高中物理精典例題專題解析共23專題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)高中物理精典名題解析專題23個(gè)專題專題01：運(yùn)動(dòng)學(xué)專題.doc專題02：摩擦力專題.doc專題03：牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié).doc專題04：萬有引力定律全面提高.doc專題05：動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律.doc專題06：機(jī)械能守恒定律.doc專題07：功和能.doc專題08：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc專題09：電場(chǎng)力的性質(zhì)，能的性質(zhì).doc專題10：電容器專題2.doc專題11：電學(xué)圖象專題.doc專題12：恒定電流.doc專題13：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc專題14：電磁

2、感應(yīng)功能問題.doc專題15：電磁感應(yīng)力學(xué)綜合題.doc專題16：交流電.doc專題17：幾何光學(xué).doc專題18：物理光學(xué).doc專題19：如何審題.doc專題20：物理解題方法.doc專題21：高三后期復(fù)習(xí)的指導(dǎo)思想.doc專題22：中檔計(jì)算題專題.doc專題23：創(chuàng)新設(shè)計(jì)與新情景問題.doc 一、運(yùn)動(dòng)學(xué)專題直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及追及問題一 、 例題例題1.一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為4m/s，1s后速度的大小變?yōu)?0m/s，在這1s內(nèi)該物體的 （ ）A.位移的大小可能小于4mB.位移的大小可能大于10m C.加速度的大小可能小于4m/sD.加速度的大小可能大于10m/s析：同向時(shí) 反

3、向時(shí) 式中負(fù)號(hào)表示方向跟規(guī)定正方向相反答案：A、D例題2：兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下木快每次曝光時(shí)的位置，如圖所示，連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的，由圖可知 （ ）A 在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同B 在時(shí)刻t1兩木塊速度相同C 在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同D 在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬間兩木塊速度相同t1t2t3t4t5t6t7t1t2t3t4t5t6t7解析：首先由圖看出：上邊那個(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量，可以判定其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；下邊那個(gè)物體很明顯地是做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由于t2及t3時(shí)刻兩物體位置相同，說明這段時(shí)間內(nèi)它

4、們的位移相等，因此其中間時(shí)刻的即時(shí)速度相等，這個(gè)中間時(shí)刻顯然在t3、t4之間答案：C例題3 一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上躍起，舉雙臂直立身體離開臺(tái)面，此時(shí)中心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn)，躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，手先入水（在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)）從離開跳臺(tái)到手觸水面，他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是多少？（g取10m/s2結(jié)果保留兩位數(shù)字）解析：根據(jù)題意計(jì)算時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)員的全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，且忽略其水平方向的運(yùn)動(dòng)，因此運(yùn)動(dòng)員做的是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由可求出剛離開臺(tái)面時(shí)的速度，由題意知整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)員的位移為10m（以向上為正方向），由得：10=

5、3t5t2解得：t1.7s思考：把整個(gè)過程分為上升階段和下降階段來解，可以嗎？BACD例題4.如圖所示，有若干相同的小鋼球，從斜面上的某一位置每隔0.1s釋放一顆，在連續(xù)釋放若干顆鋼球后對(duì)斜面上正在滾動(dòng)的若干小球攝下照片如圖，測(cè)得AB=15cm，BC=20cm，試求：拍照時(shí)B球的速度；A球上面還有幾顆正在滾動(dòng)的鋼球解析：拍攝得到的小球的照片中，A、B、C、D各小球的位置，正是首先釋放的某球每隔0.1s所在的位置.這樣就把本題轉(zhuǎn)換成一個(gè)物體在斜面上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的問題了。求拍攝時(shí)B球的速度就是求首先釋放的那個(gè)球運(yùn)動(dòng)到B處的速度；求A球上面還有幾個(gè)正在滾動(dòng)的小球變換為首先釋放的那個(gè)小球運(yùn)

6、動(dòng)到A處經(jīng)過了幾個(gè)時(shí)間間隔（0.1s）（1）A、B、C、D四個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相差T=0.1sVB=m/s=1.75m/s（2）由s=aT2得：a=m/s2=5m/s2例5：火車A以速度v1勻速行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方同一軌道上相距s處有另一火車B沿同方向以速度v2（對(duì)地，且v2v1做勻速運(yùn)動(dòng)，A車司機(jī)立即以加速度（絕對(duì)值）a緊急剎車，為使兩車不相撞，a應(yīng)滿足什么條件？分析：后車剎車做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)后車運(yùn)動(dòng)到與前車車尾即將相遇時(shí)，如后車車速已降到等于甚至小于前車車速，則兩車就不會(huì)相撞，故取s后=s+s前和v后v前求解解法一：取取上述分析過程的臨界狀態(tài)，則有v1ta0t2sv2tv1a0t = v2a

7、0 =所以當(dāng)a 時(shí)，兩車便不會(huì)相撞。法二：如果后車追上前車恰好發(fā)生相撞，則v1tat2 s v2t上式整理后可寫成有關(guān)t的一元二次方程，即at2（v2v1）ts 0取判別式0，則t無實(shí)數(shù)解，即不存在發(fā)生兩車相撞時(shí)間t。0，則有（v2v1）24（a）s得avv1v20tt0ACB（為避免兩車相撞，故a法三：運(yùn)用v-t圖象進(jìn)行分析，設(shè)從某時(shí)刻起后車開始以絕對(duì)值為a的加速度開始剎車，取該時(shí)刻為t=0，則A、B兩車的v-t圖線如圖所示。圖中由v1 、v2、C三點(diǎn)組成的三角形面積值即為A、B兩車位移之差（s后s前）=s，tan即為后車A減速的加速度絕對(duì)值a0。因此有（v1v2）=s所以 tan=a0=若

8、兩車不相撞需aa0=二、習(xí)題1、 下列關(guān)于所描述的運(yùn)動(dòng)中，可能的是 （ ）A 速度變化很大，加速度很小B 速度變化的方向?yàn)檎?，加速度方向?yàn)樨?fù)C 速度變化越來越快，加速度越來越小D 速度越來越大，加速度越來越小解析：由a=v/t知，即使v很大，如果t足夠長(zhǎng)，a可以很小，故A正確。速度變化的方向即v的方向，與a方向一定相同，故B錯(cuò)。加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度變化快，加速度一定大。故C錯(cuò)。加速度的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量，與速度大小無關(guān)，故D正確。答案：A、D2、 一個(gè)物體在做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知它在第一個(gè)t時(shí)間內(nèi)的位移為s，若 t未知，則可求出 （ ）第一個(gè)t

9、時(shí)間內(nèi)的平均速度第n個(gè)t時(shí)間內(nèi)的位移nt時(shí)間的位移物體的加速度 解析：因=，而t未知，所以不能求出，故A錯(cuò).因有，（2n-1）s，故B正確；又st2 所以=n2，所以sn=n2s，故C正確；因a=，盡管s=sn-sn-1可求，但t未知，所以A求不出，D錯(cuò).答案：B、C3 、汽車原來以速度v勻速行駛,剎車后加速度大小為a,做勻減速運(yùn)動(dòng),則t秒后其位移為( )A B C D 無法確定解析:汽車初速度為v，以加速度a作勻減速運(yùn)動(dòng)。速度減到零后停止運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t，=。當(dāng)tt，時(shí)，汽車的位移為s=；如果tt，汽車在t，時(shí)已停止運(yùn)動(dòng)，其位移只能用公式v2=2as計(jì)算，s=答案：D4、汽車甲沿著平直

