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高中物理精典名题解析专题［23个专题］
专题01：运动学专题.doc 专题02：摩擦力专题.doc
专题03：牛顿运动定律总结.doc
专题04：万有引力定律全面提高.doc 专题05：动量、动量守恒定律.doc 专题06：机械能守恒定律.doc 专题07：功和能.doc
专题08：带电粒子在电场中的运动.doc 专题09：电场力的性质，能的性质.doc 专题10：电容器专题2.doc 专题11：电学图象专题.doc 专题12：恒定电流.doc
专题13：带电粒子在磁场中的运动.doc 专题14：电磁感应功能问题.doc 专题15：电磁感应力学综合题.doc 专题16：交流电.doc 专题17：几何光学.doc 专题18：物理光学.doc 专题19：如何审题.doc 专题20：物理解题方法.doc
专题21：高三后期复习的指导思想.doc 专题22：中档计算题专题.doc
专题23：创新设计与新情景问题.doc
一、运动学专题
直线运动规律及追及问题
一 、 例题
例题1.一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s ，1s 后速度的大小变为10m/s ，在这1s 内该物体的 （ ）
A.位移的大小可能小于4m
B.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s
D.加速度的大小可能大于10m/s
析：同向时2201/6/14
10s m s m t v v a t =-=-=
m m t v v s t 71210
420
1=?+=?+= 反向时2202/14/14
10s m s m t v v a t
-=--=-= m m t v v s t 312
10
420
2-=?-=?+= 式中负号表示方向跟规定正方向相反
答案：A 、D
例题2：两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木快每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知 （ ）
A 在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同
B 在时刻t1两木块速度相同
C 在时刻t 3和时刻t 4之间某瞬间两木块速度相同
D 在时刻t 4和时刻t 5之间某瞬间两木块速度相同
解析：首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体很明显地是做匀速直线运动。由于t 2及t 3时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t 3、t 4之
间
答案：C
例题3 一跳水运动员从离水面10m 高的平台上跃起，举双臂直立身体离开台面，此时中心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m 达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方
向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？（g 取10m/s 2
结果保留两位数字）
解析：根据题意计算时，可以把运动员的全部质量集中在重心的一个质点，且忽略其水平方向的运动，
因此运动员做的是竖直上抛运动，由g
v
h 22
0=可求出刚离开台面时的速度s m gh v /320==，由题意知整
个过程运动员的位移为－10m （以向上为正方向），由2
02
1at t v s +=得：
－10=3t －5t 2
解得：t ≈1.7s
思考：把整个过程分为上升阶段和下降阶段来解，可以吗？
例题 4.如图所示，有若干相同的小钢球，从斜面上的某一位置每
隔0.1s 释放一颗，在连续释放若干颗钢球后对斜面上正在滚动的若干
小球摄下照片如图，测得AB=15cm ，BC=20cm ，试求：
（1） 拍照时B 球的速度；
（2） A 球上面还有几颗正在滚动的钢球 解析：拍摄得到的小球的照片中，A 、B 、C 、D …各小球的位置，正是首先释放的某球每隔0.1s 所在的位置.这样就把本题转换成一个物体
B 处的速度；求A 球上面还有几个正在滚动的小球变换为首先释放的那个小球运动到A 处经过了几个时间间隔（0.1s ）
（1）A 、B 、C 、D 四个小球的运动时间相差△T=0.1s
∴V B =
T s s AB BC ?+2=2
.035
.0m/s=1.75m/s
（2）由△s=a △T 2
得： a=
2T s ??m/s 2=2
1
.015.02.0-=5m/s 2
例5：火车A 以速度v 1匀速行驶，司机发现正前方同一轨道上相距s 处有另一火车B 沿同方向以速度v 2
（对地，且v 2〈v 1〉做匀速运动，A 车司机立即以加速度（绝对值）a 紧急刹车，为使两车不相撞，a 应满足什么条件？
分析：后车刹车做匀减速运动，当后车运动到与前车车尾即将相遇时，如后车车速已降到等于甚至小于前车车速，则两车就不会相撞，故取s 后=s+s 前和v 后≤v 前求解
解法一：取取上述分析过程的临界状态，则有
v 1t －
2
1a 0t 2
＝s ＋v 2t v 1－a 0t = v 2
a 0 =s
v v 2)(221-
所以当a ≥s
v v 2)(2
21- 时，两车便不会相撞。
法二：如果后车追上前车恰好发生相撞，则
t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7
v 1t －
2
1at 2
＝ s ＋v 2t 上式整理后可写成有关t 的一元二次方程，即
2
1at 2
＋（v 2－v 1）t ＋s ＝ 0 取判别式△〈0，则t 无实数解，即不存在发生两车相撞时间t 。△≥0，则有 （v 2－v 1）2
≥4（
2
1
a ）s 得a ≤s
v v 2)(2
12-
为避免两车相撞，故a ≥s
v v 2)(2
12-
法三：运用v-t 图象进行分析，设从某时刻起后车开始以绝对值为a 的加速度开始刹车，取该时刻为t=0，则A 、B 两车的v-t 图线如图所示。图中由v 1 、v 2、C 三点组成的三角形面积值即为A 、B 两车位移之差（s 后－s 前）=s ，tan θ即为后车A 减
速的加速度绝对值a 0。因此有
2
1
（v 1－v 2）θtan )(21v v -=s
所以 tan θ=a 0=s
v v 2)(2
21-
若两车不相撞需a ≥a 0=s
v v 2)(2
21-
二、习题
1、 下列关于所描述的运动中，可能的是 （ ） A 速度变化很大，加速度很小
B 速度变化的方向为正，加速度方向为负
C 速度变化越来越快，加速度越来越小
D 速度越来越大，加速度越来越小
解析：由a=△v/△t 知，即使△v 很大，如果△t 足够长，a 可以很小，故A 正确。速度变化的方向即△v 的方向，与a 方向一定相同，故B 错。加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化快，加速度一定大。故C 错。加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量，与速度大小无关，故D 正确。
答案：A 、D
2、 一个物体在做初速度为零的匀加速直线运动，已知它在第一个△t 时间内的位移为s ，若 △t 未知，则可求出 （ ）
A ． 第一个△t 时间内的平均速度
B ． 第n 个△t 时间内的位移
C ． n △t 时间的位移
D ． 物体的加速度
解析：因v =
t
s
?，而△t 未知，所以v 不能求出，故A 错.因),12(::5:3:1::::-=I ∏∏I n s s s s n 有)12(:1:-=I n s s n ，=-=I s n s n )12(（2n-1）s ，故B 正确；又s ∝t 2 所以s
s
n =n 2，所以s n =n2s ，故C
正确；因a=2t
s
?，尽管△s=s n -s n-1可求，但△t 未知，所以A 求不出，D 错.
