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2024年高考物理終極押題密卷1(新課標(biāo)卷)一.選擇題1.(2024?太原一模)如圖所示,蜜蜂同上同下?lián)]動(dòng)兩個(gè)翅膀,在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣,A為加強(qiáng)區(qū)一點(diǎn),B為減弱區(qū)一點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.圖中B處質(zhì)點(diǎn)振幅最大 B.圖中A處質(zhì)點(diǎn)位移始終最大 C.蜜蜂兩翅膀揮動(dòng)頻率可以不同 D.A點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍2.(2024?山西模擬)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛,某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道PQ,從滑道的P點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)Q的過(guò)程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿PQ下滑過(guò)程中()A.所受摩擦力不變 B.所受支持力不變 C.重力做功的功率逐漸增大 D.機(jī)械能逐漸減小3.(2024?合肥二模)圖示為氫原子的能級(jí)圖。大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)發(fā)出波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3)的三種譜線。下列說(shuō)法中正確的是()A.λ1+λ2=λ3 B. C.λ1λ3=λ22 D.λ12+λ22=λ324.(2024?吉林模擬)2023年8月,我國(guó)首次在空間站中實(shí)現(xiàn)了微小衛(wèi)星的低成本入軌。在近地圓軌道飛行的中國(guó)空間站中,航天員操作機(jī)械臂釋放微小衛(wèi)星。若微小衛(wèi)星進(jìn)入比空間站低的圓軌道運(yùn)動(dòng),則入軌后微小衛(wèi)星的()A.角速度比空間站的大 B.加速度比空間站的小 C.速率比空間站的小 D.周期比空間站的大5.(2024?吉林模擬)生活在尼羅河的反天刀魚,它的器官能在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)線分布如圖所示,M、N、P為電場(chǎng)中的點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 B.P點(diǎn)電勢(shì)小于N點(diǎn)電勢(shì) C.M點(diǎn)電勢(shì)小于N點(diǎn)電勢(shì) D.某帶電小顆粒只在電場(chǎng)力作用下從N點(diǎn)沿虛線軌跡運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn),其在N點(diǎn)電勢(shì)能小于在M點(diǎn)電勢(shì)能(多選)6.(2024?吉林一模)碰碰車深受青少年的喜愛,因此大多數(shù)游樂(lè)場(chǎng)都設(shè)置了碰碰車,如圖所示為兩游客分別駕駛碰碰車進(jìn)行游戲。在某次碰撞時(shí),紅車靜止在水平面上,黃車以恒定的速度與紅車發(fā)生正撞;已知黃車和紅車連同游客的質(zhì)量分別為m1、m2,碰后兩車的速度大小分別為v1、v2,假設(shè)碰撞的過(guò)程沒(méi)有機(jī)械能損失。則下列說(shuō)法正確的是()A.若碰后兩車的運(yùn)動(dòng)方向相同,則一定有m1>m2 B.若碰后黃車反向運(yùn)動(dòng),則碰撞前后黃車的速度大小之比可能為5:6 C.若碰后黃車反向運(yùn)動(dòng)且速度大于紅車,則一定有m2>3m1 D.碰后紅車的速度與碰前黃車的速度大小之比可能為3:1(多選)7.(2024?吉林一模)如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a→b→c→d→a過(guò)程的V﹣T圖像,其中ac的連線過(guò)原點(diǎn),bc、da連線與橫軸平行,cd連線與縱軸平行。則下列說(shuō)法正確的是()A.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體對(duì)外做正功 B.從狀態(tài)b到狀態(tài)c,單位時(shí)間、單位面積撞擊器壁的分子數(shù)不變 C.從狀態(tài)c到狀態(tài)d,氣體向外放出熱量 D.a(chǎn)到b氣體對(duì)外做的功等于c到d外界對(duì)氣體做的功(多選)8.(2024?吉林一模)如圖甲所示,“水上飛人”是一種水上娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)。噴水裝置向下持續(xù)噴水,總質(zhì)量為M的人與噴水裝置,受到向上的反沖作用力騰空而起,在空中做各種運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間內(nèi),人與噴水裝置在豎直方向運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像如圖乙所示,水的反沖作用力的功率恒定,規(guī)定向上的方向?yàn)檎?,忽略水管?duì)噴水裝置的拉力以及空氣的阻力,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是()A.t1~t2時(shí)間內(nèi),水的反沖作用力越來(lái)越大 B.水的反沖作用力的功率為Mgv2 C.t1時(shí)刻,v﹣t圖像切線的斜率為 D.t1﹣t2時(shí)間內(nèi)人與噴水裝置在豎直方向的運(yùn)動(dòng)高度為二、實(shí)驗(yàn)題9.(2024?合肥二模)如圖(a)所示,某興趣小組用單擺測(cè)量重力加速度。選用的實(shí)驗(yàn)器材有:智能手機(jī)、小球、細(xì)線、鐵架臺(tái)、夾子、游標(biāo)卡尺、刻度尺等,實(shí)驗(yàn)操作如下:(1)用鐵夾將細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上,將小球豎直懸掛;(2)用刻度尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度為l,用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑為d;(3)將智能手機(jī)置于小球平衡位置的正下方,啟用APP《手機(jī)物理工坊》的“近距秒表”功能;(4)將小球由平衡位置拉開一個(gè)角度(θ<5°),靜止釋放,軟件同時(shí)描繪出小球與手機(jī)間距離隨時(shí)間變化的圖像,如圖(b)所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(i)根據(jù)圖(b)可知,單擺的周期T=s;(ii)重力加速度g的表達(dá)式為(用測(cè)得的物理量符號(hào)表示);(iii)改變擺線長(zhǎng)度l,重復(fù)步驟(2)、(3)、(4)的操作,可以得到多組T和l的值,進(jìn)一步描繪出如圖(c)的圖像,則該圖像以為橫坐標(biāo)(選填“”、“T”或“T2”),若圖線的斜率為k,則重力加速度的測(cè)量值為。10.(2024?呂梁一模)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們想利用電壓表和電阻箱測(cè)量一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,他們找到了如下實(shí)驗(yàn)器材:電池組(電動(dòng)勢(shì)約為6.0V,內(nèi)阻約為1Ω);靈敏電流計(jì)G(滿偏電流Ig=100μA);內(nèi)阻Rg=200Ω,定值電阻R0(R0=1Ω);定值電阻R1;電阻箱R;開關(guān)與導(dǎo)線若干。同學(xué)們研究器材,思考討論后確定了如下的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你將該方案補(bǔ)充完整。(1)若想把靈敏電流計(jì)G改裝成量程為8V的電壓表,需要(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)定值電阻R1等于Ω。(2)為了準(zhǔn)確測(cè)出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。(3)同學(xué)們根據(jù)采集到的靈敏電流計(jì)G的讀數(shù)I和電阻箱的讀數(shù)R,作出的圖像如圖乙所示,已知圖線的斜率為k,縱截距為b,電源中的電流遠(yuǎn)大于電流計(jì)G中的電流,則所測(cè)得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻r=。(用題目中所給的字母表示)(4)該小組同學(xué)繼續(xù)研討探究;圖丙所示為他們測(cè)得的某型號(hào)小燈泡的伏安特性曲線,如果把四個(gè)該型號(hào)的燈泡并聯(lián)后再與R2=9.0Ω的定值電阻串聯(lián)起來(lái)接在上述電池組上(若測(cè)得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω),如圖丁則四只燈泡消耗的實(shí)際總功率為W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。三.解答題(共3小題)11.(2024?長(zhǎng)春一模)一種測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空玻璃管內(nèi)陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽(yáng)極A與陰極K之間的高壓加速后,形成一細(xì)束電子流,以平行于平板電容器極板的速度進(jìn)入兩極板C、D間的區(qū)域,若兩極板C、D間無(wú)電壓,電子將打在熒光屏上的O點(diǎn),若在兩極板間施加電壓U,則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn);若在極板間再施加一個(gè)方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O點(diǎn)。該裝置中C、D極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,間距為d,極板區(qū)的中點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)2,P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為h。(1)判斷所加磁場(chǎng)的方向;(2)求電子經(jīng)高壓加速后的速度大小v;(3)求電子的比荷。12.(2024?長(zhǎng)春一模)如圖,質(zhì)量M=4kg的一只長(zhǎng)方體形空箱子在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速直線運(yùn)動(dòng),箱子與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4。這時(shí)箱子內(nèi)一個(gè)質(zhì)量m=1kg的物塊恰好能靜止在后壁上。物塊與箱子內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)箱子對(duì)物塊彈力的大??;(2)水平拉力F的大小。13.(2024?延邊州一模)如圖所示,兩對(duì)電阻不計(jì)、間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,轉(zhuǎn)角處用一小段光滑絕緣的弧形材料平滑連接。傾斜導(dǎo)軌與水平地面的夾角θ=30°,上端連接電阻R1=R0,大小B1=B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ垂直于整個(gè)傾斜導(dǎo)軌向上。水平導(dǎo)軌上靜置著U形導(dǎo)線框cdef,cd邊和ef邊均緊密貼合導(dǎo)軌,右側(cè)MN和PQ之間有寬為2L、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,大小B2未知,末端連接電阻R2=2R0。質(zhì)量為m、電阻為R0、長(zhǎng)也為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab垂直于傾斜導(dǎo)軌由靜止釋放,在到達(dá)底端前已開始勻速運(yùn)動(dòng),后進(jìn)入水平導(dǎo)軌與線框cdef發(fā)生碰撞,立即連成閉合線框abed,然后再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ。已知U形線框cdef的三條邊與導(dǎo)體棒ab完全相同,重力加速度為g,導(dǎo)體棒和線框在運(yùn)動(dòng)中均與導(dǎo)軌接觸良好。(1)求ab棒在傾斜導(dǎo)軌上所受重力的最大功率;(2)若閉合線框abed在完全進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ之前速度減為零,求電阻R2產(chǎn)生的熱量;(3)若閉合線框abed剛好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)Ⅱ的右邊界線PQ處時(shí)速度減為零,求磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。