10、的公路以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它路過某處的同時(shí)，該處有一輛汽車乙開始做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)去追趕甲車，根據(jù)上述的已知條件（ ）可求出乙車追上甲車時(shí)乙車的速度可求出乙車追上甲車時(shí)乙車所走的路程可求出乙車從開始起動(dòng)到追上甲車時(shí)所用的時(shí)間不能求出上述三者中任何一個(gè)分析：題中涉及到2個(gè)相關(guān)物體運(yùn)動(dòng)問題，分析出2個(gè)物體各作什么運(yùn)動(dòng)，并盡力找到兩者相關(guān)的物理?xiàng)l件是解決這類問題的關(guān)鍵，通?？梢詮奈灰脐P(guān)系、速度關(guān)系或者時(shí)間關(guān)系等方面去分析。解析：根據(jù)題意，從汽車乙開始追趕汽車甲直到追上，兩者運(yùn)動(dòng)距離相等，即s甲=s乙=s，經(jīng)歷時(shí)間t甲=t乙=t.那么，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)公式對(duì)甲應(yīng)有：根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式

11、對(duì)乙有：，及由前2式相除可得at=2v0，代入后式得vt=2v0，這就說明根據(jù)已知條件可求出乙車追上甲車時(shí)乙車的速度應(yīng)為2v0。因a不知，無法求出路程和時(shí)間，如果我們采取作vt圖線的方法，則上述結(jié)論就比較容易通過圖線看出。圖中當(dāng)乙車追上甲車時(shí)，路程應(yīng)相等，即從圖中圖線上看面積s甲和s乙，顯然三角形高vt等于長(zhǎng)方形高v0的2倍，由于加速度a未知，乙圖斜率不定，a越小，t越大，s也越大，也就是追趕時(shí)間和路程就越大。vvtv00t乙甲S甲S乙答案：A5 、在輕繩的兩端各栓一個(gè)小球，一人用手拿者上端的小球站在3層樓陽臺(tái)上，放手后讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時(shí)間差為T，如果站在4層樓的陽臺(tái)上，同樣放

12、手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地時(shí)間差將 （ ）A 不變 B 變大 C 變小 D 無法判斷vv10tt1t2v2v1v2解析：兩小球都是自由落體運(yùn)動(dòng)，可在一v-t圖象中作出速度隨時(shí)間的關(guān)系曲線，如圖所示，設(shè)人在3樓陽臺(tái)上釋放小球后，兩球落地時(shí)間差為t1，圖中陰影部分面積為h，若人在4樓陽臺(tái)上釋放小球后，兩球落地時(shí)間差t2，要保證陰影部分面積也是h；從圖中可以看出一定有t2t1答案：C11ams2t/s123406、一物體在A、B兩點(diǎn)的正中間由靜止開始運(yùn)動(dòng)（設(shè)不會(huì)超越A、B），其加速度隨時(shí)間變化如圖所示。設(shè)向A的加速度為為正方向，若從出發(fā)開始計(jì)時(shí)，則物體的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）A 先向A ，后向B，

13、再向A，又向B，4秒末靜止在原處B 先向A ，后向B，再向A，又向B，4秒末靜止在偏向A的某點(diǎn)C 先向A ，后向B，再向A，又向B，4秒末靜止在偏向B的某點(diǎn)D 一直向A運(yùn)動(dòng)，4秒末靜止在偏向A的某點(diǎn)v/ms110t/s2314解析：根據(jù)a-t圖象作出其v-t圖象，如右圖所示，由該圖可以看出物體的速度時(shí)大時(shí)小，但方向始終不變，一直向A運(yùn)動(dòng)，又因v-t圖象與t軸所圍“面積”數(shù)值上等于物體在t時(shí)間內(nèi)的位移大小，所以4秒末物體距A點(diǎn)為2米答案：D7、天文觀測(cè)表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度背離我們而運(yùn)動(dòng)，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度（稱為退行速度）越大；也就是說，宇宙在膨脹，

14、不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr。式中H為一常量，稱為哈勃常數(shù)，已由天文觀察測(cè)定，為解釋上述現(xiàn)象，有人提供一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，假設(shè)大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們?cè)竭h(yuǎn)，這一結(jié)果與上述天文觀測(cè)一致。 由上述理論和天文觀測(cè)結(jié)果，可估算宇宙年齡T，其計(jì)算式如何？根據(jù)近期觀測(cè)，哈勃常數(shù)H=310-2m/（s 光年），其中光年是光在一年中行進(jìn)的距離，由此估算宇宙的年齡約為多少年？解析：由題意可知，可以認(rèn)為宇宙中的所有星系均從同一點(diǎn)同時(shí)向外做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于各自的速度不同，所以星系間的距離

15、都在增大，以地球?yàn)閰⒖枷?，所有星系以不同的速度均在勻速遠(yuǎn)離。則由s=vt可得r=vT，所以，宇宙年齡：T=若哈勃常數(shù)H=310-2m/（s 光年）則T=1010年思考：1 宇宙爆炸過程動(dòng)量守恒嗎？如果爆炸點(diǎn)位于宇宙的“中心”，地球相對(duì)于這個(gè)“中心”做什么運(yùn)動(dòng)？其它星系相對(duì)于地球做什么運(yùn)動(dòng)？ 2 其它星系相對(duì)于地球的速度與相對(duì)于這個(gè)“中心”的速度相等嗎？8、摩托車在平直公路上從靜止開始起動(dòng)，a1=1.6m/s2，稍后勻速運(yùn)動(dòng)，然后減速，a2=6.4m/s2，直到停止，共歷時(shí)130s，行程1600m。試求：摩托車行駛的最大速度vm；若摩托車從靜止起動(dòng)，a1、a2不變，直到停止，行程不變，所需最短時(shí)

16、間為多少？分析：（1）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分三個(gè)階段：勻加速運(yùn)動(dòng)；勻速運(yùn)動(dòng)；勻減速運(yùn)動(dòng)。可借助v-t圖象表示。（2）首先要回答摩托車以什么樣的方式運(yùn)動(dòng)可使得時(shí)間最短。借助v-t圖象可以證明：當(dāng)摩托車以a1勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到v/m時(shí)，緊接著以a2勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止時(shí)，行程不變，而時(shí)間最短v/ms1vm0t/s130a1a2解：（1）如圖所示，利用推論vt2-v02=2as有：+（130-）vm+=1600.其中a1=1.6m/s2,a2=6.4m/s2.解得：vm=12.8m/s（另一解舍去）.v/ms1vm0t/s130a1a2tmin(2)路程不變，則圖象中面積不變，當(dāng)v越大則t越小，如圖所示.