答案：B 、C
3 、汽车原来以速度v 匀速行驶,刹车后加速度大小为a,做匀减速运动,则t 秒后其位移为( )
A 221at vt -
B a v 22
C 2
2
1at vt +- D 无法确定
解析:汽车初速度为v ，以加速度a 作匀减速运动。速度减到零后停止运动，设其运动的时间t ，
=
a
v
。当v v
v 0
t ≤t ，
时，汽车的位移为s=2
2
1at vt -
；如果t ＞t ，，汽车在t ，时已停止运动，其位移只能用公式v 2=2as 计算，s=a
v 22
答案：D
4、汽车甲沿着平直的公路以速度v 0做匀速直线运动，当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速度为零的匀加速运动去追赶甲车，根据上述的已知条件（ ）
A. 可求出乙车追上甲车时乙车的速度
B. 可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程
C. 可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间
D. 不能求出上述三者中任何一个
分析：题中涉及到2个相关物体运动问题，分析出2个物体各作什么运动，并尽力找到两者相关的物理条件是解决这类问题的关键，通常可以从位移关系、速度关系或者时间关系等方面去分析。 解析：根据题意，从汽车乙开始追赶汽车甲直到追上，两者运动距离相等，即s 甲= =s 乙=s ，经历时间t 甲=t 乙=t.
那么，根据匀速直线运动公式对甲应有：t v s 0=
对乙有：2
2
1at s =
，及根据匀加速直线运动公式
at v t =
由前2式相除可得at=2v 0，代入后式得v t =2v 0，这就说明根据已知条件可求出乙车追上甲车时乙车的速度应为2v 0。因a 不知，无法求出路程和时间，如果我们采取作v －t 图线的方法，则上述结论就比较容易通过图线看出。图中当乙车追上甲车
时，路程应相等，即从图中图线上看面积s 甲和s 乙，显然三角形
高vt 等于长方形高v 0的2倍，由于加速度a 未知，乙图斜率不定，a 越小，t 越大，s 也越大，也就是追赶时间和路程就越大。
答案：A
5 、在轻绳的两端各栓一个小球，一人用手拿者上端的小球站在3层楼阳台上，放手后让小球自由下落，两小球相继落地的时间差为T ，如果站在4层楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两小球相继落地时间差将 （ ）
A 不变
B 变大
C 变小
D 无法判断
解析：两小球都是自由落体
动，可在一v-t 图象中作示，设人在3楼阳台上释
放小球后，两球落地时间差为△t 1图中阴影部分面积为△h ，
若人在4落地时间差△t 2，要保证阴影部分面积也是△h 一定有△t 2〈△t 1
答案：C
6、一物体在A 、B 两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A 、B ），其加速度随时间变化如图所示。设向A 的加速度为为正方向，若从出发开始计
时，则物体的运动情况是（ ）
A 先向 A ，后向
B ，再向A ，又向B ，4秒末静止在原处 B 先向 A ，后向B ，再向A ，又向B ，4秒末静
止在偏向A 的某点
C 先向 A ，后向B ，再向A ，又向B ，4秒末静
止在偏向B 的某点
D 一直向A 运动，4秒末静止在偏向A 的某点 解析：根据a-t 图象作出其v-t 图象，如右图所
示，由该图可以看出物体的速度时大时小，但方向始终不
变，一直向A 运动，又因v-t 图象与t 轴所围“面积”数值上等于物体在t 时间内的位移大小，所以4秒末物体距A 点为2米 答案：D
v v －1 1 0
7、天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v 和它们离我们的距离r 成正比，即v=Hr 。式中H 为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定，为解释上述现象，有人提供一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致。
由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T ，其计算式如何？根据近期观测，哈勃常数H=3×10-2
m/（s 光年），其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为多少年？
解析：由题意可知，可以认为宇宙中的所有星系均从同一点同时向外做匀速直线运动，由于各自的速度不同，所以星系间的距离都在增大，以地球为参考系，所有星系以不同的速度均在匀速远离。则由s=vt 可得r=vT ，所以，宇宙年龄：T=
v r =Hr r =H
1 若哈勃常数H=3×10-2
m/（s 光年） 则T=
H
1=1010
年 思考：1 宇宙爆炸过程动量守恒吗？如果爆炸点位于宇宙的“中心”，地球相对于这个“中心”做什么运动？其它星系相对于地球做什么运动？
2 其它星系相对于地球的速度与相对于这个“中心”的速度相等吗？
8、摩托车在平直公路上从静止开始起动，a 1=1.6m/s2，稍后匀速运动，然后减速，a 2=6.4m/s2，直到停止，共历时130s ，行程1600m 。试求：
（1） 摩托车行驶的最大速度v m ；
（2） 若摩托车从静止起动，a 1、a 2不变，直到停止，行程不变，所需最短时间为多少？
分析：（1）整个运动过程分三个阶段：匀加速运动；匀速运动；匀减速运动。可借助v-t 图象表示。 （2）首先要回答摩托车以什么样的方式运动可使得时间最短。借助v-t 图象可以证明：当摩托车以a 1
匀加速运动，当速度达到v /
m 时，紧接着以a 2匀减速运动直到停止时，行程不变，而时间最短
解：（1）如图所示，利用推论v t 2-v 02
=2as 有：
12
2a v m
+（130-21a v a v m m -）v m +222a v m =1600.其中a 1=1.6m/s 2,a 2=6.4m/s 2
.解得：v m =12.8m/s （另一解舍去）. (2)路程不变，则图象中面积不变，当v 越大则t 越小，t min =
2
/1/a v a v m
m +
如图所示.设最短时间为t min ，则
①2
2
/12/22a v a v m
m +
=1600 ② 其中a 1=1.6m/s 2
,a 2=6.4m/s 2
.由②式解得
v m =64m/s
，
故
t min =s s s 504
.6646.164=+.既最短时间为
50s.
