部分物理培优课..ppt

一运动的描述匀变速直线运动的规律及应用 例 如图所示 小球从竖直砖墙某位置静止释放 用频闪照相机在同一底片上多次曝光 得到了图中1 2 3 4 5 所示小球运动过程中每次曝光的位置 连续两次曝光的时间间隔均为T 每块砖的厚度为d 根据图中的信息 下列判断错误的是 A 位置 1 是小球的初始位置B 小球做匀加速直线运动C 小球下落的加速度为d T2D 小球在位置 3 的速度为7d 2T 练习 物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面 到达斜面最高C时速度恰好为零 如图所示 已知物体运动到距斜面最低点A为斜面长度3 4处的B点时 所用时间为t 求物体从B滑到C所用的时间 题型竖直上抛运动问题 例 某校一课外活动小组自制一枚火箭 设火箭发射后 始终在垂直于地面的方向上运动 火箭点火后可认为做匀加速直线运动 经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完 若不计空气阻力 取g 10m s2 求 1 燃料恰好用完时火箭的速度 2 火箭上升离地面的最大高度 3 火箭从发射到残骸落向地面过程的总时间 解析设燃料用完时火箭的速度为v1 加速度为a 所用时间为t1 火箭的运动分为两个过程 第一个过程为做匀加速上升运动 第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点 1 对第一个过程有h1 t1 代入数据解得v1 20m s 2 对第二个过程有h2 代入数据解得h2 20m所以火箭上升离地面的最大高度h h1 h2 40m 20m 60m 3 解法一分段分析法从燃料用完到运动至最高点的过程中 由v1 gt2得t2 s 2s从最高点落回地面的过程中由h gt32 而h 60m 代入得t3 2s 故总时间t总 t1 t2 t3 6 2 s 解法二整体分析法考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程 以竖直向上为正方向 全过程为初速度v1 20m s 加速度g 10m s2 位移h 40m的匀变速直线运动 即有h v1t gt2 代入数据解得t 2 2 s或t 2 2 s 舍去 故t总 t1 t 6 2 s 例 如图所示 A B两棒长均为L 1m A的下端和B的上端相距s 20m 若A B同时运动 A做自由落体 B做竖直上抛 初速度v0 40m s 求 1 A B两棒何时相遇 2 从相遇开始到分离所需的时间 二 追及问题追和被追的两个物体速度相等 同向运动 是能追上 追不上或两者距离有极值的临界条件 1 第一类 开始相隔一定距离的两物体 速度大者追速度小者 如匀减速运动的甲物体追匀速运动的乙物体 或匀速运动的甲物体追同向匀加速运动的乙物体 若两者速度相等时 甲仍在乙的后方 则永远追不上 且此时两者之间的距离最小 若两者速度相等时 刚好追上 此为临界状态 若甲 乙处在同一位置时 甲的速度仍大于乙的速度 则乙还能追上甲 2 第二类 从同一位置出发的两物体 速度小者加速 如初速度为零的匀加速直线运动 追速度大者 如匀速运动 当两者速度相等时二者间有最大距离 当两者位移相等时 追者追上被追者 三 相遇问题在同一直线上相向运动的物体 各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两物体间的距离时即相遇 在避免碰撞问题中 关键是把握临界状态 避免碰撞问题的临界状态还是反映在速度相等这一关键点上 即两个运动物体具有相同的位置坐标时 两者的相对速度为零 例 A B两列火车 在同轨道上同向行驶 A车在前 速度vA 10m s B车在后 其速度vB 30m s 因大雾能见度低 B车在距A车700m时才发现前方有A车 这时B车立即刹车 但B车要经过1800m才能停下 问A车若按原速度前进 两车是否会相撞 说明理由 错解分析 错解 根据题意 B车刹车过程中的加速度为 aB m s2 0 25m s2 B车停下的时间t s 120s在此段时间内A车的位移xA vAt 10 120m 1200m 因为xB 1800m xA x 1200 700 1900m 故两车不会相撞 例 A B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶 当B车在A车前84m处时 B车速度为4m s 且正以2m s2的加速度做匀加速运动 经过一段时间后 B车加速度突然变为零 A车一直以20m s的速度做匀速运动 经过12s后两车相遇 问B车加速行驶的时间是多少 例 甲 乙两个同学在直跑道上练习4 100m接力 如图所示 他们在奔跑时有相同的最大速度 乙从静止开始全力奔跑需跑出25m才能达到最大速度 这一过程可看作匀变速直线运动 现在甲持棒以最大速度向乙奔来 乙在接力区侍机全力奔出 若要求乙接棒时奔跑的速度达到最大速度的80 则 1 乙在接力区须奔出多少距离 2 乙应在距离甲多远时起跑 例 在平直道路上 甲汽车以速度v匀速行驶 