高考物理一轮复习专题

1、摩擦力专题一、 明确摩擦力产生的条件（1） 物体间直接接触 （2） 接触面粗糙（3） 接触面间有弹力存在（4） 物体间有相对运动或相对运动趋势这四个条件紧密相连，缺一不可显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力但满足(1)、(2)而缺少(3)、 (4)中的任意一条，也不会有摩擦力如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件(1)、(2)、(4)，却不具备条件(3)，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件(1)、 (2)、(3)，缺少条件(4)，当然也不存在摩擦力ABF图1 由于不明确摩擦力产生的条件，导致答题错误的事

2、是经常发生的 例1 (1994年全国考题)如图1所示，C是水平地面，、是两个长方形物块，F是作用在物块上沿水平方向的力，物体和以相同的速度作匀速直綫运动，由此可知，、间的动摩擦因数和、间的动摩擦因数有可能是(A) 0， 0 (B) 0， 0(C) 0，0 (D) 0，0解析：本题中选、整体为研究对象，由于受推力的作用做匀速直线运动，可知地面对的摩擦力一定水平向左，故 0，对A受力分析可知，水平方向不受力，可能为0，可能不为0。正确答案为(B)、(D)二、了解摩擦力的特点 摩擦力具有两个显著特点：(1)接触性； (2)被动性所谓接触性，即指物体受摩擦力作用物体间必直接接触(反之不一定成立)。这种

3、特点已经包括在摩擦力产生的条件里，这里不赘述。对于摩擦力的被动性，现仔细阐述。所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素变化而变化熟知的是静摩擦力随外力的变化而变化。图2 例2 (1992年全国考题)如图2所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即、和摩擦力作用，木块图2处于静止状态，其中10N、2N，若撤去力，则木块在水平方向受到的合力为 (A)10N，方向向左 (B)6N，方向向右 (C)2N，方向向左 (D)零解析；没有撤去时，物体所受合外力为零，此时静摩擦力大小为8N，方向向左撤去以后，物体在作用下不可能沿水平方向发生运动状态的改变，物体仍保拧静止此时地面对物体的静摩擦力大小为2N

4、，方向向右从上述分析可见静摩擦力是被动力答案应为(D)对于滑动摩擦力同样具有被动性三、 把握摩擦力大小和方向的计算和判断 中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种(滚动摩擦不讲)其中没有具体的计算公式，是随外力变化的范围值o，一般根据(1)平衡条件求；(2)根据物体运动状态，由牛顿运动定律求而不但可根据上述的 (1)、(2)方法求，还可以用公式计算图3ab 例3 如图3所示，质量为、带电量为+q的小物体，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，粗糙挡板ab的宽度略大于小物体厚度现给带电体一个水平冲量，试分析带电体所受摩擦力的情况 解析：带电体获得水平初速它在它在磁场中受洛仑兹力和重力，若，则带电体作匀速直线运

5、动，不受摩擦力作用 若，则带电体贴着a板前进，滑动摩擦力，速度越来越小，变小，当减小到，又有,它又不受摩擦力作用而匀速前进 若，则带电体贴着b板前逆。滑动摩擦力；,它减速运动动直至静止，而却是变大的这充分说明也是具有被动性，所以摩擦力是被动力了解摩擦力的上述特点在解题时就能因题致宜，灵活地思考，少走弯路，避免出错. 对于滑动摩擦力的大小，还必须了解其与物体运动状态无关，与接触面积大小无关的特点 m图4例4 如图4所示，一质量为m的货物放在倾角为的传送带上随传送带一起向上或向下做加速运动设加速度大小为，试求两种情况下货物所受的摩擦力 解析：物体m向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要

6、使物体随传送带向上加速运动，传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向上物体沿斜面向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力为零；当加速度大于此值时，摩擦力应沿斜面向下；当加速度小于此值时，摩擦力应沿斜面向上向上加速运动时，由牛顿第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上向下加速运动时，由牛顿第二定律，得： mgsinaFma(设F沿斜面向上)所以F=mgsina-ma当a<gsina时，F>0与所设方向相同沿斜面向上当agsina时，F=0即货物与传送带间无摩擦力作用当a>gsina时

