2017高考物理二轮复习 第2部分 考前回扣篇_9

1 倒计时第 9 天 三种性质力和牛顿运动定律 A主干回顾 B精要检索 一、三种性质力 1重力：(1)重力是万有引力的分力 (2)重力的大小( G mg)取决于 m 和 g，与运动状态无关 2弹力 弹簧 F kx 大小 面、绳、杆 由平衡条件或动力学规律求解 方向 绳 沿绳指向绳收缩的方向 2 杆 “活杆”必沿杆方向， “死杆”不一定沿杆方向 面 垂直于接触面指向被压或被支持的物体 3.摩擦力 (1)滑动摩擦力 F F N，式中压力 FN一般情况下不等于重力，滑动摩擦力的大小与速 度无关 (2)静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化，与压力 FN无关静摩擦力的 大小范围：0 F Fmax，其中最大静摩擦力 Fmax与压力 FN成正比 4共点力作用下物体的平衡条件 合力为零，即 F 合 0.力沿任意方向分力的合力都为零，即 Fx 合 0， Fy 合 0.解答三 个共点力作用下物体平衡的基本思路是合成法和分解法. 方法 步骤 合成法 对物体进行受力分析，并画出受力分析图将所受的其中两个力应用平行 四边形定则合成为一个等效力，由平衡条件可知该等效力一定与第三个力 大小相等、方向相反. 分解法 对物体受力分析，画出受力分析图，将其中一个力应用平行四边形定则分 解到另两个力的反方向，由平衡条件可知，这两个分力一定分别与另两个 力等大反向. 二、牛顿运动定律 1牛顿三大定律的意义 (1)牛顿第一定律：揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度(运动状态)的原因， 而是改变物体速度的原因 (2)牛顿第二定律 公式： a . F合m 意义：力的作用效果是使物体产生加速度，力和加速度是瞬时对应关系 (3)牛顿第三定律 表达式： F1 F2. 意义：明确了物体之间作用力与反作用力的关系 2超重与失重 (1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力原因：物体 有向上的加速度 (2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力原因：物体 有向下的加速度 (3)完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零原因：物体有向下的加 3 速度且大小为重力加速度 g. 三、规律方法 1处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)巧选研究对象(整体法或隔离法)受力分析建立平衡 方程求解或作讨论 2常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法 (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图 解法等 3电磁场中的平衡 (1)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力电场力、安培 力或洛伦兹力 (2)如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀 速直线运动，因为 F 洛 v. 4(1)动力学的两类基本问题的处理思路 受 力 情 况 F合 F合 ma a 运 动 学 公 式 运 动 情 况 v、 x、 t (2)解答动力学问题的两个关键点 做好物体的受力分析和物体的运动过程分析，抓住加速度这一关键的物理量 寻找多过程运动问题中各过程间的相互关系如第一过程的末速度就是下一个过程 的初速度，找出各过程间的位移关系 C考前热身 1如图 1 所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成 30的夹角直杆上套有一质量 为 0.5 kg 的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小为 F7 N 的 力，圆环处于静止状态已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为 0.7， g 取 10 m/s2.下列说 法正确的是 ( ) 图 1 A圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上 B圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上 C圆环受到直杆的摩擦力大小等于 1 N 4 D圆环受到直杆的弹力大小等于 N 523 C 对圆环受力分析，圆环受到向上的拉力、重力、垂直直杆向下 的弹力与沿直杆向下的静摩擦力，如图所示，将静摩擦力与弹力进行合 成，设其合力为 F 合 ，根据平衡条件，有 F 合 G F，解得 F 合 2 N，竖 直向下根据几何关系，有 F 合 sin 30 f， F 合 cos 30 N，解得 f1 N， N N，选项 C 正确3 2. (多选)如图 2 所示一个物体质量为 m，在高出水面 H 处由静止下落，落入水中后 竖直向下运动 h 距离后速度减为零物体在水中运动时，除受重力外，还受水的浮力和阻 力已知物体在水中所受浮力是其重力的 倍，重力加速度为 g，假设水的阻力恒定，空 109 气阻力不计则下列说法中正确的是( ) 图 2 A水的阻力做功为 mg(H h) B水的阻力做功为 mgh C物体入水前瞬间的速度为 2gH D物体在水中运动时所受阻力大小为 mg ( Hh 19) CD 下落全过程中，由动能定理得 mg(H h) W 浮 W 阻 0，解得 W 阻 mg(H h) W 浮 mg(H h) mgh，A 和 B 错误 109 入水前运动，由运动规律知 v22 gH，解得 v ，故 C 正确2gH 物体在水中运动受重力、浮力 F 浮 和阻力 F 阻 ，由牛顿第二定律得 F 浮 F 阻 mg ma 由运动规律得 v22 ah 由题意知 F 浮 mg 109 联立式解得 F 阻 mg ，故 D 正确( Hh 19) 3.