答案：（1）12.8m/s （2）50s
9一平直的传送以速率v=2m/s 匀速行驶，传送带把A 处的工件送到B 处，A 、B 两处相距L=10m ，从A 处把工件无初速度地放到传送带上，经时间t=6s 能传送到B 处，欲使工件用最短时间从A 处传送到B 处，求传送带的运行速度至少应多大？
解析：物体在传送带上先作匀加速运动，当速度达到v=2m/s 后与传送带保持相对静止，作匀速运动.设加速运动时间为t ，加速度为a ，则匀速运动的时间为（6-t ）s ，则：
v=at ①
s 1=
2
1at 2
② s 2=v(6-t) ③ s 1+s 2=10 ④
联列以上四式，解得t=2s,a=1m/s
2
物体运动到B 处时速度即为皮带的最小速度
由v 2
=2as 得v=522=as m/s
传送带给物体的滑动摩擦力提供加速度，即,,g a ma mg μμ==此加速度为物体运动的最大加速度.要使物
v
v m
＇ min
体传送时间最短，应让物体始终作匀加速运动
10、一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s 2
的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s 的速度匀速驶来，从后边赶过汽车。试求：
（1） 汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？ （2） 什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？
解析：解法一：汽车开动后速度由零逐渐增大，而自行车的速度是定值。当汽车的速度还小于自行车速度时，两者的距离将越来越大，而一旦汽车速度增加到超过自行车速度时，两车距离就将缩小。因此两
者速度相等时两车相距最大，有自汽v at v ==，所以，s a v t 2==自 m at t v s 622
=-=?自
解法二：用数学求极值方法来求解
（1） 设汽车在追上自行车之前经过t 时间两车相距最远，
因为2
12at t v s s s -=-=?自
所以2362
t
t s -=?，由二次函数求极值条件知，s a b
t 22=-=
时，s ?最大 即()m t t s m 6223262362
2=?-?=-=?
（2）汽车追上自行车时，二车位移相等，则2
''at
vt =
2362''t t = , s t 4'=
s m at v /12'
'
== 解法三：用相对运动求解更简捷
选匀速运动的自行车为参考系，则从运动开始到相距最远这段时间内，汽车相对此参考系的各个物理量为：
初速度v 0 = v 汽初－v 自 =（0－6）m/s = －6m/s 末速度v t = v 汽末－v 自 =（6－6）m/s = 0
加速度 a = a 汽－a 自 =（3－0）m/s 2 = 3m/s 2
所以相距最远 s=a
v v t 22
2- =－6m （负号表示汽车落后）
解法四：用图象求解
（1）自行车和汽车的v-t 图如图，由于图线与横坐标轴所
包围的面积表示位移的大小，所以由图上可以看出：在相遇之前，在t 时刻两车速度相等时，自行车的位移（矩形面积）与汽车的位移（三角形面积）之差（即斜线部分）达最
大，所以
t=v 自/a=3
6
s=2s
△s= vt －at 2
/2 =（6×2－3×22
/2）m= 6m （2）由图可看出：在t 时刻以后，由v 自或与v 汽线组成的三角形面积与标有斜线的三角形面积相等时，两车的位移相等（即相遇）。所以由图得相遇时，t ’= 2t = 4s ，v ’=
2v 自=12m/s
答案 （1）2s 6m （2）12m/s
v
6
＇
二、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．
由于不明确摩擦力产生的条件，导致答题错误的事是经常
发生的．
例1 (1994年全国考题)如图1所示，C 是水平地面，
A 、
B 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A 和B 以相同的速度作匀速直綫运动，由此可知，A 、B
间的动摩擦因数1μ和B 、C 间的动摩擦因数2μ有可能是 (A)=1μ 0，=2μ 0 (B) =1μ0，≠2μ 0 (C) ≠1μ0，=2μ0 (D) ≠1μ0，≠2μ0
解析：本题中选A 、B 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≠2μ 0，对A 受力分析可知，水平方向不受力，1μ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。
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
1F 、2F 和摩擦力作用，木块图2处于静止状态，其中
1F ＝
10N 、2
F ＝2N ，若撤去力1F ，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；
1F 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1F 以后，物体在2F 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 ，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)．其中静f 没有具体的计算公式，是随外力变化的范围值o ≤静f ≤m ax f ，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．而静f 不但可根据上述的 (1)、(2)方法求，还可以用公式N f μ=滑计算
例3 如图3所示，质量为m 、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I ，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m I v /0=它在．它在 磁场中受洛仑兹力m qBI B qv f /0==洛和重力mg G =，若
G f =洛，则带电体作匀速直线运动，不受摩擦力作用．
若G f >洛，则带电体贴着a 板前进，滑动摩擦力
)(mg qvB N f -==μμ滑，速度越来越小，滑f 变小，当v 减小到0v ，又有mg B qv =0,它又不受摩擦
力作用而匀速前进．
若G f <洛，则带电体贴着b 板前逆。滑动摩擦力；)(qvB mg N f -==μμ滑,它减速运动动直至静止，而滑f 却是变大的．
图2
图3
a b
这充分说明滑f 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．
例4 如图4所示，一质量为m 的货物放在倾角为α
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
α，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： mgsina —F ＝ma(设F 沿斜面向上) 所以F=mgsina-ma
当a
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μ＝0．02，在木楔的倾角θ为300的斜面上有一质量m ＝1.0 kg 的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程S ＝1．4m 时，
其速度s ＝1．4m ／s ，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 m ／s ’) 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F μ＝μF Ν，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as v v t 22
02=-可求得物块下滑的加速度
222/5sin /7.02s m g s m s
v a t =<==θ
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．
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 θ一F μ1＝ma mgcos θ—F N1＝0 ．
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F μ1ˊ与F μ1，F N 1与F N1，等值反向，有F μ2+ F μ1cos θ—F N1sin θ＝0 0112=---θθμSin F COS F Mg F N N 由上面各式解得地面对木楔的摩擦力
N
N ma ma mg mg COS F F F N 61.02
