第1节 功和功率
【高考目标导航】
1、 功和功率 Ⅱ
2、 动能和动能定理 Ⅱ
3、 重力做功与重力势能 Ⅱ
4、 功能关系、机械能守恒定律及其应用 Ⅱ 【考纲知识梳理】 一、功
1、概念：一个物体受到力．的作用，并且在这个力．的方向上发生了一段位移，就说这个力．对物体做了功。
2、做功的两个必要因素： 力和物体在力的方向上的位移
3、公式：W ＝FScos α （α为F 与s 的夹角）．功是力的空间积累效应。
4、功的正负判断
0≤θ＜ 90° 力F 对物体做正功, θ= 90° 力F 对物体不做功, 90°＜θ≤180° 力F 对物体做负功。 二、功率
1、功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率，它表示物体做功的快慢．
2、功率的定义式：t
W
P
，所求出的功率是时间t 内的平均功率。 3、计算式：P=Fvcos θ , 其中θ是力F 与速度v 间的夹角。用该公式时，要求F 为恒力。 （1）当v 为即时速度时，对应的P 为即时功率； （2）当v 为平均速度时，对应的P 为平均功率。
（3）重力的功率可表示为 P G =mgv ⊥ ，仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。 （4）若力和速度在一条直线上,上式可简化为 Pt=F·vt 【要点名师透析】 一、判断正负功的方法
1.根据力和位移方向之间的夹角判断 此法常用于恒力做功的判断.
如图所示,在水平面上用一水平力F推着斜面体向左匀速运动了一段位移l,斜面体上的m受到三个恒力的作用,即G、F N、F f，由于这三个力与位移l夹角分别为90°、小于90°、大于90°，所以G不做功，F N做正功,F f做负功.
2.根据力和瞬时速度方向的夹角判断:此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功.
3.从能的转化角度来进行判断:此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况.例如车M静止在光滑水平轨道上，球m用细线悬挂在车上，由图中的位置无初速地释放，则可判断在球下摆过程中绳的拉力对车做正功.因为绳的拉力使车的动能增加了.又因为M和m构成的系统的机械能是守恒的，M增加的机械能等于m减少的机械能，所以绳的拉力一定对球m做负功.
注意： (1)作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一定相等.
(2)摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功.
【例1】如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是
A.始终不做功
B.先做负功后做正功
C.先做正功后不做功
D.先做负功后不做功
【答案】选A、C、D.
【详解】设传送带运转的速度大小为v1,物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.(1)当v1=v2时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功,A正确.
(2)当v1 (3)当v1>v2时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑动摩擦力方向向右,则物体先做匀加速运动直到速度达到v1,再做匀速运动,故传送带对物体先做正功后不做功,B错误,C正确. 二、功的计算 1.求解恒力做功的流程图 2.变力做功 (1)用动能定理：W= (2)若功率恒定,则用W=Pt计算. 3.滑动摩擦力做的功有时可以用力和路程的乘积计算. 4.多个力的合力做的功 (1)先求F合,再根据W=F合·lcosα计算，一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况. (2)先求各个力做的功W1、W2…W n，再根据W总=W1+W2+…+W n计算总功，这是求合力做功常用的方法. 【例2】(2011·白银模拟)(12分)如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料 车沿30°角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4 m，若不计滑轮的质量和各处的摩 擦力，g取10 N/kg,求这一过程中： (1)人拉绳子的力做的功； (2)物体的重力做的功； (3)物体受到的各力对物体做的总功. 【答案】(1)2 000 J (2)-2 000 J (3)0 【详解】(1)工人拉绳子的力： F= (3分) 工人将料车拉到斜面顶端时,拉绳子的长度：l=2L，根据公式W=Flcosα,得W1==2 000 J (3分) (2)重力做功：W2=-mgh=-mgLsinθ=-2 000 J (3分) (3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0,故W合=0 (3分) 三、机动车两种启动方式 机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速 度启动.现比较如下： 【例3】(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m=1.02 m/s的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求： (1)起重机允许输出的最大功率. (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率. 【答案】(1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104 W 【详解】 (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力. P0＝F0v m，P0＝mgv m (2分) 代入数据，有：P 0＝5.1×104 W (2分) (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F ，速度为v 1，匀加速运动经历时 间为t 1,有：P 0＝Fv 1，F －mg ＝ma ，v 1＝at 1 (4分)代入数据，得：t 1＝5 s (2分) t ＝2 s 时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v 2， 输出功率为P ，则：v 2＝at ，P ＝Fv 2 (4分)代入数据，得:P ＝2.04×104 W. (2分) 【感悟高考真题】 1.（2011·海南物理·T9）一质量为1kg 的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N 的外力作用。下列判断正确的是（ ） A. 0～2s 内外力的平均功率是9 4W B.第2秒内外力所做的功是5 4J C.第2秒末外力的瞬时功率最大 D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4 5 【答案】选AD 。 【详解】第1秒内的加速度21=a m/s 2 ，1秒末的速度2121=?=v m/s ；第2秒内的加 速度12=a m/s 2 ,第2秒末的速度31122=?+=v m/s ；所以第2秒内外力做的功 5 .2212121222=-= mv mv W J ，故B 错误；第１秒末的瞬时功率1 11W 4W P Fv ==?=２２。第２秒末的瞬时功率 W W P F v ==?=２２ ２１３３，故Ｃ错误。0～2s 内外力的平均功率t mv t W P 2 2 21= =49=W ，故A 正确；第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值 54 2122121==??W m v E E ，故D 正确。 2.（2010·新课标卷）16.如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t 图象为正弦曲线.从图中可以判断 A 、在10~t 时间内，外力做正功 B 、在10~t 时间内，外力的功率逐渐增大 C 、在2t 时刻，外力的功率最大 D 、在13~t t 时间内，外力做的总功为零 答案：AD 解析：选项B 错误，根据P=Fv 和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先减小后增大。选项C 错误，此时外力的功率为零。 3.（2010·上海理综）43．纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920kg ，在16s 内从静止加速到100km/h （即27.8m/s ），受到恒定的阻力为1500N ，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为 N 。