浙江省建德市新安江高级中学高三物理《力与物体的直线运动》专题复习 .doc

浙江省建德市新安江高级中学高三物理专题复习专题定位本专题解决的是物体(或带电体)受力和在力的作用下的匀变速直线运动问题高考对本专题考查的内容主要有：匀变速直线运动基本规律的应用；匀变速直线运动的图象问题；动力学的两类基本问题；物体在传送带上的运动问题；行车安全问题；带电粒子(或带电体)在电场、磁场中的匀变速直线运动问题；电磁感应中的动力学分析等考查的主要方法和规律有动力学方法、图象法、运动学的基本规律、临界问题等应考策略抓住“两个分析”和“一个桥梁”.“两个分析”是指“受力分析”和“运动情景或运动过程分析”“一个桥梁”是指加速度是联系运动和受力的桥梁综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题必备知识方法知 识 回 扣1物体或带电粒子做直线运动的条件是: 2物体或带电粒子做匀变速直线运动的条件是： 3匀变速直线运动的基本规律为速度公式：vt 位移公式：x 速度和位移公式的推论为： 中间时刻的瞬时速度为 位移中点的瞬时速度为 任意相邻两个连续相等的时间内的位移之差是一个恒量，即xxn1xna .4牛顿第二定律的内容是：物体加速度的大小与物体所受的 成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与 的方向一致，且二者具有 关系，此定律可以采用 进行实验验证5速度时间关系图线的斜率表示物体运动的 ，图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的 在分析物体的运动时，常利用vt图象帮助分析物体的运动情况6超重或失重时，物体的重力并未发生变化，只是物体对支持物的 (或对悬挂物的 )发生了变化当ag时，物体 物体发生超重或失重现象与物体的运动方向 ，只决定于物体的 方向规 律 方 法1动力学的两类基本问题的处理思路(1)已知力求运动，应用牛顿第二定律求加速度，再根据物体的初始条件，应用运动学公式求出物体的运动情况任意时刻的位置和速度，以及运动轨迹(2)已知运动求力,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,再应用牛顿第二定律,推断或者求出物体的受力情况 2.动力学问题通常是在对物体准确受力分析的基础上，采用 或者是 求合力，然后结合牛顿第二定律列式求解3匀减速直线运动问题通常看成反方向的匀加速直线运动来处理，这是利用了运动的 性.在竖直上抛运动和类竖直上抛运动的处理中也常用此法4用vt图象分析：vt图象表示物体的运动规律，形象而且直观动力学观点在电学中的应用1带电粒子在磁场中的运动问题:洛伦兹力的方向始终 粒子的速度方向2带电粒子在复合场中的运动情况一般较为复杂，但是它仍然是一个 问题，同样遵循力和运动的各条基本规律3若带电粒子在静电力、重力和洛伦兹力共同作用下做直线运动，如果是匀强电场和匀强磁场，那么重力和静电力都是 力，洛伦兹力与速度方向垂直，而其大小与 大小密切相关因此，只有带电粒子的 不变,才可能做直线运动，即做匀速直线运动4典型的匀变速直线运动：(1)只受重力作用的自由落体运动和竖直上抛运动(2)带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速或带电粒子沿着平行于电场方向射入电场中的运动(3)物体、质点或带电粒子所受的各种外力的合力 ，且合力方向与初速度方向 的运动规 律 方 法1带电粒子在电场中做直线运动的问题：在电场中处理力学问题，其分析方法与力学相同首先进行 ，然后看物体所受的合力与 是否一致，其运动类型有电场加速运动和在交变的电场内往复运动2处理带电粒子在交变电场作用下的直线运动问题时，首先要分析清楚带电粒子在 内的受力和运动特征3在具体解决带电粒子在复合场内运动问题时，要认真做好以下三点：(1)正确分析 情况；(2)充分理解和掌握不同场对电荷作用的特点和差异；(3)认真分析运动的详细过程，充分发掘题目中的 ，建立清晰的物理情景，最终把物理模型转化为数学表达式题型1动力学的两类基本问题例1 杂技中的“顶竿”是由两位演员共同表演完成站在地面上的演员的肩部顶住一根质量为10 kg的长竹竿，另一位质量为40 kg的演员爬至竹竿的顶端完成各种动作后，从竹竿的顶端由静止开始下滑,滑到竹竿底时的速度正好为零.在竹竿上的演员从竿顶下滑到竿底的过程中，地面上顶竿人的肩部的受力情况如图1所示(g10 m/s2).则：(1)竿上的人在下滑过程中的最大速度v1为多少？(2)竹竿的长度h为多少？预测演练1 滑雪运动常在两个斜面和一个平面的组合场地中进行，我们把它简化为理想的情景如图2所示假定运动员和滑板的总质量为m，从o点以初速度v1冲上一个倾斜角为的斜面，第一次滑回到底端o时的速率为v2，不计运动员在最高点所有技术动作，求：(1)滑板与斜面间的动摩擦因数；(2)运动员能滑上斜面的最大高度h.1.设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x.现有四个不同物体的运动图象如图所示，物体c和d的初速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是( )2.质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2.对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力f，使物体在水平面上运动了3t0的时间为使物体在3t0时间内发生的位移最大，力f随时间的变化情况应该为下面四个图中的 ( )图24.如图2所示，水平面上质量为10 kg的木箱与墙角距离为23 m，某人用f125 n的力，从静止开始推木箱，推力与水平方向成37角斜向下，木箱与水平面之间的动摩擦因数为0.4.若推力作用一段时间t后撤去，木箱恰好能到达墙角处，则这段时间t为(取sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)( )a3 s b. sc. s d. s5.