高三物理复习讲义.doc

受力分析与物体平衡一、常见的几种力1.重力与万有引力的比较 (1)方向：万有引力的方向指向地心，而重力的方 向总是竖直向下，与当地的水平面垂直，但不一定指向地心. (2)大小：Gmg.其中g与地理位置和物体所在处离地面的高度有关.重力与万有引力的不同是由于地球自转引起的，如果不考虑地球自转的影响，就可以认为物体的重力等于地球对物体的万有引力.2.对弹力的理解 (1)产生条件：直接接触；发生弹性形变. (2)大小：弹簧的弹力可由胡克定律Fkx计算，一般情况下可用平衡条件或牛顿定律求解. (3)方向：垂直于接触面指向受力物体.3.摩擦力的分析与计算(1)对产生条件的理解：物体间要存在摩擦力，必须同时满足产生摩擦力的三个条件，缺一不可.(2)两类摩擦力的判断：物体间存在静摩擦力还是滑动摩擦力，不是看物体是静止的还是运动的，而是看物体间是相对静止还是相对滑动，静止的物体可以受滑动摩擦力，运动的物体也可以受静摩擦力作用.(3)摩擦力的大小计算滑动摩擦力的大小：由FFN来计算，但要注意FN的分析，它跟研究物体在垂直于接触面方向的受力及该方向上的运动状态有关.静摩擦力的大小：跟产生相对运动趋势的外力密切相关，与物体的运动状态有关，但跟接触面间的FN无直接关系.一般通过分析受力情况，沿接触面方向根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解.4.电场力 (1)大小(2)方向5.磁场力(1)安培力大小：F安BIl(l为垂直于匀强磁场的有效长度).方向：由左手定则判定.(2)洛伦兹力大小：F洛qvB(v是垂直磁场的有效速度).方向：由左手定则判断.(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现.（2） 永远垂直于B与v所决定的平面，但B、v未必垂直.（3） 垂直于B与I所决定的平面，但B与I未必垂直.二、力的合成与分解1.运算法则：平形四边形定则或三角形定则.2.常用方法：合成法、分解法、正交分解法.3.合力和分力的关系：等效替代关系.三、共点力作用下物体的平衡1.平衡状态：静止或匀速直线运动.2.平衡条件：F合0(1)受力分析时，物体不能同时受到合力和分力的作用.(2)物体在一组非共点力作用下也可能处于平衡状态.(3)使用分解法的关键是明确力的作用效果，确定分力的方向，然后画出平行四边形.四、物体间有无静摩擦力及静摩擦力方向的判断方法 物体间是否具有相对运动趋势不是很直观，因此判断静摩擦力的存在及方向时比较困难，下面列举几种常用的判断方法.1.“假设法”和“反推法”(1)假设法：即先假设没有摩擦力(即光滑)时，看相对静止的物体间能否发生相对运动.若能，则有静摩擦力，方向与相对运动方向相反；若不能，则没有静摩擦力.(2)反推法：是从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的方向了.2.利用牛顿第二定律判断 先假设物体受摩擦力作用，并假设出方向，利 用牛顿第二定律或平衡条件列式计算.若F静0，则有静摩擦力，F静0，说明其方向与假设方向相同，F静90，现使BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力 ()A大小不变B逐渐增大C逐渐减小 D先减小后增大4.如图110所示，匀强电场方向向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v与磁场垂直、与电场成45角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E的大小和磁感应强度B的大小 5.(2009湖南师大附中模拟)如图12所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同.先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则 ()A.F1F2 B.F1F2 C.FT1FT2 D.FT1FT26.(2009潍坊质检)如图113所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为，推力F垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则() A.木块一定受三个力作用 B.天花板对木块的弹力FNF C.木块受的静摩擦力等于mgcos D.木块受的静摩擦力等于mg/cos7.如图114所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上.若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在图115所示的各种磁场中，导体棒均、处于静止状态，则导体棒与导轨间的摩擦力可能为零的是() 8.（2009年浙江卷）16如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l0 已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为 k0k0llqqqA B C D牛顿运动定律一、解决动力学问题的基本思路和常用方法1.基本思路 受力分析和运动情况分析是解决问题的关键，而加速度是联 系受力情况和运动情况的桥梁.