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文檔簡介
1、專題64 初高中物理銜接類問題牛頓第三定律、動能、重力勢能、彈性勢能、機械能守恒定律、實際電流表和理想電流表、單擺擺動周期、平拋運動、斜拋運動、萬有引力、電場力、凸透鏡成像規(guī)律、磁力等問題,在初中階段都沒有量化的表達,有的只是定性的說明,但初中課程教學中,有的只是經過拓展學習,初步的達到了和高中階段所學內容十分接近,在知識和知識簡銜接處,用到一定的物理方法就完全可以達到高中階段所學知識的水平。在中考中,為了選拔能力素養(yǎng)突出的學生,物理試題的命制就會以初高中銜接知識為素材。所以畢業(yè)班學生多學習這些問題,中考成績會更加突出。一、牛頓第三定律1.作用力和反作用力:兩個物體之間的作用總是相互的,一個物
2、體對另一個物體施加了力,后一個物體同時對前一個物體也施加力.2. 牛頓第三定律內容:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上.理解要點:(1)作用力和反作用力相互依賴性,它們是相互依存,互以對方作為自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同時性,它們是同時產生、同時消失,同時變化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性質的力;(4)作用力和反作用力是不可疊加的,作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,各產生其效果,不可求它們的合力,兩個力的作用效果不能相互抵消,這應注意同二力平衡加以區(qū)別。(5)一對平衡力與作用力、反作用力的比較名稱項目一
3、對平衡力作用力與反作用力作用對象同一個物體兩個相互作用的不同物體作用時間不一定同時產生、同時消失一定同時產生、同時消失力的性質不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消二、機械能守恒定律(一)動能1概念:物體由于運動而具有的能量,稱為動能。2動能表達式:3動能定理(即合外力做功與動能關系):4理解:在一個過程中對物體做的功,等于物體在這個過程中動能的變化。做正功時,物體動能增加;做負功時,物體動能減少。動能定理揭示了合外力的功與動能變化的關系。5.適用范圍:適用于恒力、變力做功;適用于直線運動,也適用于曲線運動。6.應用動能定理解題步驟:(1)確定研究對象及其運動過程(2)分析研究對象在研究
4、過程中受力情況,弄清各力做功(3)確定研究對象在運動過程中初末狀態(tài),找出初、末動能(3)列方程、求解。(二)勢能.相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢能,勢能是系統(tǒng)所共有的。1.重力勢能(1)定義:物體由于被舉高而具有的能,叫做重力勢能。(2)公式: 其中h物體具參考面的豎直高度(3)參考面a重力勢能為零的平面稱為參考面;b選?。涸瓌t是任意選取,但通常以地面為參考面若參考面未定,重力勢能無意義,不能說重力勢能大小如何選取不同的參考面,物體具有的重力勢能不同,但重力勢能改變與參考面的選取無關。(4)標量,但有正負。重力勢能為正,表示物體在參考面的上方;重力勢能為負,表示物體在參考面的下方;重
5、力勢能為零,表示物體在參考面上。(5)單位:焦耳(J)(6)重力做功特點:物體運動時,重力對它做的功只跟它的初、末位置有關,而跟物體運動的路徑無關。(7)重力做功與重力勢能變化的關系 a.物體的高度下降時,重力做正功,重力勢能減少,重力勢能減少的量等于重力所做的功;b.物體的高度增加時,重力做負功,重力勢能增加,重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。c.重力勢能變化只與重力做功有關,與其他力做功無關。2.彈性勢能(1)概念:發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力的相互作用具有勢能,稱之為彈性勢能。(2)彈力做功與彈性勢能的關系 當彈簧彈力做正功時,彈簧的彈性勢能減小,彈性勢能變成其它形式
