,其
24、受力分析圖如圖所示。隨著A球上升,桿對A球作用力與豎直方向夾角減小,但A球在豎直方向有:Fcosmg=0,故輕桿對A的作用力變小?!敬鸢浮緽摸擬操練1用大小為100N的握力握住一個重為40N的瓶子,瓶子豎直處于靜止狀態(tài)已知手掌與瓶子間動摩擦因數(shù),=05。則: 瓶子受到的摩擦力大小為50N;瓶子受到的摩擦力大小為40N; 當握力進一步增大時,瓶子受到的摩擦力將成正比增大; 當握力減小時,瓶子受到的摩擦力大小可能先保持不變后逐漸減小。以上說法正確的是( )A B C D2“街下兒童仰面時,清明妝點正堪宜;游絲一斷渾無力,莫向東風怨別離?!边@是紅樓夢中詠風箏的詩,風箏在風力F、線的拉力T以及重力G的
25、作用下,能夠穩(wěn)定在藍天上。圖27是某同學關(guān)于風箏此時在空中的受力分析的四種可能性,其中可能正確的是( )3、如圖28所示,物體的質(zhì)量為m,在恒力作用下沿水平天花板作勻速直線運動。物體與天花板之間的動摩擦因數(shù)為,則物體受到天花板的摩擦力大小為:Fsin;Fcos;(Fsinmg);(mgFsin)。以上說法正確的是()A B、 C D、 4如圖29所示,這是斧頭劈木柴的剖面圖。圖中BC邊為斧頭背,AB、AC為斧頭的刃面,要使斧頭更容易劈開木柴,則應該( )ABC邊短一些,AB邊更短一些BBC邊長一些,AB邊更短一些CBC邊短一些,AB邊長一些DAB邊長一些,BC邊更長一些5如圖210所示,某同學
26、做引體向上時處于圖示位置靜止,兩手臂間的夾角為60。已知該同學體重為60kg,則該同學手臂的拉力約為()A30N B200N C300N D600N6作用在一個物體上的兩個共點力的合力的大小隨兩力之間夾角變化的關(guān)系如圖2l 1所示,現(xiàn)有以下說法:這兩個分力的合力的最大值為30N;這兩個分力的合力的最小值為10N;結(jié)合圖像可計算兩個分力的大小值;結(jié)合圖像只能計算這兩個分力的大小范圍,無法確定其具體值。以上說法正確的有() A只有 B只有 C只有 D只有7一直電線桿上有小松鼠,設松鼠沿桿運動速度為v,運動位移為s,它受到的合外力為F,現(xiàn)用圖線表示與該松鼠的有關(guān)情況,如圖212所示。在以下所表示的情
27、況中,松鼠處于平衡狀態(tài)的是( )A只有 B只有 C只有 D8如圖213所示,物塊P在沿平行斜面向上的拉力F作用下,沿斜面體Q勻速下滑,此過程中斜面體P仍靜止,則水平面對斜面體Q:有水平向左的摩擦力; 有水平向右的摩擦力;無摩擦力;支持力小于物體和斜面的總重力。以上說法正確的是()A B C只有 D9如圖214所示,表面粗糙的固定斜面頂端安裝有滑輪,兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過滑輪(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦),P懸于空中,Q放在斜面上,均處于靜止狀態(tài)。當用水平力向左的恒力推Q時,P、Q仍靜止不動,則( )AQ受到的摩擦力一定變小BQ受到的摩擦力一定變大C輕繩上的拉力一定變小D輕繩上的拉力一定不變10
28、如圖215所示,C是水平地面。A、B是兩個疊放在一起的方形物塊,F(xiàn)是作用于物塊B上沿水平方向的力,物塊A和B以相同的速度做勻速直線運動。由此可知,A、B間的摩擦因數(shù)1和B、C間的摩擦因數(shù)2有可能是:10,20; 10,2010,20; 10,20以上結(jié)論正確的是( )A只有 B C D答案點撥1C (瓶子靜止時手對瓶子的摩擦力是靜摩擦力,增大握力時摩擦力仍等于重力當減小握力時,瓶子可能先仍受到靜摩擦力、后受到滑動摩擦力。)2A(風對風箏的作用力F應垂直風箏平面向上,故B、D錯誤;又風箏在三力作用下處于平衡狀態(tài),三力必圍成一個封閉的矢量三角形,故C錯A對。)3B (將力沿水平方向和豎直方向正交分
