史爱辉运动与力

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则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三边形 可由三角形定则证明 同理如果n个力的合力为零 则表示这n个力的有向线段首尾相接组成一个封闭n边形 相等 相反 专题一 主干知识整合 1 受力分析的步骤 1 明确研究对象 研究对象可以是一个点 一个物体或物体系等 2 按顺序找力 一般先分析是否受重力 其次分析接触力 接触力中先分析弹力 后分析摩擦力 这是因为只有存在弹力的接触点 面处 才有可能存在摩擦力 应逐个分析研究对象跟其他物体接触处的弹力和摩擦力 最后分析电场力 磁场力等 3 画出受力图 一定要标上表示力的字母 4 画完受力图后 要检查一遍 防止多力和漏力 为防止多力 可找出每个力的施力物体 专题一 主干知识整合 四 受力分析 2 受力分析的注意事项 1 只分析研究对象受到的力 即研究对象以外的物体给研究对象的力 而不分析研究对象给其他物体的力 2 只分析性质力 如重力 弹力 摩擦力 电场力 包括静电力即库仑力 磁场力 洛伦兹力和安培力 等 不分析效果力 如向心力等 3 考虑了分力就不能再同时考虑合力 反之亦然 4 物体的受力情况应与其运动状态相对应 专题一 主干知识整合 专题一 要点热点探究 探究一力的合成与分解问题 专题一 要点热点探究 例1 2010 上海卷 如图1 1 2所示 长为2l的直导线折成边长相等 夹角为60 的V形 并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中 磁感应强度为B 当在该导线中通以电流强度为I的电流时 该V形通电导线受到的安培力大小为 A 0B 0 5BIlC BIlD 2BIl 点拨 根据两段直导线受到的安培力作出平行四边形求合力 C 解析 两边的安培力大小均为BIl 如图所示 两边安培力的夹角为120 由平行四边形定则 它们合力的大小也为BIl 方向竖直向上 点评 该V形通电导线受到的安培力 也可等效成长度与两端连线相等的 通电流也为I的直导线所受的安培力 由几何关系 两端连线长为l 故所求安培力F BIl 例题是合成问题 下面的变式题则是一道分解问题 专题一 要点热点探究 专题一 要点热点探究 专题一 要点热点探究 专题一 要点热点探究 探究点二共点力的平衡问题 求解共点力平衡问题的一般思路 专题一 要点热点探究 例 2010 江苏卷 如图1 1 4所示 置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机 三脚架的三根轻质支架等长 与竖直方向均成30 角 则每根支架中承受的压力大小为 点拨 相机受四个不在同一平面力的作用 可通过正交分解转化为水平面和竖直线上的共点力平衡问题 专题一 要点热点探究 点评 共点力平衡问题的求解方法 1 当物体受四个及以上共点力的作用而平衡时 一般采用正交分解法求解 如上面的例2 2 当物体仅受三个共点力作用而平衡时 可采用合成法 效果分解法 正交分解法 封闭三边形法等求解 专题一 要点热点探究 变式题 专题一 要点热点探究 答案 A 专题一 要点热点探究 探究点三连接体的平衡问题 1 连接体 两个或两个以上有相互作用的物体组成的整体 2 求解连接体问题常用的方法 1 整体法 选取几个物体组成的整体为研究对象进行受力分析的方法 2 隔离法 把研究对象从周围物体中隔离出来受力分析的方法 在求其他物体对整体的作用力或整体的加速度时 通常选取整体为研究对象 在求解各物体之间的作用力或加速度时 通常选取隔离体为研究对象 专题一 要点热点探究 例3如图1 1 6所示 质量为m的物块 放在质量为M的斜面体上 斜面体放在水平粗糙的地面上 物块和斜面体均处于静止状态 当在物块上施加一个水平力F 且F由零逐渐加大的过程中 物块和斜面体仍保持静止状态 在此过程中 下列判断哪些是正确的 A 物块受到的摩擦力逐渐增大B 斜面体对物块的支持力逐渐增大C 地面受到的压力逐渐增大D 地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大 点拨 采用隔离法分析物块的受力 采用整体法分析地面与斜面体的作用力 专题一 要点热点探究 专题一 要点热点探究 点评 用整体法解题一般比隔离法简单 但整体法不能求内力 隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力 而且还能求出整体内部物体之间的作用力 对较复杂的问题 通常需要多次选取研究对象 交叉应用隔离法与整体法求解 专题一 要点热点探究 探究点四带电粒子在电场 磁场中的平衡问题 1 解决这类问题的关键是对带电粒子进行受力分析 建立力的平衡方程 2 电场力 磁场力的比较 专题一 要点热点探究 专题一 要点热点探究 点拨 雨滴在此电场中不会下落 则带电雨滴受的电场力和重力平衡 专题一 要点热点探究 点评 