7、，F<0与所设方向相反沿斜面向下 小结：当物体加速运动而摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论 例5 如图5所示，质量M=10Kg的木楔ABC静止于水平地面上，动摩擦因数002，在木楔的倾角为300的斜面上有一质量m1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑当滑行路程S14m时，其速度s14ms，在此过程中木楔没有动求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 ms) 解析：地面对木楔的摩擦力为静摩擦力，但不一定为最大静摩擦力，所以不能由FF，来计算求得，只能根据物体匀运动情况和受力情况来确定 物块沿斜面匀加速下滑，由可求得物块下滑

8、的加速度可知物块受到摩塔力的作用此条件下，物块与木楔受力情况分别如图6.7所示BF1F2mgFN2F N1图7ACFN1mg图6F1 物块沿斜面以加速度Q下滑，对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有mgsin一F1ma mgcosFN10 木楔静止，对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律，并注意F1与F1，F N1与FN1，等值反向，有F2+ F1cosFN1sin0 由上面各式解得地面对木楔的摩擦力 此力方向与所设方向相同，由C指向B。另外由以上几式联立还可以求出地面对木楔的支持力 显然，这是由于物块和木楔系统有向下的加速度而产生了失重现象。对此题也可以系统为研究对象。在水平方向，木

9、楔静止，加速度为零，物块加速度水平分量为。对系统在水平方向由牛顿第二定律，有答案：061 N 方向由C一B 小结：(1)静摩擦力的大小是个变量，它的大小常需要根据物体的运动状态及摩擦力与物体所受其他力的关系来确定 (2)由此题可看出，研究对象的选取对解题步骤的简繁程度有很大的影响。练习图81、如图8所示，位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力 方向可能沿斜面向上 方向可能沿斜面向下 大小可能为零 大小可能等于F以上判断正确的是( D ) A只有 B只有 C只有 D都正确2、(2004年连云港第二次调研题)某人在乎直公路上骑自行车，见到前方较远处红色

10、交通信号灯亮起，他便停止蹬车，此后的一段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为和，则 ( C )A向后，后向前 B向前，向后 图9 C向后，向后 D向前，向前3、如图9所示，重6N的木块静止在倾角为300的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩擦力大小为( C ) A4 N B3 N C5 N D6 N图10APV4、(2004年乐山调研题)如图10所示， 质量为m的木块P在质量为M的长木板A上滑行，长木板放在水平地面上，一直处于静止状态若长木板A与地面间的动摩擦因数为,木块P与长板A间的动摩擦因数为，则长木板ab受到地面的摩擦力大小

11、为 ( C ) A B C Dm1m2图115、(2004年黄冈调研题)如图11所示，在粗糙水平面上有一个三角形木 块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的小木块，已知三角形木块和两个小木块均静止，则粗糙水平面对三角形木块( A )A没有摩擦力作用 B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右C有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左D有摩擦力作用，但其方向无法确定，因为m1、m2、 的数值并未给出图126、(2004年宁波期末试题)某空间存在着如图l2所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块；水平恒力F作用在物块B上，使A

12、、B一起由静止开始水平向左运动在A、B一起水平向左运动的过程中，关于A、B受力情况的以下说法，正确的是( B ) AA对B的压力变小 BB对A的摩擦力保持不变 C。A对B的摩擦力变大 DB对地面的压力保持不变如图137、如图13所示，一直角斜槽(两槽面夹角为90°)，对水平面夹角为30°，一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑，假定两槽面的材料和表面情况相同，问物块和槽面间的动摩擦因数为多少? 解析：因为物块对直角斜槽每一面的正压力为mgcos.cos45°，所以当物体匀速下滑时，有平衡方程：mgsin=2mgcoscos45°mgcos，所以=8、