基本思路如下框图所示.2.常用方法 (1)整体法与隔离法 适用于解决连接体问题.当系统中各物体具有相同的加速度时，可以把系统内的所有物体视为一个整体，不必分析各物体间的相互作用，只需分析外界对连接体的作用力，从而简化受力分析过程，提高解题速度，这种方法称为整体法.而隔离法必须考虑其他部分对隔离部分的作用，原来的内力转化为隔离部分所受的外力，在需要分析连接体内部的作用力时，必须用隔离法处理，而这种情况下，往往是先用整体法，再用隔离法.(2)合成法当物体只受两个力作用而产生加速度时，利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向.特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单.(3)正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法解题，通常是分解力，但在有些情况下分解加速度更简单.分解 力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，则Fxma(沿加速度方向)，Fy0(垂直于加速度方向).分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度，有时更简单，如右图所示.即：Fxmax， Fymay，其中axacos，ayasin (4)假设法在物理状态和物理过程不太明显的情况下，先假设一种状态(过程)或一个条件已知，然后再分析这一状态(过程)与题设情况是否相符，从而找到解题的突破口.(5)转换对象法转换对象法也叫牛顿第三定律法.在应用牛顿运动定律的过程中，有时无法直接求得问题的结果，此时可选取与所求对象有相互关系的另一物体作为研究对象，最后应用牛顿第三定律求出题目中的待求量.(6)利用失重、超重规律如：物体有超重现象，可推断物体具有向上的加速度，判断出F合方向向上，从而快速进行受力分析，列出方程进行求解.(7)临界条件法(极限法)在一个物理过程中，某个物理量发生变化，当变化到一定程度时，物体的状态就会发生突变，若把这种变化的条件找到，就可以利用这种极限法把这个条件合理外推，从而发现物理问题的本质规律，由临界条件来讨论物理量的取值范围.常用的极限法往往用零值、无穷大、某一边界值来进行尝试.说明：利用牛顿第二定律列式解题时，一般以合外力的方向或加速度的方向为正方向，此时与运动学公式中的正方向不一定相同，要特别注意v0和a的符号.例题分析1.(2009东北三校联考)一质量m2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37足够长的斜面，如图23所示.某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的速度时间图线，如图24所示.(取sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)求：(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小；(2)小物块与斜面间的动摩擦因数；(3)小物块向上运动的最大距离.2.(2009上海高考)如图26(a)所示，质量m1 kg的物 体沿倾角37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物 体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图26(b)所 示，求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)比例系数k. (sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)3. (2009芜湖模拟)如图28所示，放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧秤相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为.今对物块A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左匀加速运动，设A、B的质量分别为m、M，则弹簧秤的示数为 ()4.(2008上海高考)总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下，经过2 s拉开绳索开启降落伞，如图29所示是跳伞过程中的vt图，试根据图象求：(g取10 m/s2)(1)t1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小.(2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功.(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.5.(2009南通模拟)如图212所示，在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持以速度v0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为.