本题属于带电粒子在电场中受力平衡的问题 下面的变式题则是带电粒子在电磁场中受力平衡的问题 专题一 要点热点探究 专题一 要点热点探究 B 解析 A图中 小球受竖直向下的重力和水平向左的电场力 这二力的合力斜向左下方 斜面的弹力不可能与之平衡 故A错误 B图中 小球受竖直向下的重力和竖直向上的电场力 这二力若等大反向 则能平衡 B正确 C D图中 小球受竖直向下的重力和斜面的弹力 磁场对静止的电荷无洛伦兹力作用 不可能平衡 C D错误 专题一 教师备用题 专题一 教师备用题 2 下图为节日里悬挂灯笼的一种方式 A B两点等高 O为结点 轻绳AO BO长度相等 拉力分别为FA FB 灯笼受到的重力为G 下列表述正确的是 专题一 教师备用题 专题一 教师备用题 专题一 教师备用题 专题一 教师备用题 专题一 教师备用题 AD 解析 先分析B 由于B匀速运动 B受到地面的滑动摩擦力向左 由平衡条件知 A对B的静摩擦力一定向右 根据作用力与反作用力的关系 B对A的静摩擦力一定向左 故A正确 B错误 再分析A 由于A也做匀速运动 B对A的静摩擦力向左 则C对A的摩擦力向右 所以C错误 D正确 专题一 教师备用题 5 综合题 如图所示 匀强电场方向水平向右 匀强磁场方向垂直于纸面向里 一质量为m 电性未知的带电荷量为q的微粒以速度v与磁场垂直 与电场成 角射入复合场中 恰好做匀速直线运动 求电场强度E和磁感应强度B的大小 专题一 教师备用题 专题二 牛顿定律与直线运动 专题二牛顿定律与直线运动 专题二 考情分析预测 1 本讲主要包括v t图象 牛顿第二定律 匀变速直线运动规律等知识 直线运动是最基本的运动形式 牛顿运动定律是物理学的核心内容 它们与生产 生活实际 如公路 铁路 航海 航空等交通问题 联系紧密 本讲内容是高考命题的重点之一 2 从近年来的高考题可看出 本讲知识考查的重点是 匀变速直线运动的规律 牛顿定律 运动和力问题 这部分知识单独命题较少 且常以选择题的形式出现 但与动能定理 机械能守恒定律及电磁知识结合综合考查的题目在新课标考区的高考中却是每年必考题型 总体难度中上 对能力的要求较高 3 预计2011年高考涉及本讲的考点应是 1 涉及v t图象的问题 2 连接体问题 3 本讲知识点与功能综合的问题 4 本讲知识点与电学知识综合的问题 专题二 考情分析预测 专题二 主干知识整合 一 匀变速直线运动的规律 1 匀变速直线运动的公式 专题二 主干知识整合 专题二 主干知识整合 专题二 主干知识整合 4 图象问题 专题二 主干知识整合 5 追及问题 两物体沿一直线同向运动的问题 1 开始相隔一定距离同向运动的问题如速度大者匀减速追做匀速运动的速度小者 当两者速度相等时 两者距离有最小值 若此时还没有追上 则以后将永远追不上 若两者速度相等时 两者距离为零 则恰能追上 这也是两者避免碰撞的临界条件 若两者距离为零时 追者速度仍大于被追者的速度 则被追者有一次反超的机会 在其间速度相等时两者间距为相遇前的最大间距 2 从同一点出发同向运动的问题如速度小者 初速为零的匀加速 追做匀速运动的速度大者 当两者速度相等时有最大距离 当两者位移相等时 追上 专题二 主干知识整合 6 相遇与相撞问题 1 追及问题中追上即相遇 追上时后者的速度大于前者的速度即相撞 2 相向运动的物体 当各自发生的位移大小之和等于开始时两者的距离时即相遇 此时只要有一个物体的速度不为零即为相撞 专题二 主干知识整合 二 牛顿第二定律的四性 专题二 主干知识整合 1 物体具有向上的加速度 或具有向上的加速度分量 时 处于超重状态 2 物体具有向下的加速度 或具有向下的加速度分量 时 处于失重状态 向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态 三 加速度与超 失重的关系 四 力F与直线运动的关系 专题二 主干知识整合 专题二 要点热点探究 探究一匀变速直线运动问题 例1 2010 全国卷 汽车由静止开始在平直的公路上行驶 0 60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图1 2 1所示 1 画出汽车在0 60s内的v t图线 2 求在这60s内汽车行驶的路程 专题二 要点热点探究 解析 1 由加速度图象可知前10s汽车做匀加速运动 后20s汽车做匀减速运动后恰好停止 最大速度为20m s 所以v t图线为下图 答案 1 如图所示 2 900m 专题二 要点热点探究 变式题 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 探究点二v t图象的应用问题 1 v t图象特点 v t图象上只能表示物体运动的两个方向 t轴上方代表的 正方向 t轴下方代表的是 负方向 所以v t图象只能描述物体做 直线运动 的情况 不能描述物体做 曲线运动 的情况 因时间没有负值 故v t图象没有时间t的 负轴 画图要注意这一点 v t图象的交点表示同一时刻物体的速度相等 v t图象不能确定物体的初始位置 