13、质量m=1.5Kg的物块(可视为质点)在水平恒力F的作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物体继续滑行t=2.0s停在B点.已知AB两点间的距离S=5.0m,物块与水平面间的动摩擦因数,求恒力F为多大?(g=10m/s2)解析：设撤去力前物块的位移为，撤去力时物块的速度为 ，物块受到的滑动摩擦力对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得由运动学公式得对物块运动的全过程应用动能定理由以上各式得代入数据解得vLA图149.如图14所示,静止在水平面上的纸带上放一质量m为的小金属块(可视为质点), 金属块离纸带右端距离为L, 金属块与纸带间动摩擦因数为.现用力向左将纸带从金属块下水平

14、抽出,设纸带加速过程极短,可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动.求:（1） 属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;(2)要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v应满足的条件.解析：（1）金属块与纸带达到共同速度前，金属块受到的摩擦力为：，方向向左。（2） 出纸带的最小速度为即纸带从金属块下抽出时金属块速度恰好等于。对金属块： 金属块位移：纸带位移：两者相对位移：解得：故要抽出纸带，纸带速度MmFa图1510.如图15所示,物块和斜面体的质量分别为m.M,物块在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加速度a向上滑动时,斜面体仍保持静止.斜面倾角为,试求地面对斜面体的支持力和摩擦力.mg图17解析:由

15、于小物块沿斜面加速上升，所以物块与斜面不能看成一个整体，应分别对物块与斜面进行研究。mgF图16（1） 取物块为研究对象，受力分析如图16所示：由题意得： 由得：（2） 取斜面为研究对象，受力分析如图17得：又因为与是作用力与反作用力，与是作用力与反作用力由牛顿第三定律得： 由解得： 牛顿运动定律总结（一）牛顿第一定律（即惯性定律） 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 （1）理解要点： 运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。 它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。 第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面

16、实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。 牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。 （2）惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。 质量是物体惯性大小的量度。 由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量严格相等。 惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念

17、。（二）牛顿第二定律 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量m成反比。 2. 公式： 理解要点： 因果性：是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失； 方向性：a与都是矢量，方向严格相同； 瞬时性和对应性：a为某时刻某物体的加速度，是该时刻作用在该物体上的合外力。（三）力的平衡 1. 平衡状态 指的是静止或匀速直线运动状态。特点：。 2. 平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零，即。 3. 平衡条件的推论 （1）物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大反向； （2）物体在同一平面内的三个不平行的力作

18、用下，处于平衡状态，这三个力必为共点力； （3）物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，图示这三个力的有向线段必构成闭合三角形。（四）牛顿第三定律 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，公式可写为。（五）力学基本单位制：（在国际制单位中） 1. 作用力与反作用力的二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能

19、抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力 2. 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 确定研究对象； 分析研究对象的受力情况画出受力分析图并找出加速度方向； 建立直角坐标系，使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上，并将其余分解到两坐标轴上； 分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程； 统一单位，计算数值。 3. 解决共点力作用下物体的平衡问题思路 （1）确定研究对象：若是相连接的几个物体处于平衡状态，要注意“整体法”和“隔离法”的综合运用； （2）对研究对象受力分析，画好受力图； （3）恰当建立正交坐标系，把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上。建立正交坐标系的原则是让尽可能多

20、的力落在坐标轴上。 （4）列平衡方程，求解未知量。 4. 求解共点力作用下物体的平衡问题常用的方法 （1）有不少三力平衡问题，既可从平衡的观点（根据平衡条件建立方程求解）平衡法，也可从力的分解的观点求解分解法。两种方法可视具体问题灵活运用。 （2）相似三角形法：通过力三角形与几何三角形相似求未知力。对解斜三角形的情况更显优势。 （3）力三角形图解法，当物体所受的力变化时，通过对几个特殊状态画出力图（在同一图上）对比分析，使动态问题静态化，抽象问题形象化，问题将变得易于分析处理。 5. 处理临界问题和极值问题的常用方法 涉及临界状态的问题叫临界问题。临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一