(1)证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车面摩擦产生的内能与动摩擦因数无关，是一个定值.(2)已知滑块与车面间的动摩擦因数0.2，滑块质量m1 kg，车长L2 m，车速v04 m/s，取g10 m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？6.(2008四川高考)一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端.已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定.若用F、v、s和E分别表示该物体所受的 合力、物体的速度、位移和机械能，如图215所示图象可能正确的是 ()7.(2009黄冈中学模拟)如图220所示， 粗糙的斜面体M放在粗糙的水平地面上，物块m恰好能在斜面上沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动.若用平行斜面 向下的力F推动物块，使物块加 速下滑，则斜面体 () A.受到地面的摩擦力大小为零 B.受到地面的摩擦力的方向水平向右 C.对地面的压力为(Mm)gD.在F的作用下，可能沿水平面向左运动直线运动及其规律一、st图象和vt图象的比较 表示物体做匀速直线运动 表示物体做匀变速直线运动(斜率表示加速度a)(斜率表示速度v) 表示物体做匀速直线运动表示物体静止 表示物体向正方向做匀减速直线运动表示物体向负方向 交点表示t2时刻物体的速度均为v2做匀速直线运动 t1时刻物体的速度为v1，阴影交点表示t2时刻物 表示物体在0t1时间内的位移体在位移为x2处相遇t1时刻物体的位移为x1说明：位移时间图象(st图象)和速度时间图象(vt图象)都只能用于表示直线运动，不表示曲线运动.二、匀变速直线运动的分析技巧与方法1.巧用运动的可逆性和对称性 (1)可逆性：末速度为零的匀减速直线运动， 可以等效为初 速度为零的反方向匀加速直线运动(2)竖直上抛运动的对称性 上升和下降过程中物体经过 同一位置的速度大小相等,方向相反. 物体上升过程中从A点到B点和下降过程中从B点回到A点,所用时间相等2.追及和相遇问题的分析方法和基本思路 (1)基本思路(2)寻找问题中隐含的临界条件例如：速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动).当两者速度相等时，若追者位移仍小于被追者位移，则永远追不上，此时两者间有最小距离.若两者速度相等时，两者的位移也相等，则恰能追上，也是两者避免碰撞的临界条件.若两者位移相等时，追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间距离有一个较大值.总之，追及与相遇问题的基本思路是寻找并列出三个关系方程，分别是位移关系方程、速度关系方程和时间关系方程.(3)常用分析方法物理分析法：抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景.相对运动法：巧妙地选取参照系，然后找两物体的运动关系.极值法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若0，即有两个解，说明可以相遇两次；若0，说明刚好追上或相遇；若m，xLB.若Mm，xL C.若ML D.无论M、m取何值，都是x02.(2009江门模拟)如图3所示，放在光滑水平面上的木块以v0向右做匀速直线运动，现有一向左的水平力F作用在木块上，且随时间从零开始做线性变化，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图象是图4中的(向右为正方向) ()3.(2009莱芜模拟)利用速度传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图象.某同学在一次实验中得到的运动小车的速度vt时间图象如图4所示，由此可以知道()A.小车先做加速运动，后做减速运动B.小车运动的最大速度约为0.8 m/sC.小车的最大位移是0.8 mD.小车做曲线运动4. (2009济宁质检)如图15甲所示，水平传送带顺时针方向匀速运动.从传送带左端P先后由静止轻轻放上三个物体A、B、C，物体A经tA9.5 s到达传送带另一端Q，物体B经tB10 s到达传送带另一端Q，若释放物体时刻作为t0时刻，分别作出三物体的速度时间图象如图乙、丙、丁所示，求：(1)传送带的速度v0；(2)传送带的长度l；(3)物体A、B、C与传送带间的摩擦因数各是多大；(4)物体C从传送带左端P到右端Q所用时间tC.运动的合成与分解 曲线运动一、曲线运动的特点1.运动特点：做曲线运动的物体，其速度的方向时刻在变化，而速度的大小不一定变化(如匀速圆周运动).2.受力特点：由于曲线运动是变速运动，必然具有加速度，物体一定受外力作用，而且合外力与速度不共线，其方向指向轨迹曲线的凹侧.若将所有外力沿速度方向和垂直于速度方向正交分解，则速度方向的合力改变速度的大小，产生切向加速度，垂直于速度方向的合力改变速度的方向，产生向心加速度.3.研究方法：运动的合成与分解，分运动与合运动的位移、速度、加速度之间满足平行四边形定则.