17、設(shè)最短時(shí)間為tmin，則tmin= =1600 其中a1=1.6m/s2,a2=6.4m/s2.由式解得vm=64m/s，故tmin=.既最短時(shí)間為50s.答案：（1）12.8m/s （2）50s9一平直的傳送以速率v=2m/s勻速行駛，傳送帶把A處的工件送到B處，A、B兩處相距L=10m，從A處把工件無初速度地放到傳送帶上，經(jīng)時(shí)間t=6s能傳送到B處，欲使工件用最短時(shí)間從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少應(yīng)多大？解析：物體在傳送帶上先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到v=2m/s后與傳送帶保持相對(duì)靜止，作勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，加速度為a，則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（6-t）s，則：v=at s1=

18、at2 s2=v(6-t) s1+s2=10 聯(lián)列以上四式，解得t=2s,a=1m/s2物體運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)速度即為皮帶的最小速度由v2=2as 得v=m/s傳送帶給物體的滑動(dòng)摩擦力提供加速度，即此加速度為物體運(yùn)動(dòng)的最大加速度.要使物體傳送時(shí)間最短，應(yīng)讓物體始終作勻加速運(yùn)動(dòng)10、一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s2的加速度開始行駛，恰在這時(shí)一輛自行車以6m/s的速度勻速駛來，從后邊趕過汽車。試求：汽車從路口開動(dòng)后，在追上自行車之前經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)？此時(shí)距離是多少？什么時(shí)候汽車追上自行車，此時(shí)汽車的速度是多少？解析：解法一：汽車開動(dòng)后速度由零逐漸增大，而自行車的速度是定值。

19、當(dāng)汽車的速度還小于自行車速度時(shí)，兩者的距離將越來越大，而一旦汽車速度增加到超過自行車速度時(shí)，兩車距離就將縮小。因此兩者速度相等時(shí)兩車相距最大，有，所以， 解法二：用數(shù)學(xué)求極值方法來求解設(shè)汽車在追上自行車之前經(jīng)過t時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)，因?yàn)樗?，由二次函?shù)求極值條件知，時(shí)，最大即（2）汽車追上自行車時(shí)，二車位移相等，則 , 解法三：用相對(duì)運(yùn)動(dòng)求解更簡(jiǎn)捷選勻速運(yùn)動(dòng)的自行車為參考系，則從運(yùn)動(dòng)開始到相距最遠(yuǎn)這段時(shí)間內(nèi)，汽車相對(duì)此參考系的各個(gè)物理量為：初速度v0 = v汽初v自 =（06）m/s = 6m/s末速度vt = v汽末v自 =（66）m/s = 0加速度 a = a汽a自 =（30）m/s2 =

20、 3m/s2所以相距最遠(yuǎn) s= =6m（負(fù)號(hào)表示汽車落后）解法四：用圖象求解v/ms1v60t/sttv汽v自（1）自行車和汽車的v-t圖如圖，由于圖線與橫坐標(biāo)軸所包圍的面積表示位移的大小，所以由圖上可以看出：在相遇之前，在t時(shí)刻兩車速度相等時(shí)，自行車的位移（矩形面積）與汽車的位移（三角形面積）之差（即斜線部分）達(dá)最大，所以t=v自/a=s=2ss= vtat2/2 =（62322/2）m= 6m（2）由圖可看出：在t時(shí)刻以后，由v自或與v汽線組成的三角形面積與標(biāo)有斜線的三角形面積相等時(shí)，兩車的位移相等（即相遇）。所以由圖得相遇時(shí)，t= 2t = 4s，v= 2v自=12m/s答案 （1）2s

21、 6m （2）12m/s二、摩擦力專題明確摩擦力產(chǎn)生的條件物體間直接接觸 接觸面粗糙接觸面間有彈力存在物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)這四個(gè)條件緊密相連，缺一不可顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的，則肯定不存在摩擦力但滿足(1)、(2)而缺少(3)、 (4)中的任意一條，也不會(huì)有摩擦力如一塊磚緊靠在豎直墻，放手后讓其沿墻壁下滑，它滿足條件(1)、(2)、(4)，卻不具備條件(3)，即相互間無壓力，故磚不可能受到摩擦力作用又如，靜止在粗糙水平面上的物體它滿足了條件(1)、 (2)、(3)，缺少條件(4)，當(dāng)然也不存在摩擦力ABF圖1 由于不明確摩擦力產(chǎn)生的條件，導(dǎo)致答題錯(cuò)誤的事是經(jīng)常發(fā)生

22、的 例1 (1994年全國(guó)考題)如圖1所示，C是水平地面，、是兩個(gè)長(zhǎng)方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊上沿水平方向的力，物體和以相同的速度作勻速直綫運(yùn)動(dòng)，由此可知，、間的動(dòng)摩擦因數(shù)和、間的動(dòng)摩擦因數(shù)有可能是(A) 0， 0 (B) 0， 0(C) 0，0 (D) 0，0解析：本題中選、整體為研究對(duì)象，由于受推力的作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知地面對(duì)的摩擦力一定水平向左，故 0，對(duì)A受力分析可知，水平方向不受力，可能為0，可能不為0。正確答案為(B)、(D)二、了解摩擦力的特點(diǎn) 摩擦力具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：(1)接觸性； (2)被動(dòng)性所謂接觸性，即指物體受摩擦力作用物體間必直接接觸(反之不一定成立)。這種特點(diǎn)已經(jīng)包

23、括在摩擦力產(chǎn)生的條件里，這里不贅述。對(duì)于摩擦力的被動(dòng)性，現(xiàn)仔細(xì)闡述。所謂被動(dòng)性是指摩擦力隨外界約束因素變化而變化熟知的是靜摩擦力隨外力的變化而變化。圖2 例2 (1992年全國(guó)考題)如圖2所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力，即、和摩擦力作用，木塊圖2處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中10N、2N，若撤去力，則木塊在水平方向受到的合力為 (A)10N，方向向左 (B)6N，方向向右 (C)2N，方向向左 (D)零解析；沒有撤去時(shí)，物體所受合外力為零，此時(shí)靜摩擦力大小為8N，方向向左撤去以后，物體在作用下不可能沿水平方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，物體仍保擰靜止此時(shí)地面對(duì)物體的靜摩擦力大小為2N，方向向右

24、從上述分析可見靜摩擦力是被動(dòng)力答案應(yīng)為(D)對(duì)于滑動(dòng)摩擦力同樣具有被動(dòng)性把握摩擦力大小和方向的計(jì)算和判斷 中學(xué)物理只談靜摩擦和滑動(dòng)摩擦兩種(滾動(dòng)摩擦不講)其中沒有具體的計(jì)算公式，是隨外力變化的范圍值o，一般根據(jù)(1)平衡條件求；(2)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求而不但可根據(jù)上述的 (1)、(2)方法求，還可以用公式計(jì)算圖3ab 例3 如圖3所示，質(zhì)量為、帶電量為+q的小物體，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粗糙擋板ab的寬度略大于小物體厚度現(xiàn)給帶電體一個(gè)水平?jīng)_量，試分析帶電體所受摩擦力的情況 解析：帶電體獲得水平初速它在它在磁場(chǎng)中受洛侖茲力和重力，若，則帶電體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，不受摩擦力作