29、解,根據(jù)平衡條件解。)4C (根據(jù)力F的作用效果將其分解, 作出分力F 1、F2 的矢量圖,如右圖,F(xiàn)一定時,越小,F(xiàn) 1、F2 就越大。)5B (人受到三個力作用,重力、兩臂拉力??梢詫蓚€拉力合成,求拉力的合力,該合力與重力大小相等;也可以按重力產(chǎn)生的效果采用分解法。)6A (從圖像可得出當兩個分力夾角為0時合力最大,且最大值為30N;當兩個分力夾角為時合力最小,且最小值為10N;因而根據(jù)力的合成能得出兩個分力的大小。)7B (物體處于平衡狀態(tài)的情況有勻速直線運動和保持靜止兩種情況圖線 和 表示松鼠勻速滑行,圖線表示松鼠停在電線桿上,而圖線 表示松鼠沿電線桿勻變速滑行,并非處于平衡狀態(tài)。)
30、8A (運用整體法分析其受力情況,再將力沿水平方向和豎直方向正交分解)9D (除運用隔離法以P為對象得知輕繩拉力大小不變外,更關(guān)鍵的是要從繩對它的拉力大小與它受到的下滑力大小間關(guān)系的不確定因素出發(fā),分析物塊Q受到的靜摩擦力方向不確定情景)10C (運動時A、B 間沒有摩擦力,而B一定受到地面摩擦力作用) 高中物理力學和電磁學系統(tǒng)復習之三運動和力的關(guān)系知識梳理運動是物體的屬性,并不是由于力的作用而產(chǎn)生的。力不是物體運動的原因,力是使物體運動狀態(tài)改變的原因。物體的運動形式由兩個因素決定:物體的速度和物體受到的合外力。1幾種常見運動形式中的運動與力的關(guān)系(1)若物體所受到的合外力為零,則物體運動狀態(tài)
31、將保持不變,即物體保持靜止或作勻速直線運動。反過來,若物體處于勻速運動或保持靜止時,其受到的合外力一定為零。(2)當物體運動速度方向與合外力方向共線時,物體作直線運動。若速度方向與合外力方向相同,則物體作加速直線運動;若速度方向與合外力方向相反,則物體作減速直線運動。2加速度與合外力間的關(guān)系、速度與加速度(合外力)間的關(guān)系(1)由牛頓第二定律可知,加速度方向總與合外力方向相同、加速度大小與合外力大小成正比。它們間存在因果關(guān)系、矢量關(guān)系、同時關(guān)系、對應關(guān)系等多角度的聯(lián)系。(2)速度是描述物體運動快慢的物理量,加速度是描述速度變化快慢的物理量,即加速度是速度對時間的變化率。一個物體速度大(即運動得
32、快)不一定速度要變或速度變化快(即加速度大);反過來,一個物體速度變化快,速度變化率大,但其運動速度不一定大。3牛頓運動定律的應用(1)在以上兩種情況的分析中,都需要選擇分析對象。選擇對象的方法有隔離法和整體法。隔離法:當以幾個物體之中的某一個或一部分物體為對象進行分析時,這種選擇方法為隔離法。整體法:當以幾個物體組成的整體為對象進行分析時,這種選擇方法為整體法。(2)牛頓運動定律應用于動力學有兩種情形(a)已知物體受力情況,分析物體的運動情況。處理該情形的思路和步驟如下:(b)已知物體運動情況,分析物體的受力情況。處理該情形的思路和步驟如下:(3)超重和失重(a)當物體具有豎直向上的加速度或
33、具有豎直向上的加速度分量時,物體處于超重狀態(tài)。在物體處于超重狀態(tài)時,只是對物體重力的測量值大于重力真實值,物體真實重力并沒有增大。(b)當物體具有豎直向下的加速度或具有豎直向下的加速度分量時,物體處于失重狀態(tài)。當物體具有加速度為重力加速度時,物體處于完全失重狀態(tài)。在物體處于失重狀態(tài)或完全失重狀態(tài)時,只是對物體重力的測量值小于重力真實值,物體真實重力并沒有減少或重力失去。命題預測從知識方面,命題可以對加速度與力、速度與加速度(合外力)的關(guān)系進行考查;從方法方面,命題可以對隔離法和整體法進行考查;從情景方面,命題可以將牛頓第二定律與運動學公式聯(lián)系在一起處理動力學問題及應用于超重和失重現(xiàn)象等。例題精
