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文档简介

1、(二二)运动的合成与分解运动的合成与分解1小船渡河小船渡河设水流的速度为设水流的速度为v1,船的航行速度为,船的航行速度为v2,河的宽度为,河的宽度为d.(1)过河时间过河时间t仅由仅由v2沿垂直于河岸方向的分量沿垂直于河岸方向的分量v决定,决定,即即t ,与,与v1无关,所以当无关,所以当v2垂直于河岸时,渡河所用的时垂直于河岸时,渡河所用的时间最短,最短时间间最短,最短时间tmin .(2)渡河的路程由小船实际运动轨迹的方向决定渡河的路程由小船实际运动轨迹的方向决定.当当v1v2时,最短路程时,最短路程smind;当;当v1v2时,最短路程时,最短路程smin ,如如图图11 所示所示图图

2、11(5)速度变化:平抛运动是匀变速曲线运动,故在相等的速度变化:平抛运动是匀变速曲线运动,故在相等的时间内,速度的变化量时间内,速度的变化量(g )相等,且必沿竖直方向,如相等,且必沿竖直方向,如图图13所示所示图图13任意两时刻的速度与速度的变化量任意两时刻的速度与速度的变化量v构成直角三角形,构成直角三角形,v沿竖直方向沿竖直方向注意:注意:平抛运动的速率随时间并不均匀变化,而速度随平抛运动的速率随时间并不均匀变化,而速度随时间是均匀变化的时间是均匀变化的tv(6)带电粒子带电粒子(只受电场力的作用只受电场力的作用)垂直进入匀强电场中的垂直进入匀强电场中的运动与平抛运动相似,出电场后做匀

3、速直线运动,如图运动与平抛运动相似,出电场后做匀速直线运动,如图14所示所示图图14故有:故有:y热点、重点、难点热点、重点、难点(一一)直线运动直线运动高考中对直线运动规律的考查一般以图象的应用或追及高考中对直线运动规律的考查一般以图象的应用或追及问题出现这类题目侧重于考查学生应用数学知识处理物理问题出现这类题目侧重于考查学生应用数学知识处理物理问题的能力对于追及问题,存在的困难在于选用哪些公式问题的能力对于追及问题,存在的困难在于选用哪些公式来列方程,作图求解,而熟记和运用好直线运动的重要推论来列方程,作图求解,而熟记和运用好直线运动的重要推论往往是解决问题的捷径往往是解决问题的捷径例例1

4、 1如图如图15甲所示,甲所示,A、B两辆汽车在笔直的公路两辆汽车在笔直的公路上同向行驶当上同向行驶当B车在车在A车前车前s84 m处时,处时,B车的速度车的速度vB4 m/s,且正以,且正以a2 m/s2的加速度做匀加速运动;经过一段时的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,间后,B车的加速度突然变为零车的加速度突然变为零A车一直以车一直以vA20 m/s的速的速度做匀速运动,从最初相距度做匀速运动,从最初相距84 m时开始计时,经过时开始计时,经过t012 s后后两车相遇问两车相遇问B车加速行驶的时间是多少?车加速行驶的时间是多少?图图15甲甲【解析解析】设设B车加速行驶的时间为车加速行驶的

5、时间为t,相遇时,相遇时A车的位移车的位移为:为:sAvAt0B车加速阶段的位移为:车加速阶段的位移为:sB1vBtat2匀速阶段的速度匀速阶段的速度vvBat,匀速阶段的位移为:,匀速阶段的位移为:sB2v(t0t)相遇时,依题意有:相遇时,依题意有:sAsB1sB2s联立以上各式得:联立以上各式得:t22t0t 0将题中数据将题中数据vA20 m/s,vB4 m/s,a2 m/s2,t012 s,代入上式有:,代入上式有:t224t1080解得:解得:t16 s,t218 s(不合题意,舍去不合题意,舍去)因此,因此,B车加速行驶的时间为车加速行驶的时间为6 s.答案答案6 s02()BA

6、tsa vv【点评点评】出现不符合实际的解出现不符合实际的解(t218 s)的原因是方程的原因是方程“sB2v(t0t)”并不完全描述并不完全描述B车的位移,还需加一定义域车的位移,还需加一定义域t12 s.解析后可以作出解析后可以作出vAt、vBt 图象加以验证图象加以验证图图15乙乙根据根据vt图象与图象与t围成的面积等于位移可得,围成的面积等于位移可得,t12 s时,时,s (164)646 m84 m.12例例2 2图图16甲所示,甲所示,m为在水平传送带上被传送的小为在水平传送带上被传送的小物体物体(可视为质点可视为质点),A为终端皮带轮已知皮带轮的半径为为终端皮带轮已知皮带轮的半径

7、为r,传送带与皮带轮间不会打滑当,传送带与皮带轮间不会打滑当m可被水平抛出时,可被水平抛出时,A轮轮每秒的转数最少为每秒的转数最少为()图图16甲甲A B C D12grgrgr12gr【解析解析】解法一解法一m到达皮带轮的顶端时到达皮带轮的顶端时, 若若m mg,表示表示m受到的重力小于受到的重力小于(或等于或等于)m沿皮带轮表面做圆周运动的沿皮带轮表面做圆周运动的向心力,向心力,m将离开皮带轮的外表面而做平抛运动将离开皮带轮的外表面而做平抛运动又因为转数又因为转数n所以当所以当v ,即转数,即转数n 时时,m可被水平抛出,可被水平抛出,故选项故选项A正确正确2rv22r vgr12gr(二