2024年菁優(yōu)高考物理終極押題密卷1(新課標(biāo)卷)參考答案與試題解析一.實(shí)驗(yàn)題二.試題(共10小題)1.(2024?太原一模)如圖所示,蜜蜂同上同下?lián)]動(dòng)兩個(gè)翅膀,在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣,A為加強(qiáng)區(qū)一點(diǎn),B為減弱區(qū)一點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.圖中B處質(zhì)點(diǎn)振幅最大 B.圖中A處質(zhì)點(diǎn)位移始終最大 C.蜜蜂兩翅膀揮動(dòng)頻率可以不同 D.A點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍【考點(diǎn)】波的干涉現(xiàn)象.【專題】定性思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;理解能力.【分析】?jī)刹òl(fā)生干涉時(shí),振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)與兩個(gè)波源的距離差為零或者為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍,振動(dòng)減弱點(diǎn)與兩個(gè)波源的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍?!窘獯稹拷猓篈、由題,B是振動(dòng)減弱點(diǎn),則B點(diǎn)的振幅最小,故A錯(cuò)誤;B、圖中A點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),則A點(diǎn)的振幅增大,并不是A處質(zhì)點(diǎn)位移始終增大,故B錯(cuò)誤;C、蜜蜂兩翅膀揮動(dòng)頻率始終相同,不然,在水面上不能形成穩(wěn)定的干涉圖樣,故C錯(cuò)誤;D、A為加強(qiáng)點(diǎn),根據(jù)干涉加強(qiáng)點(diǎn)的條件可知,A點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查波的干涉,知道振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)的找法。2.(2024?山西模擬)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛,某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道PQ,從滑道的P點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)Q的過(guò)程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿PQ下滑過(guò)程中()A.所受摩擦力不變 B.所受支持力不變 C.重力做功的功率逐漸增大 D.機(jī)械能逐漸減小【考點(diǎn)】機(jī)械能;向心力;功率、平均功率和瞬時(shí)功率.【專題】比較思想;模型法;功能關(guān)系能量守恒定律;理解能力.【分析】滑雪運(yùn)動(dòng)員的速率不變,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),切向方向合力為零,法向方向合力大小不變,且提供向心力,對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析,結(jié)合受力的特點(diǎn)分析摩擦力、支持力的變化。根據(jù)重力與速度夾角的變化分析重力做功功率的變化。結(jié)合摩擦力做功情況分析機(jī)械能變化?!窘獯稹拷猓篈、滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道的P點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)Q的過(guò)程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),切向方向合力為零,法向方向合力大小不變,重力沿切線方向的分力逐漸減小,運(yùn)動(dòng)員所受摩擦力大小等于重力沿切線方向的分力,則知運(yùn)動(dòng)員所受的摩擦力減小,故A錯(cuò)誤;B、重力沿法向分力Gn逐漸增大,根據(jù)向心力方程可知FN﹣Gn=m,得FN=Gn+m,可知運(yùn)動(dòng)員所受支持力增大,故B錯(cuò)誤;C、重力、速率都不變,但重力與速度相互間夾角變大,豎直方向的分速度減小,則重力做功的功率逐漸減小,故C錯(cuò)誤;D、摩擦力一直做負(fù)功,機(jī)械能逐漸減小,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題要明確任意位置摩擦力的方向與速度方向相反,即沿曲線的切線方向。任意位置遠(yuǎn)動(dòng)員均受到重力、摩擦力及支持力。再根據(jù)合外力做功為零,可知摩擦力與重力沿圓弧的切線方向的分力等大、反向。3.(2024?合肥二模)圖示為氫原子的能級(jí)圖。大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)發(fā)出波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3)的三種譜線。下列說(shuō)法中正確的是()A.λ1+λ2=λ3 B. C.λ1λ3=λ22 D.λ12+λ22=λ32【考點(diǎn)】玻爾理論與氫原子的能級(jí)躍遷.【專題】定量思想;推理法;原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)專題;分析綜合能力.【分析】能級(jí)間躍遷輻射或吸收的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,根據(jù)該規(guī)律進(jìn)行分析?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)Em﹣En=hν=可得:,故有,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷所滿足的規(guī)律,即Em﹣En=hv,注意波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系。4.(2024?吉林模擬)2023年8月,我國(guó)首次在空間站中實(shí)現(xiàn)了微小衛(wèi)星的低成本入軌。在近地圓軌道飛行的中國(guó)空間站中,航天員操作機(jī)械臂釋放微小衛(wèi)星。若微小衛(wèi)星進(jìn)入比空間站低的圓軌道運(yùn)動(dòng),則入軌后微小衛(wèi)星的()A.角速度比空間站的大 B.加速度比空間站的小 C.速率比空間站的小 D.周期比空間站的大【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星;萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用.【專題】定量思想;類比法;人造衛(wèi)星問(wèn)題;理解能力.【分析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力分別列式求出角速度、線速度、加速度以及周期,進(jìn)行比較?!窘獯稹拷猓盒l(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由萬(wàn)有引力提供向心力可得整理可得微小衛(wèi)星的軌道半徑小于空間站的軌道半徑,即r衛(wèi)<r空則入軌后微小衛(wèi)星的角速度比空間站的大,速率比空間站的大,加速度比空間站的大,周期比空間站的小,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了萬(wàn)有引力定律的相關(guān)應(yīng)用,理解萬(wàn)有引力提供向心力,熟悉公式之間的推導(dǎo)關(guān)系即可完成解答,難度不大。5.(2024?吉林模擬)生活在尼羅河的反天刀魚,它的器官能在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)線分布如圖所示,M、N、P為電場(chǎng)中的點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 B.P點(diǎn)電勢(shì)小于N點(diǎn)電勢(shì) C.M點(diǎn)電勢(shì)小于N點(diǎn)電勢(shì) D.某帶電小顆粒只在電場(chǎng)力作用下從N點(diǎn)沿虛線軌跡運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn),其在N點(diǎn)電勢(shì)能小于在M點(diǎn)電勢(shì)能【考點(diǎn)】電場(chǎng)線;電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系;電勢(shì);電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理能力.【分析】根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度分析出不同位置的場(chǎng)強(qiáng)大??;沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低;根據(jù)電場(chǎng)力的做功類型分析出電勢(shì)能的變化。【解答】解:A、P點(diǎn)位置的電場(chǎng)線要比M點(diǎn)的稀疏,所以P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,故A錯(cuò)誤;B、從P到無(wú)窮遠(yuǎn)處,電勢(shì)降低,從無(wú)窮遠(yuǎn)處到N點(diǎn),電勢(shì)降低,所以P點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì),故B錯(cuò)誤;C、從N到N為沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)降低,所以M點(diǎn)電勢(shì)小于N點(diǎn)電勢(shì),故C正確;D、帶電小顆粒所受電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè),即小顆粒帶正電,從N移動(dòng)到M,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故N點(diǎn)電勢(shì)能大于M點(diǎn)電勢(shì)能,故D錯(cuò)誤;故選:C。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電場(chǎng)線的相關(guān)概念,理解在電場(chǎng)線中分析出電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)高低的方法即可,整體難度不大。(多選)6.(2024?吉林一模)碰碰車深受青少年的喜愛,因此大多數(shù)游樂(lè)場(chǎng)都設(shè)置了碰碰車,如圖所示為兩游客分別駕駛碰碰車進(jìn)行游戲。在某次碰撞時(shí),紅車靜止在水平面上,黃車以恒定的速度與紅車發(fā)生正撞;已知黃車和紅車連同游客的質(zhì)量分別為m1、m2,碰后兩車的速度大小分別為v1、v2,假設(shè)碰撞的過(guò)程沒(méi)有機(jī)械能損失。則下列說(shuō)法正確的是()A.若碰后兩車的運(yùn)動(dòng)方向相同,則一定有m1>m2 B.若碰后黃車反向運(yùn)動(dòng),則碰撞前后黃車的速度大小之比可能為5:6 C.若碰后黃車反向運(yùn)動(dòng)且速度大于紅車,則一定有m2>3m1 D.碰后紅車的速度與碰前黃車的速度大小之比可能為3:1【考點(diǎn)】一維碰撞模型;功能關(guān)系;動(dòng)量守恒定律.【專題】定量思想;推理法;動(dòng)量與動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律綜合;分析綜合能力.【分析】根據(jù)彈性碰撞的動(dòng)量守恒定理和機(jī)械能守恒定律求出二者的碰后速度,據(jù)此討論即可。【解答】解:AB、根據(jù)機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定理,有m1v=m1v1+m2v2,,解得:,可知,當(dāng)m1>m2時(shí)兩車得碰后速度方向相同,故A正確;BC、若碰后黃車反向運(yùn)動(dòng),則m1<m2,則碰撞后黃車速度小于碰撞前的速度,碰撞前后黃車的速度大小之比不可能為5:6,若碰后黃車反向運(yùn)動(dòng)且速度大于紅車,即,m2>3m1,故B錯(cuò)誤,C正確;D、設(shè)碰后紅車的速度與碰前黃車的速度大小之為3:1,即v2:v=3:1,得m1+3m2=0,不符合實(shí)際情況,故D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)量守恒和能量守恒定律的基本運(yùn)用,運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解題,關(guān)鍵選擇好研究的系統(tǒng),注意動(dòng)量守恒定律表達(dá)式的矢量性。(多選)7.(2024?吉林一模)如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a→b→c→d→a過(guò)程的V﹣T圖像,其中ac的連線過(guò)原點(diǎn),bc、da連線與橫軸平行,cd連線與縱軸平行。則下列說(shuō)法正確的是()A.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體對(duì)外做正功 B.從狀態(tài)b到狀態(tài)c,單位時(shí)間、單位面積撞擊器壁的分子數(shù)不變 C.