21、种物理现象的连接状态，常伴有极值问题出现。如：相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零；存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力，弹簧上的弹力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等。 临界问题常伴有特征字眼出现，如“恰好”、“刚刚”等，找准临界条件与极值条件，是解决临界问题与极值问题的关键。 例1. 如图1所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线另一端拴一质量为m的小球。当滑块以2g加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？ 解析：当小球和斜面接触，但两者之间无压力时，设滑块的加速度为a' 此时小球受力如图2，由水平和竖直方向状态可列

22、方程分别为： 解得： 由滑块A的加速度，所以小球将飘离滑块A，其受力如图3所示，设线和竖直方向成角，由小球水平竖直方向状态可列方程 解得： 例2. 如图4甲、乙所示，图中细线均不可伸长，物体均处于平衡状态。如果突然把两水平细线剪断，求剪断瞬间小球A、B的加速度各是多少？（角已知） 解析：水平细线剪断瞬间拉力突变为零，图甲中OA绳拉力由T突变为T'，但是图乙中OB弹簧要发生形变需要一定时间，弹力不能突变。 （1）对A球受力分析，如图5（a），剪断水平细线后，球A将做圆周运动，剪断瞬间，小球的加速度方向沿圆周的切线方向。 （2）水平细线剪断瞬间，B球受重力G和弹簧弹力不变，如图5（b）所示

23、，则 小结：（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该瞬时前后的受力情况及其变化。 （2）明确两种基本模型的特点： A. 轻绳的形变可瞬时产生或恢复，故绳的弹力可以瞬时突变。 B. 轻弹簧（或橡皮绳）在两端均联有物体时，形变恢复需较长时间，其弹力的大小与方向均不能突变。 例3. 传送带与水平面夹角37°，皮带以10m/s的速率运动，皮带轮沿顺时针方向转动，如图6所示。今在传送带上端A处无初速地放上一个质量为的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取，则物体从A运动到B的

24、时间为多少？ 解析：由于，物体一定沿传送带对地下移，且不会与传送带相对静止。 设从物块刚放上到皮带速度达10m/s，物体位移为，加速度，时间，因物速小于皮带速率，根据牛顿第二定律，方向沿斜面向下。皮带长度。 设从物块速率为到B端所用时间为，加速度，位移，物块速度大于皮带速度，物块受滑动摩擦力沿斜面向上，有： 即（舍去） 所用总时间 例4. 如图7，质量的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N。当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数，假定小车足够长，问： （1）经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？ （2）小物块从

25、放在车上开始经过所通过的位移是多少？（g取） 解析：（1）依据题意，物块在小车上停止运动时，物块与小车保持相对静止，应具有共同的速度。设物块在小车上相对运动时间为t，物块、小车受力分析如图8： 物块放上小车后做初速度为零加速度为的匀加速直线运动，小车做加速度为匀加速运动。 由牛顿运动定律： 物块放上小车后加速度： 小车加速度： 由得： （2）物块在前2s内做加速度为的匀加速运动，后1s同小车一起做加速度为的匀加速运动。 以系统为研究对象： 根据牛顿运动定律，由得： 物块位移 例5. 将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图9所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动

26、。当箱以的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0 N，下底板的传感器显示的压力为10.0 N。（取） （1）若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况。 （2）若上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？ 启迪：题中上下传感器的读数，实际上是告诉我们顶板和弹簧对m的作用力的大小。对m受力分析求出合外力，即可求出m的加速度，并进一步确定物体的运动情况，但必须先由题意求出m的值。 解析：当减速上升时，m受力情况如图10所示： （1） 故箱体将作匀速运动或保持静止状态。 （2）若，则 即箱体将向上匀加速或向下匀减速运动，且加速度大小大