说明：做曲线运动的物体受到与速度不共线的合外力，若合外力为恒力，加速度为一恒量，则物体做匀变速曲线运动(如抛体运动)；若合外力是变力，则物体做变速曲线运动(如圆周运动).二、运动的合成与分解的两类典型问题1.船过河问题 (1)要求最短时间过河，不论船速与水流速度的关系如何，则船头必须垂直指向对岸，如图31所示.(2)要求过河的位移最短，则要区分两种情况：当船在静水中的速度v1大于水流速度v2时，最 短过河位移为河宽d，如图32所示，船头指向上游与河岸的夹角arccos 当船在静水中的速度v1小于水流速度v2时，过河的最短位移为s，如图33所示，船头指向上游与河岸的夹角为arccos最短位移s 2.“关联速度”问题绳、杆等有长度的物体，在运动过程中，其两端点的速度通常是不一样的，但两端点的速度是有联系的， 称之为“关联”速度.关联速度的关系-沿杆(或绳)方向的速度分量大小相等.如图34所示，两物体A和B通过不可伸长的绳连在一起，则两物体沿绳方向的分速度大小相等.说明：(1)合运动一定是物体的实际运动.(2)合运动的位移、速度、加速度都可用以分运动的位移、速度、加速度为邻边的平行四边形的对角线来表示，作图时要注意实、虚线的区分和箭头的标注.(3)合运动是否是匀变速应看合加速度是否是恒量，合运动的轨迹是直线还是曲线应看合初速度与合加速度是共线还是不共线.(4)分析平抛运动的问题，一定要画好示意图，搞清位移关系、速度关系，特别是在速度vx、vy、v构成的速度三角形中以及x、y、s构成的位移三角形中，明确已知量、未知量是解题的突破口.(5)类平抛运动和平抛运动的规律类似，所以处理方法也相同，不同之处就是匀变速运动的加速度不同.例题分析：1.(2009江苏高考)在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力.图313描绘的是下落速度的水平分量大小vx、竖直分量大小vy与时间t的图象，可能正确的是 ()2.(2009山东省实验中学模拟)质点仅在恒力F的作用下，由O点运动到A点的轨迹如图1所示，在A点时速度的方向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿 ()A.x轴正方向 B.x轴负方向C.y轴正方向 D.y轴负方向3.(2009烟台模拟)若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小.现假设河的宽度为120 m，河中心水的流速大小为4 m/s，船在静水中的速度大小为3 m/s，要使船以最短时间渡河，则 ()A.船渡河的最短时间是24 s B.在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线 D.船在河水中的最大速度为5 m/s4.(2009沈阳模拟)一辆汽车在水平路面上以速度v0匀速行驶时，发动机的功率为P，牵引力为F0.从t1时刻起汽车开上一个倾角为的坡路，若汽车功率保持不变，水平路面与坡路路况相同，汽车经过一段时间的变速运动后又进入匀速运动状态，则下面关于汽车速度、牵引力与时间的图象正确的是 ()5.如图7所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3 m的吊环，他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面1.2 m，当他在离吊环的水平距离为2 m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上抛出的速度是(g取10 m/s2) () A.1.8 m/s B.3.2 m/s C.6.8 m/s D.3.6 m/s6.(2009深圳模拟)如图8所示，三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O是O在水平面上的射影点，且OAABBC135.若不计空气阻力，则下列说法正确的是()A.v1v2v3135B.三个小球下落的时间相同 C.三个小球落地的速度相同D.三个小球落地的动能相同7. (2009青岛模拟)如图12所示，质量为m0.1 kg的小球置于平台末端A点，平台的右下方有一个表面光滑的斜面体，在斜面体的右边固定一竖直挡板，轻质弹簧拴接在挡板上，弹簧的自然长度为x00.3 m，斜面体底端C距挡板的水平距离为d21 m，斜面体的倾角为45，斜面体的高度h0.5 m.现给小球一大小为v02 m/s的初速度，使之在空中运动一段时间后，恰好从斜面体的顶端B无碰撞地进入斜面，并沿斜面运动，经过C点后再沿粗糙水平面运动，过一段时间开始压缩轻质弹簧.小球速度减为零时，弹簧被压缩了x0.1 m.已知小球与水平面间的动摩擦因数0.5，设小球经过C点时无能量损失，重力加速度g10 m/s2，求：(1)平台与斜面体间的水平距离d1；(2)小球在斜面上的运动时间t；(4)弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep .8.（2009济宁模拟)如图39 所示，在xOy平面上第象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图所示，y轴上一点P的坐标为(0，y0)，有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中，当匀强电场的场强为E1时，电子从A点射出，A点坐标为(xA,0)，当电场强度为E2时，电子从B点射出，B点坐标为(xB,0)，已知电子的电荷量为e，质量为-，不计电子的重力，E1、E2未知.