当E1概念车以最高时速120km/h （即33.3m/s ）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为 kW 。 答案：3.1×103 ；50 4.（09·广东理科基础·9）物体在合外力作用下做直线运动的v 一t 图象如图所示。下列表述正确的是 （ A ） A ．在0—1s 内，合外力做正功 B ．在0—2s 内，合外力总是做负功 C ．在1—2s 内，合外力不做功 D ．在0—3s 内，合外力总是做正功 解析：根据物体的速度图象可知，物体0-1s 内做匀加速合外力做正功，A 正确；1-3s 内做匀减速合外力做负功。根据动能定理0到3s 内，1—2s 内合外力做功为零。 5.（09·宁夏·17） 质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F 与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则 （ BD ） A ．03t 时刻的瞬时功率为m t F 0205 B ．03t 时刻的瞬时功率为m t F 0 2015 C ．在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为m t F 4230 20 D. 在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为m t F 6250 20 6.（09·上海·46）与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。在额定输出功率不变的情况下，质量为60Kg 的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时，牵引力为 N,当车速为2s/m 时，其加速度为 m/s 2 (g=10m m/s 2 ) 答案：40：0.6 7.（09·海南物理·7）一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向 不变，大小随时间的变化如 图所示。设该物体在0t 和02t 时刻相对于出发点的位移分别是1x 和2x ， 速度分别是1v 和2v ，合外力从开始至o t 时刻做的功是1W ，从0t 至02t 时刻做的功是2W ,则 （ AC ） A ．215x x = 213v v = B ．12219 5x x v v == C ．21215 8x x W W == D ．2 1 2139v v W W == 8.（09·四川·23）图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s 2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m =1.02 m/s 的匀速运动。取g=10 m/s 2 ,不计额外功。求： (1)起重机允许输出的最大功率。 (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。 解析： (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。 P0＝F0v m ① P0＝mg② 代入数据，有：P0＝5.1×104W ③ (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F， 速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有： P0＝F0v1 ④ F－mg＝ma⑤ V1＝at1 ⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦ T＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2＝at ⑧ P＝Fv2⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。 【考点模拟演练】 1.设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中( ) A.牵引力增大，功率增大 B.牵引力不变，功率增大 C.牵引力增大，功率不变 D.牵引力不变，功率不变 【答案】选B. 【详解】汽车在启动阶段做匀加速直线运动，其加速度为定值，由F-Ff=ma知牵引力F不变；又由P=Fv知功率P增大，B正确. 2.(2011·宁波模拟)起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10 m/s2，则在1 s内起重机对货物所做的功是( ) A.500 J B.4 500 J C.5 000 J D.5 500 J 【答案】选D. 【详解】货物的加速度向上，由牛顿第二定律有： F-mg＝ma，起重机的拉力F＝mg＋ma＝11 000 N，货物的位移是x＝＝0.5 m，做功为W=Fx=5 500 J. 故D正确. 3.一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡，其牵引力逐渐增大，阻力保持不变，则在汽车驶上斜坡的过程中( ) A.加速度逐渐增大 B.速度逐渐增大 C.加速度逐渐减小 D.速度逐渐减小 【答案】选C、D. 【详解】由P=F·v可知，汽车的牵引力逐渐增大，其上坡的速度逐渐减小，汽车的加速度方向沿坡向下，由牛顿第二定律得：mgsinθ+F f-F=ma,随F增大，a逐渐减小，综上所述，C、D 正确，A、B错误. 4.分别对放在粗糙水平面上的同一物体施一水平拉力和一斜向上的拉力使物体在这两种情况下的加速度相同，当物体通过相同位移时，这两种情况下拉力的功和合力的功的正确关系是( ) A.拉力的功和合力的功分别相等 B.拉力的功相等，斜向上拉时合力的功大 C.合力的功相等，斜向上拉时拉力的功大 D.合力的功相等，斜向上拉时拉力的功小 【答案】选D. 【详解】两种情况下加速度相等，合力相等，位移相等，所以合力的功相等，第一种情况下拉力的功W1＝F1x，第二种情况下拉力的功W2＝F2xcosθ，由受力分析F1－F f1＝ma，F2cos θ－F f2＝ma，F f1＞F f2，则F1＞F2cosθ，即W1＞W2，即斜向上拉时拉力做的功小，D正确. 5.(2011·广州模拟)如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( ) A.轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B.轮胎受到的重力做了正功 C.轮胎受到的拉力不做功 D.轮胎受到地面的支持力做了正功 【答案】选A. 【详解】根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B 、D 错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A 正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C 错误. 6．(2011·扬州检测)一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中( ) A ．汽车的速度与时间成正比 B ．汽车的位移与时间成正比 C ．汽车做变加速直线运动 D ．汽车发动机做的功与时间成正比 【答案】A 【详解】由F －F f ＝ma 可知，因汽车牵引力F 保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C 错误；由v ＝at 可知，A 正确；而x ＝12at 2 ，故B 错误；由W F ＝F ·x ＝F ·12 at 2 可知，D 错误． 7．(2011年广东六校联合体联考)如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下，然后在水平面上前进至B 点停下．已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m .A 、B 两点间的水平距离为L .在滑雪者经过AB 段运动的过程中，克服摩擦力做的功( ) A ．大于μmgL B ．等于μmgL C ．小于μmgL D ．以上三种情况都有可能 【答案】选B. 【详解】设斜面的倾角为θ，则对滑雪者从A 到B 的运动过程中摩擦力做的功为：WF f ＝μmgAC cos θ＋μmgCB ①，由图可知AC cos θ＋CB ＝L ②，由①②两式联立可得：WF f ＝μmgL ，故B 正确． 8．(2011年黄冈模拟)如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则( ) A．