3
7.00.1cos sin )sin (sin cos sin 112=??==--=-=θθθθθθθμμ
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
图4
F μ1 F N1 mg 图6
图7
g m M N N N ma mg Mg ma mg mg Mg F N )(65.1092
1
7.00.11011sin sin )sin (cos 22+<=?
?-?=-+=-++=θθθθ
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，木楔静止，加速度为零，物块加速度水平分量为θcos a a x =。对系统在水平方向由牛顿第二定律，有N ma F 61.0cos 2==θμ
答案：0．61 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
1、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 ①方向可能沿斜面向上 ②方向可能沿斜面向下 ③大小可能为零 ④大小可能等于F 以上判断正确的是………………………………( D ) A ．只有①② B ．只有③④ C ．只有①②③ D ．①②③④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前f 和后f ，则… ( C )
A ．前f 向后，后f 后向前
B ．前f 向前，后f 向后
C ．前f 向后，后f 向后
D ．前f 向前，后f 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 ) A ．4 N B ．3 N C ．5 N D ．6 N
4、(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1μ,木块P 与长板A 间的动摩擦因数为2μ，则长木板ab 受到地面的摩擦力大小为 ( C )
A Mg 1μ
B ．g M m )(1+μ
C mg 2μ
D mg Mg 21μμ+
5、(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m 1和m 2的小木块，
21m m >已
( A ) 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 ．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m 1、m 2、 21θθ和的数值并未给出 6、(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 、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 )
A ．A 对
B 的压力变小 B ．B 对A 的摩擦力保持不变
C 。A 对B 的摩擦力变大
D ．B 对地面的压力保持不变
7、
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
图8
图9 m 1
m 2 1θ 2θ
图11
图12
图10
A
P V 如图13
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 α.cos45°，所以当物体匀速下滑时，有平衡方程：mgsin α=2μmgcos αcos45°＝2μmgcos α，所以μ=6
6)3
3(2
1tan 2
1==α．
8、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20.0=μ,求恒力F 为多大?(g=10m/s 2
)
解析：设撤去力F 前物块的位移为1S ，撤去力F 时物块的速度为v ，物块受到的滑动摩擦力
mg F μ=1
对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得mv t F -=-01 由运动学公式得t v S S 2
1=
= 对物块运动的全过程应用动能定理011=-S F FS
由以上各式得2
22gt s mgs
F μμ-=
代入数据解得N F 15=
9.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μ.现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,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：mg f μ= ，方向向左。
（2） 出纸带的最小速度为0v 即纸带从金属块下抽出时金属块速度恰好等于0v 。 对金属块：ma f =
at v =0
金属块位移：2
12
1at s =
纸带位移：t v s 02= 两者相对位移：l S S =-12解得：gl v μ20=
故要抽出纸带，纸带速度gl v μ2>
10.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θ,试求地面对斜面体的支持力和摩擦力.
解析:由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。
（1） 取物块为研究对象，受力分析如图16所示： 由题意得： θcos 1mg F N =①
ma F mg F f =--1sin θ②
由②得：ma mg F F f --=θsin 1③
（2） 取斜面为研究对象，受力分析如图17得：
θθcos sin 112N
f N F M
g F F '+='+④ θθsin cos 112N
f f F F F '+'=⑤ 又因为1f F 与1f F '是作用力与反作用力，1n F 与1n F '是作用力与反作用力
由牛顿第三定律得：ma mg F F F f f --=='θsin 11⑥
θcos 11mg F F N N
=
='⑦ 由④⑤⑥⑦解得：θsin )()(2ma F g m M F N
--+=
v
a 图15
N
F 图17
θcos )(2mg F F f -=
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：
①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
②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。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，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。
④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。
①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。
②质量是物体惯性大小的量度。
=2/严格相等。
③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m Fr GM
④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。
（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F
成正比，跟物体的质量m成反比。
合
=
2. 公式：F ma
合
理解要点：
①因果性：F合是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；
②方向性：a与F合都是矢量，方向严格相同；
③瞬时性和对应性：a为某时刻某物体的加速度，F合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：a=0。
2. 平衡条件
F0。
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F F
、、（在国际制单位中）
（五）力学基本单位制：kg m s
①确定研究对象；
②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；
③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；
④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程；
⑤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方程分别为：
T ma T mg cos '
sin 45450?=?-=??