2 从v t图象上得到的四个物理量 速度 从速度轴上直接读出 时间 从时间轴上直接读出时刻 取差得到运动时间 加速度 v t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的加速度 斜率的大小表示加速度的大小 斜率的正负反映了加速度的方向 位移 从图线与时间轴围成的面积得到位移的大小 时间轴以上的面积表示与规定的正方向相同 时间轴以下的面积表示与规定的正方向相反 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 点拨 此类问题是开始相隔一定距离的两物体 加速度小的 乙 匀加速追做匀加速运动的加速度大的 甲 的问题 答案 ABC 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 探究点三两类动力学问题 1 已知物体的受力情况求运动情况的思路已知物体的受力情况 受力分析 根据牛顿第二定律求出物体的加速度 根据物体的初始条件 初始位置和初速度 以及运动学公式求出物体在任一时刻的速度和位置 2 已知物体的运动情况求受力情况的思路已知物体的运动情况 根据运动学公式求出物体的加速度 根据牛顿第二定律确定物体受到的合力 从而求出未知的力 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 点拨 第 1 问可根据匀减速阶段 6s 10s内 求解 第 2 问可根据匀加速阶段 0 6s内 求解 解题思路 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 点评 本题是已知物体的运动情况求受力情况 下面的变式题则是已知物体的受力情况求运动情况 无论是哪种情况 联系力和运动的桥梁都是加速度 专题二 要点热点探究 专题二 要点热点探究 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 A 解析 在上升和下降过程中 A B整体的加速度均为重力加速度g 故均处于完全失重状态 故A对B的压力一定为零 故A BCD错 专题二 教师备用题 2 能力题 如图甲所示 物体沿斜面由静止滑下 在水平面上滑行一段距离后停止 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同 斜面与水平面平滑连接 图乙中v a f和s分别表示物体速度大小 加速度大小 摩擦力大小和路程 图乙中正确的是 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 专题二 教师备用题 答案 1 0 2 13N 专题二 教师备用题 专题三 直线运动 专题三曲线运动 专题三 考情分析预测 1 曲线运动包括平抛运动 类平抛运动 圆周运动等知识 2 从近年来新课标区的高考题可看出 单独考查曲线运动的知识点时 题型为 选择题 将曲线运动与功和能 电场与磁场综合时 题型多为 计算题 总体难度中上 对能力要求较高 3 预计2011年高考涉及本讲的考点应是 1 考查运动的合成与分解的问题 2 考查平抛运动与其他知识点综合的问题 3 考查圆周运动与其他知识点综合的问题 专题三 考情分析预测 专题三 主干知识整合 一 曲线运动 专题三 主干知识整合 1 平抛运动 以一定的水平方向的初速度将物体抛出 在只受重力的情况下 物体所做的运动 2 类平抛运动 以一定的初速度将物体抛出 如果物体受的合力恒定且与初速度方向垂直 则物体所做的运动为类平抛运动 二 抛体运动 专题三 主干知识整合 专题三 主干知识整合 专题三 主干知识整合 三 圆周运动 1 描述圆周运动的物理量 同一转动物体上各点的角速度相等 皮带传动轮子边缘各点的线速度相等 专题三 主干知识整合 专题三 主干知识整合 专题三 要点热点探究 探究一一般曲线运动问题 1 合运动与分运动的关系 2 合运动是物体的实际运动3 由于位移 速度都是矢量 所以运动的合成与分解遵守矢量运算法则 平行四边形定则 专题三 要点热点探究 点拨 橡皮同时参与了水平 竖直两个分运动 其运动的速度应为合速度 A 解析 保持悬线竖直 橡皮的水平分速度与铅笔向右匀速移动的速度相同且恒定 线的水平部分均匀变长 故悬线均匀变短 因此橡皮的竖直分速度恒定 由平行四边形定则 橡皮运动的合速度大小和方向均不变 故选项A正确 选项BCD错误 点评 本题以生活中的实例 通过橡皮匀速运动 考查速度的合成问题 下面的变式题不仅考查了速度的合成 而且还考查了运动的独立性原理 专题三 要点热点探究 2010 上海卷 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风 若风速越大 则降落伞 A 下落的时间越短B 下落的时间越长C 落地时速度越小D 落地时速度越大 变式题 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 探究二抛体运动问题 