(1)求匀强电场的场强E1、E2之比；(2)若在第象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片，Q点的坐标为(0，y0)，求感光胶片上两曝光点的横坐标xA、xB之比.圆周运动 万有引力与航天一、竖直平面内圆周运动的两种模型的临界问题1.“绳模型”2.“杆模型”说明:“绳模型”不一定真有绳，“杆模型”也不一定真有杆，凡是不能提供支承力的模型均为“绳模型”；凡是既能提供支承力、又能提供拉力的模型均为“杆模型”.二、万有引力定律的应用1.测天体的质量和密度 (1)利用天体表面的重力加速度g和天体的半径R. 由，得， 说明：(1)因卫星上物体的重力用来提供物体绕地球做圆周运动的向心力，所以均处于完全失重状态.与重力有关的仪器不能使用，与重力有关的实验不能进行，但是可以做测力试验。(2)卫星变轨时，做离心运动后速度变小，做近心运动后速度变大.三、天体运动问题的分析思路与方法1.两条基本思路(1)当天体转动时，由万有引力提供向心力主要用于计算天体的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题.(2)在地面附近万有引力近似等于物体的重力，.主要用于计算涉及重力加速度的问题.若已知地球半径R和地球表面的重力加速度g，根据得 ，此式通常称为黄金代换式.2.卫星变轨问题的分析方法卫星绕天体稳定运行时，万有引力提供了卫星做匀速圆周运动的向心力.由 得由此可知轨道半径r(卫星到地心的距离)越大，卫星的速度v越小.当卫星由于某种原因速度v突然改变时，和不再相等，因此就不能再根据来确定r的大小.当时，卫星做近心运动；当时，卫星做离心运动.3.天体运动中估算题和信息题的解题方法(1)估算题物理估算，一般是指依据一定的物理概念和规律，运用物理方法和近似计算方法，对所求物理量的数 量级 或物理量的取值范围进行大致的推算.在一些天体运动方面的估算题中，常存在一些隐含条件,应加以利用.如在地球表面的物体受到的地球的吸引力近似等于重力，地面附近重力加速度g9.8 m/s2，地球自转 周期T24 h，公转周期T365 d，月球绕地球运动的周 期约为27 d，及月球自转周期约为27 d等.(2)信息题对于天文方面的信息题，不少学生解题时往往大致看一下题目后，觉得从没见过就丧失信心，自动放弃，不愿仔细阅读，认真分析.实际上这类题目给出的文字中大部分为无用信息，有些文字对解题无关，只有几句有用信息，我们只要仔细阅读，找出与解题有关的文字即可.正确的解题方法是：仔细阅读，明确题意，善于提取题中的有用信息，这当然要看题目要我们做什么，求哪些物理量.把有用信息提取出来，建立模型，这就是我们常见的题目了，然后分析其过程，看看有哪些物理规律适用，列出方程，求解即可.说明：在利用万有引力定律和向心力公式进行天体运动问题的相关计算时，涉及的数值通常较大，所以在解题过程中应多采用合成推导，减少中间量的计算，以减小计算结果的误差.例题分析：1.如图310所示，在水平地面A处以初速度v0抛出一 小球，恰好水平经过光滑的半圆形轨道的最低点B，已知半圆形轨道半径R0.2 m，B点离地面的高度也为R，A点到B点的水平距离为2R，重力加速度g10 m/s2，求：(1)小球从A运动到B的时间；(2)小球的初速度v0；(3)小球能否到达半圆形轨道的最高点C.2.(2009江苏四市联考)如图311所示，质量为m的小球置于正方体的光滑硬质盒子中，盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，问：(1)要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少？(2)若盒子以(1)中周期的做匀速圆周运动，则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时，小球对盒子的哪些面有作用力，作用力为多大？3如图所示在方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电q，质量为m且重力大于所受电场力的小球，从光滑的斜面轨道的点A由静止下滑，若小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而作圆周运动，问点A的高度h至少应为多少？4.如图所示，游乐列车由许多节车厢组成。列车全长为L，圆形轨道半径为R，（R远大于一节车厢的高度h和长度l，但L2R）.已知列车的车轮是卡在导轨上的光滑槽中只能使列车沿着圆周运动，在轨道的任何地方都不能脱轨。试问：在没有任何动力的情况下，列车在水平轨道上应具有多大初速度v0，才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平轨道上？5.(2009聊城模拟)由于地球的自转，在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，同一物体，当位于北京和上海两个不同地方的时候，可以判断(只考虑地球对物体的作用力)()A.