06二轮专题·02·物体的运动.doc

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专题二 物体的运动考情分析本专题在力学部分涉及的考点有：机械运动及描述机械运动的物理量：质点、位移和路程、速度和速率、平均速度、瞬时速度、加速度；匀速直线运动和匀变速直线运动及其规律、公式、图象（s-t、-t图象）；运动的合成和分解；曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向，且必具有加速度；平抛运动；匀速圆周运动及其描述：线速度、角速度、周期、向心加速度电磁学部分涉及到的考点有：带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动；导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则考向走势力学和电磁学中关于质点的运动部分内容，都属于物理学的主干知识，是高考中的重点、难点和热点知识在每套高考试卷中的均必定出现，以选择题、计算题形式综合其它知识点出题，占分比例大，题目综合性强，具有较大难度解答物体的运动问题，应在分析物体的运动过程、运动性质，分析物体的受力情况的基础上，从恰当的角度（能量观点、动量观点、动力学观点）出发，适当选取规律、公式予以解答主干知识整合1知识结构2运动图象用图象研究物理现象、描述物理规律是物理学的重要方法，运动图象主要有：s-t、-t、a-t等图象位移时间图象（s-t图象）：表示质点的位移随时间变化的规律，与质点运动的轨迹没有任何直接关系能读出s、t、的信息（斜率表示速度）速度时间图象（-t图象）：表示质点运动的速度随时间变化的规律，与质点运动的轨迹也没有直接关系能读出s、t、a的信息（斜率表示加速度，曲线下的面积表示位移）可见-t图象提供的信息最多，应用也最广下表是几种运动的s-t图象和-t图象3匀变速直线运动的常用公式基本公式：t = 0+at s = 0t+at2 - = 2as s = t以上四个公式中共有五个物理量：s、t、a、0、t，这五个物理量中只有三个是独立的只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等五个物理量中，除时间t外，s、0、t、a均为矢量一般以0的方向为正方向，以t = 0时刻的位移为零，这时s、t和a的正负就都有了确定的物理意义匀变速直线运动中几个常用的结论s = at2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等可以推广到sm-sn = （m-n）at2，t/2 = = ，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度s/2 = ，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有t/2时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力小球不能过最高点的条件：（实际上球还没有到达最高点就脱离了轨道）如图2-5-3所示，小球过最高点时，轻质杆对小球产生的弹力情况分析小球在最高点的受力情况：小球受重力g、杆对小球力f小球在最高点的动力学方程为：mg+f = m绳或轨道对小球的作用力特征是：可以向下（拉力），可以向上（支持力）即f可以大于0（拉力），也可小于0（支持力）所以有：当 = 0时，f = mg（为支持力）当0时，f随增大而减小，且0f时，f为拉力，f随的增大而增大规律方法探究1物理图象法是物理学的基本研究方法方一，应用物理图象解题可以使解题过程简化，思路更清晰，比解析法更巧妙、更灵活在有些情况下运用解析法可能无能为力，用图象法可能使你豁然开朗从物理图象可以更直观地观察出物理过程的动态特征对物理图象要正确理解图象的意义，认清图象中横纵轴所代表的物理量及它们的函数关系特别是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别注意“起点”、“终点”、“拐点”，它们往往对应一个特殊状态线：表示研究对象的变化过程和规律，如t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动斜率：表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题如st图象的斜率表示速度大小，t图象的斜率表示加速度大小面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应如t图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小截距：表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的物理量的大小由此往往能得到一个很有意义的物理量【例1】两支完全相同的光滑直角弯管（如图2-5-4所示）现有两只相同小球a和a同时从管口由静止滑下，问谁先从下端的出口掉出？（假设通过拐角处时过拐角处时无机械能损失）【命题意图】本题考查了匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、机械能守恒定律，要求考生具有较强的分析综合能力和作图能力，属于难度较大的题 图2-5-4 图2-5-5【解析】首先由机械能守恒可以确定拐角处12，而两小球到达出口时的速率相等又由题意可知两球经历的总路程s相等由牛顿第二定律，小球的加速度大小a = gsin，小球a第一阶段的加速度跟小球a第二阶段的加速度大小相同（设为a1）；小球a第二阶段的加速度跟小球a第一阶段的加速度大小相同（设为a2），根据图中管的倾斜程度，显然有a1a2根据这些物理量大小的分析，在同一个-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）开始时a球曲线的斜率大由于两球两阶段加速度对应相等，如果同时到达（经历时间为t1）则必然有s1s2，显然不合理考虑到两球末速度大小相等（图中m），球a的速度图象只能如图2-5-5所示因此有t1a2ba1 = a2ca12，则1 2（填、 = 