8、二)带电粒子在复合场中的平衡问题带电粒子在复合场中的平衡问题在高考试题中,也常出现带电粒子在复合场中受力平衡在高考试题中,也常出现带电粒子在复合场中受力平衡的物理情境,出现概率较大的是在正交的电场和磁场中的平的物理情境,出现概率较大的是在正交的电场和磁场中的平衡问题及在电场和重力场中的平衡问题衡问题及在电场和重力场中的平衡问题在如图在如图111所示的速度选择器中,选择的速度所示的速度选择器中,选择的速度v ;在如图在如图 112 所示的电磁流量计中,流速所示的电磁流量计中,流速v ,流量,流量Q . 图图111 图图112EBuBd4duB例例5 5在地面附近的空间中有水平方向的匀强电场和在地

9、面附近的空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场的方向垂直纸面向里,一个带电油滴沿匀强磁场,已知磁场的方向垂直纸面向里,一个带电油滴沿着一条与竖直方向成着一条与竖直方向成角的直线角的直线MN运动,如图运动,如图113所所示由此可判断下列说法正确的是示由此可判断下列说法正确的是()图图113A如果油滴带正电,则油滴从如果油滴带正电,则油滴从M点运动到点运动到N点点B如果油滴带正电,则油滴从如果油滴带正电,则油滴从N点运动到点运动到M点点C如果电场方向水平向右,则油滴从如果电场方向水平向右,则油滴从N点运动到点运动到M点点D如果电场方向水平向左,则油滴从如果电场方向水平向左,则油滴从N点运动

10、到点运动到M点点【解析解析】油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛伦兹力油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛伦兹力的作用,因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,大小随速度的作用,因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,大小随速度的改变而改变,而电场力与重力的合力是恒力,所以物体做匀的改变而改变,而电场力与重力的合力是恒力,所以物体做匀速直线运动;又因电场力一定在水平方向上,故洛伦兹力的方速直线运动;又因电场力一定在水平方向上,故洛伦兹力的方向是斜向上方的,因而当油滴带正电时,应该由向是斜向上方的,因而当油滴带正电时,应该由M点向点向N点运点运动,故选项动,故选项A正确、正确、B错误若电场方向水平向右,

11、则油滴需带错误若电场方向水平向右,则油滴需带负电,此时斜向右上方与负电,此时斜向右上方与MN垂直的洛伦兹力对应粒子从垂直的洛伦兹力对应粒子从N点运点运动到动到M点,即选项点,即选项C正确同理,电场方向水平向左时,油滴正确同理,电场方向水平向左时,油滴需带正电,油滴是从需带正电,油滴是从M点运动到点运动到N点的,故选项点的,故选项D错误错误答案答案AC【点评点评】对于带电粒子在复合场中做直线运动的问题要注对于带电粒子在复合场中做直线运动的问题要注意受力分析因为洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,而且与意受力分析因为洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,而且与磁场的方向、带电粒子的电性都有关,分析时更要注意

12、本题磁场的方向、带电粒子的电性都有关,分析时更要注意本题中重力和电场力均为恒力,要保证油滴做直线运动,两力的合中重力和电场力均为恒力,要保证油滴做直线运动,两力的合力必须与洛伦兹力平衡,粒子的运动就只能是匀速直线运动力必须与洛伦兹力平衡,粒子的运动就只能是匀速直线运动同类拓展同类拓展2如图如图114甲所示,悬挂在甲所示,悬挂在O点的一根不点的一根不可伸长的绝缘细线下端挂有一个带电荷量不变的小球可伸长的绝缘细线下端挂有一个带电荷量不变的小球A.在两在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当当B到达悬到达悬点点O的正下方并与的正下方并与A在同一水平线

13、上,在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为线偏离竖直方向的角度为.若两次实验中若两次实验中B的电荷量分别为的电荷量分别为q1和和q2,分别为分别为30和和45,则,则 为为 高考高考重庆理综卷重庆理综卷()图图114甲甲A2B3C2D33321qq【解析解析】对对A球进行受力分析,如图球进行受力分析,如图114 乙所示,乙所示,由于绳子的拉力和点电荷间的斥力的合由于绳子的拉力和点电荷间的斥力的合力与力与A球的重力平衡,故有:球的重力平衡,故有:F电电mgtan,又又F电电k .设绳子的长度为设绳子的长度为L,则,则A、B两球之间的距离两球之间的距离rLsi

14、n,联立可得:,联立可得:q , 由此可见由此可见, q与与tansin2成正比成正比,即即 ,故选项故选项C正确正确答案答案C互动辨析互动辨析本题为带电体在重力场和电场中的平衡问本题为带电体在重力场和电场中的平衡问题,解题的关键在于:先根据小球的受力情况画出平衡状态题,解题的关键在于:先根据小球的受力情况画出平衡状态下的受力分析示意图;然后根据平衡条件和几何关系列式,下的受力分析示意图;然后根据平衡条件和几何关系列式,得出电荷量的通解表达式,进而分析求解本题体现了新课得出电荷量的通解表达式,进而分析求解本题体现了新课标在知识考查中重视方法渗透的思想标在知识考查中重视方法渗透的思想2AqQr2