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 点评 平抛运动 类平抛运动处理的方法都是采用运动分解的方法 即分解为初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向初速为零的匀加速直线运动 专题三 要点热点探究 探究点三圆周运动及其临界问题 竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 点拨 本题是竖直面内的圆周运动在最高点无支撑的问题 专题三 要点热点探究 点评 对竖直面内圆周运动的问题 一定要搞清在最高点是有支撑还是无支撑 专题三 要点热点探究 探究点四曲线运动的综合问题 这类问题往往是将曲线运动规律与变速直线运动的规律 运动的分解 机械能守恒定律 动能定理等物理学的主干知识 通过平抛运动 圆周运动这种载体来考查 专题三 要点热点探究 点拨 1 木箱向左运动的位移比铁块多l时 小铁块将从木箱右端滑落 2 从木箱右端滑落后向左平抛 容易错误地认为向右平抛 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 点评 上面这道题通过平抛运动综合了匀变速直线运动的规律 下面的变式题则是一道抛体运动 圆周运动综合的问题 变式题 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 要点热点探究 专题三 教师备用题 1 基础题 一水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时 其速度方向与斜面垂直 运动轨迹如图中虚线所示 小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 3 能力题 如图所示 一根长为L的轻杆OA O端用铰链固定 另一端固定着一个小球A 轻杆靠在一个质量为M 高为h的物块上 若物块与地面摩擦不计 则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为 时 小球A的线速度大小为 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题三 教师备用题 专题四 万有引力与天体运动 专题四万有引力与天体运动 专题四 考情分析预测 1 从上表可看出 近年来各地高考考查的重点是人造卫星问题 几乎年年都考 且以选择题的形式出现居多 2 由于近年来各国空间科技力量的竞争日趋激烈 特别是我国 神舟 系列飞船 嫦娥 北斗 系列卫星的成功发射和接收 使万有引力 天体运动 现代航天技术成为一个特别的考查热点 因此2011年高考该讲的内容仍将是热点 特别是人造卫星问题更要引起重视 题型仍为选择 专题四 考情分析预测 专题四 主干知识整合 一 万有引力定律 在现实生活中 一般两个物体之间的万有引力较小 可不作考虑 在天体运动中 由于物体的质量很大 导致万有引力很大 万有引力在天体运动中起决定性的作用 专题四 主干知识整合 1 在研究人造卫星等天体运动时 进行了以下近似 中心天体是不动的 环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动 环绕天体只受到中心天体的万有引力作用 这个引力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力 2 人造卫星的加速度 线速度 角速度 周期与轨道半径的关系 二 天体运动 专题四 主干知识整合 可见 卫星运行轨道半径r与该轨道上的线速度v 角速度 周期T 向心加速度a存在着一一对应的关系 若r v T a中有一个确定 则其余皆确定 与卫星的质量无关 如所有同步卫星的r v T a大小均相等 3 宇宙速度 1 第一宇宙速度 又叫环绕速度 是发射地球卫星的最小速度 也是近地卫星的速度 还是卫星围绕地球圆周运动的最大运行速度 大小为7 9km s 2 第二宇宙速度 又叫逃逸速度 是人造卫星挣脱地球束缚而成为一颗太阳的人造小行星的最小发射速度 大小为11 2km s 3 第三宇宙速度 是人造卫星挣脱太阳的束缚 而成为一颗绕银河系中心运行的小恒星的最小发射速度 大小为16 7km s 专题四 主干知识整合 专题四 主干知识整合 4 双星 双星 是两颗相距较近的行星 它们之间的万有引力对两者运动都有显著影响 而其他天体的作用力影响可以忽略 它们之所以没有被强大的引力吸引到一起而保持一定的距离不变 是因为它们绕着连线上的共同 中心 以相同的角速度做匀速圆周运动 它们之间的万有引力提供它们做圆周运动的向心力 专题四 主干知识整合 专题四 要点热点探究 探究一天体质量和密度的估算问题 专题四 要点热点探究 专题四 要点热点探究 点拨 解答本题的思路框图 专题四 要点热点探究 专题四 要点热点探究 专题四 要点热点探究 专题四 要点热点探究 专题四 要点热点探究 探究点二航天器的变轨问题