?
解得：a g '=
由滑块A 的加速度a g a =>2'，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β角，由小球水平竖直方向状态可列方程
T ma T mg sin ''cos ββ=-=???
解得：()()T ma mg mg '=+=225
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？（θ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a 1方向沿圆周的切线方向。
F mg ma a g 111==∴=sin sin θθ，
（2）水平细线剪断瞬间，B 球受重力G 和弹簧弹力T 2不变，如图5（b ）所示，则
F m g a g B 22=∴=tan tan θθ，
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m kg =05.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102
m s /，则物体从A 运动到B 的时间为多少？
解析：由于μθ=<=05075.tan .，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s 1，加速度a 1，时间t 1，因物速小于皮带速率，根据牛顿第二定律，a mg mg m
m s 1210=
+=sin cos /θμθ，方向沿斜面向下。t v a s s a t m 111112
1125====<，皮带长度。
设从物块速率为102
m s /到B 端所用时间为t 2，加速度a 2，位移s 2，物块速度大于皮带速度，物块受滑动摩
擦力沿斜面向上，有：
a mg mg m
m s s vt a t 22
2222
2
212
=
-==+sin cos /θμθ
即1651012
21222
2-=+?=t t t s ，（t s 210=-舍去）
所用总时间t t t s =+=122
例4.
如图7，质量M kg =8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μ=02.，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）小物块从放在车上开始经过t s 030=.所通过的位移是多少？（g 取102m s /）
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a 1的匀加速直线运动，小车做加速度为a 2匀加速运动。 由牛顿运动定律：
物块放上小车后加速度：a g m s 12
2==μ/
小车加速度：()a F mg M m s 22
05=-=μ/./
v a t
v a t
11223==+
由v v 12=得：t s =2
（2）物块在前2s 内做加速度为a 1的匀加速运动，后1s 同小车一起做加速度为a 2的匀加速运动。 以系统为研究对象：
根据牛顿运动定律，由()F M m a =+3得：
()a F M m m s 32
08=+=/./
物块位移s s s =+12
()()s a t m
s v t at m s s s m
1122122
12124124484===+==+=//..
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。当箱以a m s =202
./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g m s =102
/）
（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a m s 12
20=./减速上升时，m 受力情况如图10所示：
mg N N ma m N N g a kg kg
+
-==--=--=121211106102
05. （1）N N N N N N 2212102
5'''
====，
∴+-=N mg N 120''
故箱体将作匀速运动或保持静止状态。 （2）若N 10"=，则
()F N mg N N
a F m
m s 合合（向上）
=-≥-==
≥22
105510"/
即箱体将向上匀加速或向下匀减速运动，且加速度大小大于、等于102
m s /。
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f R v =6πη，η为常数，则红血球半径R ＝___________。（设血浆密度为ρ0，红血球密度为ρ）
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 mg gV f =+ρ0
即ρπρππη?=?+434
3
6303R g g R R v 得：()R v
g
=-920ηρρ
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F kt =（常量k>0）。设物块从t =0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()μμ<1，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01~t 时间内，物块在竖直方向做匀速直线运动
B. 在01~t 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μ，若要以水平外力F 将木板抽出，则力F 的大小至少为（ ） A. μmg
B. ()μM m g +
C. ()μm M g +2
D. ()2μM m g +
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m kg =1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a m s =32/，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102
m s /）
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举力F 至少与体重G ＝mg 平衡，鸟扇动翅膀获得的上举力可表示为F cSv =2，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F G ≥，即v ≥_________，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l ，质量m ∝体积∝l 3，S l ∝2
，于是起飞的临界
速率v l ∝。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M kg M kg A B ==36，。今用
水平力F A 推A ，用水平力F B 拉B ，F A 和F B 随时间变化的关系是()()F t N F t N A B =-=+9232、。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θ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μ，帆受到的空气阻力与滑块下滑速度的大小成正比，即f kv =。
（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m kg g m s ==?=2030102
./，，θ，从静止下滑的速度图象如图所示的曲线，图中直线是t ＝0时的速度图线的切线，由此求出μ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m kg =12的静止物体P ，弹簧的劲度系数k N m =800/。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g m s =102
/，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f m （向左），由平衡条件知：
mg N F f m ==，
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F f m >'（新情况下的最大静摩擦力），可见f f m m >'，即最大静摩擦力减小了，由f N m =μ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μμmg kx ma mg +=>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。
物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国，19，6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是( ) A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。