25、用 若，則帶電體貼著a板前進(jìn)，滑動(dòng)摩擦力，速度越來越小，變小，當(dāng)減小到，又有,它又不受摩擦力作用而勻速前進(jìn) 若，則帶電體貼著b板前逆?；瑒?dòng)摩擦力；,它減速運(yùn)動(dòng)動(dòng)直至靜止，而卻是變大的這充分說明也是具有被動(dòng)性，所以摩擦力是被動(dòng)力了解摩擦力的上述特點(diǎn)在解題時(shí)就能因題致宜，靈活地思考，少走彎路，避免出錯(cuò). 對(duì)于滑動(dòng)摩擦力的大小，還必須了解其與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與接觸面積大小無關(guān)的特點(diǎn) m圖4例4 如圖4所示，一質(zhì)量為m的貨物放在傾角為的傳送帶上隨傳送帶一起向上或向下做加速運(yùn)動(dòng)設(shè)加速度大小為，試求兩種情況下貨物所受的摩擦力 解析：物體m向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物體隨傳送帶向

26、上加速運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體的摩擦力必定沿傳送帶向上物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當(dāng)加速度為某一合適值時(shí)，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則摩擦力為零；當(dāng)加速度大于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向下；當(dāng)加速度小于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向上向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得： mgsinaFma(設(shè)F沿斜面向上)所以F=mgsina-ma當(dāng)a0與所設(shè)方向相同沿斜面向上當(dāng)agsina時(shí)，F(xiàn)=0即貨物與傳送帶間無摩擦力作用當(dāng)agsina時(shí)，F(xiàn)0）。設(shè)物塊從時(shí)刻起由靜止開始沿墻壁豎直向下滑動(dòng)，物

27、塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，得到物塊與豎直墻壁間的摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖象，如圖3所示，從圖線可以得出（ ） A. 在時(shí)間內(nèi)，物塊在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) B. 在時(shí)間內(nèi)，物塊在豎直方向做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng) C. 物塊的重力等于a D. 物塊受到的最大靜摩擦力總等于b 4. 如圖4所示，幾個(gè)傾角不同的光滑斜面具有共同的底邊AB，當(dāng)物體由靜止沿不同的傾角從頂端滑到底端，下面哪些說法是正確的？（ ） A. 傾角為30時(shí)所需時(shí)間最短 B. 傾角為45所需時(shí)間最短 C. 傾角為60所需時(shí)間最短 D. 所需時(shí)間均相等 5. 如圖5所示，質(zhì)量為M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一質(zhì)量為

28、m的物塊，物塊與木板及木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，若要以水平外力F將木板抽出，則力F的大小至少為（ ） A. B. C. D. 6. 一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，豎直固定在水平桌面上，一個(gè)小球從彈簧的正上方豎直落下，從小球與彈簧接觸開始直到彈簧被壓縮到最短的過程中，小球的速度和加速度的大小變化情況是（ ） A. 加速度越來越小，速度也越來越小 B. 加速度先變小后變大，速度一直是越來越小 C. 加速度先變小，后又增大，速度先變大，后又變小 D. 加速度越來越大，速度越來越小 7. 質(zhì)量的物體在拉力F作用下沿傾角為30的斜面斜向上勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為，力F的方向沿斜面向上，大小為10N。運(yùn)動(dòng)過

29、程中，若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬間物體的加速度的大小是_；方向是_。 8. 如圖6所示，傾斜的索道與水平方向的夾角為37，當(dāng)載物車廂加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物對(duì)車廂底板的壓力為物重的1.25倍，這時(shí)物與車廂仍然相對(duì)靜止，則車廂對(duì)物的摩擦力的大小是物重的_倍。 9. 如圖7所示，傳送帶AB段是水平的，長(zhǎng)20 m，傳送帶上各點(diǎn)相對(duì)地面的速度大小是2 m/s，某物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1?，F(xiàn)將該物塊輕輕地放在傳送帶上的A點(diǎn)后，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)B點(diǎn)？（g?。?10. 鴕鳥是當(dāng)今世界上最大的鳥。有人說它不會(huì)飛是因?yàn)槌岚蛲嘶耍绻r鳥長(zhǎng)了一副與身體大小成比例的翅膀，它是否就能飛起來呢？這是一個(gè)使

30、人極感興趣的問題，試閱讀下列材料并填寫其中的空白處。 鳥飛翔的必要條件是空氣的上舉力F至少與體重Gmg平衡，鳥扇動(dòng)翅膀獲得的上舉力可表示為，式中S為鳥翅膀的面積，v為鳥飛行的速度，c是恒量，鳥類能飛起的條件是，即_，取等號(hào)時(shí)的速率為臨界速率。 我們作一個(gè)簡(jiǎn)單的幾何相似性假設(shè)。設(shè)鳥的幾何線度為，質(zhì)量體積，于是起飛的臨界速率。燕子的滑翔速率最小大約為20 km/h，而鴕鳥的體長(zhǎng)大約是燕子的25倍，從而跑動(dòng)起飛的臨界速率為_km/h，而實(shí)際上鴕鳥的奔跑速度大約只有40km/h，可見，鴕鳥是飛不起來的，我們?cè)谏钪羞€可以看到，像麻雀這樣的小鳥，只需從枝頭跳到空中，用翅膀拍打一兩下，就可以飛起來。而像天

31、鵝這樣大的飛禽，則首先要沿著地面或水面奔跑一段才能起飛，這是因?yàn)樾▲B的_，而天鵝的_。 11. 如圖8所示，A、B兩個(gè)物體靠在一起放在光滑水平面上，它們的質(zhì)量分別為。今用水平力推A，用水平力拉B，和隨時(shí)間變化的關(guān)系是。求從t=0到A、B脫離，它們的位移是多少？ 12. 如圖9所示，在傾角為的長(zhǎng)斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊，從靜止開始沿斜面下滑，滑塊質(zhì)量為m，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，帆受到的空氣阻力與滑塊下滑速度的大小成正比，即。 （1）寫出滑塊下滑加速度的表達(dá)式。 （2）寫出滑塊下滑的最大速度的表達(dá)式。 （3）若，從靜止下滑的速度圖象如圖所示的曲線，圖中直線是t0時(shí)的速度圖線的切線，由此求出和k的

32、值。 13. 如圖10所示，一個(gè)彈簧臺(tái)秤的秤盤和彈簧質(zhì)量均不計(jì)，盤內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量的靜止物體P，彈簧的勁度系數(shù)?，F(xiàn)施加給P一個(gè)豎直向上的拉力F，使P從靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。已知在頭0.2s內(nèi)F是變力，在0.2s以后，F(xiàn)是恒力，取，求拉力F的最大值和最小值?！驹囶}答案】 1. ABD 解析：木箱未運(yùn)動(dòng)前，A物體處于受力平衡狀態(tài)，受力情況：重力mg、箱底的支持力N、彈簧拉力F和最大的靜摩擦力（向左），由平衡條件知： 物體A被彈簧向右拉動(dòng)（已知），可能有兩種原因，一種是彈簧拉力（新情況下的最大靜摩擦力），可見，即最大靜摩擦力減小了，由知正壓力N減小了，即發(fā)生了失重現(xiàn)象，故物體運(yùn)動(dòng)的加速度必然豎直向下