某同学站在观光电梯内随电梯一起经历了下列三种运动：加速上升、匀速上升、减速上 升 (加速度大小ag)，则下列说法正确的是 ( )a三种运动因为都是上升过程，所以该同学始终处于超重状态b只有加速上升过程中，该同学处于超重状态图3c三种运动因为支持力均做正功，所以该同学机械能均增加d只有加速上升过程，机械能增加6.为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图3所示，当此车减速上坡时，乘客a处于失重状态 b重力势能增加c受到向前的摩擦力作用 d所受力的合力沿斜面向上9如图6所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端图6有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在电场力和弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是( )10.如图7所示，水平放置的光滑金属长导轨mm和nn之间接有电阻r，导轨平面在直线oo左、右两侧的区域分别处在方向相反与轨道平面垂直的匀强磁场中，设左、右区域的磁场的磁感应强度的大小分别为b1和b2，一根金属棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好，棒和导轨的电阻均不计金属棒ab始终在水平向右的恒定拉力f的作用下，在左边区域中恰好以速度v0做匀速直线运动，则以下说法中正确的是 () a若b2b1时，棒进入右边区域后先做加速运动，最后以速度做匀速直线运动b若b2b1时，棒进入右边区域后仍以速度v0做匀速直线运动c若b22b1时，棒进入右边区域后先做减速运动，最后以速度做匀速直线运动d若b22b1时，棒进入右边区域后先做加速运动，最后以速度4v0做匀速直线运动图12、解答题(14题14分，15题12分，16题16分，共42分)15.(12分)如图12所示，水平面上放有质量均为m1 kg的物块a和b，a、b与地面的动摩擦因数分别为10.4和20.1，相距l0.75 m现给物块a一初速度使之向b运动，与此同时给物块b一个f3 n水平向右的力由静止开始运动，经过一段时间a恰好追上b.g10 m/s2.求：(1)物块b运动的加速度大小；(2)物块a初速度大小；图13(3)从开始到物块a追上物块b的过程中，力f对物块b所做的功16.(16分)如图13所示，固定于水平面的u型金属导轨abcd，电阻不计，导轨间距l1.0 m，左端接有电阻r2 .金属杆pq的质量m0.2 kg，电阻r1 ，与导轨间动摩擦因数0.2，滑动时保持与导轨垂直在水平面上建立xoy坐标系，x0的空间存在竖直向下的磁场，磁感应强度仅随横坐标x变化金属杆受水平恒力f2.4 n的作用，从坐标原点开始以初速度v01.0 m/s向右做匀加速运动，经t10.4 s到达x10.8 m处，g取10 m/s2.求：(1)磁感应强度b与坐标x应满足的关系；(2)金属杆运动到x1处，pq两点间的电势差；(3)金属杆从开始运动到b t处的过程中克服安培力所做的功1.某物体由静止开始做直线运动，物体所受合力f随时间t的变化图象如图1所示，则 ( )a.物体在24秒内做匀加速直线运动图1b.物体在4秒末离出发点最远 c.物体始终向同一方向运动d.物体在04秒和在48秒内的位移相等2.有关超重和失重的说法，正确的是 ( )a.物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减小b.竖直上抛运动的物体处于完全失重状态c.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程d.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程3质量为m的小物块放在倾角为的斜面上处于静止，如图2所示.整个装置可以沿水平方向或竖直方向平行移动，且小物块与斜面体总保持相对静止.下列的哪种运动方式可以使物块对斜面的压力和摩擦力都一定减小( )a.沿竖直方向向上加速运动 b.沿竖直方向向上减速运动c.沿水平方向向右加速运动 d.沿水平方向向右减速运动4如图3所示，点电荷4q与q分别固定在a、b图3两点，c、d两点将ab连线三等分.现使一个带负电的检验电荷，从c点开始以某一初速度向右运动，不计检验电荷的重力.则关于该电荷在cd之间的运动，下列说法中可能正确的是 ( )a.一直做减速运动，且加速度逐渐变小 b.做先减速后加速的运动c.一直做加速运动，且加速度逐渐变小 d.做先加速后减速的运动5.如图4所示，整个装置处于匀强磁场中，竖直框架之间接有一电容器c，金属棒ad水平放置，框架及棒的电阻不计，框架足够长，在金属棒紧贴框架下滑过程中(金属棒在下滑过程中始终与框架接触良好)，下列说法正确的是 ( )图4 a.金属棒ad最终做匀速运动 b.金属棒ad一直做匀加速运动c.金属棒ad下滑的加速度为重力加速度g d.金属棒ad下滑的加速度小于重力加速度g6. 为了减少战斗机起飞时在甲板上加速的时间和距离，现代航母大多采用了蒸汽弹射技术.一架总质量m5.0103 kg的战机.如果采用滑行加速(只依靠自身动力系统加速)，要达到v060 m/s的起飞速度，甲板水平跑道的长度至少为120 m.采用蒸汽弹射技术，战机在自身动力和持续的蒸汽动力共同作用下只要水平加速60 m就能达到起飞速度.假设战机起飞过程是匀加速直线运动，航母保持静止，空气阻力大小不变，取g10 m/s2.(1)采用蒸汽弹射技术，求战机加速过程中加速度大小以及质量m60 kg的飞行员受到座椅作用力的大小.(2)采用蒸汽弹射技术，弹射系统的弹力为多大？弹力在加速60 m的过程中对战机做的功是多少？8如图5甲所示，两平行的长直金属导轨置于水平面内，间距为l1.导轨左端接有阻值为r的电阻，质量为m的导体棒跨接在导轨上，导轨和导体棒的电阻不计，且接触良好.在长为l2的矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为b.开始时导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v0匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，经时间t0导体棒到达磁场的左端