重力对两物体做的功相同 B．重力的平均功率相同 C．到达底端时重力的瞬时功率P A＝P B D．到达底端时两物体的动能相同，速度相同 【答案】选A. 【详解】由于两个物体质量相同、下落高度相同，所以重力对两物体做的功相同，A选项正确．由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误．根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误．由瞬时功率的计算式可得P A＝mgv sinθ(θ为斜面倾角)，P B＝mgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率P A 9. (2011年湖南部分重点中学联考)汽车发动机的额定功率为P 1，它在水平路面上行驶 时受到的阻力F f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，最大车速为v. 汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示．则( ) A．汽车开始时做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动 B．汽车开始时做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动 C．汽车开始时牵引力逐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大小相等 D．汽车开始时牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小相等 【答案】选B. 【详解】开始时，汽车的功率与时间成正比，即：P＝Fv＝Fat，所以汽车牵引力恒定，汽车加速度恒定，汽车做匀加速直线运动；在t1时刻达到最大功率，此时，牵引力仍大于阻力，但随着速度的增大，汽车牵引力减小，汽车加速度逐渐减小至零后做匀速直线运动，B正确．10．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是( ) A ．钢绳的最大拉力为P v 2 B ．钢绳的最大拉力为P v 1 C ．重物的最大速度v 2＝P mg D ．重物匀加速运动的加速度为P mv 1 －g 【答案】BCD 【详解】由F －mg ＝ma 和P ＝Fv 可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率P 后，随v 增加，钢绳拉力F 变小，当F ＝mg 时重物达最大速度v 2，故v 2＝P mg ，最大拉力F ＝mg ＋ma ＝P v 1，A 错误，B 、C 正确，由P v 1－mg ＝ma 得：a ＝ P mv 1 －g ，D 正确． 11．(2011·盐城检测)(14分)静止在水平地面上的木箱，质量m ＝50 kg ，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，若用大小为400 N 、方向与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50 m 远处，拉力最少做多少功？(cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2 ) 【答案】7.68×103 J 【详解】欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故木箱应先在拉力作用下加速，再撤去拉力使木箱减速，到达50 m 处时速度恰好减为0，设加速时加速度的大小为a 1，减速时加速度的大小为a 2. 由牛顿第二定律得，加速时有： 水平方向F cos 37°－μF N ＝ma 1 竖直方向F sin 37°＋F N －mg ＝0 减速时有：μmg ＝ma 2 且有v 2 ＝2a 1x 1＝2a 2x 2 x 1＋x 2＝x 联立以上各式解得：x 1≈24 m 由功的定义，有 W ＝Fx 1cos 37°＝400×24×0.8 J＝7.68×103 J. 12. (2011年上海浦东模拟)一辆汽车质量为1×103 kg ，最大功率为2×104 W ，在 水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v 2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103 N ，其行驶过程中牵引力F 与车速的倒数1v 的关系如图 所示．试求： (1)根据图线ABC 判断汽车做什么运动？ (2)v 2的大小； (3)整个运动过程中的最大加速度； (4)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10 m/s 时发动机的功率为多大？ 【答案】(1)见解析 (2)20 m/s (3)2 m/s 2 (4)6.67 m/s 2×104 W 【详解】(1)题图中图线AB 段牵引力F 不变，阻力F f 不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC 的斜率表示汽车的功率P ，P 不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v 2，此后汽车做匀速直线运动． (2)当汽车的速度为v 2时，牵引力为F 1＝1×103 N ， v 2＝P m F 1＝2×104 1×103 m/s ＝20 m/s. (3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大 阻力F f ＝P m v 2＝2×104 20 N ＝1000 N a ＝F m －F f m ＝3－1×1031×103 m/s 2＝2 m/s 2 . (4)与B 点对应的速度为v 1＝P m F m ＝2×104 3×103 m/s ≈6.67 m/s. 当汽车的速度为10 m/s 时处于图线BC 段，故此时的功率最大，为P m ＝2×104 W. 第一节曲线运动 1.了解曲线的切线。 2.知道曲线运动速度的方向。 3．理解并掌握曲线运动的条件。 ★自主学习 1.曲线运动速度的方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。 2．速度是矢量,它既有,又有。不管速度的大小是否改变,只要速度的发生变化，就表示速度矢量发生了变化。3．曲线运动的性质:曲线运动中速度的方向时刻(填“不变”、“改变”）；也就是具有。所以，曲线运动是运动。 4.物体做匀速直线运动的条件:合力为,速度矢量（填“不变”、“改变”)；当物体所受的方向与它的方向在上时,物体做直线运动；物体做曲线运动的条件:当物体所受的方向与它的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 ★新知探究 一、曲线运动中速度方向的确定 1．曲线运动的几个实例 体育活动中的例子： 日常生活中的例子: 自然现象中的例子: 2．切线的理解 （1）数学上曲线的割线:过曲线上的A、Ｂ两点所作的这一条叫做曲线的割线。 （２）数学上曲线的切线:当曲线跟其割线的两个交点时,这条就叫这条曲线的切线。 （3)曲线运动质点速度的方向：沿曲线在这一点的。 (4)数学上曲线的切线与物理上曲线运动在某点的轨迹的切线方向的异同: 同:二者都是曲线上的两点之间所作的。 不同：前者是一条没有方向的直线，后者是一条有的。 二、曲线运动的性质 曲线运动中质点速度的方向时刻在,也就具有了，所以曲线运动是。 三、曲线运动的条件 1．规律发现 (１)演示实验: （2）观察结果: ２．规律内容 当物体受的的方向与它的方向上时，物体作曲线运动。 ★例题精析 【例题1】下列说法正确的是( ） A.只要速度大小不变,物体的运动就是匀速运动Ｂ．曲线运动的加速度一定不为零 C.曲线运动的速度方向，就是它的合力方向 Ｄ.曲线运动的速度方向为曲线上该点的切线方向 【训练１】关于曲线运动,下列说法正确的是( ） A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运动不一定是曲线运动 C.曲线运动是变加速运动 Ｄ.加速度大小及速度大小都不变的运动一定不是曲线运动 【例题2】关于曲线运动,下列说法错误 ．．的是( ) A.物体在恒力作用下可能做曲线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动 Ｃ.做曲线运动的物体,其速度大小一定变化 D.做曲线运动的物体，其速度方向与合外力方向不在同一直线上 参考答案 ★自主学习 1.切线 2.大小方向方向 2. 3.改变加速度变速 3. 4.0 不变合力速度同一直线合力速度 ★新知探究 一、1．略 2.（1）直线 (2)非常非常接近割线（3）切线方向(4)非常非常接近割线方向线段 二、变化加速度变速运动 三、1．