15、2tan sinAmL gkQ2221tan45 sin 45tan30 sin 30qq 图图114乙乙 二、连接体问题二、连接体问题(整体法与隔离法整体法与隔离法)高考卷中常出现涉及两个研究对象的动力学问题,其中高考卷中常出现涉及两个研究对象的动力学问题,其中又包含两种情况:一是两对象的速度相同需分析它们之间的又包含两种情况:一是两对象的速度相同需分析它们之间的相互作用,二是两对象的加速度不同需分析各自的运动或受相互作用,二是两对象的加速度不同需分析各自的运动或受力隔离力隔离(或与整体法相结合或与整体法相结合)的思想方法是处理这类问题的的思想方法是处理这类问题的重要手段重要手段1整体法是指

16、当连接体内整体法是指当连接体内(即系统内即系统内)各物体具有相同的各物体具有相同的加速度时,可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考加速度时,可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑,分析其受力情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解虑,分析其受力情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法的方法2隔离法是指当研究对象涉及由多个物体组成的系统隔离法是指当研究对象涉及由多个物体组成的系统时,若要求连接体内物体间的相互作用力,则应把某个物体时,若要求连接体内物体间的相互作用力,则应把某个物体或某几个物体从系统中隔离出来,分析其受力情况及运动情或某几个物体从系统中隔离出来,分析其受力情况及运动情

17、况,再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方况,再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法法3当连接体中各物体运动的加速度相同或要求合外力当连接体中各物体运动的加速度相同或要求合外力时,优先考虑整体法;当连接体中各物体运动的加速度不相时,优先考虑整体法;当连接体中各物体运动的加速度不相同或要求物体间的作用力时,优先考虑隔离法有时一个问同或要求物体间的作用力时,优先考虑隔离法有时一个问题要两种方法结合起来使用才能解决题要两种方法结合起来使用才能解决例例7 7如图如图116所示,在光滑的水平地面上有两个质所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为量相等的物体,中间用

18、劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外的轻质弹簧相连,在外力力F1、F2的作用下运动已知的作用下运动已知F1F2,当运动达到稳定时,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为弹簧的伸长量为()图图116A.B.C. D.12FFk 122FFk 122FFk 12FFk 【解析解析】取取A、B及弹簧整体为研究对象,由牛顿第二定及弹簧整体为研究对象,由牛顿第二定律得:律得:F1F22ma取取B为研究对象:为研究对象:kxF2ma(或取或取A为研究对象:为研究对象:F1kxma)可解得:可解得:x .答案答案C【点评点评】解析中的三个方程任取两个求解都可以解析中的三个方程任取两个求解都可以当地面粗糙时,只要两物体

19、与地面的动摩擦因数相当地面粗糙时,只要两物体与地面的动摩擦因数相同,则同,则A、B之间的拉力与地面光滑时相同之间的拉力与地面光滑时相同122FFk 同类拓展同类拓展3 3如图如图117所示,质量为所示,质量为m的小物块的小物块A放在放在质量为质量为M的木板的木板B的左端,的左端,B在水平拉力的作用下沿水平地面在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动,且匀速向右滑动,且A、B相对静止某时刻撤去水平拉力,经相对静止某时刻撤去水平拉力,经过一段时间,过一段时间,B在地面上滑行了一段距离在地面上滑行了一段距离x,A在在B上相对于上相对于B向右滑行了一段距离向右滑行了一段距离L(设木板设木板B足够长足够

20、长)后后A和和B都停了下都停了下来已知来已知A、B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为1,B与地面间的动摩擦因与地面间的动摩擦因数为数为2,且,且21,则,则x的表达式应为的表达式应为()图图117Ax BxCx DxMLm()Mm Lm 121()()MLMm 121()()MLMm 【解析解析】设设A、B相对静止一起向右匀速运动时的速度为相对静止一起向右匀速运动时的速度为v,撤去外力后至停止的过程中,撤去外力后至停止的过程中,A受到的滑动摩擦力为:受到的滑动摩擦力为:f11mg其加速度大小其加速度大小a1 1gB做减速运动的加速度大小做减速运动的加速度大小a2由于由于21,所以,所以a22g1

21、ga1即木板即木板B先停止后,先停止后,A在木板上继续做匀减速运动,且其在木板上继续做匀减速运动,且其加速度大小不变加速度大小不变对对A应用动能定理得:应用动能定理得:f1(Lx)0 mv21fm21()mM gmgM12对对B应用动能定理得:应用动能定理得:1mgx2(mM)gx0 Mv2解得:解得:x .答案答案C【点评点评】虽然使虽然使A产生加速度的力由产生加速度的力由B施加,但产生的施加,但产生的加速度加速度a11g是取大地为参照系的加速度是相对速度而言是取大地为参照系的加速度是相对速度而言的,所以加速度一定和速度取相同的参照系,与施力物体的的,所以加速度一定和速度取相同的参照系,与施

22、力物体的速度无关速度无关动能定理可由牛顿第二定律推导,特别对于匀变速直动能定理可由牛顿第二定律推导,特别对于匀变速直线运动,两表达式很容易相互转换线运动,两表达式很容易相互转换12121()()MLMm 经典考题经典考题在本专题中,正交分解、整体与隔离相结合是最重要也在本专题中,正交分解、整体与隔离相结合是最重要也是最常用的思想方法,是高考中考查的重点力的独立性原是最常用的思想方法,是高考中考查的重点力的独立性原理、运动图象的应用次之,在高考中出现的概率也较大理、运动图象的应用次之,在高考中出现的概率也较大1有一个直角支架有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,水平放置,表面粗糙,OB竖