33、，由于物體原來靜止，所以木箱運(yùn)動(dòng)的情況可能是加速下降，也可能是減速上升，A對(duì)B也對(duì)。 另一種原因是木箱向左加速運(yùn)動(dòng)，最大靜摩擦力不足使A物體產(chǎn)生同木箱等大的加速度，即的情形，D正確。 勻速向右運(yùn)動(dòng)的情形中A的受力情況與原來靜止時(shí)A的受力情況相同，且不會(huì)出現(xiàn)直接由靜止改做勻速運(yùn)動(dòng)的情形，C錯(cuò)。 2. C 小球受力如圖11（甲），T、N、G構(gòu)成一封閉三角形。 由圖11（乙）可見， AB變短，OB不變，OA不變，故T變小，N不變。 3. BC 在時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力小于物塊受到的重力，物塊向下做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)。滑動(dòng)摩擦力隨正壓力的增大而逐漸增大，合外力逐漸減小，加速度逐漸減小，B對(duì)。當(dāng)摩擦力不再

34、隨正壓力的變化而變化時(shí)，一定是靜摩擦力了。靜摩擦力的大小恰好與重力平衡，所以物塊受的重力等于a，C對(duì)。最大靜摩擦力隨正壓力的增大而增大，不會(huì)總等于b，D錯(cuò)。 4. B 解析：設(shè)沿一一般斜面下滑，傾角為，長(zhǎng)為，物體沿斜面做初速為零加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滑到底端的時(shí)間為t，則有： 聯(lián)立解得： 所以當(dāng)時(shí)，t最小，故選B。 5. D 解析：將木板抽出的過程中，物塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，m的加速度大小為，要抽出木板，必須使木板的加速度大于物塊的加速度，即，對(duì)木板受力分析如圖12，根據(jù)牛頓第二定律，得： 選項(xiàng)D正確 6. C 當(dāng)彈簧的彈力等于重力時(shí)，小球的速度最大，。 7. ，沿斜面向下 有拉

35、力時(shí)， 代入，求得 撤F瞬間， 8. 0.33 提示： 9. 11s 提示：物塊放到A點(diǎn)后先在摩擦力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到2m/s后，與傳送帶一起以2m/s的速度直至運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。 10. 解析：根據(jù)題意，鳥類飛起的必要條件是 即滿足 故 燕子的最小滑翔速率約為20 km/h，而鴕鳥的體長(zhǎng)大約是燕子的25倍。因 故 可見，鴕鳥起飛的臨界速率約為100km/h，而實(shí)際上鴕鳥的速率約為40km/h，可見鴕鳥是飛不起來的。 11. 4.17m 提示：以A、B整體為對(duì)象： 當(dāng)A、B相互脫離時(shí)，N0，則以A為研究對(duì)象 12. （1）對(duì)滑塊應(yīng)用牛頓第二定律有： 滑塊下滑加速度表達(dá)式為： （2）由式

36、可知，當(dāng)滑塊的速度增大時(shí)，其加速度是減小的，當(dāng)加速度為零時(shí)，滑塊的速度達(dá)到最大，由式可知最大速度為： （3）由圖可知，當(dāng)滑塊的速度為零時(shí)，其加速度為最大加速度，而由式可知當(dāng)滑塊的加速度為零時(shí)，它的速度最大，滑塊的最大速度為，由式和式有： 將g、m、代入式和式后解得： 13. 解析：根據(jù)題意，F(xiàn)是變力的時(shí)間，這段時(shí)間內(nèi)的位移就是彈簧最初的壓縮量S，由此可以確定上升的加速度a， 由得： 根據(jù)牛頓第二定律，有： 得： 當(dāng)時(shí)，F(xiàn)最小 當(dāng)時(shí)，F(xiàn)最大 拉力的最小值為90N，最大值為210N萬有引力定律專題萬有引力定律與牛頓三定律，并稱經(jīng)典力學(xué)四大定律，可見萬有引力定律的重要性。萬有引力定律定律已成為高考和

37、各地模擬試卷命題的熱點(diǎn)。此部分內(nèi)容在考綱中列為級(jí)要求。有關(guān)題目立意越來越新，但解題涉及的知識(shí)，難度不大，規(guī)律性較強(qiáng)。特別是隨著我國(guó)載人飛船升空和對(duì)空間研究的深入，高考對(duì)這部分內(nèi)容的考查將會(huì)越來越強(qiáng)。一、對(duì)萬有定律的理解 1萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路、方法 開普勒解決了行星繞太陽在橢圓軌道上運(yùn)行的規(guī)律，但沒能揭示出行星按此規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因英國(guó)物理學(xué)家牛頓(公元16421727)對(duì)該問題進(jìn)行了艱苦的探索，取得了重大突破 首先，牛頓論證了行星的運(yùn)行必定受到一種指向太陽的引力 其次，牛頓進(jìn)一步論證了行星沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)受到太陽的引力，與它們的距離的二次方成反比為了在中學(xué)階段較簡(jiǎn)便地說明推理過程，課本中是將橢

38、圓軌道簡(jiǎn)化為圓形軌道論證的 第三，牛頓從物體間作用的相互性出發(fā)，大膽假設(shè)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了行星受太陽的引力亦跟太陽的質(zhì)量成正比因此得出：太陽對(duì)行星的行力跟兩者質(zhì)量之積成正比最后，牛頓做了著名的“月一地”檢驗(yàn)，將引力合理推廣到宇宙中任何兩物體，使萬有引力規(guī)律賦予普遍性 2萬有引力定律的檢驗(yàn)牛頓通過對(duì)月球運(yùn)動(dòng)的驗(yàn)證，得出萬有引力定律，開始時(shí)還只能是一個(gè)假設(shè)，在其后的一百多年問，由于不斷被實(shí)踐所證實(shí)，才真正成為一種理論其中，最有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有以下四方面地球形狀的預(yù)測(cè)牛頓根據(jù)引力理論計(jì)算后斷定，地球的赤道部分應(yīng)該隆起，形狀像個(gè)橘子而笛卡爾根據(jù)旋渦假設(shè)作出的預(yù)言，地球應(yīng)該是兩極伸長(zhǎng)的扁球體，像個(gè)檸檬1735年

39、，法國(guó)科學(xué)院派出兩個(gè)測(cè)量隊(duì)分赴亦道地區(qū)的秘魯(緯度20)和高緯度處的拉普蘭德(66)，分別測(cè)得兩地1緯度之長(zhǎng)為：赤道處是m，兩極處是m后來，又測(cè)得法國(guó)附近緯度1的長(zhǎng)度和地球的扁率大地測(cè)量基本證實(shí)了牛頓的預(yù)言，從此，這場(chǎng)“橘子與檸檬”之爭(zhēng)才得以平息哈雷彗星的預(yù)報(bào)英國(guó)天文學(xué)家哈雷通過對(duì)彗星軌道的對(duì)照后認(rèn)為，1682年出現(xiàn)的大彗星與1607年、1531年出現(xiàn)的大彗星實(shí)際上是同一顆彗星，并根據(jù)萬有引力算出這個(gè)彗星的軌道，其周期是76年哈雷預(yù)言，1758年這顆彗星將再次光臨地球于是，預(yù)報(bào)彗星的回歸又一次作為對(duì)牛頓引力理論的嚴(yán)峻考驗(yàn)后來，彗星按時(shí)回歸，成為當(dāng)時(shí)破天荒的奇觀，牛頓理論又一次被得到證實(shí)海王星的