略２.合力速度不在同一直线 ★例题精析 例题1 BD 训练1 AB （人教版）高中物理必修二（全册）精品同步练习汇总 分层训练·进阶冲关 A组基础练(建议用时20分钟) 1.(2018·泉州高一检测)关于运动的合成和分解,下列说法中正确的是 (C) A.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和 B.物体的两个分运动若是直线运动,则它的合运动一定是直线运动 C.合运动和分运动具有等时性 D.若合运动是曲线运动,则其分运动中至少有一个是曲线运动 2.(2018·汕头高一检测)质点在水平面内从P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列选项正确的是(D) 3.一只小船渡河,运动轨迹如图所示。水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于河岸;小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于河岸,且船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可以确定 (D) A.船沿AD轨迹运动时,船相对于静水做匀加速直线运动 B.船沿三条不同路径渡河的时间相同 C.船沿AB轨迹渡河所用的时间最短 D.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大 4.如图所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度为v0,绳某时刻与水平方向夹角为α,则小船的运动性质及此时刻小船的水平速度v x为(A) A.小船做变速运动,v x= B.小船做变速运动,v x=v0cos α C.小船做匀速直线运动,v x= D.小船做匀速直线运动,v x=v0cosα B组提升练(建议用时20分钟) 5.(2018·汕头高一检测)质量为1 kg的物体在水平面内做曲线运动,已知该物体在互相垂直方向上两分运动的速度-时间图象分别如图所示,则下列说法正确的是(D) A.2 s末质点速度大小为7 m/s B.质点所受的合外力大小为3 N C.质点的初速度大小为5 m/s D.质点初速度的方向与合外力方向垂直 6.(多选)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( B、D ) 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 高一物理综合复习一 限时：90分钟完成日期：月日 1．下列说法正确的是 A、运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B、自由落体运动的物体，加速度均保持不变 C、平抛运动的物体，速度、加速度每时每刻都改变 D、匀速圆周运动的物体，加速度时刻改变而速度不变 2．关于曲线运动的条件，下列说法正确的是（） A.物体受变力作用才能做曲线运动； B.物体受恒力作用也可能做曲线运动； C.物体所受合力为零也可能做曲线运动； D.物体所受合力不为零就一定做曲线运动。 3．下列说法中正确的是（） A．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的B．网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球受力的施力物体是人 C．每个力都必有施力物体和受力物体 D．只有直接接触的物体间，才有力的作用 4．两个力的合力F为50N，其中一个力F1为30N，那么另一个力F2的大小可能是 A．10N B．15N C．70N D．85N 5．第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家和所做的实验是： Ａ．牛顿地月实验Ｂ．伽利略斜塔实验 Ｃ．牛顿扭秤实验Ｄ．卡文迪许扭秤实验 6．一个物体自静止开始做加速度逐渐变大的加速直线运动，经过时间t，末速度为v t，则这段时间内的位移（） A．x < v t t /2 B．x = v t t /2 C．x > v t t /2 D．无法确定 7．一个质点在恒力F作用下，在xOy平面内从O点运动到A点 的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F 的方向可能是（） A．沿+x方向 B．沿 -x方向 C．沿+y方向 D．沿-y方向 8．如图为航空员在进行体能训练的示意图，航空员双手握紧转筒上的 AB两点在竖起面内顺时针转动。已知两臂夹角∠AOB＞90°，当OA臂 由水平转到竖起的过和中，手臂OA的作用力F A和手臂OB的作用力F B 人教版高中物理必修二《曲线运动》教学 设计 人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计 一、教学目标 1.知识与技能 （1）知道曲线运动是一种变速运动，它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上； （2）理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上． 2.方法与过程 （1）类比直线运动认识曲线运动、瞬时速度方向的判断和曲线运动的条件； （2）通过实验观察培养学生的实验能力和分析归纳的能力． 3.情感态度与价值观 激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯． 二、教学重难点 1.曲线运动中瞬时速度方向的判断 2.理解物体做曲线运动的条件 三、教学过程 1.新课导入，引入曲线运动 教师：在必修一里我们学习了直线运动，我们知道物体做直线运动时他的运动轨迹是直线，需要满足的条件是物体所受的合力与速度的方向在同一条直线上。但在现实生活中，很多物体做的并非是直线运动，比如玩过山车的游客的运动、火车在其轨道上的运动、风中摇曳着的枝条的运动、人造地球围绕地球的运动（图片）。 问题1：在这几幅图片中，物体的运动轨迹有什么特点？ （运动的轨迹是一条曲线） 教师：我们把像这样运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 设计意图：通过复习直线运动引入生活中更为常见的曲线运动，并借助实例归纳出曲线运动的概念，帮助学生认识曲线运动。 2.曲线运动的方向 问题2：我们知道物体在做直线运动时，物体的速度方向始终是保持不变的，那么在做曲线运动时，物体的速度的方向又有什么特点呢？ （方向时刻在改变） 问题3：那么，我们该如何确定物体做曲线运动时每时每刻所对应速度的方向呢？ 教师：我们猜想一下，钢珠从弯曲的玻璃管中滚落出， 第五章曲线运动 一、知识点 （一）曲线运动的条件：合外力与运动方向不在一条直线上 （二）曲线运动的研究方法：运动的合成与分解（平行四边形定则、三角形法则） （三）曲线运动的分类：合力的性质（匀变速：平抛运动、非匀变速曲线：匀速圆周运动） （四）匀速圆周运动 1受力分析，所受合力的特点：向心力大小、方向 2向心加速度、线速度、角速度的定义（文字、定义式） 3向心力的公式（多角度的：线速度、角速度、周期、频率、转）（五）平抛运动 1受力分析，只受重力 2速度，水平、竖直方向分速度的表达式；位移，水平、竖直方向位移的表达式 3速度与水平方向的夹角、位移与水平方向的夹角 （五）离心运动的定义、条件 二、考察内容、要求及方式 1曲线运动性质的判断：明确曲线运动的条件、牛二定律（选择题）2匀速圆周运动中的动态变化：熟练掌握匀速圆周运动各物理量之间的关系式（选择、填空） 3匀速圆周运动中物理量的计算：受力分析、向心加速度的几种表 示方式、合力提供向心力（计算题） 3运动的合成与分解：分运动与和运动的等时性、等效性（选择、填空） 4平抛运动相关：平抛运动中速度、位移、夹角的计算，分运动与和运动的等时性、等效性（选择、填空、计算） 5离心运动：临界条件、最大静摩擦力、匀速圆周运动相关计算（选择、计算） 第六章万有引力与航天 一、知识点 （一）行星的运动 1地心说、日心说：内容区别、正误判断 2开普勒三条定律：内容（椭圆、某一焦点上；连线、相同时间相同面积；半长轴三次方、周期平方、比值、定值）、适用范围（二）万有引力定律 1万有引力定律：内容、表达式、适用范围 2万有引力定律的科学成就 （1）计算中心天体质量 （2）发现未知天体（海王星、冥王星） （三）宇宙速度：第一、二、三宇宙速度的数值、单位，物理意义（最小发射速度、最大环绕速度；脱离地球引力绕太阳运动；脱离太阳系） 一、曲线运动 【要点导学】 1、物体做曲线运动的速度方向是时刻发生变化的，质点经过某一点（或某一时刻）时的速度方向沿曲线上该点的。 2、物体做曲线运动时，至少物体速度的在不断发生变化，所以物体一定具有，所以曲线运动是运动。 3、物体做曲线运动的条件：物体所受合外力的方向与它的速度方向。 