23、直向下,表面光滑竖直向下,表面光滑AO上套有小环上套有小环P,OB上套有小环上套有小环Q,两环质量均为两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡绳相连,并在某一位置平衡(如图甲所示如图甲所示)现将现将P环向左移一环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对杆对P环的支持力环的支持力N和细绳上的拉力和细绳上的拉力T的变化情况是的变化情况是高考高考上海物理卷上海物理卷()AN不变不变,T变大变大BN不变不变,T

24、变小变小CN变大,变大,T变变 DN变大变大,T变小变小 甲甲【解析解析】Q环的受力情况如环的受力情况如图乙所示,由平衡条件得:图乙所示,由平衡条件得:Tcos mg,P环向左移动后环向左移动后变小,变小,T 变小变小P环的受力情况如图丙所示,环的受力情况如图丙所示,由平衡条件得:由平衡条件得:NPmgTcos 2mg,NP与与角无关角无关故选项故选项B正确正确答案答案B【点评点评】本例是正交分解法、本例是正交分解法、隔离法的典型应用,以后的许多考题都由此改编而来隔离法的典型应用,以后的许多考题都由此改编而来求解支持力求解支持力N时,还可取时,还可取P、Q组成的整体为研究对组成的整体为研究对象

25、,将整体受到的外力正交分解知竖直方向有:象,将整体受到的外力正交分解知竖直方向有:NQ2mgcosmg 乙乙 丙丙 2如图甲所示,在倾角为如图甲所示,在倾角为的固定光滑斜面上有一块用的固定光滑斜面上有一块用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫已知木板的质量是绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫已知木板的质量是猫的质量的猫的质量的2倍当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上倍当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑跑,以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为的加速度为高考高考全国理综卷全国理综卷()甲甲A sin Bgsin C gsin D2g

26、sin 2g32【解析解析】绳子断开后猫的受力情况如图乙所示,由平衡绳子断开后猫的受力情况如图乙所示,由平衡条件知,木板对猫有沿斜面向上的摩擦力,有:条件知,木板对猫有沿斜面向上的摩擦力,有: fmgsin 再取木板为研究对象,再取木板为研究对象,其受力情况如图丙所示由其受力情况如图丙所示由牛顿第二定律知:牛顿第二定律知:2mgsin f2ma解得:解得:a gsin 答案答案C【点评点评】猫脚与木块之间的摩擦力使猫保持平衡状猫脚与木块之间的摩擦力使猫保持平衡状态态还可取猫、木板组成的整体为研究对象,由牛顿第二还可取猫、木板组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律:定律:3mgsin 2ma求解,

27、但这一方法高中不作要求求解,但这一方法高中不作要求32乙丙乙丙 4如图如图123甲所示,甲所示,P、Q为某地区水平地面上的两为某地区水平地面上的两点,在点,在P点正下方一球形区域内储藏有石油假定区域周围点正下方一球形区域内储藏有石油假定区域周围岩石均匀分布,密度为岩石均匀分布,密度为;石油密度远小于;石油密度远小于,可将上述球形,可将上述球形区域视为空腔如果没有这一空腔,则该地区重力加速度区域视为空腔如果没有这一空腔,则该地区重力加速度(正正常值常值)沿竖直方向;当存在空腔时,该地区重力加速度的大小沿竖直方向;当存在空腔时,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离重力加速度在原竖直方

28、向和方向会与正常情况有微小偏离重力加速度在原竖直方向(即即PO方向方向)上的投影相对于正上的投影相对于正常值的偏离叫做常值的偏离叫做“重力加速度反常重力加速度反常”为了探寻石油区域的位置和石油储为了探寻石油区域的位置和石油储量量, 常利用常利用P点附近重力加速度反常点附近重力加速度反常现象已知引力常数为现象已知引力常数为G 图图123甲甲(1)设球形空腔体积为设球形空腔体积为V,球心深度为,球心深度为d(远小于地球半远小于地球半径径), x,求空腔所引起的,求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常点处的重力加速度反常(2)若在水平地面上半径若在水平地面上半径L的范围内发现:重力加速度反的范围内发现

29、:重力加速度反常值在常值在与与k(k1)之间变化,且重力加速度反常的最大值出之间变化,且重力加速度反常的最大值出现在半径为现在半径为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积体积2009年高考年高考全国理综卷全国理综卷PQ【解析解析】(1)由牛顿第二定律得:由牛顿第二定律得:a故重力加速度故重力加速度gG假设空腔处存在密度为假设空腔处存在密度为的岩石时,对的岩石时,对Q处物体的引力处物体的引力产生的重力加速度为产生的重力加速度为gG由力的独立原理及

30、矢量的合由力的独立原理及矢量的合成定则知,球形区域为空腔时成定则知,球形区域为空腔时Q点处的物体的重力加速度的矢量点处的物体的重力加速度的矢量关系如图关系如图123乙所示乙所示即即 故加速度反常故加速度反常ggcos Fm引引2Mr2222MG Vdxdx ggg 223()G Vddx 图图123乙乙 (2)由由(1)解可得,重力加速度反常解可得,重力加速度反常g的最大值和最小值的最大值和最小值分别为:分别为:(g)max ,(g)min由题设有由题设有(g)maxk、(g)min联立以上各式得,地下球形空腔球心的深度和空腔的体联立以上各式得,地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为:积分别

