2012届黄冈市二轮复习备考会

力与运动专题红安县第一中学张盛涛一．课标要求1．近三年高考，虽然试题的背景千变万化，但力学试题紧扣的知识重点却几乎没变，如：牛顿定律、匀变速运动、万有引力等内容。扎实复习、强化基础、全面展开。突出主干、强化能力、灵活应变。强调严密、规范解题。2．新课标背景下高考物理试题命题趋势分析①关于物理学史和物理学方法的考查，以及关注高科技背景的知识。②重视对基础的考查。③重视对实验的考查。④重视对图像的考查。⑤创新是高考试题最典型的特征，同学们要学会应变。（行星运动R3/T2借用对数和图像来考查，复活了一个古老的知识点，形式可谓新颖。）⑥多在知识交叉点上命题，重点突出对物理学主干知识的考查（力学、电学），多体现在计算题上，所占分值较大，这些命题主要是在考能力。二．专题预测本专题包括物体在共点力作用下的平衡、牛顿运动定律与直线运动、曲线运动、万有引力与天体运动四部分，是整个高中物理最重要的主干知识之一，且这部分知识和生产、生活实际、近代科技紧密联系，因而成为近几年新课标区高考的必考点。预测2012年高考涉及运动和力的考题主要表现为以下几种形式：1．有关速度图象物理意义的选择题；2．追及与相遇问题选择题；3．超重和失重问题选择题；4．与卫星的加速与变轨问题有关的选择题；5．涉及抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的计算题。三．学情分析力与运动专题包含的知识与方法是整个高中物理的基础，通过一轮复习后，从学生掌握的情况看来，主要存在以下几个方面的问题。1．受力分析差：不能准确的判断摩擦力和洛伦兹力的方向；2．由受力情况分析运动情况差，尤其是分析多过程问题差：在多过程中过程与过程的衔接点对力的分析（突变等）是难点。3．分析天体运动差：体现在如何把情景转化为物理模型和物理知识的能力差，涉及估算问题能力差。四．专题设置1．物体在共点力作用下的平衡专题包括物体受力分析、力的合成与分解、物体的平衡条件等，涉及的知识点有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力作用下的平衡问题，以及共点力的合成与分解等。2．牛顿运动定律与直线运动专题在受力分析的基础上，应用牛顿运动定律求解动力学问题，是牛顿运动定律与直线运动的考查重点，直线运动规律的应用、运动图象的理解和应用、牛顿第二定律的应用（加速度在受力和运动结合问题中的桥梁作用）是考查热点。3．曲线运动专题的考查重点是运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动。可将平抛（类平抛）运动、圆周运动、直线运动等多种运动形式组合命题考查，也可与电场、磁场知识综合，以运动为线索，从力和能量的角度命题考查。4．万有引力与天体运动专题的考查热点是应用万有引力定律解决天体运动和变轨问题。考查重点包括应用万有引力定律比较不同天体圆周运动中的线速度、加速度、周期问题，以及卫星发射、回收和变轨过程中相关物理量的变化及功能转化问题。五．专题复习【切入点1】从力与运动的性质，力与运动的轨迹入手，掌握力和运动的关系1．物体的运动性质完全取决于其受力情况；2．物体的运动轨迹与他的受力情况有关。【切入点2】从几种典型运动模型入手，掌握各种运动的规律及受力特征模型1：匀速直线运动（运动规律＋受力特征）；模型2：匀变速直线运动（运动规律＋受力特征）；模型3：平抛运动（运动规律＋受力特征）；模型4：圆周运动（运动规律＋受力特征）。【切入点3】从运动学和动力学图像入手，掌握力与运动的对应关系中学物理中一些比较抽象的习题常较难求解，若能与数学图形相结合，再恰当地引入物理图象，则可变抽象为形象，突破难点、疑点，使解题过程大大简化。图象法是历年高考的热点，因而在复习中要密切关注图象，掌握图象的识别、绘制等方法。1．运动学图像：υ－t图象、s－t图象等。要注意理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义。2．动力学图像：F－a图象、F－t图象等。要从物理图象上观察出物理过程的动态特征。【切入点4】从加速度入手，掌握分析动力学综合问题的方法运动和力的问题集中体现在牛顿运动定律的应用上，无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体的受力情况和运动情况是解题的关键，加速度就是联系物体受力情况和运动情况的桥梁！【切入点5】从万有引力提供向心力和万有引力等于重力入手，掌握天体运动问题Geq\f(Mm,r2)＝ma心＝meq\f(υ2,R)＝mω2R＝m(eq\f(2π,T))2R；mg＝Geq\f(Mm,R2)。【切入点6】从轻绳和轻杆模型入手，掌握竖直平面内圆周运动问题1．轻绳模型：通过最高点的临界条件是υ＞eq\r(Rg)；2．轻杆模型：通过最高点的临界条件是υ≥0；六．专题训练1．物体以速度υ匀速通过直线上的A、B两点，所用时间为t，现在物体从A点由静止出发，先做匀加速直线运动（加速度为a1），到某一最大速度υm后立即做匀减速直线运动（加速度大小为a2），至B点速度恰好减为0，所用时间仍为t，则物体的【AD】A．υm只能为2υ，与a1、a2的大小无关；B．