6、的能;、當彈簧的彈力做負功時,彈簧的彈性勢能增大,其它形式的能轉化為彈簧的彈性勢能。這一點與重力做功跟重力勢能變化的關系相似。(三)機械能1機械能:包含動能和勢能(重力勢能和彈性勢能)兩部分之和稱為機械能,即。2機械能守恒定律:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內,動能與勢能可以相互轉化,而總的機械能保持不變,即3機械能守恒條件:做功角度:只有重力或彈力做功,無其它力做功;其它力不做功或其它力做功的代數和為零;系統(tǒng)內如摩擦阻力對系統(tǒng)不做功。能量角度:首先只有動能和勢能之間能量轉化,無其它形式能量轉化;只有系統(tǒng)內能量的交換,沒有與外界的能量交換。4運用機械能守恒定律解題步驟:a確定研究對象及其運動過
7、程b分析研究對象在研究過程中受力情況,弄清各力做功,判斷機械能是否守恒c恰當選取參考面,確定研究對象在運動過程中初末狀態(tài)的機械能d列方程、求解。三、萬有引力定律1.內容:宇宙間的一切物體都是互相吸引的,兩個物體間的引力大小,跟它們的質量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比2.公式:FG,其中,叫做引力常量。3.適用條件:此公式適用于質點間的相互作用當兩物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時,物體可視為質點均勻的球體可視為質點,r是兩球心間的距離一個均勻球體與球外一個質點間的萬有引力也適用,其中r為球心到質點間的距離說明:(1)對萬有引力定律公式中各量的意義一定要準確理解,尤其是距離r的取值,一
8、定要搞清它是兩質點之間的距離. 質量分布均勻的球體間的相互作用力,用萬有引力公式計算,式中的r是兩個球體球心間的距離(2)不能將公式中r作純數學處理而違背物理事實,如認為r0時,引力F,這是錯誤的,因為當物體間的距離r0時,物體不可以視為質點,所以公式F就不能直接應用計算(3)物體間的萬有引力是一對作用力和反作用力,總是大小相等、方向相反的,遵循牛頓第三定律,因此談不上質量大的物體對質量小的物體的引力大于質量小的物體對質量大的物體的引力,更談不上相互作用的一對物體間的引力是一對平衡力注意:萬有引力定律把地面上的運動與天體運動統(tǒng)一起來,是自然界中最普遍的規(guī)律之一,式中引力恒量G的物理意義是:G在
9、數值上等于質量均為1千克的兩個質點相距1米時相互作用的萬有引力【例題1】(2020安徽)有一個量程為0 1mA的小量程電流表G,內阻Rg=30,選擇一定值電阻 R0與它并聯起來,如圖所示。將A、B兩端接入電路(圖中I表示電流表G與電阻R0并聯后的總電流)。(1)調節(jié)電路,使電流表的指針指在最大刻度處(即1mA) ,這時電流I為0.6A,求電阻R0的值(計算結果保留兩位小數) ;(2)繼續(xù)調節(jié)電路,使電流表的指針指在刻度盤中央(即0.5mA),此時電流I變?yōu)槎嗌??【對點練習】實際測量中使用的大量程電流表是由小量程電流表改裝而成的。圖中G 是滿偏電流(即小量程電流表允許通過的最大電流)為Ig=1m
10、A的電流表,其電阻Rg=100下圖為某同學改裝后的電流表電路圖,R1、R2為定值電阻,其中R1=5,R2=20則()A若使用a和b兩個接線柱,電表的量程為05mAB若使用a和c兩個接線柱,電表的量程為025mAC若使用b和c兩個接線柱,電表的量程為010mAD若先用導線將b和c兩個接線柱連接起來,再使用a和b兩個接線柱,電表的量程為020mA【例題2】(2020沈陽模擬)對于牛頓第三定律的理解,下列說法正確的是()A當作用力產生后,再產生反作用力;當作用力消失后,反作用力才慢慢消失B彈力和摩擦力都有反作用力,而重力無反作用力C甲物體對乙物體的作用力是彈力,乙物體對甲物體的反作用力可以是摩擦力D