4、力可以改变物体运动状态，如将物体受到的合外力沿着物体的运动方向和垂直于物体的运动方向进行分解，则沿着速度方向的分力改变物体速度的；垂直于速度方向的分力改变物体速度的。速度大小是增大还是减小取决于沿着速度方向的分力与速度方向相同还是相反。做曲线运动的物体，其所受合外力方向总指向轨迹侧。 匀变速直线运动只有沿着速度方向的力，没有垂直速度方向的力，故速度的改变而不变；如果没有沿着速度方向的力，只有垂直速度方向的力，则物体运动的速度不变而不断改变，这就是今后要学习的匀速圆周运动。 【范例精析】 例1、在砂轮上磨刀具时可以看到，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出，为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向? 解析火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒，由于惯性，它们以被擦落时具有的速度做直线运动，因此，火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。 例2、质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，则质点（） A．一定做匀变速运动B．一定做直线运动 C．一定做非匀变速运动D．一定做曲线运动 解析：质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知，当突然撤去F1时，质点受到的合力大小为F1，方向与F1相反，故A正确，C错误。在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，它一定做匀变速直线运动；其二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动（条件是：F1的方向和速度方向在一条直线上），也可能做曲线运动（条件是：F1的方向和速度方向不在一条直线上）。故B、D的说法均是错误的。 拓展：不少同学往往错误认为撤去哪个力，合力就沿哪个力的方向。物体在三个不在同一直线上的力的作用下保持静止，处于受力平衡状态，合力为零，任 课题 5.2运动的合成和分解课型新授课课时 1 教学目标 （一）知识教学点 1．知道合运动、分运动、知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响，能在具体的问题中分析和判断． 2．理解运动的合成、运动的分解的具体意义．理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则． 3．会用图示方法和教学方法求解位移，速度合成、分解的问题． （二）能力训练点 培养观察和推理的能力、分析和综合的能力． （三）教育渗透点 辩证地看待问题 （四）美育渗透点 学生在学习过程运用概念进行推理、判断，能体会到物理学科中所渗透出的逻辑美． 教学重点难点1．重点 明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动，理解运动合成、分解的意义和方法． 2．难点 认识分运动和分运动相互独立、互不相干；分运动和合运动的同时性．理解两个直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动． 教学准备教材实验装置 课件：运动的合成和分解多媒体设备 教学过程 （一）明确目标 （略） （二）整体感知 本节的地位比较特殊．为知识的学习，涉及到许多基本概念和基本规律；作为方法的介绍，体会把较复杂的运动看作是几个简单运动的合成；作为能力的培养，提高观察和推理能力，分析和综合的能力． （三）重点、难点的学习与目标完成过程 1．什么是分运动、合运动? 演示实验（具体操作见课本） 学生观察蜡块的运动：由A到B沿玻璃管竖直向上匀速直线运动；由A到D随玻璃管向右匀速直线运动；蜡块实际的运动是上述两个运动的合成．即由A到C的匀速直线运动，如图5－2所示． ②定量分析，在 x 方向有x ＝ 2 1a 2 t ，在y 方向有y ＝y v t ，约去时间t 得 k y a v x y y 2 22= 故2y ＝kx ．此为抛物线型方程，表明合运动是曲线运动．（定量分析可结合学生情况留给学生课后思考） （2）一个曲线运动可以分解为两个方向上的直线运动 既然两个直线运动的合运动可以是曲线运动，反过来，一个曲线运动可以用两个方向上的直线运动来等效替代．也就是说，分别研究这两个方向上的受力情况和运动情况，弄清楚分运动是直线运动的规律，就可以知道作为合运动的曲线运动的规律． 作 业 布 置 练习二 （1）（2）（3）（4） 课堂总结 1．在进行运动的合成和分解时，一定要明确合运动是物体实际的运动．分运动是假想的，这与力的合成和分解是有区别的，如图5－3所示．通过一定滑轮拉一物体，使物体在水平面上运动，如果是讨论运动的合成和分解，物体实际运动即合运动的速度方向是水平的，沿绳方向的速度是分运动的速度；如果是讨论力的合成和分解，沿绳方向的拉力是物体实际受到的力，沿水平方向的力是拉力的分力． 图5－3 2．合成和分解的精髓是“等效”的思想．学习时要深刻体会，可以结合课本“思考和讨论”进一步说明． 曲线运动 一、运动的合成与分解 1.曲线运动 匀变速曲线运动：若做曲线运动的物体受的是恒力，即加速度大小、方向都不变的曲线运动，如平抛运动； 变加速曲线运动：若做曲线运动的物体所受的是变力，加速度改变，如匀速圆周运动。 （1）条件：质点所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直线上。物体能否做曲线运动要看力的方向，不是看力的大小。 （2）特点： ①曲线运动的速度方向不断变化，故曲线运动一定是变速运动。 ②曲线运动轨迹上某点的切线方向表示该点的速度方向。 ③曲线运动的轨迹向合力所指一方弯曲，合力指向轨迹的凹侧。 ④当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动速率将增大；当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将减小。 2.运动的合成与分解（指位移、速度、加速度三个物理量的合成和分解） （1）合运动和分运动关系：等时性、等效性、独立性、矢量性、相关性 ①等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等。 ②等效性：合运动的效果和各分运动的整体效果是相同的，合运动和分运动是等效替代关系，不能并存。 ③独立性：每个分运动都是独立的，不受其他运动的影响 ④矢量性：加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定则 ⑤相关性：合运动的性质是由分运动性质决定的 （2）从已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成；求已知运动的分运动，叫运动的分解。 ①运动的分解要根据力的作用效果(或正交分解) ②物体的实际运动是合运动 ③速度、时间、位移、加速度要一一对应 ④如果分运动都在同一条直线上，需选取正方向，与正方向相同的量取正，相反的量取负，矢量运算简化为代数运算。如果分运动互成角度，运动合成要遵循平行四边形定则 （3）合运动的性质取决于分运动的情况: ①两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动。 ②一个匀速运动和一个匀变速运动的合运动是匀变速运动，两者共线时，为匀变速直线运动，两者不共线时，为匀变速曲线运动。 ③两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动，当合运动的初速度与合运动的加速度共线时为匀变速直线运动，当合运动的初速度与合运动的加速度不共线时为匀变速曲线运动。 3.小船渡河问题 一条宽度为L 的河流，水流速度为V s ，船在静水中的速度为V c （1）渡河时间最短： 设船上头斜向上游与河岸成任意角θ，这时船速在垂直于河岸方向的速度分量V 1=V c sin θ,渡河所需时间为：θ sin c V L t = 当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，c V L t = m in （与水速的大小无关） 综合检测 限时：90分钟 总分：100分 一、选择题(1～6为单选，7～10为多选。每小题4分，共40分) 1．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k ，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( ) A. kv k 2 －1 B. v 1－k 2 C.kv 1－k 2 D.v k 2 －1 2. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为3 2 (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g 取10 m/s 2 .则ω的最大值是( ) A. 5 rad/s B. 3 rad/s C ．1.0 rad/s D ．0.5 rad/s 3．假设在质量与地球质量相同、半径为地球半径两倍的某天体上进行运动比赛，那么与地球上的比赛成绩相比，下列说法正确的是( ) ①跳高运动员的成绩会更好 ②用弹簧秤称体重时，体重数值会变得更小 ③投掷铁饼的距离会更远 ④用手投出的篮球，水平方向的分速度会更大 A ．①②③ B ．②③④ C ．①③④ D ．①②④ 4．人造卫星环绕地球运转的速率v ＝gR 2 r ，其中g 为地面处的重力加速度，R 为地球半径，r 为卫星离地球中心的距离．下面说法正确的是( ) A ．从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比 B ．从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易 C ．由第一宇宙速度公式v ＝gR 知卫星轨道半径越大，其运行速度越大 D ．以上答案都不对 5. 一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A 点，物体开始与弹簧接触，到B 点时，物体速度为零，然后被弹回．下列说法中正确的是( ) A ．物体从A 下降到 B 的过程中，动能不断变小 B ．物体从B 上升到A 的过程中，动能不断变小 C ．物体从A 下降到B ，以及从B 上升到A 的过程中，动能都是先增大，后减小 D ．物体从A 下降到B 的过程中，物体动能和重力势能的总和不变 6．如图所示，物体从倾角为α，长为L 的斜面顶端自静止开始下滑，到达斜面底端时与挡板M 发生碰撞．设碰撞时无能量损失，碰撞后又沿斜面上升．如果物体到最后停止时总共滑过的路程为s ，则物体与斜面间的动摩擦因数为( ) A.Lsin α s B.L ssin α C. Ltan α s D.L scos α 7. 学案2运动的合成与分解 [目标定位] 1.知道什么是运动的合成与分解，理解合运动与分运动等有关物理量之间的关系.2.会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质.3.会分析小船渡河问题. 一、位移和速度的合成与分解 [问题设计] 1.如图1所示，小明由码头A出发，准备送一批货物到河对岸的码头B.他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直，但小明没有到达正对岸的码头B，而是到达下游的C处，此过程中小船参与了几个运动？ 图1 答案小船参与了两个运动，即船垂直河岸的运动和船随水向下的漂流运动. 2.小船的实际位移、垂直河岸的位移、随水向下漂流的位移有什么关系？ 答案如图所示，实际位移(合位移)和两分位移符合平行四边形定则. [要点提炼] 1.合运动和分运动 (1)合运动和分运动：一个物体同时参与两种运动时，这两种运动叫做分运动，而物体的实际运动叫做合运动. (2)合运动与分运动的关系 ①等时性：合运动与分运动经历的时间相等，即同时开始，同时进行，同时停止. ②独立性：一个物体同时参与了几个分运动，各分运动独立进行、互不影响，因此在研究某个分运动时，就可以不考虑其他分运动，就像其他分运动不存在一样. ③等效性：各分运动的相应参量叠加起来与合运动的参量相同. 2.运动的合成与分解 (1)已知分运动求合运动叫运动的合成；已知合运动求分运动叫运动的分解. (2)运动的合成和分解指的是位移、速度、加速度的合成和分解.位移、速度、加速度合成和分解时都遵循平行四边形定则. 3.合运动性质的判断 分析两个直线分运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，求出合运动的合初速度v 0和合加速度a ，然后进行判断. (1)判断是否做匀变速运动 ①若a ＝0时，物体沿合初速度v 0的方向做匀速直线运动. ②若a ≠0且a 恒定时，做匀变速运动. ③若a ≠0且a 变化时，做非匀变速运动. (2)判断轨迹的曲直 ①若a 与初速度共线，则做直线运动. ②若a 与初速度不共线，则做曲线运动. 二、小船渡河问题 1.最短时间问题：可根据运动等时性原理由船对静水的分运动时间来求解，由于河宽一定，当船对静水速度v 1垂直河岸时，如图2所示，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有t min ＝d v 1 . 图2 2.最短位移问题：一般考察水流速度v 2小于船对静水速度v 1的情况较多，此种情况船的最短航程就等于河宽d ，此时船头指向应与上游河岸成θ角，如图3所示，且cos θ＝v 2 v 1；若v 2＞ v 1，则最短航程s ＝v 2v 1d ，此时船头指向应与上游河岸成θ′角，且cos θ′＝v 1 v 2 . 图3 三、关联速度的分解 绳、杆等连接的两个物体在运动过程中，其速度通常是不一样的，但两者的速度是有联系的(一般两个物体沿绳或杆方向的速度大小相等)，我们称之为“关联”速度.解决此类问题的一般 高中物理必修2(新人教版)全册复习教学案 内容简介:包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律，具体可以分为，知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结，是高一高三复习比较好的资料。 一、 第五章 曲线运动 (一)、知识网络 (二)重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解:(1)从运动学角度来理解；物体的加速度方向不在同一条直线上；(2)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循曲线运动 平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为:(1)水平方向:a x =0，v x =v 0，x= v 0t 。 (2)竖直方向:a y =g ，v y =gt ，y= gt 2 /2。 (3)合运动:a=g ，2 2y x t v v v += ，22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ，tan θ= gt/ v 0， s 与x 方向夹角为α，tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定，即g h t 2= ，与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供，也可以由某个力的分力提供，还可以由合外力来提供，在匀速圆周运动中，合外力即为向心力，始终指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小，在非匀速圆周运动中，物体所受的合外力一般不指向圆心，各力沿半径方向的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小和方向均发生变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心的位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为v 临=gR ，杆类的约束条件为v 临=0。 (三)常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1:设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=2 1v v 抛体运动知识要点 一、匀变速直线运动的特征和规律： 匀变速直线运动：加速度是一个恒量、且与速度在同一直线上。 基本公式：、、 （只适用于匀变速直线运动）。 当v0=0、a=g（自由落体运动），有 v t=gt 、、、。 当V0竖直向上、a= -g（竖直上抛运动）。 注意：(1)上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动。 (2)全过程加速度大小是g，方向竖直向下，全过程是匀变速直线运动 (3)从抛出到落回抛出点的时间：t总= 2V0/g=2t上=2 t下 (4)上升的最大高度（相对抛出点）：H=v02/2g (5)*上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向 (6)*上升、下落经过同一段位移的时间相等。 (7)*用全程法分析求解时：取竖直向上方向为正方向，S>0表示此时刻质 点的位置在抛出点的上方；S<0表示质点位置在抛出点的下方。v t >0表示方向向上；v t <0表示方向向下。在最高点a=-gv=0。 