该物体在北京和上海时所受的合力都指向地心B.在北京时所受的重力大C.在上海时随地球自转的线速度大D.在上海时的向心加速度大6.(2008北京高考)据媒体报道，“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km，运行周期127 min.若还知道引力常量和月球的平均半径，仅利用以上条件不能求出的是() A.月球表面的重力加速度 B.月球对卫星的吸引力 C.卫星绕月运行的速度 D.卫星绕月运行的加速度7.(2009南京模拟)“神舟”七号载人飞船在离地面高约340 km的近地轨道上运行，因受空气阻力、地球引力及光压等因素的影响，飞船飞行轨道发生变化.为了确保正常运行，“神舟”七号飞船成功地进行了高精度的轨道维持.在轨道维持开始时，飞船尾部喷出橘黄色火焰，飞船加速.以下说法正确的是 ()A.飞船因受空气阻力等因素的影响，其轨道半径会减小B.飞船轨道维持开始时，飞船加速，会导致其轨道半径减小C.飞船轨道维持开始时，飞船加速，会导致其轨道半径增大D.飞船轨道维持后，飞船的运行周期会增大8.(2009华南师大附中模拟)已知地球的半径为6.4m，地球自转的角速度为7.27rad/s，地面的重力加速度为9.8，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9m/s，第三宇宙速度为16.7m/s，月地中心间距离为3.84m.假设地球上有一棵苹果树 长到了月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将()A.落向地面 B.飞向茫茫宇宙C.成为地球的“苹果月亮” D.成为地球的同步“苹果卫星”9.探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图315所示.若卫星的质量为m，远月点Q距月球表面的高度为h，运行到Q点时它的角速度为,向心加速度为a，月球的质量为M，半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G.则它在远月点时对月球的万有引力大小为()10.(2009黄冈中学模拟)我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球.假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为 ()11. (2008宁夏高考)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G)功和能 一、对动能定理的理解1.动能定理中“外力”指作用在物体上包含重力在内的所有外力，如弹力、摩擦力、电场力、磁场力.求功的代数和时要注意功的正、负.若物体所受外力对物体做功时对应同一段位移，那么“外力做功的代数和”与“合外力的功”的说法是等价的.2.动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；且力做功时可以是连续的，也可以是不连续的；另外，动能定理既适用于力学中物体的机械运动，也适用于电磁学中电场力做功、安培力做功等问题.因此，动能定理的应用具有很大的普遍性和优越性.二、对功能关系和能量守恒的理解1.对功能关系的理解做功的过程必定伴随着能量的转化或转移，反之，能量的转化必须通过做功来完成，功是能量转化的量度.2.对能量守恒定律的理解 (1)某种形式能量的减少，一定存在另外形式能量的增加，且减少量与增加量相等. (2)某个物体能量的减少，一定存在别的物体能量的增加，且减少量与增加量相等.说明：能量转化与守恒的观点是分析解决物理问题时最基本、最普遍的观点.解题中首先分清有多少种形式的能量在转化，然后列出减少的能量E减和增加的能量E增的等式求解.要注意多过程中容易忽视的瞬间机械能的损失.三、变力做功的计算方法1.用动能定理或功能关系求解(功是能量转化的量度).2.作出变力F随位移x变化的图象，图线与横轴所围的面积，即为变力的功.3.当变力的功率一定时，可用WPt求功，如机车牵引力的功.4.将变力的功转化为恒力的功 (1)当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，可将变力的作用过程分割成若干个恒力的小过程，将每个小过程的功求出，再求总功(此即微元法)，如滑动摩擦力、空气阻力做的功，这类力的功等于力的大小和路程的乘积. (2)当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值，再由计算功，如弹簧弹力做的功.四、动能定理的应用策略1.对涉及单个物体的受力、位移及过程始、末速度的问题的分析，尤其不涉及时间时，应优先考虑用动能定理求解.2.若物体运动包含几个不同过程时，可分段运用动能定理列式，也可以全程列式(当所求解的问题不涉及中间速度时).3.应用动能定理解题的思路和一般步骤 (1)确定研究对象和物理过程； (2)分析研究对象的受力情况(包括重力)，并分别求出各力做功的代数和，但要注意求功时，位移必须是相对地面的； (3)确定过程始、末状态的动能； (4)利用动能定理列方程求解，要注意方程的左边是功，右边是动能的变化量.五、运用机械能守恒定律应注意的问题和解题的一般步骤1.