從狀態(tài)c到狀態(tài)d,氣體向外放出熱量 D.a(chǎn)到b氣體對(duì)外做的功等于c到d外界對(duì)氣體做的功【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用;熱力學(xué)圖像類問(wèn)題.【專題】定量思想;類比法;氣體的狀態(tài)參量和實(shí)驗(yàn)定律專題;分析綜合能力.【分析】根據(jù)氣體體積的變化,確定做功情況;根據(jù)壓強(qiáng)的變化確定單位時(shí)間、單位面積撞擊器壁的分子數(shù)的大??;一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定;應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分析答題;根據(jù)圖示圖象分析清楚氣體狀態(tài)a→b與c→d的過(guò)程平均壓強(qiáng)的大小,再比較做功?!窘獯稹拷猓篈、從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體體積增大,則氣體對(duì)外做正功,故A正確;B、從狀態(tài)b到狀態(tài)c,氣體體積不變,分子數(shù)密度不變,溫度升高,根據(jù)一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程,可知?dú)怏w壓強(qiáng)增大,又溫度升高,氣體平均動(dòng)能增大,所以單位時(shí)間、單位面積撞擊器壁的分子數(shù)增加,故B錯(cuò)誤;C、從狀態(tài)c到狀態(tài)d,氣體溫度不變,故內(nèi)能不變;體積減小,則外界對(duì)氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=Q+W,可知,氣體放出熱量,故C正確;D、由一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程可得:,結(jié)合題圖V﹣T圖像上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越大,氣體的壓強(qiáng)越小,從狀態(tài)a到狀態(tài)b與從狀態(tài)c到狀態(tài)d,氣體體積變化量在數(shù)值上相等,由狀態(tài)a到狀態(tài)b的平均壓強(qiáng)小于狀態(tài)c到狀態(tài)d,所以a到b氣體對(duì)外做的功小于c到d外界對(duì)氣體做的功,故D錯(cuò)誤;故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查圖像問(wèn)題,知道一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定、知道壓強(qiáng)與單位時(shí)間、單體面積撞擊器壁的分子數(shù)決定等是解題的關(guān)鍵。根據(jù)圖示圖象分析清楚氣體狀態(tài)變化過(guò)程,應(yīng)用熱力學(xué)第一定律和一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程分析解題。(多選)8.(2024?吉林一模)如圖甲所示,“水上飛人”是一種水上娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)。噴水裝置向下持續(xù)噴水,總質(zhì)量為M的人與噴水裝置,受到向上的反沖作用力騰空而起,在空中做各種運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間內(nèi),人與噴水裝置在豎直方向運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像如圖乙所示,水的反沖作用力的功率恒定,規(guī)定向上的方向?yàn)檎?,忽略水管?duì)噴水裝置的拉力以及空氣的阻力,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是()A.t1~t2時(shí)間內(nèi),水的反沖作用力越來(lái)越大 B.水的反沖作用力的功率為Mgv2 C.t1時(shí)刻,v﹣t圖像切線的斜率為 D.t1﹣t2時(shí)間內(nèi)人與噴水裝置在豎直方向的運(yùn)動(dòng)高度為【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率;牛頓第二定律.【專題】定量思想;推理法;動(dòng)量定理應(yīng)用專題;推理能力.【分析】根據(jù)圖像判斷t1~t2時(shí)間內(nèi)人與噴水裝置的速度v的變化,再根據(jù)P=Fv判斷水的反沖作用力的變化;根據(jù)v﹣t圖像確定人向上運(yùn)動(dòng)的最大速度,根據(jù)重力求出水反沖作用力的功率;據(jù)功率恒定分析t1時(shí)刻水的反沖作用力,再根據(jù)牛頓第二定律求得圖像的斜率及人的加速度大?。桓鶕?jù)動(dòng)能定理求出t1~t2時(shí)間內(nèi)人與噴水裝置在豎直方向的運(yùn)動(dòng)高度?!窘獯稹拷猓篈.由圖像知,t1~t2時(shí)間內(nèi)人豎直方向的速度越來(lái)越大,據(jù)P=Fv可得,當(dāng)反沖作用力的功率P恒定的情況下,隨著速度v的增大,水的反沖作用力F逐漸減小,故A錯(cuò)誤;B.t2時(shí)刻,人與噴水裝置的速度達(dá)到最大值,開始勻速上升,水的反沖作用力F=Mg水的反沖作用力的恒定功率P=Fv=Mgv2故B正確;C.設(shè)水的反沖作用力為F1,由v﹣t圖像可知t1時(shí)刻,人與噴水裝置的速度為v1,由P=Mgv2P=F1v1可知由牛頓第二定律F1﹣Mg=Ma可得t1時(shí)刻,v﹣t圖像切線的斜率即人與噴水裝置的加速度故C正確;D.由動(dòng)能定理可得故D正確。故選:BCD?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了功率P=Fv,知道功率一定時(shí),作用力隨著速度的增加而減??;同時(shí)也考查了v﹣t圖像,知道圖像切線的斜率表示加速度。9.(2024?合肥二模)如圖(a)所示,某興趣小組用單擺測(cè)量重力加速度。選用的實(shí)驗(yàn)器材有:智能手機(jī)、小球、細(xì)線、鐵架臺(tái)、夾子、游標(biāo)卡尺、刻度尺等,實(shí)驗(yàn)操作如下:(1)用鐵夾將細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上,將小球豎直懸掛;(2)用刻度尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度為l,用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑為d;(3)將智能手機(jī)置于小球平衡位置的正下方,啟用APP《手機(jī)物理工坊》的“近距秒表”功能;(4)將小球由平衡位置拉開一個(gè)角度(θ<5°),靜止釋放,軟件同時(shí)描繪出小球與手機(jī)間距離隨時(shí)間變化的圖像,如圖(b)所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(i)根據(jù)圖(b)可知,單擺的周期T=2s;(ii)重力加速度g的表達(dá)式為(用測(cè)得的物理量符號(hào)表示);(iii)改變擺線長(zhǎng)度l,重復(fù)步驟(2)、(3)、(4)的操作,可以得到多組T和l的值,進(jìn)一步描繪出如圖(c)的圖像,則該圖像以T2為橫坐標(biāo)(選填“”、“T”或“T2”),若圖線的斜率為k,則重力加速度的測(cè)量值為4π2k。【考點(diǎn)】用單擺測(cè)定重力加速度.【專題】定量思想;推理法;單擺問(wèn)題;推理能力.【分析】(4)(i)結(jié)合單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和圖(b)的具體數(shù)據(jù)求解周期T;(ii)根據(jù)單擺的周期公式推導(dǎo)重力加速度表達(dá)式;(iii)根據(jù)單擺周期公式結(jié)合圖(c)推導(dǎo)重力加速度表達(dá)式?!窘獯稹拷猓海?)(i)根據(jù)單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一個(gè)周期內(nèi)應(yīng)該有兩次小球與手機(jī)間距離的最小值,結(jié)合圖(b)可得出,單擺的周期為T=2s;(ii)根據(jù)單擺的周期公式解得重力加速度g的表達(dá)式為(ii)由上一問(wèn)中重力加速度的表達(dá)式可得結(jié)合圖(c)的圖像,可知?jiǎng)t該圖像以T2為橫坐標(biāo);若圖線的斜率為k,則可知重力加速度的測(cè)量值為g=4π2k故答案為:(4)(i)2;(ii);(iii)T2,4π2k?!军c(diǎn)評(píng)】考查利用單擺求周期和重力加速度的問(wèn)題,會(huì)根據(jù)題意結(jié)合圖像進(jìn)行相關(guān)的分析和計(jì)算。10.(2024?呂梁一模)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們想利用電壓表和電阻箱測(cè)量一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,他們找到了如下實(shí)驗(yàn)器材:電池組(電動(dòng)勢(shì)約為6.0V,內(nèi)阻約為1Ω);靈敏電流計(jì)G(滿偏電流Ig=100μA);內(nèi)阻Rg=200Ω,定值電阻R0(R0=1Ω);定值電阻R1;電阻箱R;開關(guān)與導(dǎo)線若干。同學(xué)們研究器材,思考討論后確定了如下的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你將該方案補(bǔ)充完整。(1)若想把靈敏電流計(jì)G改裝成量程為8V的電壓表,需要串聯(lián)(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)定值電阻R1等于79800Ω。(2)為了準(zhǔn)確測(cè)出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。(3)同學(xué)們根據(jù)采集到的靈敏電流計(jì)G的讀數(shù)I和電阻箱的讀數(shù)R,作出的圖像如圖乙所示,已知圖線的斜率為k,縱截距為b,電源中的電流遠(yuǎn)大于電流計(jì)G中的電流,則所測(cè)得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻r=。(用題目中所給的字母表示)(4)該小組同學(xué)繼續(xù)研討探究;圖丙所示為他們測(cè)得的某型號(hào)小燈泡的伏安特性曲線,如果把四個(gè)該型號(hào)的燈泡并聯(lián)后再與R2=9.0Ω的定值電阻串聯(lián)起來(lái)接在上述電池組上(若測(cè)得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω),如圖丁則四只燈泡消耗的實(shí)際總功率為0.34W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?!究键c(diǎn)】電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量.【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ痉治觥浚?)根據(jù)電表改裝原理分析解答;(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像的斜率與截距分析解答;(4)根據(jù)燈泡在電路中的連接結(jié)構(gòu),作出對(duì)應(yīng)的I﹣U圖象,根據(jù)交點(diǎn)解答電功率。【解答】解:(1)根據(jù)電表改裝原理可知若想把靈敏電流計(jì)G改裝成量程為8V的電壓表,需要串聯(lián)一個(gè)定值電阻R1=﹣RgΩ﹣200Ω=79800Ω;(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知變形可得:則由圖象性質(zhì)可知:縱軸截距,斜率聯(lián)立解得:(4)設(shè)燈泡的電壓為U,電流為I,則有:U=E﹣4I(R2+r)代入數(shù)據(jù)解得:U=6﹣40I;作出對(duì)應(yīng)的I﹣U圖象如圖所示,由圖象可知,燈泡電流I=0.14A,電壓U=0.6V,故四只燈泡消耗的實(shí)際總功率為P=4UI=4×0.14×0.6W=0.34W;故答案為:(1)串聯(lián);79800;(3);;(4)0.34【點(diǎn)評(píng)】本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理,掌握數(shù)據(jù)處理的方法是解題的關(guān)鍵。三.解答題(共3小題)11.(2024?長(zhǎng)春一模)一種測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空玻璃管內(nèi)陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽(yáng)極A與陰極K之間的高壓加速后,形成一細(xì)束電子流,以平行于平板電容器極板的速度進(jìn)入兩極板C、D間的區(qū)域,若兩極板C、D間無(wú)電壓,電子將打在熒光屏上的O點(diǎn),若在兩極板間施加電壓U,則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn);若在極板間再施加一個(gè)方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O點(diǎn)。該裝置中C、D極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,間距為d,極板區(qū)的中點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)2,P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為h。