高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好 为零，然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变，则： A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解：当开关S一直闭合时，A、B两板间的电压保持不变，当带电质点从M向N 运动时，要克服电场力做功，W=qU AB，由题设条件知：带电质点由P到N的运动过程中，重力做的功与质点克服电场力做的功相等，即：mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离，因U AB保持不变，上述等式仍成立，故沿原路返回， 应选A。 若把B板下移一小段距离，因U AB保持不变，质点克服电场力做功不变，而重力做功 增加，所以它将一直下落，应选D。 由上述分析可知：选项A和D是正确的。 想一想：在上题中若断开开关S后，再移动金属板，则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个 离子的质量为m，电量为q，从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b)
华辉教育物理学科备课讲义 A．大小为2N，方向平行于斜面向上 B．大小为1N，方向平行于斜面向上 C．大小为2N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2N，方向竖直向上 答案：D 解析：绳只能产生拉伸形变， 绳不同，它既可以产生拉伸形变，也可以产生压缩形变、弯曲形变和扭转形变，因此杆的弹力方向不一定沿杆． 2．某物体受到大小分别为 闭三角形．下列四个图中不能使该物体所受合力为零的是 ( 答案：ABD 解析：A图中F1、F3的合力为 为零；D图中合力为2F3. 3．列车长为L，铁路桥长也是 桥尾的速度是v2，则车尾通过桥尾时的速度为 A．v2
答案：A 解析：推而未动，故摩擦力f＝F，所以A正确． ．某人利用手表估测火车的加速度，先观测30s，发现火车前进540m；隔30s 现火车前进360m.若火车在这70s内做匀加速直线运动，则火车加速度为 ( A．0.3m/s2B．0.36m/s2 C．0.5m/s2D．0.56m/s2 答案：B 解析：前30s内火车的平均速度v＝540 30 m/s＝18m/s，它等于火车在这30s 10s内火车的平均速度v1＝360 10 m/s＝36m/s.它等于火车在这10s内的中间时刻的速度，此时刻Δv v1－v36－18
两根绳上的张力沿水平方向的分力大小相等． 与竖直方向夹角为α，BC与竖直方向夹角为 ．利用打点计时器等仪器测定匀变速运动的加速度是打出的一条纸带如图所示．为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s. ，x AD＝84.6mm，x AE＝121.3mm __________m/s，v D＝__________m/s 结果保留三位有效数字)
功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[ ] A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C．两过程中拉力的功一样大 D．上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma， 匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2． [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系． 因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D． [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功． [例题2]质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m 的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功．
[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功． [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果．
牛顿第二运动定律 【例1】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3-2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，则以下说法正确的是： A、物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中，速率不断变大 C、物体从A下降B，以及从B上升到A的过程中，速 率都是先增大，后减小 D、物体在B点时，所受合力为零 的对应关系，弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物 =0，体正确的受力分析，是解决本题的关键，找出AB之间的C位置，此时F 合 由A→C的过程中，由mg>kx1，得a=g-kx1/m，物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0，物体速度达最大。由C→B的过程中，由于mg
圆周运动的实例分析典型例题解析 【例1】用细绳拴着质量为m 的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法中，正确的是[ ] A ．小球过最高点时，绳子中张力可以为零 B ．小球过最高点时的最小速度为零 C ．小球刚好能过最高点时的速度是Rg D ．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相 反 解析：像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动，通过最高点时有下列几种情况： (1)m g m v /R v 2当＝，即＝时，物体的重力恰好提供向心力，向心Rg 加速度恰好等于重力加速度，物体恰能过最高点继续沿圆周运动．这是能通过最高点的临界条件； (2)m g m v /R v 2当＞，即＜时，物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道，作抛体运动； (3)m g m v /R v m g 2当＜，即＞时，物体能通过最高点，这时有Rg ＋F ＝mv 2/R ，其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力．而值得一提的是：细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力，而不可能产生支撑力，因而小球过最高点时，细绳对小球的作用力不会与重力方向相反． 所以，正确选项为A 、C ． 点拨：这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题．当小球经越圆周最高点或最低点时，其重力和绳子拉力的合力提供向心力；当小球经越圆周的其它位置时，其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力． 【问题讨论】该题中，把拴小球的绳子换成细杆，则问题讨论的结果就大相径庭了．有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动，过最高点时：
(1)v (2)v (3)v 当＝时，支承物对小球既没有拉力，也没有支撑力； 当＞时，支承物对小球有指向圆心的拉力作用； 当＜时，支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用； Rg Rg Rg (4)当v ＝0时，支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ，这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动，能经越最高点的临界条件． 【例2】如图38－1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转，盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B ．现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处，并用不可伸长的轻绳相连．已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m ．试分析角速度ω从零逐渐增大，两球对轴保持相对静止过程中，A 、B 两球的受力情况如何变化？ 解析：由于ω从零开始逐渐增大，当ω较小时，A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力． A 球：m ω2r ＝f A ； B 球：m ω22r ＝f B ． 随ω增大，静摩擦力不断增大，直至ω＝ω1时将有f B ＝f m ，即m ω＝，ω＝．即从ω开始ω继续增加，绳上张力将出现．12m 112r f T f m r m /2 A 球：m ω2r ＝f A ＋T ；B 球：m ω22r ＝f m ＋T ． 由B 球可知：当角速度ω增至ω′时，绳上张力将增加△T ，△T ＝m ·2r(ω′2－ω2)．对于A 球应有m ·r(ω′2－ω2)＝△f A ＋△T ＝△f A ＋m ·2r(ω′2－ω2)． 可见△f A ＜0，即随ω的增大，A 球所受摩擦力将不断减小，直至f A ＝0
高一物理必修1知识集锦及典型例题 一． 各部分知识网络 （一）运动的描述： 测匀变速直线运动的加速度：△x=aT 2 ，6543212 ()()(3) a a a a a a a T ++-++=
a与v同向，加速运动；a与v反向，减速运动。
（二）力： 实验：探究力的平行四边形定则。 研究弹簧弹力与形变量的关系：F=KX.