二、运动的合成和分解： 1．两个匀速直线运动的物体的合运动是___________________运动。一般来说，两个直线运动的合运动并不一定是____________运动，也可能是_____________运动。合运动和分运动进行的时间是__________的。 2．由于位移、速度和加速度都是______量，它们的合成和分解都按照_________法则。 三、曲线运动： 曲线运动中质点的速度沿____________方向，曲线运动中，物体的速度方向随时间而变化，所以曲线运动是一种__________运动，所受的合力一定.必具有_________。物体做曲线运动的条件是________________ 。 四、平抛运动（设初速度为v0）： 1．特征：初速度方向____________，加速度____________。是一种。。。 2．性质和规律： 水平方向：做______________运动，v X=v0、x=v0t。 竖直方向：做______________运动，v y=gt＝、y=gt2/2＝。 合速度：V=，合位移S=。 3．平抛运动的飞行时间由决定，与无关。 tan mg k θtan 2mg k θ2tan 2mg k θ2tan mg k θ 高中物理必修1必修2综合测试题 1.关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正确的是：( ) A ．物体所受合力为零，物体一定处于静止状态 B ．只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 C ．物体所受合力不为零时，物体的速度一定不为零 D ．物体所受的合力不变且不为零，物体的运动状态一定变化 2.两质点甲与乙，同时由同一点向同一方向做直线运动，它们的速度一时间图象如图所示．则下列说法中正确的是：（ ） A ．第4s 末甲、乙将会相遇 B ．在第2s 末甲、乙将会相遇 C ．在2s 内，甲的平均速度比乙的大 D ．在第2s 末甲、乙相距最近 3．一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示。在A 点，物体开始与弹簧接触，到B 点时，物体速度为零，然后被弹回。下列说法中正确的是（ ）A ．物体从A 下降到B 的过程中，速率不断变小。 B ．物体从B 点上升到A 的过程中，速率不断变大。 C ．物体在B 点时，所受合力 为零。 D ．物体从A 下降到B ，以及从B 上升到A 的过程中，速率都是先增大，后减小。 4. 如图 1 所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块 P 、Q 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）， P 悬于空中，Q 放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推 Q 时， P 、Q 仍静止不动，则（ ） A. Q 受到的摩擦力一定变小 B. Q 受到的摩擦力一定变大 C. 轻绳上拉力一定变小 D. 轻绳上拉力一定不变 5．绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，其轨道半径越大，则它运行的（ ） A ．速度越小，周期越小 B ．速度越小，周期越大 C ．速度越大，周期越小 D ．速度越大，周期越大 6. 如图3所示，倾角为30°，重为80 N 的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N 的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是 ( ) A ．斜面有向左运动的趋势 B ．地面对斜面的支持力为80 N C ．球对弹性轻杆的作用力为2 N ，方向竖直向下 D ．弹性轻杆对小球的作用力为2 N ，方向垂直斜面向上 7.如图所示，物体A 和B 叠放在水平面上，在水平恒力F l =7N 和F 2=4N 的作用下处于静止状态，此时B 对A 的摩擦力为f 1，地面对B 的摩擦力为f 2，则( ) A ．f 1=11N ，f 2=11N B ．f 1=11N ，f 2=3N C ．f 1=0，f 2=3N D ．f 1=0，f 2=11N 8． 如图所示，A 、B 两球完全相同，质量均为 m ，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间连着一根劲度系数为k 的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为θ。则弹簧的长度被压缩了（ ） A. B. C. D. 9．如图所示，小球从距水平地面高为H 的A 点自由下落，到达地面上B 点后又陷入泥土中h 深处，到达C 点停止运动。若 空气阻力可忽略不计，则对于这一过程，下列说法中正确的是 （ ） A ．小球从A 到 B 的过程中动能的增量，大于小球从B 到 C 过程中克服阻力所做的功 B ．小球从B 到C 的过程中克服阻力所做的功，等于小球从A 到B 过程中重力所做的功 C ．小球从B 到C 的过程中克服阻力所做的功，等于小球从A 到B 过程与从B 到C 过程中小球减少的重力势能之和 D ．小球从B 到C 的过程中损失的机械能，等于小球从A 到B 过程中小球所增加的动能 10．如图所示，把球夹在竖直墙壁AC 和木板BC 之间，不计摩擦，设球对墙壁的压力大小为F 1，对木板的压力大小为F 2，现将木板BC 缓慢．．转至水平位置的过程中（ ） A ．F 1、F 2都增大 B ．F 1增加、F 2减小 C ．F 1减小、F 2增加 D ．F 1、F 2都减小 11．在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz ，下图为某次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、 5、6点到0点的距离如图所示（单位：cm ）。由纸带数据计算可得：计数点4对应时刻小车的速度大小v 4＝________m ／s ，小车的加速度 大小a ＝________m ／s 2 。 12．两颗人造地球卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比r A ∶r B =1∶3，则它们的线速度大小之比v A ∶v B = ，向心加速度大小之比a A ∶a B = 。 13．一只小船在静止的水中行驶的最大速度v 1=2.0m/s ，现使此船在水流速度大小v 2=1.2m/s 的河中行驶（设河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河中水的流速处处相等）。若河宽为64m 且河岸平直，则此船渡河的最短时间为 s ；要使小船在渡河过程中位移最小，则小船渡河的时间为 s 。 H 德胜学校高一物理校本学案 粤教版高中物理必修二知识点汇总 时间 班级 姓名 第一章 抛体运动 一、曲线运动 1．曲线运动的速度方向 做曲线运动的物体，在某点的速度方向，就是通过这一点的轨迹的切线方向．物体在曲线运动中 的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动．（说明：曲线运动是变速运动，只是说明物 体具有加速度，但加速度不一定是变化的，例如，抛物运动都是匀变速曲线运动．） 2．物体做曲线运动的条件： 物体所受的合外力的方向与速度方向不在同一直线上，也就是加速度方向与速度方向不在同一直 线上．当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率将增大；当物 体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将减小；当物体受到的合 外力的方向与速度的方向垂直时，该力只改变速度方向，不改变速度的大小． 3．曲线运动的轨迹 做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受 合力的大致方向．速度和加速度在轨迹两侧，轨迹向力的方向弯曲，但不会达到力的方向． 二、运动的合成与分解的方法 1．运动的合成与分解：平行四边形定则，等效分解。 2．运动分解的基本方法 （1）根据运动的实际效果将描述合运动规律的各物理量(位移、速度、加速度)按平行四边形定则分别分解，或进行正交分解． （2）两直线运动的合运动的性质和轨迹，由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定． ①根据合加速度是否变化判定合运动是匀变速运动还是非匀变速运动：若合加速度不变则为匀变 速运动；若合加速度变化(包括大小或方向)则为非匀变速运动． ②根据合加速度与合初速度是否共线判定合运动是直线运动还是曲线运动：若合加速度与合初速 度的方向在同一直线上则为直线运动，否则为曲线运动． ③小船过河的两类问题：最短时间过河以及最短路程过河。 