如图 3 所示，某物体自空间 O 点以水平初速度 v0抛出，落在地面上的 A 点，其轨迹 为一抛物线现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与 OA 完全重合的位置上，然后将此 5 物体从 O 点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道 P 为滑道上一点， OP 连线与竖直方向成 45角，则此物体( ) 【导学号：25702076】 图 3 A由 O 点运动至 P 点的时间为 2v0g B物体经过 P 点时，速度的水平分量为 v0 255 C物体经过 P 点时，速度的竖直分量为 v0 D物体经过 P 点时，速度大小为 v0 225 B OP 连线与竖直方向成 45角，则平抛运动的竖直位移与水平位移相等，有 v0t gt2，解得 t .而沿光滑滑道由静止下滑至 P 的时间不为 ，故 A 错误平抛时竖直 12 2v0g 2v0g 方向分速度为 vy gt2 v0，设瞬时速度方向与水平方向成 角，则有 tan 2. vyv0 由静止沿滑道下滑过程，由动能定理得 mv2 mgh，而平抛运动时有 v 2 gh，解得 12 2y v2 v0，故 D 错误 物体沿轨道下滑经过 P 点时，速度的水平分量为 vx vcos v0，故 B 正确，C 255 错误 4如图 4 所示，截面为等腰直角三角形的物块的斜边固定在水平面上，两根长为 L 的 细导体棒 a、 b 被放置在三角形的两个光滑直角面等高的地方，它们间的距离为 x，导体棒 a 的质量为 ma，导体棒 b 的质量为 mb.现分别对两导体棒通以同向电流 Ia、 Ib，且 Ia2 Ib2 I，两棒恰能保持静止则下列说法正确的是( ) 图 4 A两导体棒的质量之比 ma mb21 B两导体棒的质量之比 ma mb12 6 C电流 Ib在导体棒 a 处产生的磁场的磁感应强度大小为 2mag2IL D电流 Ia在导体棒 b 处产生的磁场的磁感应强度大小为 mbgIL D 两导体棒中的电流同向，受到的相互吸引力等大、反向，方 向在它们的连线上对 a，受力如图所示， 由平衡条件得 mag FA，对 b，同理得 mbg FB， FA与 FB等大、反向， 因此 ma mb11，选项 A、B 错误；对 a， FA Ba2IL，则导体棒 a 处的磁感应强度大小 Ba ，C 选项错误；对 b， FB BbIL，则导体棒 b 处的磁感应强度 mag2IL 大小 Bb ，D 选项正确 mbgIL 5(多选)如图 5 所示，质量为 m 的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下 列说法正确的有( ) 图 5 A小球通过最高点的速度可能小于 gR B小球通过最低点时对轨道的压力大小等于小球的重力 C小球在水平线 ab 以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 D小球在水平线 ab 以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 AC 小球在光滑圆形管道内做圆周运动，只受重力和弹力小球通过最高点时，速度 可以无限接近于零，选项 A 正确；小球通过最低点时，受到重力和弹力，有 N mg m ， v2R 选项 B 错误；小球在水平线 ab 以下管道中运动时，受到重力和弹力，合力沿半径方向的分 力提供向心力，由于重力有背离圆心的分量，所以弹力一定有指向圆心的分量，因此外侧 管壁必然对小球有作用力，选项 C 正确；同理，小球在水平线 ab 以上管道中运动时，由于 重力有指向圆心的分量，所以弹力可以背离圆心，也可以指向圆心，选项 D 错误 6如图 6 所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力质量 m100 g 的小球穿 在长 L1.2 m 的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为 0.5，当杆竖直固定放 置时，小球恰好能匀速下滑保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角 37，将小 球从 O 点静止释放 g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求： 7 图 6 (1)小球受到的风力大小； (2)当 37时，小球离开杆时的动能 【解析】 (1)当杆竖直固定放置时， F mg 解得 F2 N. (2)当 37时，小球受力情况如图所示 垂直杆方向上有 Fcos 37 mgsin 37 FN 解得 FN1 N 小球受摩擦力 Ff FN0.5 N 小球沿杆运动的加速度为 a 15 m/s 2 mgcos 37 Fsin 37 Ffm 由 v2 v 2 aL 得，小球到达杆下端时速度为20 v6 m/s 球离开杆时的动能为 Ek mv21.8 J. 12 【答案】 (1)2 N (2)1.8 J 7如图 7 所示，物块 A、木板 B 的质量均为 m10 kg，不计 A 的大小，木板 B 长为 L3 m开始时 A、 B 均静止现给 A 一水平初速度让其从 B 的最左端开始运动已知 A 与 B、 B 与地面之间的动摩擦因数分别为 10.3 和 20.1， g 取 10 m/s2. (1)若物块 A 刚好没有从 B 上滑下来，则 A 的初速度为多大？ 图 7 (2)若把木板 B 放在光滑水平面上，让 A 仍以(1)问的初速度从 B 的最左端开始运动， 则 A 能否与 B 脱离？最终 A 和 B 的速度各是多大？ 【解析】 (1)物块 A 在木块 B 上向右匀减速运动，加速度大小为 a1 1g3 m/s 2 木块 B 向右匀加速运动，加速度大小为 a2 1 m/s 2 1mg 22mgm 8 由题意，物块 A 刚好没有从 B 上滑下来，则 A 滑到 B 最右端时和 B 速度相同，设为 v，则有 时间关系： t v0 va1 va2 位移关系： L v20 v22a1 v22a2 代入数据解得 v02 m/s， v m/s.6 62 (2)把木板 B 放在光滑水平面上， A 在 B 上向右匀减速运动的加速度大小仍为