（三）牛顿运动定律： . 改变
(四)共点力作用下物体的平衡： 静止 平衡状态 匀速运动 F x 合=0 力的平衡条件：F 合=0 F y 合=0 合成法 正交分解法 常用方法 矢量三角形动态分析法 相似三角形法 正、余弦定理法 物 体 的平衡
二、典型例题 例题1..某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50 Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出．从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.74 cm，x3＝6.40 cm，x4＝8.02 cm，x5＝9.64 cm，x6＝11.28 cm，x7＝12.84 cm. (1)请通过计算，在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字)； (2)根据表中数据，在所给的坐标系中作出v－t图 象(以0计数点作为计时起点)；由图象可得，小车 运动的加速度大小为________m /s2 例2. 关于加速度，下列说法中正确的是 A. 速度变化越大，加速度一定越大 B. 速度变化所用时间越短，加速度一定越大 C. 速度变化越快，加速度一定越大 D. 速度为零，加速度一定为零 例3. 一滑块由静止开始，从斜面顶端匀加速下滑，第5s末的速度是6m/s。求：（1）第4s末的速度；（2）头7s内的位移；（3）第3s内的位移。 例4. 公共汽车由停车站从静止出发以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，同时一辆汽车以36km/h的不变速度从后面越过公共汽车。求： （1）经过多长时间公共汽车能追上汽车？ （2）后车追上前车之前，经多长时间两车相距最远，最远是多少？ 例5．静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是 A. 物体立即获得加速度和速度
磁场专题 7．【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图所示，MN 是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。MN 的上方有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P 为屏上的一小孔，PQ 与MN 垂直。一群质量为m 、带电荷量q 的粒子（不计重力），以相同的速率v ，从P 处沿垂直于磁场方向射入磁场区域，且分布在与PQ 夹角为θ的范围内，不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是（ ） A ．在荧光屏上将出现一个圆形亮斑，其半径为mv qB B ．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为 ()21cos mv qB θ- C ．在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑，其半径为mv qB D ．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为()21sin mv qB θ- 10．【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图，电源电 动势为E ，内阻为r ，滑动变阻器电阻为R ，开关闭合。两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子正好以速度v 匀速穿过两板。以下说法正确的是（忽略带电粒子的重力）（ ） A ．保持开关闭合，将滑片P 向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 B ．保持开关闭合，将滑片P 向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 C ．保持开关闭合，将a 极板向下移动一点，粒子将继续沿直线穿出 D ．如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出 4．【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次联合考试】如图所示，一粒子源位于一边长为a 的正三角形ABC 的中点O 处，可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v 、质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，整个三角形位于垂直于△ABC 的匀强磁场中，若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为 （ ） A ．mv qa B ．2mv qa Q
?在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采用如图所示的电路.通过两只滑动变阻器R1和R2对一阻值为500 Ω 左右的电阻R0两端电压进行粗调和微调.已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200 Ω和10 Ω.关于滑动变阻器R1、R2的连接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是（ B A.取R1=200 Ω，R2=10 Ω，调节R1起粗调作用 B.取R1=10 Ω，R2=200 Ω，调节R2起微调作用 C.取R1=200 Ω，R2=10 Ω，调节R2起粗调作用 D.取R1=10 Ω，R2=200 Ω，调节R1起微调作用 滑动变阻器的分压接法实际上是变阻器的一部分与另一部分在跟接在分压电路中的电阻并联之后的分压，如果并联的电阻较大，则并联后的总电阻接近变阻器“另一部分”的电阻值，基本上可以看成变阻器上两部分电阻的分压.由此可以确定R1应该是阻值较小的电阻，R2是阻值较大的电阻，且与R1的一部分并联后对改变电阻的影响较小，故起微调作用，因此选项B是正确的. 如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V， 乙电路所加的电压为14V。调节变阻器R 1和R 2 使两灯都正常发光，此时变阻器 消耗的电功率分别为P 甲和P 乙 ，下列关系中正确的是（ a ） A．P 甲＞ P 乙 B．P 甲＜P 乙 C．P 甲 = P 乙 D．无法确 定 ?一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率是100 W.若将这盏灯先接一段很长的导线后，再接在同一电源上，此时导线上损失的电功率是9 W，那么此电灯的实际功率将( ) A.等于91 W B.小于91 W C．大于91 W D.条件不足，无法确定
力学知识回顾以及易错点分析： 一：竖直上抛运动的对称性 如图1－2－2，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则： (1)时间对称性 物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA. (2)速度对称性 物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．[关键一点] 在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也 可能处于下降阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解． 易错现象 1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零 2、忽略竖直上抛运动中的多解 3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题 二、运动的图象运动的相遇和追及问题 1、图象： 图像在中学物理中占有举足轻重的地位，其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数 关系。位移和速度都是时间的函数，在描述运动规律时，常用x—t图象和v—t图象.