31、为:d ,V 2G Vd 3222()G Vddx 231Lk 223(1)L kGk 答案答案 (1) (2) 【点评点评】对于本题大部分同学不知如何入手,其原因对于本题大部分同学不知如何入手,其原因在于对力的独立性原理及矢量在于对力的独立性原理及矢量(加速度加速度)的合成与分解理解不的合成与分解理解不够深刻和熟练够深刻和熟练本考题使大部分同学陷入一个思维误区,总在思考本考题使大部分同学陷入一个思维误区,总在思考g ,而不去思考,而不去思考g也是自由落体的加速度也是自由落体的加速度g ,遵循矢,遵循矢量的平行四边形定则量的平行四边形定则GmFm引引223()G Vddx 231Lk 223(

32、1)L kGk 能力演练能力演练一、选择题一、选择题(104分分)1如图所示,如图所示,A、B是两个长方形物块,是两个长方形物块,F是作用在物是作用在物块块B上沿水平方向的力,上沿水平方向的力,A和和B以相同的速度在水平地面以相同的速度在水平地面C上上做匀速直线运动做匀速直线运动(空气阻力不计空气阻力不计)由此可知,由此可知,A、B间的动摩间的动摩擦因数擦因数1和和B、C间的动摩擦因数间的动摩擦因数2有可能是有可能是()A10,20B10,20C10,20D10,20【解析解析】本题中选本题中选A、B整体为研究对象,由于整体为研究对象,由于A、B在在推力推力F的作用下做匀速直线运动,可知地面对

33、的作用下做匀速直线运动,可知地面对B的摩擦力一定的摩擦力一定水平向左,故水平向左,故20;对;对A进行受力分析可知,水平方向不受进行受力分析可知,水平方向不受力,力,1可能为零,故正确答案为可能为零,故正确答案为BD答案答案BD2如图所示,从倾角为如图所示,从倾角为、高、高h1.8 m的斜面顶端的斜面顶端A处处水平抛出一石子,石子刚好落在这个斜面底端的水平抛出一石子,石子刚好落在这个斜面底端的B点处石点处石子抛出后,经时间子抛出后,经时间t距斜面最远,则时间距斜面最远,则时间t的大小为的大小为(取取g10 m/s2)()A0.1 s B0.2 s C0.3 sD0.6 s答案答案C3在轻绳的两

34、端各拴一个小球,一人用手拿着上端的在轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿着上端的小球站在小球站在3楼的阳台上,放手后让小球自由下落,两小球相楼的阳台上,放手后让小球自由下落,两小球相继落地的时间差为继落地的时间差为T如果站在如果站在4楼的阳台上,同样放手让小楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差将球自由下落,则两小球相继落地的时间差将()A不变不变 B增大增大 C减小减小D无法判断无法判断【解析解析】两小球都做自由落体运动,可在同一两小球都做自由落体运动,可在同一vt图象图象中作出速度随时间变化的关系曲线,如图所示设人在中作出速度随时间变化的关系曲线,如图所示设人在3楼楼的

35、阳台上释放小球后,两球落地的时的阳台上释放小球后,两球落地的时间差为间差为t1,图中阴影部分的面积为,图中阴影部分的面积为h;若人在若人在4楼的阳台上释放小球后,楼的阳台上释放小球后,两球落地的时间差为两球落地的时间差为t2,要保证阴,要保证阴影部分的面积也是影部分的面积也是h,从图中可以,从图中可以看出一定有看出一定有t2t1答案答案C4如图甲所示,小球静止在小车中的光滑斜面如图甲所示,小球静止在小车中的光滑斜面A和光滑和光滑竖直挡板竖直挡板B之间,原来小车向左匀速运动现在小车改为向之间,原来小车向左匀速运动现在小车改为向左减速运动,那么关于斜面对小球的弹力左减速运动,那么关于斜面对小球的弹

36、力NA的大小和挡板的大小和挡板B对小球的弹力对小球的弹力NB的大小,以下说法正确的是的大小,以下说法正确的是()ANA不变,不变,NB减小减小BNA增大,增大,NB不变不变CNB有可能增大有可能增大DNA可能为零可能为零【解析解析】小球的受力情况如图乙小球的受力情况如图乙所示,有:所示,有:NAcos mgNAsin NBma故故NA不变,不变,NB减小减小答案答案A甲甲 乙乙 5小球从空中自由下落,与水平地小球从空中自由下落,与水平地面第一次相碰后弹到空中某一高度面第一次相碰后弹到空中某一高度, 其速其速度随时间变化的关系如图所示,则度随时间变化的关系如图所示,则( )A小球第一次反弹后的速

37、度大小小球第一次反弹后的速度大小为为3 m/sB小球碰撞时速度的改变量为小球碰撞时速度的改变量为2 m/sC小球是从小球是从5 m高处自由下落的高处自由下落的D小球反弹起的最大高度为小球反弹起的最大高度为0.45 m【解析解析】第一次反弹后的速度为第一次反弹后的速度为3 m/s,负号表示方向,负号表示方向向上向上,A正确碰撞时速度的改变量正确碰撞时速度的改变量v=8 m/s,B错误错误.下落下落的高度的高度h1= 50.5 m=1.25 m,反弹的高度,反弹的高度h2= 30.30.45 m,D正确正确答案答案AD12126如图甲所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗如图甲所示,四个质量、形状

38、相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同A物块放物块放上后匀加速下滑,上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一物块获一初速度后匀减速下滑,初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上若在上物块放上后静止在斜面上若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是,则它们的大小关系是()甲甲AF1F2F