40、發(fā)現(xiàn)萬有引力常量的測(cè)定由此可見，一個(gè)新的學(xué)說決不是一蹴而就的，也只有通過反復(fù)的驗(yàn)證，才能被人們所普遍接受3萬有引力定律的適用條件例1、如下圖所示，在半徑R20cm、質(zhì)量M168kg的均勻銅球中，挖去一球形空穴，空穴的半徑為要，并且跟銅球相切，在銅球外有一質(zhì)量m1kg、體積可忽略不計(jì)的小球，這個(gè)小球位于連接銅球球心跟空穴中心的直線上，并且在空穴一邊，兩球心相距是d2m，試求它們之間的相互吸引力解： 完整的銅球跟小球m之間的相互吸引力為這個(gè)力F是銅球M的所有質(zhì)點(diǎn)和小球m的所有質(zhì)點(diǎn)之間引力的總合力，它應(yīng)該等于被挖掉球穴后的剩余部分與半徑為婁的銅球?qū)π∏騧的吸引力 F=F1+F2式中F1是挖掉球穴后的

41、剩余部分對(duì)m的吸引力，F(xiàn)2是半徑為R2的小銅球?qū)的吸引力。因?yàn)?，所以挖掉球穴后的剩余部分?duì)小球的引力為F1FF22.41109N例2、深入地球內(nèi)部時(shí)物體所受的引力假設(shè)地球?yàn)檎蝮w，各處密度均勻計(jì)算它對(duì)球外物體的引力，可把整個(gè)質(zhì)量集中于球心如果物體深入地球內(nèi)部，如何計(jì)算它所受的引力?如右圖所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在地層內(nèi)離地心為r的A處為了計(jì)算地球?qū)λ囊?，把地球分成許多薄層設(shè)過A點(diǎn)的對(duì)頂錐面上兩小塊體積分別為V1、V2當(dāng)V1和V2很小時(shí)，可以近似看成圓臺(tái)已知圓臺(tái)的體積公式 式中R1和R2分別是上、下兩底面的半徑當(dāng)圓臺(tái)很小很薄時(shí)，且Ha，Hb時(shí)，R1R2R那么HR2 根據(jù)萬有

42、引力定律 所以，即兩小塊體積的物體對(duì)A處質(zhì)點(diǎn)的引力大小相等，且方向相反，它們的合力為零當(dāng)把地球分成許多薄層后，可以看到，位于A點(diǎn)以外的這一圈地層(右圖中用斜線表示)對(duì)物體的引力互相平衡，相當(dāng)于對(duì)A處物體不產(chǎn)生引力，對(duì)A處物體的引力完全由半徑為r的這部分球體產(chǎn)生引力大小為即與離地心的距離成正比當(dāng)物體位于球心時(shí)，r=0，則FrO它完全不受地球的引力所以，當(dāng)一個(gè)質(zhì)量為m的物體從球心(r0)逐漸移到球外時(shí)，它所受地球的引力F隨r的變化關(guān)系如右圖所示即先隨r的增大正比例地增大；后隨r的增大，按平方反比規(guī)律減??；當(dāng)rR0(地球半徑)時(shí)，引力4注意領(lǐng)會(huì)卡文迪許實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙方法由萬有引力定律表達(dá)式可知，要測(cè)

43、定引力常量G，只需測(cè)出兩物體m1、m2間距離r及它們間萬有引力F即可由于一般物體間的萬有引力F非常小，很難用實(shí)驗(yàn)的方法顯示并測(cè)量出來，所以在萬有引力定律發(fā)現(xiàn)后的百余年間，一直沒有測(cè)出引力常量的準(zhǔn)確數(shù)值卡文迪許巧妙的扭秤實(shí)驗(yàn)通過多次“放大”的辦法解決了這一問題圖是卡文迪許實(shí)驗(yàn)裝置的俯視圖首先，圖中固定兩個(gè)小球m的r形架，可使m、m之間微小的萬有引力產(chǎn)生較大的力矩，使金屬絲產(chǎn)生一定角度的偏轉(zhuǎn)臼，這是一次“放大”效應(yīng)其次，為了使金屬絲的微小形變加以“放大”，卡文迪許用從1發(fā)出的光線射到平面鏡M上，在平面鏡偏轉(zhuǎn)角時(shí)，反射光線偏轉(zhuǎn)2角，可以得出光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)的弧長(zhǎng)s2R，增大小平面鏡M到刻度尺的距離

44、R，光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)的弧長(zhǎng)S就相應(yīng)增大，這又是一次“放大”效應(yīng)由于多次巧妙“放大”，才使微小的萬有引力顯示并測(cè)量出來除“放大法”外，物理上觀察實(shí)驗(yàn)效果的方法，還包括“轉(zhuǎn)換法”、“對(duì)比法”等深刻認(rèn)識(shí)卡文迪許實(shí)驗(yàn)的意義(1)卡文迪許通過改變質(zhì)量和距離，證實(shí)了萬有引力的存在及萬有引力定律的正確性(2)第一次測(cè)出了引力常量，使萬有定律能進(jìn)行定量計(jì)算，顯示出真正的實(shí)用價(jià)值(3)標(biāo)志著力學(xué)實(shí)驗(yàn)精密程度的提高，開創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代(4)表明：任何規(guī)律的發(fā)現(xiàn)總是經(jīng)過理論上的推理和實(shí)驗(yàn)上的反復(fù)驗(yàn)證才能完成5物體在地面上所受的引力與重力的區(qū)別和聯(lián)系地球?qū)ξ矬w的引力是物體具有重力的根本原因但重力又不完全等于引力

45、這是因?yàn)榈厍蛟诓煌５刈赞D(zhuǎn)，地球上的一切物體都隨著地球自轉(zhuǎn)而繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這就需要向心力這個(gè)向心力的方向是垂直指向地軸的，它的大小是，式中的r是物體與地軸的距離，是地球自轉(zhuǎn)的角速度這個(gè)向心力來自哪里?只能來自地球?qū)ξ矬w的引力F，它是引力F的一個(gè)分力如右圖，引力F的另一個(gè)分力才是物體的重力mg在不同緯度的地方，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，而圓周的半徑r不同，這個(gè)半徑在赤道處最大，在兩極最小(等于零)緯度為處的物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力 (R為地球半徑)，由公式可見，隨著緯度升高，向心力將減小，在兩極處Rcos0，f0作為引力的另一個(gè)分量，即重力則隨緯度升高而增大在赤道上，物體的重力等于