(1)判斷所加磁場(chǎng)的方向;(2)求電子經(jīng)高壓加速后的速度大小v;(3)求電子的比荷?!究键c(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)綜合.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【分析】(1)對(duì)電子受力分析,可知電子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡,電場(chǎng)力方向豎直向下,則洛倫茲力豎直向上,結(jié)合左手定則即可判斷出磁場(chǎng)方向。(2)電子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡,電場(chǎng)力的大小為eE,洛倫茲力的大小為evB,即可求解電子經(jīng)高壓加速后的速度大小v。(3)沒(méi)有加磁場(chǎng)時(shí),電子進(jìn)入平行板電容器極板間做類平拋運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可推導(dǎo)出垂直于極板方向的位移,電子離開極板區(qū)域后做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平方向的速度等于電子剛進(jìn)入極板間的初速度,求出勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,即可求出P點(diǎn)離開O點(diǎn)的距離。加上磁場(chǎng)B后,熒光屏上的光點(diǎn)重新回到O點(diǎn),說(shuō)明電子通過(guò)平行板電容器的過(guò)程中電子所受電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力相等,洛倫茲力豎直向上,故根據(jù)左手定則可求出磁場(chǎng)的方向,并能得到電子進(jìn)入極板時(shí)的速度大小v,聯(lián)立可求出比荷。【解答】解:(1)加上磁場(chǎng)B后,熒光屏上的光點(diǎn)重新回到O點(diǎn),可知電子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡,電場(chǎng)力方向豎直向下,則洛倫茲力豎直向上,故根據(jù)左手定則可得出磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。(2)電子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡,有eE=evB又有聯(lián)立解得,電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度(3)電子在極板區(qū)域運(yùn)行的時(shí)間在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)位移電子離開極板區(qū)域時(shí),沿垂直極板方向的末速度設(shè)電子離開極板區(qū)域后,電子到達(dá)光屏P點(diǎn)所需的時(shí)間為t2,則有電子離開電場(chǎng)后在垂直極板方向的位移y2=vyt2P點(diǎn)離開O點(diǎn)的距離等于電子在垂直極板方向的總位移h=y(tǒng)1+y2聯(lián)立解得答:(1)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外;(2)電子經(jīng)高壓加速后的速度大小v為;(3)電子的比荷為?!军c(diǎn)評(píng)】本題是帶電粒子在電場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,類平拋運(yùn)動(dòng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解法研究,電子在復(fù)合場(chǎng)中,是速度選擇器的原理,難度適中。12.(2024?長(zhǎng)春一模)如圖,質(zhì)量M=4kg的一只長(zhǎng)方體形空箱子在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速直線運(yùn)動(dòng),箱子與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4。這時(shí)箱子內(nèi)一個(gè)質(zhì)量m=1kg的物塊恰好能靜止在后壁上。物塊與箱子內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)箱子對(duì)物塊彈力的大小;(2)水平拉力F的大小?!究键c(diǎn)】牛頓第二定律;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題;摩擦力專題;推理能力.【分析】(1)根據(jù)平衡條件和摩擦力公式計(jì)算;(2)對(duì)物塊和箱子分別列牛頓第二定律計(jì)算?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)題意可知,物塊恰不下滑,物塊在豎直方向平衡,則由平衡條件可得Ff=mg=1×10N=10N物塊隨箱子向右做勻加速運(yùn)動(dòng),則可知物塊與箱子的加速度相同,設(shè)為a,箱子對(duì)物塊的支持力為FN,則Ff=μ2FN解得,箱子對(duì)物塊的支持力為FN=20N(2)對(duì)物塊由牛頓第二定律可得FN=ma解得a==20m/s2對(duì)箱子,由牛頓第二定律可得F﹣μ1(m+M)g=(m+M)a解得F=μ1(m+M)g+(m+M)a=0.4×(1+4)×10N+(1+4)×20N=120N答:(1)箱子對(duì)物塊彈力的大小為20N;(2)水平拉力F的大小為120N。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握整體法和隔離法的使用。13.(2024?延邊州一模)如圖所示,兩對(duì)電阻不計(jì)、間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,轉(zhuǎn)角處用一小段光滑絕緣的弧形材料平滑連接。傾斜導(dǎo)軌與水平地面的夾角θ=30°,上端連接電阻R1=R0,大小B1=B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ垂直于整個(gè)傾斜導(dǎo)軌向上。水平導(dǎo)軌上靜置著U形導(dǎo)線框cdef,cd邊和ef邊均緊密貼合導(dǎo)軌,右側(cè)MN和PQ之間有寬為2L、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,大小B2未知,末端連接電阻R2=2R0。質(zhì)量為m、電阻為R0、長(zhǎng)也為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab垂直于傾斜導(dǎo)軌由靜止釋放,在到達(dá)底端前已開始勻速運(yùn)動(dòng),后進(jìn)入水平導(dǎo)軌與線框cdef發(fā)生碰撞,立即連成閉合線框abed,然后再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ。已知U形線框cdef的三條邊與導(dǎo)體棒ab完全相同,重力加速度為g,導(dǎo)體棒和線框在運(yùn)動(dòng)中均與導(dǎo)軌接觸良好。(1)求ab棒在傾斜導(dǎo)軌上所受重力的最大功率;(2)若閉合線框abed在完全進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ之前速度減為零,求電阻R2產(chǎn)生的熱量;(3)若閉合線框abed剛好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)Ⅱ的右邊界線PQ處時(shí)速度減為零,求磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的能量類問(wèn)題;閉合電路的歐姆定律;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;電磁感應(yīng)——功能問(wèn)題;分析綜合能力.【分析】(1)由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),應(yīng)用歐姆定律求出感應(yīng)電流,應(yīng)用平衡條件求出速度,根據(jù)功率公式求出重力的功率。(2)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律求出熱量。(3)應(yīng)用動(dòng)量定理求出磁感應(yīng)強(qiáng)度?!窘獯稹拷猓海?)導(dǎo)體棒ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受安培力的功率最大,設(shè)此時(shí)速度為v,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv感應(yīng)電流為I=安培力為F=BIL由平衡條件有mgsinθ=F聯(lián)立解得:則重力的最大功率為P=mgvsinθ解得:P=(2)在水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ab與線框cdef碰撞時(shí),滿足系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)碰后速度為v1,依題意設(shè)線框cdef質(zhì)量為3m,電阻為3R0,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mv=(m+3m)v1解得:碰后閉合線框abed進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程,de邊切割磁感線,cd邊、ef邊被導(dǎo)軌短路,電路結(jié)構(gòu)如圖所示則有電路產(chǎn)生的總熱量為電阻R2產(chǎn)生的熱量為聯(lián)立解得(3)閉合線框仍以速度v1進(jìn)入磁場(chǎng)B2,設(shè)線框完全進(jìn)入時(shí)速度為v2,由動(dòng)量定理可得線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后de邊、ab邊同時(shí)切割磁感線,相當(dāng)于兩電源并聯(lián),電路結(jié)構(gòu)如圖所示回路總電阻為依題意設(shè)線框再前移L距離速度恰好為0,由動(dòng)量定理可得聯(lián)立解得答:(1)ab棒在傾斜導(dǎo)軌上所受重力的最大功率是;(2)電阻R2產(chǎn)生的熱量;(3)磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2是?!军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件列出方程;另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。
考點(diǎn)卡片1.力的合成與分解的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一、物體的受力分析1.放在水平地面上靜止的物體.二力平衡:某個(gè)物體受兩個(gè)力作用時(shí),只要兩個(gè)力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,則這兩個(gè)力合力為零,物體處于平衡狀態(tài).2.放在水平地面上的物體(受到一個(gè)豎直向上的力F仍保持靜止)豎直方向上三力平衡:F+FN=G,即:豎直方向上合力為0.3.放在水平地面上的物體(受到一個(gè)推力仍保持靜止)水平方向上二力平衡,即:水平方向上合力為0豎直方向上二力平衡;即:豎直方向上合力為0.4.放在水平地面上的物體(受到一個(gè)拉力F仍保持靜止如圖示)水平方向上:Fx=Ff,即:水平方向上合力為0;豎直方向上:G=Fy+FN,即:豎直方向上合力為0.5.力的合成解題:放在斜面上靜止的物體合成法:物體受幾個(gè)力的作用,可先將某幾個(gè)力合成,再將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡.6.力的分解解題:放在斜面上靜止的物體分解法:物體受幾個(gè)力的作用,將某個(gè)力按效果分解,則其分力與其它幾個(gè)力滿足平衡條件.7.放在斜面上的物體受到一個(gè)平行斜面向上的力F仍保持靜止平行斜面方向上:F1=F+Ff,即:平行斜面方向方向上合力為0;垂直斜面方向上:F2=FN,即:垂直斜面方向上合力為0.8.放在斜面上的物體受到一個(gè)垂直斜面向下的力F仍保持靜止平行斜面方向上:F1=Ff,即:平行斜面方向方向上合力為0;垂直斜面方向上:F2+F=FN,即:垂直斜面方向上合力為0.9.放在斜面上的物體受到一個(gè)水平向右的力F仍保持靜止平行斜面方向上:G1=Ff+F1,即:平行斜面方向方向上合力為0;垂直斜面方向上:G2+F2=FN,即:垂直斜面方向上合力為0.2.牛頓第二定律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2.表達(dá)式:F合=ma.該表達(dá)式只能在國(guó)際單位制中成立.因?yàn)镕合=k?ma,只有在國(guó)際單位制中才有k=1.力的單位的定義:使質(zhì)量為1kg的物體,獲得1m/s2的加速度的力,叫做1N,即1N=1kg?m/s2.3.適用范圍:(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系).(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況.4.