39、3F4BF1F2F3F4CF1F2F4F3DF1F3F2F4【解析解析】斜面的受力情况如乙图所示,其中,斜面的受力情况如乙图所示,其中,f1、N分别为分别为斜面对物块的摩擦力和支持力的反作用力斜面对物块的摩擦力和支持力的反作用力Nmgcos f2可能向左,也可能向右或为零可能向左,也可能向右或为零a图中,图中,f1mgsin ,故,故FMgmgcos cos f1sin (Mm)gb图中,图中,f1mgsin ,故,故FMgmgcos cos f1sin (Mm)gc图中,图中,f1mgsin ,故,故FMgmgcos cos f1sin (Mm)gd图中,图中,f1mgsin ,故,故F(M

40、m)g答案答案C乙乙 8如图所示,足够长的水平传送带以速度如图所示,足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方沿顺时针方向运动,传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接,曲面上向运动,传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接,曲面上的的A点距离底部的高度点距离底部的高度h0.45 m一小物块从一小物块从A点静止滑点静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回曲面下,再滑上传送带,经过一段时间又返回曲面g取取10 m/s2,则下列说法正确的是,则下列说法正确的是()A若若v1 m/s,则小物块能回到,则小物块能回到A点点B若若v2 m/s,则小物块能回到,则小物块能回到A点点C若若v5 m/s,则小物块能回到,

41、则小物块能回到A点点D无论无论v等于多少,小物块均能回到等于多少,小物块均能回到A点点【解析解析】小物块滑上传送带的初速度小物块滑上传送带的初速度v0 3 m/s当传送带的速度当传送带的速度v3 m/s时,小物块返回曲面的初速度都时,小物块返回曲面的初速度都等于等于3 m/s,恰好能回到,恰好能回到A点,当传送带的传送速度点,当传送带的传送速度v3 m/s 时,小物块返回曲面的初速度等于时,小物块返回曲面的初速度等于v,不能回到,不能回到A点点答案答案C2gh9如图甲所示,质量为如图甲所示,质量为m的物体用细绳拴住放在粗糙的的物体用细绳拴住放在粗糙的水平传送带上,物体距传送带左端的距离为水平传

42、送带上,物体距传送带左端的距离为L当传送带分当传送带分别以别以v1、v2的速度逆时针转动的速度逆时针转动(v1v2),稳定时绳与水平方向,稳定时绳与水平方向的夹角为的夹角为,绳中的拉力分别为,绳中的拉力分别为F1,F2;若剪断细绳时,物;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为体到达左端的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是,则下列说法正确的是()甲甲AF1F2BF1F2Ct1一定大于一定大于t2Dt1可能等于可能等于t2【解析解析】绳剪断前物体的受力情况如图乙绳剪断前物体的受力情况如图乙所示,由平衡条件得:所示,由平衡条件得:FNFsin mgfFNFcos 解得:解得:F ,F的大小与传

43、送带的速度无关绳剪断后的大小与传送带的速度无关绳剪断后m在两速度的传送带上在两速度的传送带上的加速度相同的加速度相同若若L ,则两次都是匀加速到达左端,则两次都是匀加速到达左端,t1t2若若L ,则物体在传送带上先加速再匀速到达左,则物体在传送带上先加速再匀速到达左端,在速度小的传送带上需要的时间更长,端,在速度小的传送带上需要的时间更长,t1t2答案答案BD乙乙sincosmg 212 g v212 g v10静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如图甲所示图中虚线表示装置,其中某部分静电场的分布如图甲所示图中虚线

44、表示这个静电场在这个静电场在xOy平面内的一族等势线,等势线形状关于平面内的一族等势线,等势线形状关于Ox轴、轴、Oy轴对称等势线的电势沿轴对称等势线的电势沿x轴正方向增加,且相邻两轴正方向增加,且相邻两等势线的电势差相等一个电子经过等势线的电势差相等一个电子经过P点点(其横坐标为其横坐标为x0)时,速度与时,速度与Ox轴平行,适当控制实验条件,使该电子通过电轴平行,适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在场区域时仅在Ox轴上方运动在通过电场区域过程中,该电轴上方运动在通过电场区域过程中,该电子沿子沿y轴方向的分速度轴方向的分速度vy随位置坐标随位置坐标x变化的示意图是图乙中变化的示意图是

45、图乙中的的()甲甲 乙乙 【解析解析】在在x轴负方向,电子所受的电场力向右偏下,轴负方向,电子所受的电场力向右偏下,则电子的竖直分速度沿则电子的竖直分速度沿y轴负方向不断增加,到达轴负方向不断增加,到达x0时竖直时竖直分速度最大,到达分速度最大,到达x轴正方向后,电子所受的电场力向右偏轴正方向后,电子所受的电场力向右偏上,则其竖直分速度沿上,则其竖直分速度沿y轴负方向不断减小;又由于在轴负方向不断减小;又由于在x轴负轴负方向的电子运动处的电场线比在方向的电子运动处的电场线比在x轴正方向电子运动处的电轴正方向电子运动处的电场线密,相应的电子的加速度大,故电子在场线密,相应的电子的加速度大,故电子