27、于、等于。 例6. 测定病人的血沉有助于对病情的判断。血液由红血球和血浆组成，将血液放在竖直的玻璃管内，红血球会匀速下沉，其下沉的速度称为血沉，某人血沉为v，若把红血球看成半径为R的小球，它在血浆中下沉时所受阻力，为常数，则红血球半径R_。（设血浆密度为，红血球密度为） 解析：红血球受到重力、阻力、浮力三个力作用处于平衡状态，由于这三个力位于同一竖直线上，故可得 即 得： 1. 如图1所示，在原来静止的木箱内，放有A物体，A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A被弹簧拉动，则木箱的运动情况可能是（ ） A. 加速下降B. 减速上升 C. 匀速向右运动D. 加速向左运动 2. 如图2所示，固

28、定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示。今缓慢拉绳使小球从A点滑到半球顶点，则此过程中，小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是（ ） A. N变大，T变大B. N变小，T变大 C. N不变，T变小D. N变大，T变小 3. 一个物块与竖直墙壁接触，受到水平推力F的作用。力F随时间变化的规律为（常量k>0）。设物块从时刻起由静止开始沿墙壁竖直向下滑动，物块与墙壁间的动摩擦因数为，得到物块与竖直墙壁间的摩擦力f随时间t变化的图象，如图3所示，从图线可以得出（ ） A. 在时间内，物块在竖直方向

29、做匀速直线运动 B. 在时间内，物块在竖直方向做加速度逐渐减小的加速运动 C. 物块的重力等于a D. 物块受到的最大静摩擦力总等于b 4. 如图4所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边AB，当物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端，下面哪些说法是正确的？（ ） A. 倾角为30°时所需时间最短 B. 倾角为45°所需时间最短 C. 倾角为60°所需时间最短 D. 所需时间均相等 5. 如图5所示，质量为M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少为（ ）

30、 A. B. C. D. 6. 一个质量不计的轻弹簧，竖直固定在水平桌面上，一个小球从弹簧的正上方竖直落下，从小球与弹簧接触开始直到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的大小变化情况是（ ） A. 加速度越来越小，速度也越来越小 B. 加速度先变小后变大，速度一直是越来越小 C. 加速度先变小，后又增大，速度先变大，后又变小 D. 加速度越来越大，速度越来越小 7. 质量的物体在拉力F作用下沿倾角为30°的斜面斜向上匀加速运动，加速度的大小为，力F的方向沿斜面向上，大小为10N。运动过程中，若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间物体的加速度的大小是_；方向是_。 8. 如图6所

31、示，倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，当载物车厢加速向上运动时，物对车厢底板的压力为物重的1.25倍，这时物与车厢仍然相对静止，则车厢对物的摩擦力的大小是物重的_倍。 9. 如图7所示，传送带AB段是水平的，长20 m，传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s，某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后，经过多长时间到达B点？（g取） 10. 鸵鸟是当今世界上最大的鸟。有人说它不会飞是因为翅膀退化了，如果鸵鸟长了一副与身体大小成比例的翅膀，它是否就能飞起来呢？这是一个使人极感兴趣的问题，试阅读下列材料并填写其中的空白处。 鸟飞翔的必要条件是空气的上

32、举力F至少与体重Gmg平衡，鸟扇动翅膀获得的上举力可表示为，式中S为鸟翅膀的面积，v为鸟飞行的速度，c是恒量，鸟类能飞起的条件是，即_，取等号时的速率为临界速率。 我们作一个简单的几何相似性假设。设鸟的几何线度为，质量体积，于是起飞的临界速率。燕子的滑翔速率最小大约为20 km/h，而鸵鸟的体长大约是燕子的25倍，从而跑动起飞的临界速率为_km/h，而实际上鸵鸟的奔跑速度大约只有40km/h，可见，鸵鸟是飞不起来的，我们在生活中还可以看到，像麻雀这样的小鸟，只需从枝头跳到空中，用翅膀拍打一两下，就可以飞起来。而像天鹅这样大的飞禽，则首先要沿着地面或水面奔跑一段才能起飞，这是因为小鸟的_，而天鹅