對(duì)牛頓第二定律的進(jìn)一步理解牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容,我們要從不同的角度,多層次、系統(tǒng)化地理解其內(nèi)涵:F量化了迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用,m量化了物體“不愿改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的基本特性(慣性),而a則描述了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v)變化的快慢.明確了上述三個(gè)量的物理意義,就不難理解如下的關(guān)系了:a∝F,a∝.另外,牛頓第二定律給出的F、m、a三者之間的瞬時(shí)關(guān)系,也是由力的作用效果的瞬時(shí)性特征所決定的.(1)矢量性:加速度a與合外力F合都是矢量,且方向總是相同.(2)瞬時(shí)性:加速度a與合外力F合同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的.(3)同體性:加速度a與合外力F合是對(duì)同一物體而言的兩個(gè)物理量.(4)獨(dú)立性:作用于物體上的每個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律,而物體的合加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和,合加速度總是與合外力相對(duì)應(yīng).(5)相對(duì)性:物體的加速度是對(duì)相對(duì)地面靜止或相對(duì)地面做勻速運(yùn)動(dòng)的物體而言的.【命題方向】題型一:對(duì)牛頓第二定律的進(jìn)一步理解的考查例子:放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示,物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由此兩圖線可以得出()A.物塊的質(zhì)量為1.5kgB.物塊與地面之間的滑動(dòng)摩擦力為2NC.t=3s時(shí)刻物塊的速度為3m/sD.t=3s時(shí)刻物塊的加速度為2m/s2分析:根據(jù)v﹣t圖和F﹣t圖象可知,在4~6s,物塊勻速運(yùn)動(dòng),處于受力平衡狀態(tài),所以拉力和摩擦力相等,由此可以求得物體受到的摩擦力的大小,在根據(jù)在2~4s內(nèi)物塊做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可以求得物體的質(zhì)量的大?。鶕?jù)速度時(shí)間圖線求出3s時(shí)的速度和加速度.解答:4~6s做勻速直線運(yùn)動(dòng),則f=F=2N.2~4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)﹣f=ma,即3﹣2=2m,解得m=0.5kg.由速度﹣時(shí)間圖線可知,3s時(shí)刻的速度為2m/s.故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.故選:BD.點(diǎn)評(píng):本題考查學(xué)生對(duì)于圖象的解讀能力,根據(jù)兩個(gè)圖象對(duì)比可以確定物體的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),再由牛頓第二定律來(lái)求解.題型二:對(duì)牛頓第二定律瞬時(shí)性的理解例子:如圖所示,質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時(shí),Ⅰ中拉力大小為F1,Ⅱ中拉力大小為F2,當(dāng)剪斷Ⅱ瞬間時(shí),球的加速度a應(yīng)是()A.則a=g,方向豎直向下B.則a=g,方向豎直向上C.則a=,方向沿Ⅰ的延長(zhǎng)線D.則a=,方向水平向左分析:先研究原來(lái)靜止的狀態(tài),由平衡條件求出彈簧和細(xì)線的拉力.剛剪短細(xì)繩時(shí),彈簧來(lái)不及形變,故彈簧彈力不能突變;細(xì)繩的形變是微小形變,在剛剪短彈簧的瞬間,細(xì)繩彈力可突變!根據(jù)牛頓第二定律求解瞬間的加速度.解答:Ⅱ未斷時(shí),受力如圖所示,由共點(diǎn)力平衡條件得,F(xiàn)2=mgtanθ,F(xiàn)1=.剛剪斷Ⅱ的瞬間,彈簧彈力和重力不變,受力如圖:由幾何關(guān)系,F(xiàn)合=F1sinθ=F2=ma,由牛頓第二定律得:a==,方向水平向左,故ABC錯(cuò)誤,D正確;故選:D.點(diǎn)評(píng):本題考查了求小球的加速度,正確受力分析、應(yīng)用平衡條件與牛頓第二定律即可正確解題,知道彈簧的彈力不能突變是正確解題的關(guān)鍵.題型三:動(dòng)力學(xué)中的兩類基本問(wèn)題:①已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況;②已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況.加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和受力的重要“橋梁”,將運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合是解決問(wèn)題的基本思路.例子:某同學(xué)為了測(cè)定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),他用測(cè)速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況,裝置如圖甲所示.他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角θ=30°的斜面上滑緊接著下滑至出發(fā)點(diǎn),并同時(shí)開始記錄數(shù)據(jù),結(jié)果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點(diǎn)的v﹣t圖線如圖乙所示.g取10m/s2.求:(1)上滑過(guò)程中的加速度的大小a1;(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v.分析:(1)由v﹣t圖象可以求出上滑過(guò)程的加速度.(2)由牛頓第二定律可以得到摩擦因數(shù).(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得上滑距離,上下距離相等,由牛頓第二定律可得下滑的加速度,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度.解答:(1)由題圖乙可知,木塊經(jīng)0.5s滑至最高點(diǎn),由加速度定義式有:上滑過(guò)程中加速度的大?。海?)上滑過(guò)程中沿斜面向下受重力的分力,摩擦力,由牛頓第二定律F=ma得上滑過(guò)程中有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1代入數(shù)據(jù)得:μ=0.35.(3)下滑的距離等于上滑的距離:x==m=1m下滑摩擦力方向變?yōu)橄蛏希膳nD第二定律F=ma得:下滑過(guò)程中:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2解得:=2m/s2下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度大小為:v=聯(lián)立解得:v=2m/s答:(1)上滑過(guò)程中的加速度的大?。唬?)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.35;(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v=2m/s.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)合求解.【解題方法點(diǎn)撥】1.根據(jù)牛頓第二定律知,加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系.對(duì)于分析瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)基本模型特點(diǎn)的區(qū)別:(1)輕繩、輕桿模型:①輕繩、輕桿產(chǎn)生彈力時(shí)的形變量很小,②輕繩、輕桿的拉力可突變;(2)輕彈簧模型:①?gòu)椓Φ拇笮镕=kx,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,②彈力突變.2.應(yīng)用牛頓第二定律解答動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí),首先要對(duì)物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,確定題目屬于動(dòng)力學(xué)中的哪類問(wèn)題,不論是由受力情況求運(yùn)動(dòng)情況,還是由運(yùn)動(dòng)情況求受力情況,都需用牛頓第二定律列方程.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)通過(guò)審題靈活地選取研究對(duì)象,明確物理過(guò)程.(2)分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,必要時(shí)畫好受力示意圖和運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖,規(guī)定正方向.(3)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)公式列方程求解.(列牛頓第二定律方程時(shí)可把力進(jìn)行分解或合成處理,再列方程)(4)檢查答案是否完整、合理,必要時(shí)需進(jìn)行討論.3.向心力【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一:向心力1.作用效果:產(chǎn)生向心加速度,只改變速度的方向,不改變速度的大小.2.大?。篎n=man==mω2r=.3.方向:總是沿半徑方向指向圓心,時(shí)刻在改變,即向心力是一個(gè)變力.4.來(lái)源:向心力可以由一個(gè)力提供,也可以由幾個(gè)力的合力提供,甚至可以由一個(gè)力的分力提供,因此向心力的來(lái)源要根據(jù)物體受力的實(shí)際情況判定.注意:向心力是一種效果力,受力分析時(shí),切不可在物體的相互作用力以外再添加一個(gè)向心力.二、離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng)1.離心運(yùn)動(dòng)(1)定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng).(2)本質(zhì):做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向.(3)受力特點(diǎn):當(dāng)F=mrω2時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng);當(dāng)F=0時(shí),物體沿切線方向飛出;當(dāng)F<mrω2時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力.如圖所示.2.向心運(yùn)動(dòng)當(dāng)提供向心力的合外力大于做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí),即F>mrω2,物體漸漸向圓心靠近.如圖所示.注意:物體做離心運(yùn)動(dòng)不是物體受到所謂離心力作用,而是物體慣性的表現(xiàn),物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí),并非沿半徑方向飛出,而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大或沿切線方向飛出.【重要知識(shí)點(diǎn)分析】1.圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析(1)對(duì)公式v=ωr的理解當(dāng)r一定時(shí),v與ω成正比.當(dāng)ω一定時(shí),v與r成正比.當(dāng)v一定時(shí),ω與r成反比.(2)對(duì)a==ω2r=ωv的理解在v一定時(shí),a與r成反比;在ω一定時(shí),a與r成正比.2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較項(xiàng)目勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是速度大小不變,方向時(shí)刻變化的變速曲線運(yùn)動(dòng),是加速度大小不變而方向時(shí)刻變化的變加速曲線運(yùn)動(dòng)是速度大小和方向都變化的變速曲線運(yùn)動(dòng),是加速度大小和方向都變化的變加速曲線運(yùn)動(dòng)加速度加速度方向與線速度方向垂直.即只存在向心加速度,沒(méi)有切向加速度由于速度的大小、方向均變,所以不僅存在向心加速度且存在切向加速度,合加速度的方向不斷改變向心力【命題方向】(1)第一類常考題型是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中的傳動(dòng)問(wèn)題分析:一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面,圓錐筒固定,有質(zhì)量相等的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A的運(yùn)動(dòng)半徑較大,則()A.球A的線速度等于球B的線速度B.球A的角速度等于球B的角速度C.球A的運(yùn)動(dòng)周期等于球B的運(yùn)動(dòng)周期D.