当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时 立即以大小为a1的加速度匀减速行驶 与此同时 乙车司机也发现了甲 立即从静止开始以大小为a2的加速度沿甲车运动的方向匀加速运动 则 A 甲 乙两车之间的距离一定不断减小B 甲 乙两车之间的距离一定不断增大 例 一客车从静止开始以加速度a作匀加速直线运动的同时 在车尾的后面离车头为s远的地方有一乘客以某一恒定速度正在追赶这列客车 已知司机从车头反光镜内能看到离车头的最远距离为s0 即人离车头距离超过s0 司机不能从反光镜中看到该人 同时司机从反光镜中看到该人的像必须持续时间在t0内才能会注意到该人 这样才能制动客车使车停下来 该乘客要想乘坐上这列客车 追赶客车匀速运动的速度v所满足条件的表达式是什么 若a 1 0m s2 s 30m s0 20m t0 4 0s 求v的最小值 例 老鼠离开洞穴沿直线前进 它的速度与到洞穴的距离成反比 当它行进到离洞穴距离为d 的甲处时速度为v 试求 1 老鼠行进到离洞穴距离为d 的甲处时速度v 为多大 2 从甲处到乙处要用去多少时间 例 蚂蚁离开巢穴沿直线爬行 它的速度与到蚁巢中心的距离成反比 当蚂蚁爬到距巢中心距离L1 1m的A点处时 速度是V1 2cm s 试问蚂蚁继续由A点到距巢中心L2 2m的B点需要多长时间 例 已知一质点作变加速直线运动 初速度为V0 其加速度随唯一线性减小的关系即加速度过程中加速度与位移之间的关系满足条件a a0 ks 式中a为任一位置处的加速度 s为位移 a0 k为常量 求当位移为s0时质点的瞬时速度 运动学中的图像问题 1 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动 t 0时刻同时经过公路旁的同一个路标 在描述两车运动的v t图中 如图 直线a b分别描述了甲乙两车在0 20s的运动情况 关于两车之间的位置关系 下列说法正确的是A 在0 10s内两车逐渐靠近B 在10 20s内两车逐渐远离C 在5 15s内两车的位移相等D 在t 10s时两车在公路上相遇 运动学中的图像问题 2 甲乙两车在一平直道路上同向运动 其图像如图所示 图中 OPQ和 OQT的面积分别为s1和s2 s2 s1 初始时 甲车在乙车前方s0处 A 若s0 s1 s2 两车不会相遇B 若s0 s1 两车相遇2次C 若s0 s1 两车相遇1次D 若s0 s2 两车相遇1次 3 甲乙两年在公路上沿同一方向做直线运动 它们的v t图象如图所示 两图象在t t1时相交于P点 P在横轴上的投影为Q OPQ的面积为S 在t 0时刻 乙车在甲车前面 相距为d 已知此后两车相遇两次 且第一次相遇的时刻为t 则下面四组t 和d的组合可能是 4 t 0时 甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶 它们的v一t图象如图所示 忽略汽车掉头所需时间 下列对汽车运动状况的描述正确的是 A 在第1小时末 乙车改变运动方向B 在第2时末 甲乙两车相距10kmC 在前4小时内 乙车运动加速度的大小总比甲车的大D 在第4小时末 甲乙两车相遇 5 物体A B的x t图象如图所示 由图可知 A 从第3s起 两物体运动方向相同 且vA vBB 两物体由同一位置开始运动 但物体A比B迟3s才开始运动C 在5s内物体的位移相同 5s末A B相遇D 5s内A B的平均速度相等 6 两辆游戏赛车a b在两条平行的直车道上行驶 t 0时两车都在同一计时处 此时比赛开始 它们在四次比赛中的v t图如图所示 哪些图对应的比赛中 有一辆赛车追上了另一辆 例 物体A B的x t图象如图所示 由图可知 A 从第3s起 两物体运动方向相同 且vA vBB 两物体由同一位置开始运动 但物体A比B迟3s才开始运动C 在5s内物体的位移相同 5s末A B相遇D 5s内A B的平均速度相等 力学 一 弹力的判断及大小的计算1 弹力有无的判断方法 1 根据弹力产生的条件直接判断 2 利用假设法判断 3 根据 物体的运动状态 分析2 弹力的方向的判断方法3 计算弹力大小常见的三种方法 1 根据力的平衡条件进行求解 2 根据胡克定律进行求解 3 根据牛顿第二定律进行求解 1 一根轻质弹簧一端固定 用大小为F1的力压弹簧的另一端 平衡时长度为l1 改用大小为F2的力拉弹簧 平衡时长度为l2 拉伸或压缩均在弹性限度内 该弹簧的劲度系数为多少 3 质量为m1的物体置于竖直放置的轻弹簧顶端而处于静止状态 已知弹簧的劲度系数为k 现用外力F竖直向上缓慢拉动物体 则当弹簧下端恰好离开地面时物体上升的高度为多少 4 如图所示 劲度系数为k2的轻质弹簧 竖直放在桌面上 上面放一质量为m的物块 另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面 其下端与物块上表面连接在一起 要想使物块在静止时下面弹簧承受物重的2 3 应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多大的距离 