46、引力與向心力之差即在兩極，引力就是重力但由于地球的角速度很小，僅為105rads數(shù)量級(jí)，所以mg與F的差別并不很大在不考慮地球自轉(zhuǎn)的條件下，地球表面物體的重力這是一個(gè)很有用的結(jié)論從圖中還可以看出重力mg一般并不指向地心，只有在南北兩極和赤道上重力mg才能向地心同樣，根據(jù)萬有引力定律知道，在同一緯度，物體的重力和重力加速度g的數(shù)值，還隨著物體離地面高度的增加而減小若不考慮地球自轉(zhuǎn)，地球表面處有，可以得出地球表面處的重力加速度在距地表高度為h的高空處，萬有引力引起的重力加速度為g，由牛頓第二定律可得：即如果在h處，則gg4在月球軌道處，由于r60，所以重力加速度g g3600重力加速度隨高度增加而

47、減小這一結(jié)論對(duì)其他星球也適用例3、某行星自轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為地球上的6h，在這行星上用彈簧秤測(cè)某物體的重量，在該行量赤道上稱得物重是兩極時(shí)測(cè)得讀數(shù)的90，已知萬有引力恒量G6.671011Nm2kg2，若該行星能看做球體，則它的平均密度為多少?解析在兩極，由萬有引力定律得 在赤道 依題意mg=O.9mg 由式和球體積公式聯(lián)立解得二、萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用萬有引力定律提供天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力人造地球衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系由得r越大，v越小由得r越大，越小由得r越大，T越大例4、土星外層上有一個(gè)環(huán)。為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測(cè)量環(huán)中各層的線速度a與該l層

48、到土星中心的距離R之間的關(guān)系來判斷： ( )A若vR，則該層是土星的一部分；B若v2R，則該層是土星的衛(wèi)星群C若vR，則該層是土星的一部分 D若v2R，則該層是土星的衛(wèi)星群求天體質(zhì)量、密度由 即可求得注意天體半徑與衛(wèi)星軌跡半徑區(qū)別人造地球衛(wèi)星的離心向心問題例5、在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每到太陽活動(dòng)期，由于受太陽的影響，地球大氣層的厚度開始增加，從而使得部分垃圾進(jìn)入大氣層，開始做靠近地球的向心運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是 ( C )A由于太空垃圾受到地球引力減小而導(dǎo)致的向心運(yùn)動(dòng)B由于太空垃圾受到地球引力增大而導(dǎo)致的向心運(yùn)動(dòng)C由于太空垃圾受到空氣阻力而導(dǎo)致的向心運(yùn)動(dòng)D地球引

49、力提供了太空垃圾做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故產(chǎn)生向心運(yùn)動(dòng)的結(jié)果與空氣阻力無關(guān)例6、宇宙飛船要與軌道空間站對(duì)接，飛船為了追上軌道空間站 ( A ) A只能從較低軌道上加速 B只能從較高軌道上加速 C只能從同空間站同一高度軌道上加速 D無論在什么軌道上，只要加速都行人造地球衛(wèi)星宇宙速度第一宇宙速度，是地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星在近地軌道上運(yùn)行時(shí)的速度由得例7、1990年3月，紫金山天文臺(tái)將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)小行星命名為吳健雄星，其直徑為32 km，如該小行星的密度和地球相同，則其第一宇宙速度為 ms，已知地球半徑=6400km，地球的第一宇宙速度為8 kms（20ms）

50、第二宇宙速度的計(jì)算 如果人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度等于或大于1l.2kms，就會(huì)脫離地球的引力，這個(gè)速度稱為第二宇宙速度 為了用初等數(shù)學(xué)方法計(jì)算第二宇宙速度，設(shè)想從地球表面至無窮遠(yuǎn)處的距離分成無數(shù)小段ab、bc、，等分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑為r1、r2，如下圖所示由于每一小段ab、bc、cd極小，這一小段上的引力可以認(rèn)為不變因此把衛(wèi)星從地表a送到b時(shí)，外力克服引力做功 同理，衛(wèi)星從地表移到無窮遠(yuǎn)過程中，各小段上外力做的功分別為把衛(wèi)星送至無窮遠(yuǎn)處所做的總功 為了掙脫地球的引力衛(wèi)星必須具有的動(dòng)能為所以 第三宇宙速度的推算脫離太陽引力的速度稱為第三宇宙速度因?yàn)榈厍蚶@太陽運(yùn)行的速度為v地30km/s，根據(jù)推

51、導(dǎo)第二宇宙速度得到的脫離引力束縛的速度等于在引力作用下環(huán)繞速度的倍，即因?yàn)槿嗽焯祗w是在地球上，所以只要沿地球運(yùn)動(dòng)軌道的方向增加v12.4kms即可，即需增加動(dòng)能所以人造天體需具有的總能量為得第三宇宙速度 動(dòng)量守恒定律一：復(fù)習(xí)要點(diǎn)1定律內(nèi)容:相互作用的幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)，如果不受外力作用，或者它們受到的外力之和為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2一般數(shù)學(xué)表達(dá)式：3動(dòng)量守恒定律的適用條件 ：系統(tǒng)不受外力或受到的外力之和為零（F合=0）； 系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力（F外F內(nèi)），則系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒；系統(tǒng)某一方向不受外力作用或所受外力之和為零，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒(分方向動(dòng)量守恒)4動(dòng)量恒定律的五個(gè)特性

52、系統(tǒng)性：應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，應(yīng)明確研究對(duì)象是一個(gè)至少由兩個(gè)相互作用的物體組成的系統(tǒng)，同時(shí)應(yīng)確保整個(gè)系統(tǒng)的初、末狀態(tài)的質(zhì)量相等矢量性：系統(tǒng)在相互作用前后，各物體動(dòng)量的矢量和保持不變當(dāng)各速度在同一直線上時(shí)，應(yīng)選定正方向，將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算同時(shí)性：應(yīng)是作用前同一時(shí)刻的速度，應(yīng)是作用后同時(shí)刻的速度相對(duì)性：列動(dòng)量守恒的方程時(shí)，所有動(dòng)量都必須相對(duì)同一慣性參考系，通常選取地球作參考系普適性：它不但適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，而且還適用于微觀高速運(yùn)動(dòng)的粒子它與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相比，適用范圍要廣泛得多，又因動(dòng)量守恒定律不考慮物體間的作用細(xì)節(jié)，在解決問題上比牛頓運(yùn)動(dòng)定律更簡(jiǎn)捷二：典題分析1.放在光滑水平面上的A、

53、B兩小車中間夾了一壓縮輕質(zhì)彈簧，用兩手控制小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是 ( ) A.兩手同時(shí)放開，兩車的總動(dòng)量等于零 B先放開右手，后放開左手，兩車的總動(dòng)量向右 C先放開右手，后放開左手，兩車的總動(dòng)量向左D先放開右手，后放開左手，兩車的總動(dòng)量為零解析：該題考查動(dòng)量守恒的條件，答案為 AB2、兩滑塊在一水平長(zhǎng)直氣墊導(dǎo)軌上相碰用頻閃照相機(jī)在0，2，3各時(shí)刻閃光四次，攝得如圖所示照片，其中像有重疊，（32），由此可判斷（ ）碰前靜止，碰撞發(fā)生在60處，2.5時(shí)刻碰后靜止，碰撞發(fā)生在60處，0.5時(shí)刻碰前靜止，碰撞發(fā)生在60處，0.5時(shí)刻碰后靜止，碰撞發(fā)生在60處，2.5時(shí)刻解析：該題重點(diǎn)考查根