球A對(duì)筒壁的壓力等于球B對(duì)筒壁的壓力分析:對(duì)AB受力分析,可以發(fā)現(xiàn)它們都是重力和斜面的支持力的合力作為向心力,并且它們的質(zhì)量相等,所以向心力的大小也相等,再根據(jù)線速度、加速度和周期的公式可以做出判斷.解:A、如圖所示,小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).由于A和B的質(zhì)量相同,小球A和B在兩處的合力相同,即它們做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力是相同的.由向心力的計(jì)算公式F=m,由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑,F(xiàn)和m相同時(shí),半徑大的線速度大,所以A錯(cuò)誤.B、又由公式F=mω2r,由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑,F(xiàn)和m相同時(shí),半徑大的角速度小,所以B錯(cuò)誤.C、由周期公式T=,所以球A的運(yùn)動(dòng)周期大于球B的運(yùn)動(dòng)周期,故C錯(cuò)誤.D、球A對(duì)筒壁的壓力等于球B對(duì)筒壁的壓力,所以D正確.故選D.點(diǎn)評(píng):對(duì)物體受力分析是解題的關(guān)鍵,通過(guò)對(duì)AB的受力分析可以找到AB的內(nèi)在的關(guān)系,它們的質(zhì)量相同,向心力的大小也相同,本題能很好的考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力,是道好題.(2)第二類常考題型是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析:如圖所示,質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng).圓半徑為R,小球經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌.則其通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)()A.小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB.小球受到的向心力等于重力C.小球的線速度大小等于D.小球的向心加速度大小等于g分析:小球經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán),知軌道對(duì)小球的彈力為零,靠重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出小球的速度.解:A、因?yàn)樾∏騽偤迷谧罡唿c(diǎn)不脫離圓環(huán),則軌道對(duì)球的彈力為零,所以小球?qū)A環(huán)的壓力為零.故A錯(cuò)誤.B、根據(jù)牛頓第二定律得,mg=m=ma,知向心力不為零,線速度v=,向心加速度a=g.故B、C、D正確.故選BCD.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道在最高點(diǎn)的臨界情況,運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解.(3)第二類??碱}型是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的繩模型與桿模型分析:如圖,質(zhì)量為0.5kg的小杯里盛有1kg的水,用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1m,小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為4m/s,g取10m/s2.求:(1)在最高點(diǎn)時(shí),繩的拉力?(2)在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)小杯底的壓力?(3)為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出,在最高點(diǎn)時(shí)最小速率是多少?分析:(1)受力分析,確定圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力是由哪個(gè)力提供的;(2)水對(duì)小杯底的壓力與杯子對(duì)水的支持力是作用力與反作用力,只要求出杯子對(duì)水的支持力的大小就可以了,它們的大小相等,方向相反;(3)物體恰好能過(guò)最高點(diǎn),此時(shí)的受力的條件是只有物體的重力作為向心力.解:(1)小杯質(zhì)量m=0.5kg,水的質(zhì)量M=1kg,在最高點(diǎn)時(shí),杯和水的受重力和拉力作用,如圖所示,合力F合=(M+m)g+T﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①圓周半徑為R,則F向=(M+m)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②F合提供向心力,有(M+m)g+T=(M+m)所以細(xì)繩拉力T=(M+m)(﹣g)=(1+0.5)(﹣10)=9N;(2)在最高點(diǎn)時(shí),水受重力Mg和杯的壓力F作用,如圖所示,合力F合=Mg+F圓周半徑為R,則F向=MF合提供向心力,有Mg+F=M所以杯對(duì)水的壓力F=M(﹣g)=1×(﹣10)=6N;根據(jù)牛頓第三定律,水對(duì)小杯底的壓力為6N,方向豎直向上.(3)小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水恰好不流出時(shí),此時(shí)杯對(duì)水的壓力為零,只有水的重力作為向心力,由(2)得:Mg=M解得v==m/s=.答:(1)在最高點(diǎn)時(shí),繩的拉力為9N;(2)在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)小杯底的壓力為6N;(3)在最高點(diǎn)時(shí)最小速率為.點(diǎn)評(píng):水桶在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力的來(lái)源是解決題目的重點(diǎn),分析清楚哪一個(gè)力做為向心力,再利用向心力的公式可以求出來(lái),必須要明確的是當(dāng)水桶恰好能過(guò)最高點(diǎn)時(shí),只有水的重力作為向心力,此時(shí)水恰好流不出來(lái).【解題方法點(diǎn)撥】1.圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律總結(jié)在分析傳動(dòng)裝置中的各物理量時(shí),要抓住不等量和相等量的關(guān)系,具體有:(1)同一轉(zhuǎn)軸的輪上各點(diǎn)角速度ω相同,而線速度v=ωr與半徑r成正比.(2)當(dāng)皮帶(或鏈條、齒輪)不打滑時(shí),傳動(dòng)皮帶上各點(diǎn)以及用皮帶連接的兩輪邊沿上的各點(diǎn)線速度大小相等,而角速度ω=與半徑r成反比.(3)齒輪傳動(dòng)時(shí),兩輪的齒數(shù)與半徑成正比,角速度與齒數(shù)成反比.2.圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析(1)向心力的確定①確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面及圓心的位置.②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,該力就是向心力.(2)向心力的來(lái)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(gè)力的合力或某個(gè)力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.(3)解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題步驟①審清題意,確定研究對(duì)象;②分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;③分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,確定向心力的來(lái)源;④根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程.3.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的繩模型與桿模型(1)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,按運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)時(shí)的受力情況可分為兩類:一是無(wú)支撐(如球與繩連接、沿內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)的過(guò)山車等),稱為“繩(環(huán))約束模型”,二是有支撐(如球與桿連接、在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等),稱為“桿(管道)約束模型”.(2)繩、桿模型涉及的臨界問(wèn)題.繩模型桿模型常見類型均是沒(méi)有支撐的小球均是有支撐的小球過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件由mg=m得v臨=由小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)得v臨=0討論分析(1)過(guò)最高點(diǎn)時(shí),v≥,F(xiàn)N+mg=m,繩、軌道對(duì)球產(chǎn)生彈力FN;(2)不能過(guò)最高點(diǎn)時(shí),v<,在到達(dá)最高點(diǎn)前小球已經(jīng)脫離了圓軌道;(1)當(dāng)v=0時(shí),F(xiàn)N=mg,F(xiàn)N為支持力,沿半徑背離圓心;(2)當(dāng)0<v<時(shí),﹣FN+mg=m,F(xiàn)N背向圓心,隨v的增大而減小;(3)當(dāng)v=時(shí),F(xiàn)N=0;(4)當(dāng)v>時(shí),F(xiàn)N+mg=m,F(xiàn)N指向圓心并隨v的增大而增大;4.萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.天體質(zhì)量的計(jì)算(1)重力加速度法若已知天體(如地球)的半徑R及其表面的重力加速度g,根據(jù)在天體表面上物體的重力近似等于天體對(duì)物體的引力,得,解得天體的質(zhì)量M=,g、R是天體自身的參量,所以該方法俗稱“自力更生法”(2)環(huán)繞法借助環(huán)繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星(或衛(wèi)星)計(jì)算中心天體的質(zhì)量,俗稱“借助外援法”。常見的情況如下:2.天體密度的計(jì)算若天體的半徑為R,則天體的密度,將M=代入上式,可得。特殊情況:當(dāng)衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí),衛(wèi)星的軌道半徑r可認(rèn)為等于天體半徑R,則。3.天體運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算(1)一般行星或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),所需要的向心力都由中心天體對(duì)它的萬(wàn)有引力提供,所以研究天體運(yùn)動(dòng)時(shí)可運(yùn)用牛頓第二定律方程=ma,式中a是向心加速度。(2)常用關(guān)系①,萬(wàn)有引力提供行星或衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。②mg=,在天體表面上物體的重力等于它受到的引力,可得gR2=GM,該公式稱為黃金代換?!久}方向】例1:近年來(lái),人類發(fā)射的多枚火星探測(cè)器已經(jīng)相繼在火星上著陸,正在進(jìn)行著激動(dòng)人心的科學(xué)探究,為我們將來(lái)登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果火星探測(cè)器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng),并測(cè)得該運(yùn)動(dòng)的周期為T,則火星的平均密度ρ的表達(dá)式為(k為某個(gè)常量)()A.B.ρ=kTC.ρ=kT2D.分析:研究火星探測(cè)器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,列出等式求出中心體的質(zhì)量。根據(jù)密度公式表示出密度。解答:研究火星探測(cè)器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,列出等式:(r為軌道半徑即火星的半徑)得:M=﹣﹣﹣﹣﹣①則火星的密度:﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②得火星的平均密度:=(k為某個(gè)常量)則ABC錯(cuò)誤,D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):運(yùn)用萬(wàn)有引力定律求出中心體的質(zhì)量。能夠運(yùn)用物理規(guī)律去表示所要求解的物理量。向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用。