46、在x轴正方向经过轴正方向经过与与x轴负方向相同的水平距离时,轴负方向相同的水平距离时,y轴方向的分速度不能减为轴方向的分速度不能减为零,零,D正确正确答案答案D二、非选择题二、非选择题(共共60分分)11(6分分)在某次实验中得到小在某次实验中得到小车做直线运动的车做直线运动的st关系如图所示关系如图所示(1)由图可以确定由图可以确定,小车在小车在AC段段和和DE段的运动分别为段的运动分别为( )AAC段是匀加速运动,段是匀加速运动,DE段是匀速运动段是匀速运动BAC段是加速运动,段是加速运动,DE段段是匀加速运动是匀加速运动CAC段是加速运动;段是加速运动;DE段是匀速运动段是匀速运动DAC

47、段是匀加速运动;段是匀加速运动;DE段是匀加速运动段是匀加速运动(2)在与在与AB、AC、AD对应的平均速度中,最接近小车在对应的平均速度中,最接近小车在A点的瞬时速度是点的瞬时速度是_段中的平均速度段中的平均速度答案答案(1)C(2)AB(每空每空3分分)12(9分分)当物体从高空下落时,其所受阻力会随物体速当物体从高空下落时,其所受阻力会随物体速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将保持匀速运动度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将保持匀速运动状态,这个速度称为此物体下落的收尾速度研究发现,在状态,这个速度称为此物体下落的收尾速度研究发现,在相同环境下,球形物体的收尾速度仅与球的半径和

48、质量有相同环境下,球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关下表是某次研究的实验数据关下表是某次研究的实验数据小球编号小球编号ABCDE小球的半径小球的半径(103 m)0.50.51.522.5小球的质量小球的质量(106 kg)254540100小球的收尾速度小球的收尾速度(m/s)1640402032(1)根据表中的数据,求出根据表中的数据,求出B球与球与C球达到收尾速度时所球达到收尾速度时所受的阻力之比受的阻力之比(2)根据表中的数据,归纳出球形物体所受的阻力根据表中的数据,归纳出球形物体所受的阻力f与球与球的速度大小及球的半径之间的关系的速度大小及球的半径之间的关系(写出有关表达式,并

49、求写出有关表达式,并求出比例系数,重力加速度出比例系数,重力加速度g取取9.8 m/s2)(3)现将现将C球和球和D球用轻质细线连接,若它们在下落时所球用轻质细线连接,若它们在下落时所受的阻力与单独下落时的规律相同,让它们同时从足够高的受的阻力与单独下落时的规律相同,让它们同时从足够高的同一高度下落,试求出它们的收尾速度,并判断它们落地的同一高度下落,试求出它们的收尾速度,并判断它们落地的顺序顺序(不需要写出判断理由不需要写出判断理由)【解析解析】(1)球在达到收尾速度时处于平衡状态,有:球在达到收尾速度时处于平衡状态,有:fmg 则则fB fC mB mC代入数据解得:代入数据解得:fB f

50、C1 9(2)由表中由表中A、B两球的有关数据可得,阻力与速度成正两球的有关数据可得,阻力与速度成正比,即比,即fv由表中由表中B、C两球的有关数据可得,阻力与球的半径的平两球的有关数据可得,阻力与球的半径的平方成正比,即方成正比,即fr2得:得:fkvr2 其中其中k4.9 Ns/m3(3)将将C球和球和D球用细线连接后,应满足:球用细线连接后,应满足:mCgmDgfC fD 即即mCgmDgkv(rC2rD2)代入数据解得:代入数据解得:v27.2 m/s比较比较C、D两小球的质量和半径,可判断出两小球的质量和半径,可判断出C球先落地球先落地答案答案(1)1 9 (3分分) (2)fkvr

51、2,k4.9 Ns/m3 (3分分) (3)27.2 m/sC球先落地球先落地(3分分) 14(10分分)如图所示,一固定的斜面倾角为如图所示,一固定的斜面倾角为30,一边,一边与地面垂直,顶上有一定滑轮一柔软的细线跨过定滑轮,与地面垂直,顶上有一定滑轮一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块两端分别与物块A和和B联结,联结,A的质量为的质量为4m,B的质量为的质量为m开始时将开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下沿斜面下滑而滑而B上升物块上升物块A与斜面间无摩擦当与斜面间无摩擦当A沿斜面下滑沿斜面下滑s距离距离后,细线突然断了,求物块后,细线突然断了,

52、求物块B上升的最大高度上升的最大高度(不计细线与不计细线与滑轮之间的摩擦滑轮之间的摩擦)答案答案 s5615(12分分)在光滑的绝缘水平面上有一质量在光滑的绝缘水平面上有一质量m=1.0103 kg、电荷量、电荷量q1.01010 C的带电小球静止在的带电小球静止在O点,以点,以O点为原点在该水平面内建立直角坐标系点为原点在该水平面内建立直角坐标系xOy(如图所示如图所示)现突现突然加一个沿然加一个沿x轴正方向、场强大小轴正方向、场强大小E2.0106 V/m的匀强电的匀强电场使小球运动,并开始计时在第场使小球运动,并开始计时在第1 s末所加电场方向突然变末所加电场方向突然变为沿为沿y轴正方向

53、,大小不变;在第轴正方向,大小不变;在第2 s末电场突然消失,求第末电场突然消失,求第3 s末小球的位置末小球的位置一位同学这样分析:第一位同学这样分析:第1 s内小球沿内小球沿x轴做初速度为零的轴做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移匀加速直线运动,可求出其位移x1;第;第2 s内小球沿内小球沿y轴正方向轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移y2及其速度及其速度v,第,第3 s内小球沿内小球沿y轴正方向做匀速直线运动,可求出其位移轴正方向做匀速直线运动,可求出其位移s,最后小球的横坐标是,最后小球的横坐标是x1,纵坐标是,纵坐标是y2