11、作用力和反作用力,這兩個力在任何情況下都不會平衡【對點練習】如圖所示,用水平力F把一個物體緊壓在豎直墻壁上靜止,下列說法中正確的是()A.水平力F跟墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力B.物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C.水平力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力D.物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力【例題3】(2019山東菏澤模擬)人類探索大空的奧秘的過程中產生了大量垃圾,為探究太空垃圾對飛行器造成的危害,科學家做了一個模擬太空實驗:用質量約為1g的塑料圓柱體代替垃圾碎片,用固定不動的大塊鋁板代替飛行器,當塑料圓柱體以6700m/s的速度撞擊鋁板時
12、,在鋁板上形成一個比塑料圓柱體直徑大好多倍且表面光滑的圓形大坑,如圖所示,請你解釋鋁板上光滑圓形大坑的形成原因。(物體的動能EK=mv2)。EK=mv2【對點練習】已知物體的重力勢能表達式為EP=mgh,動能表達式為EK=mv2;其中m為物體的質量,h為物體距離水平地面的高度,v為物體的運動速度,g為常量,取10N/kg。如圖所示,將一質量為0.4kg的物體從距離地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度拋出。不計空氣阻力,物體從被拋出到落地的瞬間,整個過程中機械能守恒。求:(1)物體被拋出時的重力勢能EP和動能EK1;(2)物體從被拋出點至落地的過程中,其重力所做的功W;(3)物體落地前瞬
13、間的動能EK2?!纠}4】(2020湖北宜昌模擬)已知地球的質量約為6.0×1024kg,地球半徑為6.4×106m,請估算其中一位同學和地球之間的萬有引力又是多大?【對點練習】請估算這兩位同學,相距1m遠時它們間的萬有引力多大?(可設他們的質量為50kg)一、選擇題1. 跳水一直是我國的優(yōu)勢項目,如右圖所示,一運動員站在3 m跳板上,圖中F1表示人對跳板的彈力,F2表示跳板對人的彈力,則()AF1和F2是一對平衡力BF1和F2是一對作用力和反作用力C先有力F1,后有力F2DF1和F2方向相反,大小不相等2.(2020貴州黔西南)如圖所示是實驗室電流表的內部結構圖,處在磁場
14、中的線圈有電流通過時,線圈會帶動指針一起偏轉。下列四幅圖中與此電流表工作原理相同的是( ) A. B. C. D. 3下面關于作用力與反作用力的說法不正確的是( )A物體相互作用時,先產生作用力,后產生反作用力B作用力和反作用力一定大小相等,方向 相反,在同一直線上,它們的合力為零C大小相等,方向相反,在同一直線上,分別作用于兩個物體上的兩個力一定是一對作用力和反作用力D馬拉車加速前進時,馬拉車的力仍等于車拉馬的力4如圖,甲乙兩位同學在水平操場上進行拔河比賽,若甲同學勝出,不計繩子質量,下列說法中正確的是A甲對繩子的拉力是由于繩子發(fā)生彈性形變而產生的B甲拉繩子的力和繩子拉甲的力是一
15、對平衡力C.甲獲勝是因為甲拉繩子的力大于乙拉繩子的力D.甲獲勝是因為乙受到的拉力大于乙與地面間的摩擦力5汽車拉著拖車在水平道路上沿著直線加速行駛,根據牛頓運動定律,以下說法正確的是( )A汽車能拉著拖車加速前進,是因為汽車拉拖車的力大于拖車拉汽車的力B加速前進時,汽車對拖車的拉力大小與拖車對汽車的拉力大小相等C汽車先對拖車施加拉力,然后才產生拖車對汽車的拉力D汽車對拖車對拉力大小與拖車所受地面對它的摩擦力大小相等6如圖,A、B兩木塊疊放在水平桌面上,下列情況中,屬于一對平衡力的是()AA對B的壓力和B對A的支持力 BA對B的壓力和桌面對B的支持力 CA受的重力和B對A的支持力 DB受的重力和桌
16、面對B的支持力二、填空題7作用力和反作用力是作用在不同物體上的一對_(填“相同”或“不相同”)性質的力。力的作用效果使是物體的_發(fā)生改變,或者使物體的形狀、體積發(fā)生改變。8如圖所示,用力F拉著疊放在一起的A、B兩物塊一起沿粗糙斜面勻速上滑,對木塊B,存在_對作用力與反作用力;對木塊A,存在_對作用力與反作用力。三計算題9.如圖所示,兩物體A、B受的重力分別為200 N和150 N,定滑輪光滑,各物體均處于靜止,試求:(1)物體A對地面的壓力FN; (2)彈簧產生的彈力10如圖,質量為0.1kg的鐵球從高為2.3m的斜面頂端無摩擦下滑后,撞擊到水平地面上的金屬塊。假設撞擊時鐵球的機械能有20%轉