例2:金星、地球和火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火,它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火,它們沿軌道運(yùn)行的周期分別為T金、T地、T火,它們沿軌道運(yùn)行的角速度大小分別為ω金、ω地、ω火。已知它們的軌道半徑R金<R地<R火,由此可以判定()A.a金<a地<a火B(yǎng).ω金>ω地>ω火C.v金<v地<v火D.T金>T地>T火分析:根據(jù)行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于太陽(yáng)對(duì)其的萬(wàn)有引力得到加速度、角速度和線速度的表達(dá)式,再結(jié)合半徑關(guān)系分析,再根據(jù)周期和角速度的關(guān)系分析周期。解答:A、根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律可得向心加速度為:a=,而軌道半徑R金<R地<R火,則a金>a地>a火,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于太陽(yáng)對(duì)其的萬(wàn)有引力得:=mRω2,解得:,而軌道半徑R金<R地<R火,則ω金>ω地>ω火,故B正確;C、根據(jù)行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于太陽(yáng)對(duì)其的萬(wàn)有引力得:=m,解得:v=,而軌道半徑R金<R地<R火,則v金>v地>v火,故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)T=可得:T金<T地<T火,故D錯(cuò)誤。故選:B。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用;解答此類題目一般要把握兩條線:一是在星球表面,忽略星球自轉(zhuǎn)的情況下,萬(wàn)有引力近似等于重力;二是根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力列方程進(jìn)行解答?!窘忸}思路點(diǎn)撥】天體運(yùn)動(dòng)的加速度、線速度、角速度和周期與軌道半徑的關(guān)系總結(jié)規(guī)律:高軌低速長(zhǎng)周期。5.人造衛(wèi)星【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系1.衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑的變化而變化的規(guī)律(1)向心力和向心加速度:向心力是由萬(wàn)有引力充當(dāng)?shù)?,即,再根?jù)牛頓第二定律可得,隨著軌道半徑的增加,衛(wèi)星的向心力和向心加速度都減小。(2)線速度v:由得,隨著軌道半徑的增加,衛(wèi)星的線速度減小。(3)角速度ω:由得,隨著軌道半徑的增加,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的角速度減小。(4)周期T:由得,隨著軌道半徑的增加,衛(wèi)星的周期增大。注意:上述討論都是衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的情況,而非變軌時(shí)的情況?!久}方向】常考題型是衛(wèi)星的v、ω、T、a向與軌道半徑r的關(guān)系:如圖。地球赤道上的山丘e,近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)e、p、q,的圓周運(yùn)動(dòng)速率分別為v1、v2、v3,向心加速度分別為a1、a2、a3,則()A.v1>v2>v3B.v1<v2<v3C.a(chǎn)1>a2>a3D.a(chǎn)1<a3<a2分析:要比較線速度的大小關(guān)系,可根據(jù)p和q是萬(wàn)有引力完全提供向心力,解得v=;而e和q相同的是角速度,根據(jù)v=ωR可以得出結(jié)論。不能比較e和p,因?yàn)閑所受的萬(wàn)有引力不但提供向心力,而且提供重力。對(duì)于p和q來(lái)說(shuō)有=ma,可得a=;根據(jù)a=ω2R比較a1和a3。解:對(duì)于衛(wèi)星來(lái)說(shuō)根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得v=故衛(wèi)星的軌道半R徑越大,衛(wèi)星的線速度v越小。由于近地資源衛(wèi)星p的軌道半徑小于同步通信衛(wèi)星q的軌道半徑,故同步衛(wèi)星q的線速度v3小于近地資源衛(wèi)星p的線速度v2,即v3<v2。由于同步通信衛(wèi)星q和赤道上的山丘e的角速度相同,到地心的距離Rq>Re即ωe=ωq根據(jù)v=ωR可得v1=ωeRev2=ωqRq即v2>v1故A、B錯(cuò)誤。對(duì)于p和q來(lái)說(shuō)有=ma可得a=由于Rp<Rq則ap>aq即a2>a3根據(jù)a=ω2R由于Rq>Re可得aq>ae即a3>a1故a2>a3>a1故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。點(diǎn)評(píng):比較兩個(gè)物理量之間的大小關(guān)系時(shí)要選用有相同物理量的公式進(jìn)行比較。如本題中的e和p不能比較,而只能e和q比較,因?yàn)閑和q相同的是角速度。p和q比較,因?yàn)閜和q相同的是萬(wàn)有引力完全提供向心力。6.功率、平均功率和瞬時(shí)功率【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一、功率1.定義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值.2.物理意義:描述力對(duì)物體做功的快慢.3.公式(1)P=,P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率.(2)P=Fvcosα(α為F與v的夾角)①v為平均速度,則P為平均功率.②v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率.4.額定功率:機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率.5.實(shí)際功率:機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率.要求不大于額定功率.【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】題型一:平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算例1:質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0時(shí)刻開始受到水平力的作用.力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,力的方向保持不變,則()A.3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為B.3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為C.在t=0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為D.在t=0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為.分析:通過(guò)牛頓第二定律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出瞬時(shí)速度的大小和位移大小,通過(guò)瞬時(shí)功率的公式求出瞬時(shí)功率的大小,通過(guò)水平力做功求出平均功率的大?。獯穑篈、在0﹣2t0時(shí)間內(nèi),物體的加速度,則位移,2t0末的速度.在2t0﹣3t0時(shí)間內(nèi),物體的加速度,則位移=,則3t0末的速度.則3t0末的瞬時(shí)功率P=.故A錯(cuò)誤,B正確.C、在t=0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力做功W=,水平力的平均功率P=.故C、D錯(cuò)誤.故選:B.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握平均功率和瞬時(shí)功率的求法,知道平均功率和瞬時(shí)功率的區(qū)別,一般情況下,平均功率用P=求解,瞬時(shí)功率用P=Fv求解.題型二:機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題例2:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時(shí),阻力是車重的0.1倍,g取10m/s2,問(wèn):(1)汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?(2)若汽車保持0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?分析:(1)當(dāng)牽引力F大小等于阻力f時(shí),汽車的加速度a=0,速度達(dá)到最大值vm,根據(jù)公式P=Fv,可得出汽車最大速度vm.(2)根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力的大小,當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí),勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度最大,根據(jù)P=Fv求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的最大速度,根據(jù)v=at求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.解答:(1)當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)速度最大.根據(jù)P=Fvm=fvm得,.(2)根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)﹣f=ma得F=f+ma=5000+5000×0.5N=7500N.則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的最大速度.由v=at得,t=.答:(1)汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是12m/s.(2)若汽車保持0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),這一過(guò)程能維持16s.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)速度最大,以恒定加速度起動(dòng),當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí),勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度最大.【解題方法點(diǎn)撥】對(duì)機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題應(yīng)首先弄清是功率恒定還是加速度恒定.對(duì)于機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)問(wèn)題,機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間,一定是機(jī)車功率達(dá)到額定功率的時(shí)間.弄清了這一點(diǎn),利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就很容易求出機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間.(1)汽車在平直路面上保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,即以恒定功率啟動(dòng),其加速過(guò)程如下所示:其P﹣t圖和v﹣t圖如下:(2)汽車以恒定加速度起動(dòng),汽車的功率逐漸增大,當(dāng)功率增大到額定功率時(shí),勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束,此時(shí)汽車的速度為勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度,但并不是汽車所能達(dá)到的最大速度,此后汽車還可以保持功率不變做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),直到加速度減小到零時(shí)速度才達(dá)到最大,具體變化過(guò)程及運(yùn)動(dòng)中v與t關(guān)系如圖所示.7.機(jī)械能【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.追尋守恒量:在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中,如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必將準(zhǔn)確地終止于它開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度,這說(shuō)明某種“東西”在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中是守恒的。2.重力勢(shì)能可以與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。