33、的_。 11. 如图8所示，A、B两个物体靠在一起放在光滑水平面上，它们的质量分别为。今用水平力推A，用水平力拉B，和随时间变化的关系是。求从t=0到A、B脱离，它们的位移是多少？ 12. 如图9所示，在倾角为的长斜面上有一带风帆的滑块，从静止开始沿斜面下滑，滑块质量为m，它与斜面间的动摩擦因数为，帆受到的空气阻力与滑块下滑速度的大小成正比，即。 （1）写出滑块下滑加速度的表达式。 （2）写出滑块下滑的最大速度的表达式。 （3）若，从静止下滑的速度图象如图所示的曲线，图中直线是t0时的速度图线的切线，由此求出和k的值。 13. 如图10所示，一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量均不计，盘内放一个质量的

34、静止物体P，弹簧的劲度系数。现施加给P一个竖直向上的拉力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在头0.2s内F是变力，在0.2s以后，F是恒力，取，求拉力F的最大值和最小值。【试题答案】 1. ABD 解析：木箱未运动前，A物体处于受力平衡状态，受力情况：重力mg、箱底的支持力N、弹簧拉力F和最大的静摩擦力（向左），由平衡条件知： 物体A被弹簧向右拉动（已知），可能有两种原因，一种是弹簧拉力（新情况下的最大静摩擦力），可见，即最大静摩擦力减小了，由知正压力N减小了，即发生了失重现象，故物体运动的加速度必然竖直向下，由于物体原来静止，所以木箱运动的情况可能是加速下降，也可能是减速上升，A对B也

35、对。 另一种原因是木箱向左加速运动，最大静摩擦力不足使A物体产生同木箱等大的加速度，即的情形，D正确。 匀速向右运动的情形中A的受力情况与原来静止时A的受力情况相同，且不会出现直接由静止改做匀速运动的情形，C错。 2. C 小球受力如图11（甲），T、N、G构成一封闭三角形。 由图11（乙）可见， AB变短，OB不变，OA不变，故T变小，N不变。 3. BC 在时间内，物块受到的摩擦力小于物块受到的重力，物块向下做加速运动，A错。滑动摩擦力随正压力的增大而逐渐增大，合外力逐渐减小，加速度逐渐减小，B对。当摩擦力不再随正压力的变化而变化时，一定是静摩擦力了。静摩擦力的大小恰好与重力平衡，所以物块

36、受的重力等于a，C对。最大静摩擦力随正压力的增大而增大，不会总等于b，D错。 4. B 解析：设沿一一般斜面下滑，倾角为，长为，物体沿斜面做初速为零加速度为的匀加速直线运动，滑到底端的时间为t，则有： <1><2>联立解得： 所以当时，t最小，故选B。 5. D 解析：将木板抽出的过程中，物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，m的加速度大小为，要抽出木板，必须使木板的加速度大于物块的加速度，即，对木板受力分析如图12，根据牛顿第二定律，得： 选项D正确 6. C 当弹簧的弹力等于重力时，小球的速度最大，。 7. ，沿斜面向下 有拉力时， 代入，求得 撤F瞬间， 8. 0.3

37、3 提示： 9. 11s 提示：物块放到A点后先在摩擦力作用下做匀加速直线运动，速度达到2m/s后，与传送带一起以2m/s的速度直至运动到B点。 10. 解析：根据题意，鸟类飞起的必要条件是 即满足 故 燕子的最小滑翔速率约为20 km/h，而鸵鸟的体长大约是燕子的25倍。因 故 可见，鸵鸟起飞的临界速率约为100km/h，而实际上鸵鸟的速率约为40km/h，可见鸵鸟是飞不起来的。 11. 4.17m 提示：以A、B整体为对象： 当A、B相互脱离时，N0，则以A为研究对象 12. （1）对滑块应用牛顿第二定律有： 滑块下滑加速度表达式为： （2）由<1>式可知，当滑块的速度增大时，