17、化成內能,并全部被自己吸收(c鐵=0.46×103J/(kg),假設鐵球在整個運動過程中與接觸面無摩擦、不計空氣阻力)。(1)求鐵球下滑到斜面底端的過程中,重力做功多少J?(2)求鐵球升高的溫度為多少?四、探究題11.質量可忽略的細繩上端固定,下端系一質量為m的金屬螺母,做成擺長為l的擺(如圖所示),讓螺母在豎直面內小幅度往返擺動,每完成一次往返擺動的時間均為T=2 (g=9.8Nkg). (1)請你根據T=2 ,推測,螺母往返擺動一次的時間T與螺母的質量m是否有關_(選填“有關”、“無關”). (2)現有足量的細繩、大小相同的金屬螺母,這些螺母有的質量相等,有的質量不等,寫出驗證你
18、的推測的實驗步驟(若有需要,可補充器材). 12.(2019貴州貴陽)體育課上,小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出,發(fā)現足球斜向上飛出的角度越大,球運動得越高,但并不能運動得越遠,這是什么原因呢?小明向老師請教,老師說:這是常見的一種拋體運動,將足球以一定的速度向斜上方踢出,足球所做的運動叫做斜拋運動,其運動軌跡如圖甲所示。足球起始運動方向與水平方向的夾角叫做拋射角,拋出點到落地點的水平距離叫做射程,射程與拋出速度和拋射角的大小有關。若不計空氣阻力,請回答下列問題:(1)足球的質量是0.4kg,它受到的重力是多少?(取g = 10N/kg)(2)若足球從地面踢出時具有的動能是120J,踢出
19、后能達至的最大高度是5m,足球在最高點時具有的動能是多少?(3)若足球的射程x與拋出速度v、拋射角之間滿足公式x=,當足球以20m/s的速度且與水平方向成45o角踢出,足球的射程是多少?(取g=10N/kg)(4)足球以30o拋射角踢出,其動能Ek隨水平位置S變化關系的圖像如圖乙所示。若該球在同一位置以60o拋射角且與前次大小相同的速度踢出,請你在答題卡的同一坐標中畫出此次足球的動能隨水平位置變化關系的大致圖像。13某同學在探究彈性勢能大小與形變量的關系時,猜測彈性勢能可能與形變量x成正比,也可能與形變量的平方x2成正比。用如圖裝置進行探究,將彈簧套在光滑豎直桿上且底端固定在水平面上,刻度尺與
20、桿平行,進行了如下操作:彈簧處于自由狀態(tài)時,讀出其上端距水平面的高度h0;將中間有孔的小鐵塊套在光滑桿上放于彈簧上端,豎直向下按壓鐵塊,讀出此時彈簧上端到水平面的高度h1;釋放小鐵塊,當鐵塊上升到最大高度時,讀出鐵塊下端到水平面的高度h2;改變彈簧的壓縮長度,重復步驟,將測出的數據記錄在表格中,并計算出彈簧的形變量x、形變量的平方x2和小鐵塊上升的距離h實驗次數h0/mh1/mh2/mx/mX2/m2h/m10.500.400.550.400.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.1
21、21.85(1)實驗中彈簧的形變量x= (用所測物理量符號表示);(2)本實驗中,彈簧彈性勢能大小是通過 來間接反映的;Ah1 Bh2 Ch2h0 Dh2h1(3)該同學根據表中數據分別做出圖甲hx和圖乙hx2圖象,由此得到的結論是彈簧彈性勢能的大小與 成正比14.小明和同學打乒乓球時,注意到乒乓球臺上的球不小心就會滾到臺下,落地點時時遠時近小明思考:若運動著的小球從桌上滾落后,小球的落地點到桌子的水平距離可能與哪些因素有關呢?他的猜想如下:猜想一:小球的落地點到球臺的水平距離s可能與小球離開桌面的速度大小有關;猜想二:小球的落地點到球臺的水平距離s可能與桌子的高度H有關然后,小明選取了鋼球并
22、用高度可調的桌子與斜面組成如圖所示的裝置,并進行了實驗,得到了部分數據如表 同一鋼球,H=1.2m 次數 小球高度h/m 落地點到桌子的水平距離s/m1 0.1 0.65 2 0.2 0.96 3 0.3 1.16(1)在實驗中讓鋼球從桌上的斜面不同高度由靜止?jié)L下,其目的是: (2)分析表中數據你可得到的結論是: 15.歸納式探究研究帶電粒子在電場中的運動:給兩塊等大、正對、靠近的平行金屬板加上電壓,兩板之間就有了電場帶電離子在電場中受到力的作用,速度的大小和方向都可能發(fā)生變化(1)甲圖中兩板間電壓為U,若一個質量為m,電荷量為q的負離子,在力的作用下由靜止開始從負極板向正極板運動,忽略重力的