3.彈性勢(shì)能可以與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。4.機(jī)械能:①重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式,統(tǒng)稱為機(jī)械能。②機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式?!久}思路】例1:重力做正功的過(guò)程中,重力勢(shì)能一定減少,動(dòng)能一定增加。(判斷對(duì)錯(cuò))分析:當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí),物體的重力勢(shì)能一定減少,而其他能的變化不能確定.解答:重力對(duì)物體做正功時(shí),物體可能向下做加速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能增加,也可能向下做減速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能減少,由于不能確定是否由其他的外力做功,所以不能確定動(dòng)能的變化。故答案為:錯(cuò)誤點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵要掌握重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系,知道重力做正功,重力勢(shì)能一定減小,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能一定增加.但不能判斷其他能的變化.例2.下列形式的能量不屬于機(jī)械能范疇的是()A.彈性勢(shì)能B.動(dòng)能C.重力勢(shì)能D.內(nèi)能分析:機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能,勢(shì)能分重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能,根據(jù)概念即可選出正確答案.解答:機(jī)械能分為動(dòng)能和勢(shì)能,勢(shì)能分重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能,所以內(nèi)能不屬于機(jī)械能,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):此題考查的是機(jī)械能的概念,只要知道機(jī)械能分類即可選出正確答案,基礎(chǔ)題.【解題思路點(diǎn)撥】一個(gè)物體或系統(tǒng)的機(jī)械能是由重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能及動(dòng)能中的兩個(gè)或三個(gè)共同組成的,沒(méi)有外力作用的情況下,機(jī)械能的總和保持不變,在幾者之間相互轉(zhuǎn)化。8.功能關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(2)做功的過(guò)程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,而且能量的轉(zhuǎn)化必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.高中物理中幾種常見的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功動(dòng)能增加重力做正功重力勢(shì)能減少?gòu)椈蓮椓ψ稣椥詣?shì)能減少電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少其他力(除重力、彈力)做正功機(jī)械能增加一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功為負(fù)功系統(tǒng)的內(nèi)能增加【命題方向】題型一:對(duì)功能關(guān)系的理解應(yīng)用例1:如圖所示,一固定斜面傾角為30°,一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為H,則此過(guò)程中,物塊的()A.動(dòng)能損失了2mgHB.動(dòng)能損失了mgHC.機(jī)械能損失了mgHD.機(jī)械能損失了分析:若動(dòng)能變化為正值,說(shuō)明動(dòng)能增加,若為負(fù)值,說(shuō)明動(dòng)能減少,然后根據(jù)動(dòng)能定理,求出合力做的功即可;要求機(jī)械能損失,只要求出除重力外其它力做的功即可。解:根據(jù)動(dòng)能定理應(yīng)有△Ek=﹣ma=﹣2mgH,動(dòng)能增量為負(fù)值,說(shuō)明動(dòng)能減少了2mgH,所以A正確B錯(cuò)誤;再由牛頓第二定律(選取沿斜面向下為正方向)有mgsin30°+f=ma=mg,可得f=mg,根據(jù)功能關(guān)系應(yīng)有△E=﹣f=﹣mgH,即機(jī)械能損失了mgH,所以C正確D錯(cuò)誤。故選:AC。點(diǎn)評(píng):要熟記動(dòng)能定理與功能原理在解題中的應(yīng)用:涉及到總功、動(dòng)能變化時(shí)應(yīng)用動(dòng)能定理解決;涉及到機(jī)械能變化時(shí)應(yīng)求出除重力外其它力做的功?!窘忸}方法點(diǎn)撥】1.解答功能關(guān)系問(wèn)題時(shí),一般步驟如下:(1)明確研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程;(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,明確其所受的每一個(gè)力的大小、方向;(3)計(jì)算各個(gè)力所做的功;(4)明確能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,找出對(duì)應(yīng)力所做的功。9.動(dòng)量守恒定律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變,這就是動(dòng)量守恒定律.2.表達(dá)式:(1)p=p′,系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p′.(2)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和.(3)△p1=﹣△p2,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向.(4)△p=0,系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零.3.動(dòng)量守恒定律的適用條件(1)不受外力或所受外力的合力為零.不能認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力都為零,更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).(2)近似適用條件:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力.(3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零,則在這一方向上動(dòng)量守恒.【命題方向】題型一:動(dòng)量守恒的判斷例子:如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量比mA:mB=3:2,它們?cè)瓉?lái)靜止在平板車C上,A、B間有一根被壓縮了的彈簧,A、B與平板車上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同,地面光滑.當(dāng)彈簧突然釋放后,則有()A.A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.小車向左運(yùn)動(dòng)D.小車向右運(yùn)動(dòng)分析:在整個(gè)過(guò)程中三個(gè)物體組成的系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.分析小車的受力情況,判斷其運(yùn)動(dòng)情況.解答:A、B,由題意,地面光滑,所以A、B和彈簧、小車組成的系統(tǒng)受合外力為零,所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.在彈簧釋放的過(guò)程中,由于mA:mB=3:2,A、B所受的摩擦力大小不等,所以A、B組成的系統(tǒng)合外力不為零,動(dòng)量不守恒.故A錯(cuò)誤.B正確;C、D由于A、B兩木塊的質(zhì)量之比為m1:m2=3:2,由摩擦力公式f=μN(yùn)=μmg知,A對(duì)小車向左的滑動(dòng)摩擦力大于B對(duì)小車向右的滑動(dòng)摩擦力,在A、B相對(duì)小車停止運(yùn)動(dòng)之前,小車的合力所受的合外力向左,會(huì)向左運(yùn)動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤.故選:BC.點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵掌握系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律的適用條件:合外力為零,并能通過(guò)分析受力,判斷是否系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒,題目較為簡(jiǎn)單!題型二:動(dòng)量守恒的應(yīng)用例子:如圖所示,C是放在光滑的水平面上的一塊木板,木板的質(zhì)量為3m,在木板的上面有兩塊質(zhì)量均為m的小木塊A和B,它們與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.最初木板靜止,A、B兩木塊同時(shí)以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑動(dòng),木板足夠長(zhǎng),A、B始終未滑離木板.求:(1)木塊B從剛開始運(yùn)動(dòng)到與木板C速度剛好相等的過(guò)程中,木塊B所發(fā)生的位移;(2)木塊A在整個(gè)過(guò)程中的最小速度.分析:(1)A、B兩木塊同時(shí)水平向右滑動(dòng)后,木塊A先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)木塊A與木板C的速度相等后,A、C相對(duì)靜止一起在C摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng);木塊B一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到三個(gè)物體速度相同.根據(jù)三個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒求出最終共同的速度,對(duì)B由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或動(dòng)能定理求解發(fā)生的位移;(2)當(dāng)木塊A與木板C的速度相等時(shí),木塊A的速度最小,根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒求解A在整個(gè)過(guò)程中的最小速度,或根據(jù)牛頓第二定律分別研究A、C,求出加速度,根據(jù)速度公式,由速度相等條件求出時(shí)間,再求解木塊A在整個(gè)過(guò)程中的最小速度.解答:(1)木塊A先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),后做勻加速直線運(yùn)動(dòng);木塊B一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng);木板C做兩段加速度不同的勻加速直線運(yùn)動(dòng),直到A、B、C三者的速度相等為止,設(shè)為v1.對(duì)A、B、C三者組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得:mv0+2mv0=(m+m+3m)v1解得:v1=0.6v0木塊B滑動(dòng)的加速度為:a=μg,所發(fā)生的位移:x==(2)A與C速度相等時(shí),速度最小,此過(guò)程A和B減少的速度相等,有:mv0+2mv0=(m+3m)vA+mvBv0﹣vA=2v0﹣vB解得:vA=0.4v0答:(1)木塊B從剛開始運(yùn)動(dòng)到與木板C速度剛好相等的過(guò)程中,木塊B所發(fā)生的位移是;(2)木塊A在整個(gè)過(guò)程中的最小速度是0.4v0.點(diǎn)評(píng):本題是木塊在木板上滑動(dòng)的類型,分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題基礎(chǔ),其次要把握物理過(guò)程所遵守的規(guī)律,這種類型常常根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合處理.題型三:動(dòng)量守恒的臨界問(wèn)題如圖所示,光滑的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為M=2m的凸型滑塊,它的一個(gè)側(cè)面是與水平面相切的光滑曲面,滑塊的高度為h=0.3m.質(zhì)量為m的小球,以水平速度v0在水平面上迎著光滑曲面沖向滑塊.試分析計(jì)算v0應(yīng)滿足什么條件小球才能越過(guò)滑塊.(取g=1Om/s2)分析:小球越到滑塊最
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