应注意的问题(1)要注意研究对象的选取研究对象的选取是解题的首要环节，有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象，机械能不守恒，但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象，机械能却是守恒的，如图43所示，单选A机械能减少，但A、B二者组成的系统机械能守恒.(2)要注意研究过程的选取有些问题研究对象的运动过程分几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒，因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取.(3)要注意机械能守恒表达式的选取机械能守恒的表达式有三种不同的形式系统初态总机械能E1等于末态总机械能E2，即E1E2.系统减少的总重力势能Ep减等于系统增加的总动能Ek增，即Ep减Ek增或Ep增Ek减.若系统只有A、B两物体，则A减少的机械能EA减等于B增加的机械能EB增. 第一种表达式是从“守恒”的角度反映机械能守恒，解题必须选取参考平面，而后两种表达式都是从“转化”的角度来反映机械能守恒，不必选取参考平面，具体用哪种表达式解题，要注意灵活选取.2.一般步骤 (1)选取研究对象； (2)分析研究对象的物理过程及其初、末状态； (3)分析所研究的物理过程中，研究对象的受力情况和这些 力的做功情况，判断是否满足机械能守恒定律的适用条件； (4)规定参考平面(用转化观点时，可省略这一步)； (5)根据机械能守恒定律列方程； (6)解方程，统一单位，进行运算，求出结果. 例题分析：1.(2009揭阳模拟)下列图416中能正确反映汽车从静止开始匀加速启动，之后变加速运动，最后做匀速运动的图象是()2.(2009四川高考)如图417所示为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m5 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做1.02 m/s的匀速运动.取g10 ，不计额外功.求：(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.3.(2009东北育才学校模拟)在2008年北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05 m的成绩第24次打破世界记录，图5所示为她比赛中的几个画面的示意图，下面说法中正确的是( )A.运动员过最高点时的速度为零B.运动员下降过程中处于失重状态C.撑杆恢复形变时，弹性势能完全转化为动能D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功4.(2008全国卷)如图48所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为 ()A.hB.1.5h C.2h D.2.5h5.(2009衡水中学调研)如图410所示，一个小球(视为质点)从H12 m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R4 m的竖直圆环，圆环轨道各部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为(g10 m/s2) ()A.10 m B.11 m C.8 m D.9 m6.如图12所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速释放摆下.求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功？7.(2009宁夏高考)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图46所示.比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.设冰壶与冰面间的动摩擦因数为10.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至20.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出. 为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？(g取10 m/s2)一、中学物理中常见的物理图象1.运动学中的xt图象、vt图、振动中的xt图象以及波动中的yx图象等.2.电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图象、电磁振荡it图象等.3.实验中的图象：如验证牛顿第二定律时要用到aF图象、a图象；用“伏安法”测电阻时要画IU图象；测电源电动势和内电阻时要画UI图象；用单摆测重力加速度时要画l图象等.4.在各类习题中出现的图象：如力学中的Ft图象、电磁振荡中的qt图象、电学中的PR图象、电磁感应中的t图象、Et图象等.二、图象的应用1.首先应明确所给的图象是什么图象，即认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的“函数关系”，特别是对那些图形相似、