如图所示，用v 1表示船速，v 2表示水速．我们讨论几个关于渡河的问题． θ sin 11s v d t v == ，船渡河的位移短直河岸），渡河时间最垂直河岸时（即船头垂当以最小位移渡河：当船在静水中的速度 1v 大于水流速度2v 时，小船可以垂直渡河，显然渡河的最小位移s 等于河宽d ，船头 人教版高一物理必修二知识点归纳 人教版高一物理必修二知识点归纳（一） 一、运动的描述 1.物体模型用质点，忽略形状和大小;地球公转当质点，地球自转要大小。物体位置的变化，准确描述用位移，运动快慢S比t，a用Δv与t比。 2.运用一般公式法，平均速度是简法，中间时刻速度法，初速度零比例法，再加几何图像法，求解运动好方法。自由落体是实例，初速为零a等g.竖直上抛知初速，上升心有数，飞行时间上下回，整个过程匀减速。中心时刻的速度，平均速度相等数;求加速度有好方，ΔS等aT平方。 3.速度决定物体动，速度加速度方向中，同向加速反向减，垂直拐弯莫前冲。 二、力 1.解力学题堡垒坚，受力分析是关键;分析受力性质力，根据效果来处理。 2.分析受力要仔细，定量计算七种力;重力有无看提示，根据状态定弹力;先有弹力后摩擦，相对运动是依据;万有引力在万物，电场力存在定无疑;洛仑兹力安培力，二者实质是统一;相互垂直力，平行无力要切记。 3.同一直线定方向，计算结果只是“量”，某量方向若未定，计算结果给指明;两力合力小和大，两个力成q角夹，平行四边形定法;合力大小随q变，只在最小间，多力合力合另边。 多力问题状态揭，正交分解来解决，三角函数能化解。 4.力学问题方法多，整体隔离和假设;整体只需看外力，求解内力隔离做;状态相同用整体，否则隔离用得多;即使状态不相同，整体牛二也可做;假设某力有或无，根据计算来定夺;极限法抓临界态，程序法按顺序做;正交分解选坐标，轴上矢量尽量多。 三、牛顿运动定律 1.F等ma，牛顿二定律，产生加速度，原因就是力。 合力与a同方向，速度变量定a向，a变小则u可大，只要a与u同向。 2.N、T等力是视重，mg乘积是实重;超重失重视视重，其中不变是实重;加速上升是超重，减速下降也超重;失重由加降减升定，完全失重视重零 四、曲线运动、万有引力 1.运动轨迹为曲线，向心力存在是条件，曲线运动速度变，方向就是该点切线。 2.圆周运动向心力，供需关系在心里，径向合力提供足，需mu平方比R，mrw 平方也需，供求平衡不心离。 3.万有引力因质量生，存在于世界万物中，皆因天体质量大，万有引力显神通。卫星绕着天体行，快慢运动的卫星，均由距离来决定，距离越近它越快，距离越远越慢行，同步卫星速度定，定点赤道上空行。 五、机械能与能量 1.确定状态找动能，分析过程找力功，正功负功加一起，动能增量与它同。 2.明确两态机械能，再看过程力做功，“重力”之外功为零，初态末态能量同。 3.确定状态找量能，再看过程力做功。有功就有能转变，初态末态能量同。 六、热力学定律 1.第一定律热力学，能量守恒好感觉。内能变化等多少，热量做功不能少。 正负符号要准确，收入支出来理解。对内做功和吸热，内能增加皆正值;对外做功和放热，内能减少皆负值。 2.热力学第二定律，热传递是不可逆，功转热和热转功，具有方向性不逆。 人教版高一物理必修二知识点归纳（二） 1、参考系：运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。通常以地面为参考系。 2、质点： tan mg k θtan 2 mg k θ 2tan 2 mg k θ 2tan mg k θ 高中物理必修1必修2综合测试题 1.关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正确的是：( ) A ．物体所受合力为零，物体一定处于静止状态 B ．只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 C ．物体所受合力不为零时，物体的速度一定不为零 D ．物体所受的合力不变且不为零，物体的运动状态一定变化 2.两质点甲与乙，同时由同一点向同一方向做直线运动，它们的速度一时间图象如图所示．则下列说法中正确的是：（ ） A ．第4s 末甲、乙将会相遇 B ．在第2s 末甲、乙将会相遇 C ．在2s 内，甲的平均速度比乙的大 D ．在第2s 末甲、乙相距最近 3．一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示。在A 点，物体开始与弹簧接触，到B 点时，物体速度为零，然后被弹回。下列说法中正确的是（ ）A ．物体从A 下降到B 的过程中，速率不断变小。 B ．物体从B 点上升到A 的过程中，速率不断变大。 C ．物体在B 点时，所受合力 为零。 D ．物体从A 下降到B ，以及从B 上升到A 的过程中，速率都是先增大，后减小。 4. 如图 1 所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块 P 、Q 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）， P 悬于空中，Q 放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推 Q 时， P 、Q 仍静止不动，则（ ） A. Q 受到的摩擦力一定变小 B. Q 受到的摩擦力一定变大 C. 轻绳上拉力一定变小 D. 轻绳上拉力一定不变 5．绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，其轨道半径越大，则它运行的（ ） A ．速度越小，周期越小 B ．速度越小，周期越大 C ．速度越大，周期越小 D ．速度越大，周期越大 6. 如图3所示，倾角为30°，重为80 N 的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N 的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是 ( ) A ．斜面有向左运动的趋势 B ．地面对斜面的支持力为80 N C ．球对弹性轻杆的作用力为2 N ，方向竖直向下 D ．弹性轻杆对小球的作用力为2 N ，方向垂直斜面向上 7.如图所示，物体A 和B 叠放在水平面上，在水平恒力F l =7N 和F 2=4N 的作用下处于静止状态，此时B 对A 的摩擦力为f 1，地面对B 的摩擦力为f 2，则( ) A ．f 1=11N ，f 2=11N B ．f 1=11N ，f 2=3N C ．f 1=0，f 2=3N D ．f 1=0，f 2=11N 8． 如图所示，A 、B 两球完全相同，质量均为 m ，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间连着一根劲度系数为k 的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为θ。则弹簧的长度被压缩了 （ ） A. B. C. D. 9．如图所示，小球从距水平地面高为H 的A 点自由下落，到达地面上B 点后又陷入泥土中h 深处，到达C 点停止运动。若 空气阻力可忽略不计，则对于这一过程，下列说法中正确的是 （ ） A ．小球从A 到 B 的过程中动能的增量，大于小球从B 到 C 过程中克服阻力所做的功 B ．小球从B 到C 的过程中克服阻力所做的功，等于小球从A 到B 过程中重力所做的功 C ．小球从B 到C 的过程中克服阻力所做的功，等于小球从A 到B 过程与从B 到C 过程中小球减少的重力势能之和 D ．小球从B 到C 的过程中损失的机械能，等于小球从A 到B 过程中小球所增加的动能 10．如图所示，把球夹在竖直墙壁AC 和木板BC 之间，不计摩擦，设球对墙壁的压力大小为F 1，对木板的压力大小为F 2，现将木板BC 缓慢．． 转至水平位置的过程中（ ） A ．F 1、F 2都增大 B ．F 1增加、F 2减小 C ．F 1减小、F 2增加 D ．F 1、F 2都减小 11．在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz ，下图为某次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、 5、6点到0点的距离如图所示（单位：cm ）。由纸带数据计算可得：计数点4对应时刻小车的速度大小v 4＝________m ／s ，小车的加速度 大小a ＝________m ／s 2 。 12．两颗人造地球卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比r A ∶r B =1∶3，则它们的线速度大小之比v A ∶v B = ，向心加速度 C A B h C B A H人教版高中物理必修二：《曲线运动》学案(含答案)
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