υm可为许多值，与a1、a2的大小有关；C．a1、a2须是一定的；D．a1、a2必须满足eq\f(a1·a2,a1＋a2)＝eq\f(2υ,t)。2．如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b是两个位于斜面上质量均为m的木块，已知所有接触面都是光滑的。现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于【】A．Mg＋mg；B．Mg＋2mg；C．Mg＋mg(sinα＋sinβ)；D．Mg＋mg(cosα＋cosβ)。3．两个宽度相同但长度不同的台球框固定在水平面上，从两个框的长边同时以相同的速度分别发出小球A和B，如图所示，设球与框边碰撞时无机械能损失，不计摩擦，则两球回到最初出发的框边的先后是【C】A．A球先回到出发框边；B．球先回到出发框边；C．两球同时回到出发框边；D．因两框长度不明，故无法确定哪一个球先回到出发框边。4．在探究力的合成的实验中，橡皮条的一端固定在P点，另一端被A、B两只弹簧测力计拉伸至O点，F1、F2分别表示A、B两只弹簧测力计的读数，如图所示。使弹簧测力计B从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持O点和弹簧测力计A的拉伸方向不变，则在整个过程中两弹簧测力计的读数F1、F2的变化是【D】A．F1减小，F2减小；B．F1减小，F2增大；C．F1减小，F2先增大后减小；D．F1减小，F2先减小后增大。5．如图所示，水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练，飞机沿水平方向作匀加速直线运动。当飞机飞经观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹，经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点，与此同时飞机投放出第二颗炸弹，最终落在距观察点B正前方L2处的D点，且L2＝3L1，空气阻力不计．以下说法正确的有【AD】A．飞机第一次投弹的速度为eq\f(L1,T)；B．飞机第二次投弹时的速度为eq\f(2L1,T)；C．飞机水平飞行的加速度为eq\f(L1,T2)；D．两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为eq\f(4L1,3)。6．某实验小组的同学在电梯的天花板上竖直悬挂一只弹簧秤，并在弹簧秤的钩上悬挂一个重为10N的钩码。弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示。则下列分析错误的是【BD】A．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态；B．从时刻t3到t4，钩码处于失重状态；C．开始电梯可能停在10楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼；D．开始电梯可能停在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在10楼。7．质量为m0＝20kg、长为L＝5m的木板放在水平面上，木板与水平面的动摩擦因数为μ1＝0.15。将质量m＝10kg的小木块（可视为质点），以υ0＝4m/s的速度从木板的左端被水平抛射到木板上（如图所示），小木块与木板面的动摩擦因数为μ2＝0.4（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2）。则以下判断中正确的是【A】A．木板一定静止不动，小木块不能滑出木板；B．木板一定静止不动，小木块能滑出木板；C．木板一定向右滑动，小木块不能滑出木板；D．木板一定向右滑动，小木块能滑出木板。8．如图所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，则有【C】A．小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为5mg；B．小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为mg；C．若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为eq\r(7gL)；D．若小铁球运动到最低点轻绳断开，则小铁球落到地面时的水平位移为2L。9．质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑，如果用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图所示。求：（1）当α＝θ时，拉力F有最小值，求出此最小值；（2）此时水平面对木楔的摩擦力是多少?【解析】（1）物体m放于斜面上时，正好沿斜面匀速下滑，则有：mgsinθ＝μmgcosθ，得：μ＝tanθ。当力F作用于m后，受力情况如图所示。