高三物理考前辅导粤教版知识精讲

用心 爱心 专心 高三物理考前辅导粤教版高三物理考前辅导粤教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 考前辅导 二 要点扫描 高考趋势展望 牛顿运动定律是经典力学的核心内容 是历年高考重点考查的内容之一 高考对牛顿定律的考查不仅局限在力学范围内 常常结合带电粒子在电场 磁场中的 运动 导体棒切割磁感线的运动等问题 考查考生综合应用牛顿运动定律和其他相关规律 分析解决问题的能力 高考趋势展望 力和运动的合成与分解 体现了矢量的运算法则 反映了物理学研究问题的重要方法 在历年的高考中常常将力和运动的合成与分解渗透在物体的平衡 动力学问题 曲线运动 带电粒子在电场 磁场中的运动 导体切割磁感线的运动等问题中进行考查 高考趋势展望 圆周运动问题涉及物体的匀速圆周运动 竖直面内的圆周运动 天体的圆周运动 带 电粒子在磁场或复合场中的圆周运动 这些都是高考的热点问题 从近年来高考对圆周运动问题的考查看 常常结合万有引力定律考查天体的圆周运动 结合有关电学内容考查带电粒子在磁场或复合场中的圆周运动 典型例题典型例题 例例 1 如图所示 置于水平地面上的盛水容器中 用固定于容器底部的细线使一木球悬浮 于水中 若将细线剪断 则在木球上升但尚未露出水面的过程中 地面对容器的支持力如 何变化 解析 解析 细绳未剪断时 容器 水 木球均处于平衡状态 故地面对容器的支持力等于 三者所受重力之和 由于木球所受浮力大于其重力 细绳被剪断后 它将加速上升 处于 超重 状态 在木球加速上升的过程中 相应的有同体积的 水球 以等大的加速度下 降填补木球上升形成的空隙 处于失重状态 因木球的质量小于同体积的 水球 的质量 而其余部分的水及容器仍处于静止状态 所以整个容器系统呈失重状态 地面支持力将减 小 小结 小结 本题最易犯的错误是只看到木球加速上升所呈的 超重 状态 而忽视了与木 球等体积的 水球 的加速下降所呈的 失重 状态 而得出地面支持力增大的错误结论 例例 2 下图中 A 为电磁铁 C 为胶木秤盘 A 和 C 包括支架 的总质量为 M B 为铁片 质量为 m 整个装置用轻绳悬挂于 O 点 当电磁铁通电 铁片被吸上升的过程中 轻绳拉 力 F 的大小为 用心 爱心 专心 A F mg B mg F M m gC F M m gD F M m g 解析 解析 选整个系统为研究对象 通电后 铁片 B 将加速向上运动 整个系统的质量中 心在加速上移 处于超重状态 故悬绳拉力大于系统总重力 即 F M m g 答案 答案 D 例例 3 一物体放置在倾角为 的斜面上 斜面固定于加速上升的电梯中 加速度为 a 如图所示 在物体始终相对于斜面静止的条件下 下列说法中正确的是 当 一定时 a 越大 斜面对物体的正压力越小 当 一定时 a 越大 斜面对物体的摩擦力越大 当 a 一定时 越大 斜面对物体的正压力越小 当 a 一定时 越大 斜面对物体的摩擦力越小 A B C D 解析 解析 物体受力情况如图所示 将加速度沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解 分别在这两个方向应用牛顿第二 定律 得 FN mgcos macos 所以 FN mgcos macos F mgsin masin 所以 F mgsin masin 由 式可知 一定时 a 越大 FN越大 a 一定时 越大 FN越小 由 式可知 一定时 a 越大 F 越大 a 一定时 越大 F 越大 答案 答案 D 用心 爱心 专心 例例 4 如图所示 一辆匀速行驶的汽车将一重物提起 在此过程中 重物 A 的运动情况 是 A 加速上升 且加速度不断增大 B 加速上升 且加速度不断减小 C 减速上升 且加速度不断减小 D 匀速上升 解析 解析 根据汽车运动产生的实际效果 一方面将绳拉过定滑轮 一方面绕定滑轮转 动 将汽车速度分解如图所示 由上图可知 