38、其加速度是减小的，当加速度为零时，滑块的速度达到最大，由<1>式可知最大速度为： （3）由图可知，当滑块的速度为零时，其加速度为最大加速度，而由<1>式可知当滑块的加速度为零时，它的速度最大，滑块的最大速度为，由<1>式和<2>式有： 将g、m、代入<3>式和<4>式后解得： 13. 解析：根据题意，F是变力的时间，这段时间内的位移就是弹簧最初的压缩量S，由此可以确定上升的加速度a， 由得： 根据牛顿第二定律，有： 得： 当时，F最小 当时，F最大 拉力的最小值为90N，最大值为210N万有引力定律专题万有引力定律与牛顿三

39、定律，并称经典力学四大定律，可见万有引力定律的重要性。万有引力定律定律已成为高考和各地模拟试卷命题的热点。此部分内容在考纲中列为级要求。有关题目立意越来越新，但解题涉及的知识，难度不大，规律性较强。特别是随着我国载人飞船升空和对空间研究的深入，高考对这部分内容的考查将会越来越强。一、对万有定律的理解 1万有引力定律发现的思路、方法 开普勒解决了行星绕太阳在椭圆轨道上运行的规律，但没能揭示出行星按此规律运动的原因英国物理学家牛顿(公元16421727)对该问题进行了艰苦的探索，取得了重大突破 首先，牛顿论证了行星的运行必定受到一种指向太阳的引力 其次，牛顿进一步论证了行星沿椭圆轨道运行时受到太阳

40、的引力，与它们的距离的二次方成反比为了在中学阶段较简便地说明推理过程，课本中是将椭圆轨道简化为圆形轨道论证的 第三，牛顿从物体间作用的相互性出发，大胆假设并实验验证了行星受太阳的引力亦跟太阳的质量成正比因此得出：太阳对行星的行力跟两者质量之积成正比最后，牛顿做了著名的“月一地”检验，将引力合理推广到宇宙中任何两物体，使万有引力规律赋予普遍性 2万有引力定律的检验牛顿通过对月球运动的验证，得出万有引力定律，开始时还只能是一个假设，在其后的一百多年问，由于不断被实践所证实，才真正成为一种理论其中，最有效的实验验证有以下四方面地球形状的预测牛顿根据引力理论计算后断定，地球的赤道部分应该隆起，形状像个

41、橘子而笛卡尔根据旋涡假设作出的预言，地球应该是两极伸长的扁球体，像个柠檬1735年，法国科学院派出两个测量队分赴亦道地区的秘鲁(纬度20°)和高纬度处的拉普兰德(66°)，分别测得两地1°纬度之长为：赤道处是110600m，两极处是111900m后来，又测得法国附近纬度1°的长度和地球的扁率大地测量基本证实了牛顿的预言，从此，这场“橘子与柠檬”之争才得以平息哈雷彗星的预报英国天文学家哈雷通过对彗星轨道的对照后认为，1682年出现的大彗星与1607年、1531年出现的大彗星实际上是同一颗彗星，并根据万有引力算出这个彗星的轨道，其周期是76年哈雷预言，175

42、8年这颗彗星将再次光临地球于是，预报彗星的回归又一次作为对牛顿引力理论的严峻考验后来，彗星按时回归，成为当时破天荒的奇观，牛顿理论又一次被得到证实海王星的发现万有引力常量的测定由此可见，一个新的学说决不是一蹴而就的，也只有通过反复的验证，才能被人们所普遍接受3万有引力定律的适用条件例1、如下图所示，在半径R20cm、质量M168kg的均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为要，并且跟铜球相切，在铜球外有一质量m1kg、体积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相距是d2m，试求它们之间的相互吸引力解： 完整的铜球跟小球m之间的相互吸引力为这个力F是