54、s你认为他的分析正确吗?如果认为正确,请按他的思路你认为他的分析正确吗?如果认为正确,请按他的思路求出第求出第3 s末小球的位置;如果认为不正确,请指出错误之处末小球的位置;如果认为不正确,请指出错误之处并求出第并求出第3 s末小球的位置末小球的位置【解析解析】该同学的分析不正确因为第该同学的分析不正确因为第1 s末小球有沿末小球有沿x方向的初速度,所以第方向的初速度,所以第2 s内小球做类平抛运动,第内小球做类平抛运动,第3 s内也不内也不沿沿y轴正方向运动轴正方向运动(3分分)第第1 s内小球做初速度为零的匀加速直线运动,有:内小球做初速度为零的匀加速直线运动,有:第第2 s内小球做类平抛

55、运动,有:内小球做类平抛运动,有:答案答案略略16(13分分)如图所示,长如图所示,长L1.5 m、高、高h0.45 m、质量、质量M10 kg的长方体木箱在水平面上向右做直线运动当木箱的长方体木箱在水平面上向右做直线运动当木箱的速度的速度v03.6 m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F50 N,并同时将一个质量,并同时将一个质量m1 kg的小球轻放在距木箱右的小球轻放在距木箱右端端 处的处的P点点(小球可视为质点,放在小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速点时相对于地面的速度为零度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面已知木箱,经过一段时间,

56、小球脱离木箱落到地面已知木箱与地面的动摩擦因数与地面的动摩擦因数0.2,而小球与木箱之间的摩擦不,而小球与木箱之间的摩擦不计取计取g10 m/s2,求:,求:(1)小球从开始离开木箱至落到地面所用的时间小球从开始离开木箱至落到地面所用的时间(2)小球放上小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移点后,木箱向右运动的最大位移(3)小球离开木箱时木箱的速度小球离开木箱时木箱的速度3L答案答案(1)0.3 s(2)0.9 m(3)2.8 m/s第第2专题动量和能量专题动量和能量知识网络知识网络考点预测考点预测本专题涉及的内容是动力学内容的延续和深化动量守本专题涉及的内容是动力学内容的延续和深化动量守恒定

57、律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛它们是自然界中最基本、最普遍、最重要适用范围更广泛它们是自然界中最基本、最普遍、最重要的客观规律,也是高中物理的重点和难点、高考考查内容的的客观规律,也是高中物理的重点和难点、高考考查内容的重点其命题形式一般是能量与动量综合起来考,如:重点其命题形式一般是能量与动量综合起来考,如:2009年全国理综卷年全国理综卷第第21题、第题、第25题,题,2008年全国理综卷年全国理综卷的第的第24题题“下摆拉动下摆拉动滑块碰撞问题滑块碰撞问题”,全国理综卷,全国理综卷的第的第23题题“子弹射

58、击木子弹射击木块问题块问题”,重庆理综卷的第,重庆理综卷的第24题题“碰撞后压缩弹簧问碰撞后压缩弹簧问题题”但是,由于目前全国的课改形势以及在课程标准中的但是,由于目前全国的课改形势以及在课程标准中的内容设置,在高考中出现的这类综合题的难点主要在于功能内容设置,在高考中出现的这类综合题的难点主要在于功能关系的应用上,而不是在于动量守恒定律的应用上关系的应用上,而不是在于动量守恒定律的应用上另外,从另外,从2009年各地的高考考卷中也可发现,除了能量年各地的高考考卷中也可发现,除了能量与动量的综合题外,单独考查功能原理的试题在卷中出现的与动量的综合题外,单独考查功能原理的试题在卷中出现的概率也较

59、大概率也较大要点归纳要点归纳一、基本的物理概念一、基本的物理概念1冲量与功的比较冲量与功的比较(1)定义式定义式(2)属性属性2动量与动能的比较动量与动能的比较(1)定义式定义式(2)属性属性(3)动量与动能量值间的关系动量与动能量值间的关系(4)动量和动能都是描述物体状态的量,都有相对性动量和动能都是描述物体状态的量,都有相对性(相相对所选择的参考系对所选择的参考系),都与物体的受力情况无关动量的变化,都与物体的受力情况无关动量的变化和动能的变化都是过程量,都是针对某段时间而言的和动能的变化都是过程量,都是针对某段时间而言的二、动量观点的基本物理规律二、动量观点的基本物理规律1动量定理的基本

60、形式与表达式:动量定理的基本形式与表达式:Ip分方向的表达式:分方向的表达式:Ix合合px,Iy合合py2动量定理推论:动量的变化率等于物体所受的合外动量定理推论:动量的变化率等于物体所受的合外力,即力,即F合合3动量守恒定律动量守恒定律(1)动量守恒定律的研究对象是一个系统动量守恒定律的研究对象是一个系统(含两个或两个含两个或两个以上相互作用的物体以上相互作用的物体)(2)动量守恒定律的适用条件动量守恒定律的适用条件标准条件:系统不受外力或系统所受外力之和为零标准条件:系统不受外力或系统所受外力之和为零近似条件:系统所受外力之和虽不为零,但比系统的近似条件:系统所受外力之和虽不为零,但比系统

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