34、析題型一 物體速度與合外力方向關(guān)系決定物體是作加速還是減速的運動形式【例1】如圖31所示,一木塊在光滑水平面上受到一恒力作用而運動,前方固定有一勁度系數(shù)足夠大的水平彈簧,當木塊接觸彈簧后,將( )A立即作減速運動B立即作勻減速運動C在一段時間內(nèi)速度繼續(xù)增大D當彈簧處于最大壓縮量時,物體速度為零、加速度也為零【解析】當木塊剛接觸彈簧后,彈簧壓縮量不大,物塊所受到的合外力方向與物塊速度方向仍然相同,故開始一段時間內(nèi)仍然加速;隨著彈力的增大,當彈簧彈力大于推力時物塊速度方向與它受到的合外力方向相反,物塊開始作減速運動;最后速度為零時,物塊受到的合外力不為零,其方向向左?!敬鸢浮緾【點評】解答這一類型
35、的問題時要注意物體速度增大還是減小取決于速度方向與合外力方向的關(guān)系。另外有些同學認為物塊在剛接觸彈簧時就開始減速,其錯誤原因是只看到彈力而漏掉推力,或者認為只要物塊接觸彈簧它受到的合外力立即向左。題型二 熟練運用隔離法和整體法的技巧,靈活選擇受力分析對象【例2】如圖32所示裝滿土豆的木箱,以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為的水平地面上做勻減速運動,則木箱中某一質(zhì)量為m的土豆(圖中陰影部分)受到其它土豆對它的作用力為( )【解析】以木箱和裝滿的土豆組成的整體為對象,根據(jù)牛頓第二定律得,設它們的加速度為a, 由mg=ma, 得a=g, 它的方向水平向左。以木箱中質(zhì)量為m的被指定的土豆為研究對象,它隨木箱
36、向右作減速運動, 它的加速度方向也水平向左;根據(jù)牛頓第二定律可知,該土豆所受到的合外力方向也是水平向左,根據(jù)力的平行四邊形定則可知,它受到的重力G、其它土豆作用力F與合外力F 合之間關(guān)系如圖33所示。該土豆所受到的其它土豆作用力F大小為:【答案】C【點評】運用牛頓第二定律解決問題時,要養(yǎng)成分析物體受力的好習慣。而分析受力的前提是選準研究對象,并針對同一對象分析合外力、質(zhì)量和加速度。當然,這里所指的同一對象可以是某一物體,也可以是多個物體組成的整體,處理時靈活地運用隔離法和整體法。另外,本題所要分析的是該土豆受到其它土豆的作用力,而不是求解它受到的合外力。題型三 對物體所處的超重和失重狀態(tài)的分析
37、【例3】某同學正在體重計上,在他迅速下蹲的過程中體重計示數(shù)將()A始終變小B始終變大c先變大,后變小,最后等于他的重力D先變小,后變大,最后等于他的重力【解析】該同學下蹲過程中先加速下降、后減速下降。在加速下降過程中,其加速度方向向下,人處于失重狀態(tài),體重計示數(shù)小于人的重力;在人減速下降過程中,其加速度方向向上,人處于超重狀態(tài),體重計示數(shù)大于人的重力。人最后蹲在體重計上靜止時示數(shù)等于人的重力?!敬鸢浮緿【點評】解決該問題有兩個關(guān)鍵點:首先搞清楚人下蹲的運動形式,從而掌握人的加速度方向;再就是掌握判斷物體處于超重或失重的本質(zhì)方法,直接觀察人的加速度方向,從而得出結(jié)論。摸擬操練1跳高運動員從地面上