43、铜球M的所有质点和小球m的所有质点之间引力的总合力，它应该等于被挖掉球穴后的剩余部分与半径为娄的铜球对小球m的吸引力 F=F1+F2式中F1是挖掉球穴后的剩余部分对m的吸引力，F2是半径为R2的小铜球对m的吸引力。因为，所以挖掉球穴后的剩余部分对小球的引力为F1FF22.41×109N例2、深入地球内部时物体所受的引力假设地球为正球体，各处密度均匀计算它对球外物体的引力，可把整个质量集中于球心如果物体深入地球内部，如何计算它所受的引力?如右图所示，设一个质量为m的物体(可视为质点)在地层内离地心为r的A处为了计算地球对它的引力，把地球分成许多薄层设过A点的对顶锥面上两小块体积分别为V

44、1、V2当V1和V2很小时，可以近似看成圆台已知圆台的体积公式 式中R1和R2分别是上、下两底面的半径当圆台很小很薄时，且Ha，Hb时，R1R2R那么HR2 根据万有引力定律 所以，即两小块体积的物体对A处质点的引力大小相等，且方向相反，它们的合力为零当把地球分成许多薄层后，可以看到，位于A点以外的这一圈地层(右图中用斜线表示)对物体的引力互相平衡，相当于对A处物体不产生引力，对A处物体的引力完全由半径为r的这部分球体产生引力大小为即与离地心的距离成正比当物体位于球心时，r=0，则FrO它完全不受地球的引力所以，当一个质量为m的物体从球心(r0)逐渐移到球外时，它所受地球的引力F随r的变化关系

45、如右图所示即先随r的增大正比例地增大；后随r的增大，按平方反比规律减小；当rR0(地球半径)时，引力4注意领会卡文迪许实验设计的巧妙方法由万有引力定律表达式可知，要测定引力常量G，只需测出两物体m1、m2间距离r及它们间万有引力F即可由于一般物体间的万有引力F非常小，很难用实验的方法显示并测量出来，所以在万有引力定律发现后的百余年间，一直没有测出引力常量的准确数值卡文迪许巧妙的扭秤实验通过多次“放大”的办法解决了这一问题图是卡文迪许实验装置的俯视图首先，图中固定两个小球m的r形架，可使m、m之间微小的万有引力产生较大的力矩，使金属丝产生一定角度的偏转臼，这是一次“放大”效应其次，为了使金属丝的

46、微小形变加以“放大”，卡文迪许用从1发出的光线射到平面镜M上，在平面镜偏转角时，反射光线偏转2角，可以得出光点在刻度尺上移动的弧长s2R，增大小平面镜M到刻度尺的距离R，光点在刻度尺上移动的弧长S就相应增大，这又是一次“放大”效应由于多次巧妙“放大”，才使微小的万有引力显示并测量出来除“放大法”外，物理上观察实验效果的方法，还包括“转换法”、“对比法”等深刻认识卡文迪许实验的意义(1)卡文迪许通过改变质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性(2)第一次测出了引力常量，使万有定律能进行定量计算，显示出真正的实用价值(3)标志着力学实验精密程度的提高，开创了测量弱力的新时代(4)表明

47、：任何规律的发现总是经过理论上的推理和实验上的反复验证才能完成5物体在地面上所受的引力与重力的区别和联系地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因但重力又不完全等于引力这是因为地球在不停地自转，地球上的一切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是，式中的r是物体与地轴的距离，是地球自转的角速度这个向心力来自哪里?只能来自地球对物体的引力F，它是引力F的一个分力如右图，引力F的另一个分力才是物体的重力mg在不同纬度的地方，物体做匀速圆周运动的角速度相同，而圆周的半径r不同，这个半径在赤道处最大，在两极最小(等于零)纬度为处的物体随地球自转所需的向心力 (R为地球半径)，由公式可见，随着纬度升高，向心力将减小，在两极处Rcos0，f0作为引力的另一个分量，即重力则随纬度升高而增大在赤道上，物体的重力等于引力与向心力之差即在两极，引力就是重力但由于地球的角速度很小，仅为105r