23、影響,到達正極板時的速度v與質量m、電荷量q和電壓U的關系數據如表一則帶電離子到達正極板時速度的平方v2=k1(2)在其他條件一定時,若第二次實驗中的帶電粒子以不同的速度沿著乙圖中的兩板中線方向入射到電場中,帶電離子就會發(fā)生偏轉,離開電場時偏移距離y與入射初速度v的關系數據如表二則偏移距離y=k2將數據的表格形式變成公式形式,運用了 法表一:次數 m/kg q/CU/V v2/(m2s2)12×10301.6×10191 1.6×1011 24×1030 1.6×1019 1 0.8×1011 34×1030 3.2
24、5;10191 1.6×1011 4 2×10301.6×10193 4.8×1011 表二:v2/(m2s2) y/m 0.8×1011 3.6×102 1.6×1011 1.8×102 4.8×1011 0.6×102 7.2×1011 0.4×102 (3)將甲、乙兩裝置組合,如圖丙所示甲裝置兩板間電壓為2V,質量為4×1030 kg,帶1.6×1019C電荷量的負粒子,自甲裝置負極板由靜止開始運動,則其最終離開乙裝置時偏移距離y= m16.物理學中
25、,用磁感應強度(用字母B表示)來描述磁場的強弱,國際單位是特斯拉(用字母T表示),磁感應強度B越大表示磁場越強;B=0表明沒有磁場有一種電阻,其阻值大小隨周圍磁感應強度的變化而變化,這種電阻叫磁敏電阻,為了探究電磁鐵磁感應強度的大小與哪些因素有關,小超設計了如甲、乙兩圖所示的電路,圖甲中電源電壓恒為6V,R為磁敏電阻,圖乙中的電磁鐵左端靠近且正對圖甲中的磁敏電阻R1磁敏電阻R的阻值隨周圍磁感應強度變化的關系圖象如圖丙所示(1)當圖乙S2斷開,圖甲S1閉合時,磁敏電阻R的阻值是,電流表的示數為mA(2)閉合S1和S2,圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動時,小超發(fā)現圖甲中的電流表的示數逐漸減小,說明
26、磁敏電阻R的阻值變,電磁鐵的磁感應強度變(3)閉合S1和S2,圖乙中滑動變阻器的滑片P保持不動,將磁敏電阻R水平向左逐漸遠離電磁鐵時,小超將測出的磁敏電阻與電磁鐵左端的距離L、對應的電流表的示數I及算出的磁感應強度B同時記錄在下表中,請計算當L=5cm時,磁敏電阻R所在位置的磁感應強度B=0.40TL/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20(4)綜合以上實驗可以看出:電磁鐵磁感應強度隨通過電流的增大而;離電磁鐵越遠,磁感應強度越17如圖所示為小梅在物理課上曾經使用過的一個實驗裝置,由鐵架臺、蹄形磁鐵、靈敏電流計、開關、導體棒和幾根導線等器
27、材組成 (1)這一實驗裝置是用來研究現象的(2)小梅至今對這個實驗的下列過程記憶猶新:為使靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉,她首先閉合開關,然后要使導體棒(選填“上下”或“左右”)運動保持導體棒的運動方向不變,將蹄形磁體N、S極的位置對調,靈敏電流計指針偏轉方向也會改變這說明:感應電流的方向與的方向有關(3)通過圖甲所示的實驗,小梅斷定:利用圖乙所示的實驗裝置,閉合開關后,拿一根條形磁鐵向右插入線圈中時,也會觀察到靈敏電流計指針的偏轉請你簡要說明小梅這樣想的理由五、綜合題18.閱讀文章,回答問題兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上這就是牛頓第三定律牛頓第三定律在生活和生產中應用很廣泛人走路時用腳蹬地腳對地面施加一個作用力,地面同時給腳一個反作用力,使人前進輪船的螺旋槳旋轉時,用力向后推水,水同時給螺旋槳一個反作用力,推動輪船前進汽車的發(fā)動機驅動后輪轉動,由于輪胎和地面間有摩擦,車輪向后推地面,地面給車輪一個向前的反作用力,使汽車前進汽車的牽引力就是這樣產生的如果把后輪架空,不讓它跟地面接觸,這時讓發(fā)動機驅動后輪轉動,由于車輪不推地面,地面也不產生向前推車的
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