、）图2-5-6【命题意图】本题考查物体做平抛运动时物体速度方向与位移方向间的关系，要求考生熟练掌握平抛运动规律，属于中等难度题【解析】考察平抛运动的位移偏角意义可知：题中所给斜面倾角等于物体做平抛运动的位移偏角，所以，以不同速度做平抛运动的物体到达斜面时位移的偏角相等而平抛运动的速度偏角和位移偏角的关系是tg = 2tg，因而以不同速度做平抛运动的物体到达斜面时速度的偏角也相等变式题如图2-5-7所示，从倾角为 = 30的斜面顶端以初动能e = 6j向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能e为 j图2-5-74做变速圆周运动的物体运动的特点是：速度大小、方向发生变化，向心加速度和向心力都相应变化动力学的条件是：合外力方向与速度方向不垂直对变速圆周运动的处理方法是：一般地说，当做圆周运动物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，其沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小；其沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的大小，不改变速度的方向分别与它们相应的向心加速度描述速度方向变化的快慢，切向加速度描述速度大小变化的快慢做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律：fn = man在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出外界给物体提供的合外力，右边写出物体需要的向心力（可选用或m2r或m（）2等各种形式）【例4】质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为，如图2-5-8所示，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时的（ ad ）a向心加速度为b向心力为m（g+）c对球壳的压力为d受到的摩擦力为m（g+）图2-5-8【命题意图】本题考查圆周运动的向心力、向心加速度及受力分析、摩擦力、牛顿运动定律等知识点，要求考生对变速圆周运动的特殊位置灵活应用牛顿运动定律，试题综合性较强，属于中等难度题【解析】物体在最低点沿半径方向受重力、球壳对物体的支持力，两力的合力提供物体做圆周运动在此位置的向心力，由牛顿第二定律有：fn-mg = 所以，物体的向心加速度为，向心力为，物体对球壳的压力为m（g+）在沿速度方向，物体受滑动摩擦力，由摩擦定律有：ff = fn = m（g+）综上所述，选项a、d正确变式题质量为m的物体从半径为r的半球形碗的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得物体的速度大小不变，如图2-5-9所示，那么（ ）a因为速率不变，所以物体的加速度为零b物体下滑过程中受的合外力越来越大 图2-5-9c物体下滑过程中的摩擦力大小不变d物体下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心能力思维冲浪1小球从空中自由下落，与水平地面相碰后反弹到空中某一高度，其速度时间图象如图2-5-10所示，则由图可知（ ）a小球下落的最大速度为5m/sb小球第一次反弹初速度的大小为3m/sc小球能弹起的最大高度d小球能弹起的最大高度1.25m 图2-5-10 图2-5-112如图2-5-11所示，小球沿斜面向上运动，依次经过a、b、c、d到达最高点e，已知ab = bd = 6m，bc = 1m，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s设小球经b、c时的速度分别为b、c，则（ ）ab = m/s bc = 3m/scde4m d从d到e所用时间为4s3如图2-5-12所示，一小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，圆环的半径为r关于小球的运动情况，下列说法中正确的是 （ ）a小球的线速度的方向时刻在变化，但总在圆周切线方向上b小球的加速度的方向时刻在变化，但总是指向圆心的c小球的线速度的大小总大于或等于d小球通过轨道最低点的加速度的大小一定大于g4如图2-5-13所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮a和轮b水平放置，两轮半径ra2rb当主动轮a匀速转动时，在a轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在a轮边缘上若将小木块放在b轮上，欲使木块相对b轮也静止，则木块距b轮转轴的最大距离为（ ） 图2-5-13图2-5-14a b c drb5人站在高处水平抛出一小球，球离手时的速度为0，不计空气阻力，则图2-5-14中能正确表示相等时间内速度变化情况的是 （ ）图2-5-156在光滑的水平面上静止一物体，现以水平恒力甲推此物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力乙推物体，当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的速度为2，若撤去恒力甲的瞬间物体的速度为1，则21 = ？7如图2-5-15所示，水平台ab距地面cd高h = 08m有一小滑块从a点以60m/s的初速度在平台上做匀变速直线运动，并从平台边缘的b点水平飞出，最后落在地面上的d点已知ab = 220m，落地点到平台的水平距图2-5-16离为2.00m（不计空气阻力，g = 10m/s2）求滑块从a到d所用的时间和滑块与平台的动摩擦因数8某年9月，四川、重庆普降暴雨，造成重庆市10余县区发生历史上罕见的洪涝灾害，造成百余人死亡在此次抗洪抢险中，战士驾驶冲锋舟救人，假设江岸是平直的，洪水沿江而下，水的流速为5m/s，舟在静水中的航速为10m/s，战士救人的地点a离岸边最近点o的距离为50m，如图2-5-16求：（1）战士要想通过最短的时间将人送上岸，则最短时间是多少？（2）战士要想通过最短的航程将人送上岸，冲锋舟的舟头应与河岸成多少度角？（3）若水的流速是10m/s，而舟的航速（静水中）为5m/s，战士想通过最短的距离将人送上岸，则这个最短距离是多少？9如图2-5-17所示，长为l的细绳的一端系住一质量为m的小球，另一端悬于光滑水平面上方h处，hl，当小球紧压在面上以转速做匀速圆周运动时，水平面受到的压力为多大？