有：Fcosα＝mgsinθ＋Ff；Fsinα＋FN＝mgcosθ；Ff＝μFN；解得：F＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,cosα＋μsinα)＝eq\f(mg(sinθ＋μcosθ),cosα＋μsinα)。当α＝θ时，tanθ＝μ，F有最小值。F＝eq\f(mg·(sinθ＋tanθcosθ),cosθ＋tanθsinθ)＝eq\f(2mgsinθcosθ,cos2θ＋sin2θ)＝mgsin2θ。F有最小值mgsin2θ。（2）将M、m看作一个整体，且M和m处于平衡状态，则水平面对木楔的摩擦力。Ff′＝Fcos(θ＋α)＝Fcos2θ＝mg·sin2θcos2θ＝eq\f(1,2)mgsin4θ。10．10只相同的轮子并排水平排列，圆心分别为O1、O2、O3、…、O10，已知O1O10＝3.6m，水平转轴通过圆心，轮子均匀绕轴以eq\f(4,π)r/s的转速顺时针转动。现将一根长0.8m、质量为2.0kg的匀质木板平放在这些轮子的左端，木板左端恰好与O1竖直对齐（如图所示），木板与轮缘间的动摩擦因数为0.16，不计轴与轮间的摩擦，g取10m/s2，试求：（1）木板在轮子上水平移动的总时间；（2）轮子在传送过程中所消耗的机械能。【解析】（1）轮子转动的线速度：υ＝2πnr＝2π×eq\f(4,π)×0.2m/s＝1.6m/s。板运动的加速度：a＝μg＝0.16×10m/s2＝1.6m/s2。所以板在轮子上做匀加速运动的时间：t1＝eq\f(υ,a)＝eq\f(1.6m/s,1.6m/s2)＝1s。板在做匀加速运动中所发生的位移：s1＝eq\f(1,2)at12＝eq\f(1,2)×1.6×12m＝0.8m。板在做匀速运动的全过程中其重心平动发生的位移为：s2＝3.6m－0.8m－0.4m＝2.4m。因此板运动的总时间为：t＝t1＋eq\f(s2,υ)＝1s＋eq\f(2.4,1.6)s＝2.5s。（2）由功能关系知：轮子在传送木板的过程中所消耗的机械能一部分转化成了木板的动能，另一部分因克服摩擦力做功转化成了内能，即：ΔE＝eq\f(1,2)mυ2＋Ffs相对。而克服摩擦力做功为：Wf＝Ffs相对＝μmg[υt1－eq\f((0＋υ)t1,2)]。所以代入数据可得：ΔE＝eq\f(1,2)mυ2＋Ffs相对＝5.12J。11．如图所示为过山车的模型图。在模型图中，半径分别为R1＝2.0m和R2＝8.0m的两个光滑圆形轨道，固定在倾角为α＝37°的倾斜直轨道平面上的Q、Z两点，且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐，圆形轨道与斜直轨道之间圆滑连接。现使小车（视作质点）从P点以一定的初速度沿斜直轨道向下运动。已知斜直轨道与小车间的动摩擦因数为μ＝eq\f(1,24)，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：（1）若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点A处，则其在P点的初速度应为多大?（2）若小车在P点的初速度为10m/s，则小车能否安全通过两个圆形轨道?【解析】（1）设小车经过A点时的临界速度为υ1，根据牛顿第二定律有：mg＝eq\f(mυ\o\al(2,1),R1)；设Q点与P点高度差为h1，PQ间距离为L1。则：L1＝eq\f(R1(1＋cosα),sinα)；设小车在P点的初速度为υ01，从P点到A点的过程中。由动能定理得：－(μmgcosα)L1＝eq\f(1,2)mυeq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mυeq\o\al(2,01)；解得υ01＝2eq\r(6)m/s。（2）设Z点与P点高度差为h2，PZ间距离为L2。则：L2＝eq\f(R2(1＋cosα),sinα)；小车能安全通过两个圆形轨道的临界条件，是在B点速度为υ2时，由牛顿第二定律知，小车满足：mg＝eq\f(mυ\o\al(2,2),R2)；设小车在P点的初速度为υ02，从P点到B点的过程中。由动能定理得：－μmgcosαL2＝eq\f(1,2)mυeq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mυeq\o\al(2,02)；解得：υ02＝4eq\r(6)m/s。因为4eq\r(2)m/s＜10m/s，故能安全通过两圆形轨道。12．如图所示，一个长L1＝0.9m、宽L2＝0.6m的光滑斜面体，其倾角θ＝30°。有一长度L＝0.4m的轻质绳一端固定在距斜面顶点A为L＝0.4m斜面边缘的O点上，另一端系一质量m＝1kg的小球。现把小球拉至顶点A处，以υ0＝1m/s的初速度沿斜面顶边缘水平抛出。（g取10m/s2）（1）开始一段过程小球做什么运动?并说明理由。（2）求小球运动至斜面边缘B点时受到绳子的拉力FT。（3）若小球运动至B点时绳子刚好断了，求小球从斜面上飞出后落地点与最初抛出点在地面上投影点的距离L3。【解析】（1）小球沿斜面向下的加速度a＝eq\f(mgsinθ,m)＝5m/s2；其在斜面上运动可等效看作在gsinθ＝a＝5m/s2的竖直平面上的曲线运动