54、據(jù)照片建立碰撞的物理圖景，答案為 B3質(zhì)量為50的人站在質(zhì)量為150（不包括人的質(zhì)量）的船頭上，船和人以0.20m/s的速度向左在水面上勻速運(yùn)動(dòng)，若人用t =10s的時(shí)間勻加速?gòu)拇^走到船尾，船長(zhǎng)L5m，則船在這段時(shí)間內(nèi)的位移是多少？（船所受水的阻力不計(jì)）SL 分析：（該題利用動(dòng)量守恒重點(diǎn)考查了人、船模型中速度關(guān)系、位移關(guān)系）解析：設(shè)人走到船尾時(shí)，人的速度為，船的速度為 對(duì)系統(tǒng)分析：動(dòng)量守恒 對(duì)船分析：（勻加速運(yùn)動(dòng)） S = 對(duì)人分析：（勻加速運(yùn)動(dòng)） 得：S = 3.25 m. 4如圖所示，一塊足夠長(zhǎng)的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并非放有序號(hào)是1，2，3，n的物體，所有物塊的質(zhì)量均

55、為m，與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，開始時(shí)，木板靜止不動(dòng)，第1，2，3，n號(hào)物塊的初速度分別是v，2 v，3 v，nv，方向都向右，木板的質(zhì)量與所有物塊的總質(zhì)量相等 ,最終所有物塊與木板以共同速度勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊之間均無相互碰撞，木板足夠長(zhǎng)。試求：（1）所有物塊與木板一起勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；（2）第1號(hào)物塊與木板剛好相對(duì)靜止時(shí)的速度v；（3）通過分析與計(jì)算說明第k號(hào)（kn物塊的最小速度v12nV02V0nV0分析：（多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，應(yīng)恰當(dāng)選擇小系統(tǒng)利用動(dòng)量守恒定律求解）在木板上各個(gè)物塊相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)，都給木板一個(gè)向右的磨擦力，因各個(gè)物塊質(zhì)量相同，滑動(dòng)磨擦力都一樣，木板在磨擦力的作用下向右加速。由

56、于每個(gè)物塊的初始速度不同，因而相對(duì)木板靜止的物塊順序依次是1，2，n號(hào)，當(dāng)?shù)谝惶?hào)物塊由v到相對(duì)木板靜止時(shí)，其動(dòng)量變化設(shè)為p，則其他各個(gè)所有物塊在這段時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量變化也都為p（f相同，T相同），因木板與所有物塊總動(dòng)量守恒，故可用動(dòng)量守恒關(guān)系求出第1號(hào)物塊相對(duì)木板靜止時(shí)的速度。解析：（1）設(shè)所有物塊都相對(duì)木板靜止時(shí)的速度為 v，因木板與所有物塊系統(tǒng)水平方向不受外力，動(dòng)量守恒，應(yīng)有：m v+m2 v+m3 v+mn v=（M + nm）v eq oac(,1) M = nm， eq oac(,2)解得: v=（n+1）v， （2）設(shè)第1號(hào)物塊相對(duì)木板靜止時(shí)的速度為v，取木板與物塊1為系統(tǒng)一部分，第2

57、 號(hào)物塊到第n號(hào)物塊為系統(tǒng)另一部分，則 木板和物塊1 p =（M + m）v-m v， 2至n號(hào)物塊 p=（n-1）m（v- v）由動(dòng)量守恒定律： p=p，解得 v= v， eq oac(,3)（3）設(shè)第k號(hào)物塊相對(duì)木板靜止時(shí)的速度由v ，則第k號(hào)物塊速度由k v減為v的過程中，序數(shù)在第k號(hào)物塊后面的所有物塊動(dòng)量都減小m（k v- v），取木板與序號(hào)為1至K號(hào)以前的各物塊為一部分，則 p=（M+km）v-（m v+m2 v+mk v）=（n+k）m v-（k+1）m v序號(hào)在第k以后的所有物塊動(dòng)量減少的總量為 p=（n-k）m（k v- v）由動(dòng)量守恒得 p=p， 即（n+k）m v-（k+1

58、）m v= （n-k）m（k v- v），解得 v=5.如圖所示，人與冰車質(zhì)量為M，球質(zhì)量為m，開始均靜止于光滑冰面上，現(xiàn)人將球以對(duì)地速度V水平向右推出，球與擋板P碰撞后等速率彈回，人接住球后又將球以同樣的速度V向右推出如此反復(fù)，已知M = 16 m，試問人推球幾次后將接不到球?分析：（該題是多過程動(dòng)量守恒問題，可以采用數(shù)學(xué)歸納的方法研究；當(dāng)然也可整個(gè)過程采用動(dòng)量定理研究）解析： 取水平向左為正方向，冰車、人、球?yàn)橄到y(tǒng)由動(dòng)量守恒定律，對(duì)第一次推球過程有： 對(duì)第二次整個(gè)接、推球過程有： 對(duì)第三次整個(gè)接、推球過程有： 對(duì)第n次整個(gè)接、推球過程同理分析得： 設(shè)推球n次后恰接不到球，則，故有 代人已知

59、條件解得：n = 8.5， 即人推球9次后將接不到球三：動(dòng)量守恒定律適應(yīng)練習(xí)丹陽六中 馬躍中1質(zhì)量為m的人隨平板車以速度V在平直跑道上勻速前進(jìn)，不考慮摩擦阻力，當(dāng)此人相對(duì)于車豎直跳起至落回原起跳位置的過程中，平板車的速度 ( ) A保持不變 B變大 C變小 D先變大后變小 E先變小后變大2兩名質(zhì)量相等的滑冰人甲和乙都靜止在光滑的水平冰面上現(xiàn)在其中一人向另一人拋出一個(gè)籃球，另一人接球后再拋回如此反復(fù)進(jìn)行幾次后，甲和乙最后的速率關(guān)系是 ( ) A若甲先拋球，則一定是V甲V乙 B若乙最后接球，則一定是V甲V乙 C只有甲先拋球，乙最后接球，才有V甲V乙D無論怎樣拋球和接球，都是V甲V乙3一小型宇宙飛船

60、在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如果飛船沿其速度相反的方向彈射出一個(gè)質(zhì)量較大的物體，則下列說法中正確的是( ) A物體與飛船都可按原軌道運(yùn)行 B物體與飛船都不可能按原軌道運(yùn)行 C物體運(yùn)行的軌道半徑無論怎樣變化，飛船運(yùn)行的軌道半徑一定增加 D物體可能沿地球半徑方向豎直下落4在質(zhì)量為M 的小車中掛有一單擺，擺球的質(zhì)量為m。，小車(和單擺)以恒定的速度V沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此碰撞過程中，下列哪些說法是可能發(fā)生的( ) A.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)閂1、V2、V3，滿足(m。十M)V=MVl十mV2十m。V3 B擺球的速度不變，小車