vA v1 vsin 随着汽车的运动 增大 vA v1增大 故 A 应加速上升 由v t 图像的意义知 其斜率为加速度 在 0 90 范围内 随 角的增大 曲线 sin 的斜率逐渐减小 所以 A 上升的加速度逐渐减小 答案 答案 B 例例 5 采用不同的方法可以估计银河系的质量 按某种估计认为 在距银河系中心 R 3 109R0 R0是地球的公转半径 范围内聚集的质量 M1 1 5 1011M0 M0是太阳的质 量 同时离银河系中心距离 R 处有一颗星球绕银河系中心运转的周期 T 3 75 108年 若计算时可认为银河系的质量聚集在其中心 则银河系 暗含着的质量 即半径为 R 的 球体内未被发现的天体质量约为 M0的多少倍 解析 解析 根据天体的圆周运动求质量 其依据就是万有引力提供向心力 即 G r T m r Mm 2 2 2 4 所以 根据该式只能求出圆心处天体的质量 M 2 32 4 GT r 星球绕银河系做圆周运动的向心力由银河系对其的万有引力提供 即 2 R mGM 星银 m星R T 2 2 地球环绕太阳做圆周运动的向心力由太阳对地球的万有引力提供 若设地球公转周期 为 T0 则有 2 0 02 0 0 2 T Rm R mGM 地 地 用心 爱心 专心 所以 M银 03 0 28 3 0 92 03 0 2 3 2 0 1075 3 103 1 M R R M RT RT 1 92 1011M0 因而银河系 暗含的质量 为 M M银 M1 1 92 1011M0 1 5 1011M0 4 2 1010M0 小结 小结 求解天体的圆周运动问题的依据就是万有引力提供向心力 其基本方程有 G ma r T m rm r v m r Mm 2 2 2 2 2 4 例例 6 如图所示 细线一端系住一质量为m 的小球 以另一端O 为圆心 使小球在竖直面 内做半径为R 的圆周运动 若小球带正电q 空间有竖直向上的匀强电场E 为使小球能做 完整的圆周运动 在最低点A 小球至少应有多大的速度 解析 解析 求解本题的关键是找出带电粒子在复合场中做圆周运动的 等效最高点 以便 求出小球在 等效最高点 的临界速度 进一步求出小球在最低点 A 的速度 由于 m q E 的具体数值不详 故应分别讨论如下 1 若 qE mg 则等效重力场的方向仍向下 等效重力加速度 g m qEmg 因 此在最高点的临界速度 vB m RqEmg gR 由动能定理 得 mg 2R 2 1 mvA2 2 1 mvB2 整理 得 vA mqEmgR 5 2 若 qE mg 则等效重力场的方向向上 等效重力加速度 g E mgqE 在该 等效重力场中小球轨迹 最高点 实际为问题中的最低点 即 A 点 的临界速度为 vA g R mRmgqE 例例 7 质量为 M 的小物块 A 静止在离地面高 h 的水平桌面的边缘 质量为 m 的小物块 B 沿桌面向 A 运动 以速度 v0与之发生正碰 碰撞时间极短 碰后 A 离开桌面 其落地 用心 爱心 专心 点离出发点的水平距离为 L 碰后 B 反向运动 求 B 后退的距离 已知 B 与桌面间的动摩 擦因数为 重力加速度为 g 解析 解析 这是一道典型的物理过程综合题 按照发生物理事件的时间顺序进行解题 先 是 A B 相碰动量守恒 相碰后 B 在桌面上作匀减速运动 而 A 离开桌面作平抛运动 具 体解答如下 A B 相碰时系统的动量守恒 mvMvmv A 0 碰撞后 A 作平抛运动 g h vtvL AA 2 碰撞后 B 作匀减速运动直到静止 gsv 2 2 由以上各式解得 gh ghLMmvvhmgLM s 2 4m 0 2 0 222 2 例例 8 如图所示 一对杂技演员 都视为质点 乘秋千 秋千绳处于水平位置 从 A 由 静止出发绕 O 点下摆 当摆到最低点 B 时 女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出 然后自己刚好能回到最高处 A 求男演员落地点 