5 如图所示 两木块的质量分别为m1和m2 两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2 上面木块压在上面的弹簧上 但不拴接 整个系统处于平衡状态 现缓慢向上提上面的木块 直到它刚离开上面弹簧 在这过程中下面木块移动的距离为多少 6 如图所示 两轻质弹簧劲度系数分别为k1和k2 原长分别为L1和L2 两物体的质量分别为m1和m2 整个装置处于静止状态 1 这时两弹簧的总长度是多少 2 若用一个质量为M的平板把下面的物体m2竖直向上托起 直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和 求这时平板受到物体m2的压力 7 如图 质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上 且弹簧B分别与地面和物体A相连接 现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接 当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变 已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2 不计定滑轮 细绳的质量和摩擦 将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时 弹簧B的弹力变为原来的2 3 求a b两点间的距离 8 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上 劲度系数分别为k1 k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着 两弹簧之间有一质量为m1的重物 最下端挂一质量为m2的重物 现用力F沿斜面向上缓慢推动m2 当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时 试求 1 m1 m2各上移的距离 2 推力F的大小 9 如图所示 a b c为三个物体 M N为两根轻质弹簧 L为跨过光滑定滑轮的轻绳 它们的连接如图所示并处于静止状态 则下列说法正确的是 A 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 10 一根大弹簧内套一根小弹簧 大弹簧比小弹簧长0 2m 它们的下端平齐并固定 另一端自由 如图所示 当压缩此组合弹簧时 测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示 试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2 弹簧的串联和并联分析 二 摩擦力的判断及大小的计算1 摩擦力有无和方向的判断方法 1 假设法 2 状态法 3 利用牛顿第三定律来判断 2 摩擦力大小的计算 1 根据物体的运动状态计算 2 根据公式Ff FN计算 1 如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图 A与B C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点 则下列判断正确的是A B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D 主动轮受到的摩擦力是阻力 从动轮受到的摩擦力是动力 2 如图 固定于竖直面内的粗糙斜杆 质量为m的小球套在杆上 在大小不变的拉力作用下 小球沿杆由底端匀速运动到顶端 下面关于小球的受力情况的分析可能正确的是 A 既受弹力 又受摩擦力B 既不受弹力 又不受摩擦力C 受弹力不受摩擦力D 不受弹力 受摩擦力 3 如图所示 将两相同的木块a b置于粗糙的水平地面上 中间用一轻弹簧连接 两侧用细绳系于墙壁 开始时a b均静止 弹簧处于伸长状态 两细绳均有拉力 a所受摩擦力Ffa 0 b所受摩擦力Ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 A Ffa大小不变B Ffa方向改变C Ffb仍然为零D Ffb方向向右 4 如图所示 在水平传送带上有三个质量分别为m1 m2 m3的木块1 2 3 1和2及2和3间分别用原长为L 劲度系数为k的轻弹簧连接起来 木块与传送带间的动摩擦因数为 现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上 传送带按图示方向匀速运动 当三个木块达到平衡后 1 3两木块之间的距离是 A 2L m2 m3 g kB 2L m2 2m3 g kC 2L m1 m2 m3 g kD 2L m3g k 5 如图所示 重80N的物体A静止在倾角为30 的粗糙斜面上 有一根原长为10cm 劲度系数为103N m的弹簧 其一端固定在斜面底端 另一端固定在