38、跳起,是由于:地面給運動員的支持力大于運動員給地面的壓力運動員對地面的壓力大于運動員受到的重力地面給運動員的支持力大于運動員受到的重力運動員給地面的壓力等于地面給運動員的支持力。以上說法正確的是( )A B C D2某航天探測器完成對月球的探測任務后,在離開月球過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一傾角的直線飛行,先加速,后勻速探測器通過噴氣而獲得動力。以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是()A探測器加速時,沿直線向后噴氣B探測器加速時,沿豎直向下方向噴氣C探測器勻速運動時,沿豎直向下方向噴氣D探測器勻速運動時,不需要噴氣3如圖3-4所示,在水平傳送帶上放一個質(zhì)量為10kg的工件。當傳送帶與工件一起
39、以加速度a=15ms2向右加速運動時,設工件與傳送帶之間動摩擦因數(shù)為02,則傳送帶受到的靜摩擦力為()A大小為20N,方向向右B大小為20N,方向向左C大小為15N,方向向右D大小為15N,方向向左4如圖35所示,車廂中的彈簧處于拉伸狀態(tài),車廂地板上的木塊和車廂都處于靜止狀態(tài)現(xiàn)使車廂向右加速運動,木塊仍相對車廂靜止,此時木塊受到的摩擦力的大小()A一定增大 B一定減小C一定不變 D可能增大也可能減小5質(zhì)點所受到的合外力F隨時間變化如圖36所示,力的方向始終在某一直線上已知t=0時質(zhì)點的速度為零。在圖中的t1、t2、t3和t4各時刻中,哪一時刻質(zhì)點的速度最大?( )At1 Bt2 Ct3 Dt4
40、6如圖37所示,在光滑水平桌面上有甲、乙兩個用一細線相連的物體,在水平力F1和F2的作用下運動,已知F1 F2 ,則以下說法不正確的是()A若撤去F1 ,則甲的加速度一定變大B若撤去F1 ,則細線上的拉力一定變小C若撤去F2 ,則乙的加速度一定變大D若撤去F2 ,則細線上的拉力一定變小7航天員為了適應升空、在軌道上運動及返回時所要經(jīng)歷超重、失重狀態(tài),在地面必須經(jīng)受艱苦的訓練?!吧裰哿枴痹谏张c返回時都要穿過大氣層,關(guān)于穿過大氣層時的超重、失重情況,下列說法正確的是( )A升空過程處于超重狀態(tài),返回過程處于失重狀態(tài)B升空過程處于失重狀態(tài),返回過程處于超重狀態(tài)C無論升空還是返回,都處于失重狀態(tài)D
41、無論升空還是返回,都處于超重狀態(tài)8如圖38所示,水平傳送帶保持速度v=20ms勻速運動,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=05kg的小工件在傳送帶的左端輕輕放下,設物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為=01,傳送帶的兩端點間距離為L=80m,則小工件從傳送帶左端傳到右端的時間為( )A40s B10s C5s D141s9將一物體豎直向上拋出,最后又落回原處,若考慮空氣阻力,且設阻力在整個過程中大小不變,下列說法正確的是( )A上升過程的加速度大小一定等于下降過程中的加速度的大小B上升過程最后1s內(nèi)位移的大小一定等于下降過程中最初1s內(nèi)的位移C上升過程所需要的時間一定小于下降過程所需要的時間D上升過程的平均速度一定小
42、于下降過程的平均速度10如圖39所示,一足夠長的傳送帶以恒定速率v1沿順時針轉(zhuǎn)動,傳送帶右側(cè)有一與傳送帶等高的光滑水平面,一物體以速率v2沿直線向左滑上傳送帶后,經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面,其速率為v2,則() A若v1 v2,則v2= v1C不管v2多大,總有v2= v1D只有v1= v2,才有v2= v1答案點撥高中物理力學和電磁學系統(tǒng)復習之四拋體運動知識梳理1曲線運動(1)曲線運動的速度方向:曲線上該點的切線方向。其速度方向時刻改變,是變速運動。(2)物體做曲線運動的條件:物體所受合外力不為零,且合外力的方向(加速度方向)與速度方向不在一條直線上。若物體所受合外力為恒力,做勻變速曲線運