C 与 O 点的水平距离 S 已知男演员质量 m1与女演员质量 m2之比2 2 1 m m 秋千的质量不计 秋千的摆长为 R C 点比 O 点低 5R 解析 解析 这一对杂技演员的整个表演过程可用放慢镜头的方式将物理过程分解为几个最 简单的子过程 男女演员先一起整体从 A 下摆到 B 点 在这个子过程中系统的机械能守恒 在 B 点女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出的过程 男女两人水平方向动量守恒 两人分离后 男演员作平抛运动 而女演员继续荡秋千恰好能回到 A 点 我们只要将这三 个物理过程分别列出式子 就可将此题顺利解答 设男女演员一起整体从 A 下摆到 B 点时的速度为v 由机械能能守恒定律得 2 2121 2 1 vmmgRmm 解得gRv2 女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出 设此时男 女演员的速度大小分别为 1 v 2 v 这一瞬间过程系统水平动量守恒 221121 2 vmvmgRmm 女演员在返回荡秋千的过程 由于恰能回到 A 点 根据机械能守恒定律有 用心 爱心 专心 gRv2 2 代入上式可得gRv22 1 男演员最后以速度 1 v作平抛运动 R8 g R8 gR22tvS 1 模拟试题模拟试题 1 如图所示 一质点做曲线运动从 M 点到 N 点 当它通过 P 点时 其速率 v 和加速度 a 的方向关系可能正确的是 2 如图所示 在细绳的下端挂一物体 用力 F 拉物体 使细绳偏离竖直方向 角 且 保持 角不变 当拉力 F 与水平方向夹角 为多大时 拉力 F 的值最小 A 0 B 2 C D 2 3 一个物体受到三个在同一平面内而不在同一直线上的力 F1 F2 F3的作用而处于平衡 状态 下面说法中正确的是 A 三个力同时增加相同的值 物体不一定处于平衡状态 B 若 F2增加了 F 则物体必将沿 F2的方向做匀加速直线运动 C 若各力的大小不变 仅将 F2的方向稍微改变 则物体一定做直线运动 D 当 F2突然变小时 物体一定做匀减速直线运动 4 做平抛运动的物体 每秒的速度增量总是 A 大小相等 方向相同B 大小不等 方向不同 C 大小相等 方向不同D 大小不等 方向相同 5 2000 年高考科研测试 设月球绕地球运动的周期为 27 d 则地球的同步卫星到地球 中心的距离 r 与月球中心到地球中心的距离 R 之比 r R 为 A 3 1 B 9 1 C 27 1 D 81 1 6 一颗人造地球卫星以初速度 v 发射后 恰可绕地球表面做匀速圆周运动 若使发射速 度为 2v 则该卫星可能 A 绕地球做匀速圆周运动 周期变大 B 绕地球运动 轨道变为椭圆 C 不绕地球运动 成为太阳系的人造行星 D 挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙 用心 爱心 专心 7 如图甲所示 一轻弹簧劲度系数为 k 下面悬挂一质量为 m 的砝码 A 手拿一块质量 为 M 的木板 B 用 B 托住 A 上压弹簧如图 3 乙所示 此时若突然撤去 B 则 A 向下的加速 度为 a a g 现用手控制 B 使 B 以加速度 3 a 向下做匀加速直线运动 1 求砝码做匀加速直线运动的时间 2 求出这段时间的起始和终了时刻手对木板作用力的表达式 并说明已知的各物理 量满足何种关系时 上述两个时刻手对木板的作用力方向相反 试题答案试题答案 1 C 2 解析 选点 O 研究其受向下的力 F1 大小恒等于悬挂物的重力 倾斜绳的拉力 F2 和 F 的作用 由平衡条件知 F2和 F 的合力大小等于竖直悬绳的拉力 F1 但方向相反 由 力的合成的平行四边形定则或三角形定则可知 当F 和 F2垂直 即 时 F 有最小值如 图所示 答案 C 3 A 4 A 5 B 6 C 7 解析 1 设最初弹簧压缩量为x1 A B 脱离时弹簧压缩量为x2