43、動;合外力為變力,做加速度改變的曲線運動。當物體受到的合外力與速度方向成銳角時,物體運動速率將增大;當合外力方向與速度方向成鈍角時,物體運動速率將減小。2運動的合成與分解(1)分運動與合運動是一種等效替代關(guān)系,運動的合成與分解是研究曲線運動的一種基本方法。(2)合運動與分運動的關(guān)系等時性:各分運動經(jīng)歷的時間與合運動經(jīng)歷的時間相等。獨立性:一個物體同時參與幾個分運動,各分運動獨立進行,不受其他分運動影響。(3)運動的合成分解運算法則:運動的合成分解即物體運動的位移、速度、加速度的合成分解,因它們都是矢量,都遵從平行四邊形定則。3平拋運動的規(guī)律平拋運動:將一物體水平拋出,物體只在重力作用下的運動。
44、性質(zhì):加速度為當?shù)刂亓铀俣萭的勻變速曲線運動,運動過程中水平速度不變,只是豎直速度不斷增大,合速度大小、方向時刻改變。設平拋運動的初速度為v0,建立坐標系如圖41。4斜拋運動(1)定義:將物體用一定的初速度沿斜上方拋出去,僅在重力作用下物體所做的運動。(2)做斜拋運動的條件:初速度不為零,且與水平方向成一定角度 (90);只受重力作用。(3)斜拋運動的分解:斜拋運動可以看作是一個水平方向上的勻速直線運動和一個豎直方向上的豎直上拋運動的合運動。(4)斜拋運動的規(guī)律:以拋出點為坐標原點,豎直向上為Oy軸,水平方向為Ox軸,拋體就在Oxy平面上做具有恒定加速度的曲線運動,如圖42所示。設拋體的初速
45、度為v0,拋射角為,則可把v0在所建立的坐標系中分解為水平方向的分速度v0cos和豎直方向的分速度v0sin。 位置坐標:在拋出后t秒末的時刻,物體的位置坐標為: 兩個分速度公式:vxv0cos, vyv0singt。合速度:,合速度方向跟水平方向的夾角由tan = 決定。(5)射程與射高在斜拋運動中,從物體被拋出的地點到落地點的水平距離叫射程。從拋出點的水平面到物體運動軌跡最高點的高度叫射高。從物體被拋出到落地所用的時間叫飛行時間。 飛行時間:斜拋物體從被拋出到落地,在空中的飛行時間T可以根據(jù)位置坐標方程求得,因為當t=T時,y=0,則v0Tsin1/2gT2=0解得T=2v0sin/g。
46、射高:用Y表示,顯然射高等于豎直上拋分運動的最大高度,即Y= v02sin2/2g。 射程:用X表示,由水平方向分運動的位移公式,可得射程為X=v0cosT,即X=v02sin2/g。以上三式表明,斜拋物體飛行時間、射高和射程均由拋射的初始量v0、所決定。只要初速度v0的大小和方向已經(jīng)確定,那么該斜拋物體的飛行時間T、射高Y、射程X也就惟一確定了。命題預測1運用曲線運動產(chǎn)生的條件來分析判斷物體運動的可能性。2運用運動的合成與分解對曲線運動分析,如小船渡河問題。3分析拋體運動與生活、生產(chǎn)、科學技術(shù)等聯(lián)系的簡單問題,如飛車表演、炮彈發(fā)射、跳傘、跳高、跳遠。例題精析題型一 曲線運動的判斷【例1】如圖43所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時突然使它所受的力反向而大小不變(即由F變?yōu)镕),在此力作用下,物體以后的運動情況,下列說法正確的是()A物體可能沿
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