(1) x—t图象 ①物理意义：反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。②表示物体处于静止状态 ②图线斜率的意义 ①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小． ②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向． ③两种特殊的x－t图象 (1)匀速直线运动的x－t图象是一条过原点的直线． (2)若x－t图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处 于静止状态 （2）v—t图象 ①物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化 的规律． ②图线斜率的意义 a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小. b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向． ③图象与坐标轴围成的“面积”的意义 a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。 b若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时 间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向． ③常见的两种图象形式 (1)匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行的直线．
一、力学 胡克定律：f = kx 重力：G = mg 滑动摩擦力：f = μN 求F 1、F 2的合力的公式：θcos 2212221F F F F F ++=合 两个分力垂直时：2221F F F +=合 万有引力：F =G 221r m m G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 万有引力=向心力 '422 222mg ma r T m r m r v m r Mm G =====πω 2R Mm G mg = GM gR =2 黄金代换式 第一宇宙速度：s km gR r GM v /9.7=== 第二宇宙速度：v 2=11.2km /s , 第三宇宙速度：v 3=16.7km /s 牛二定律： t p ma F ??==合 匀变速直线运动：v t = v 0 + a t S = v o t +12 a t 2 as v v t 2202=- 初速为零的匀加速直线运动, 在1s 、2s ……内的位移比为12：22：32……n 2 在第1s 内、第 2s 内……位移比为1：3：5……(2n-1) 在第1m 内、第2m 内……时间比为1：()21-：（32-)……(n n --1) 连续相邻的相等的时间间隔内的位移差：? s = a T 2 CheckBox1
匀速圆周运动公式 线速度：V = t s =2πR T =ωR=2πf R 向心加速度：a =v R R T R 222244===ωππ2 f 2 R 角速度：ω=φπ πt T f ==22 向心力：F= ma = m v R m 2=ω2 R = m 422πT R =42πm f 2R 平抛：水平分运动：水平位移：x= v o t 水平分速度：v x = v o 竖直分运动：竖直位移：y =2 1g t 2 竖直分速度：v y = g t 功 ： αcos Fs W = 动能： 22 1mv E k = 重力势能：E p = mgh (与零势面有关) 动能定理： W 合= ?E k = E k 2 - E k 1 = 21222 121mv mv - 机械能守恒： mgh 1 +222212 121mv mgh mv += 功率：P = W t =Fv cos α (t 时间内的平均功率) 物体的动量 P=mv, 力的冲量 I=Ft 动量定理：F 合t=mv 2-mv 1 动量守恒定律：11v m +m 2v 2 = m 1v 1’+m 2v 2’ 简谐振动的回复力 F=－kx 加速度x m k a -=
《高中物理巧学巧解大全》目录 第一部分高中物理活题巧解方法总论 整体法隔离法力的合成法力的分解法力的正交分解法加速度分解法加速度合成法 速度分解法速度合成法图象法补偿法（又称割补法）微元法对称法假设法临界条件法动态分析法利用配方求极值法等效电源法相似三角形法矢量图解法等效摆长法 等效重力加速度法特值法极值法守恒法模型法模式法转化法气体压强的参考液片法气体压强的平衡法气体压强的动力学法平衡法（有收尾速度问题）穷举法通式法 逆向转换法比例法推理法密度比值法程序法等分法动态圆法放缩法电流元分析法 估算法节点电流守恒法拉密定理法代数法几何法 第二部分部分难点巧学 一、利用“假设法”判断弹力的有无以及其方向 二、利用动态分析弹簧弹力 三、静摩擦力方向判断 四、力的合成与分解 五、物体的受力分析 六、透彻理解加速度概念 七、区分s-t 图象和v-t图象 八、深刻领会三个基础公式 九、善用匀变速直线运动几个重要推论 十、抓住时空观解决追赶（相遇）问题 十一、有关弹簧问题中应用牛顿定律的解题技巧 十二、连接体问题分析策略——整体法与隔离法 十三、熟记口诀巧解题 十四、巧作力的矢量图，解决力的平衡问题 十五、巧用图解分析求解动态平衡问题 十六、巧替换、化生僻为熟悉，化繁难就简易 十七、巧选研究对象是解决物理问题的关键环节 十八、巧用“两边夹”确定物体的曲线运动情况 十九、效果法——运动的合成与分解的法宝 二十、平抛运动中的“二级结论”有妙用 二十一、建立“F供＝F需”关系，巧解圆周运动问题 二十二、把握两个特征，巧学圆周运动 二十三、现代科技和社会热点问题——STS问题 二十四、巧用黄金代换式“GM＝R2g” 二十五、巧用“比例法”——解天体运动问题的金钥匙 二十六、巧解天体质量和密度的三种方法 二十七、巧记同步卫星的特点——“五定” 二十八、“六法”——求力的功 二十九、“五大对应”——功与能关系 三十、“四法”——判断机械能守恒 三十一、“三法”——巧解链条问题 三十二、两种含义——正确理解功的公式，功率的公式 三十三、解题的重要法宝之一——功能定理 三十四、作用力与反作用力的总功为零吗？——摩擦力的功归类 三十五、“寻”规、“导”矩学动量
[例1] 如图1所示，某人骑摩托车在水平道路上行驶，要在A处越过的壕沟，沟面对面比A处低，摩托车的速度至少要有多大？ 图1 解析：在竖直方向上，摩托车越过壕沟经历的时间 在水平方向上，摩托车能越过壕沟的速度至少为 2. 从分解速度的角度进行解题 对于一个做平抛运动的物体来说，如果知道了某一时刻的速度方向，则我们常常是“从分解速度”的角度来研究问题。 [例2] 如图2甲所示，以9.8m/s的初速度水平抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上。可知物体完成这段飞行的时间是（） A. B. C. D. 图2 解析：先将物体的末速度分解为水平分速度和竖直分速度（如图2乙所示）。根据平抛运动的分解可知物体水平方向的初速度是始终不变的，所以 ；又因为与斜面垂直、与水平面垂直，所以与间的夹角等于斜面的倾角。再根据平抛运动的分解可知物体在竖直方向做自由落体运动，那么我们根据就可以求出时间了。则
所以 根据平抛运动竖直方向是自由落体运动可以写出 所以 所以答案为C。 3. 从分解位移的角度进行解题 对于一个做平抛运动的物体来说，如果知道了某一时刻的位移方向（如物体从已知倾角的斜面上水平抛出，这个倾角也等于位移与水平方向之间的夹角），则我们可以把位移分解成水平方向和竖直方向，然后运用平抛运动的运动规律来进行研究问题（这种方法，暂且叫做“分解位移法”） [例3] 在倾角为的斜面上的P点，以水平速度向斜面下方抛出一个物体，落 在斜面上的Q点，证明落在Q点物体速度。 解析：设物体由抛出点P运动到斜面上的Q点的位移是，所用时间为，则由“分解位移法”可得，竖直方向上的位移为；水平方向上的位移为。 又根据运动学的规律可得 竖直方向上， 水平方向上 则， 所以Q点的速度 [例4] 如图3所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的速度同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为和，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为多少？ 图3 解析：和都是物体落在斜面上后，位移与水平方向的夹角，则运用分解位移的方法可以得到
高中物理力学经典例题解析 1．在光滑的水平桌面上有一长L=2米的木板C，它的两端各有一块档板，C的质量m C=5千克，在C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A和B，质量分别为m A=1千克，m B=4千克。开始时，A、B、C都处于静止，并且A、B间夹有少量塑胶炸药，如图15-1所示。炸药爆炸使滑块A以6米/秒的速度水平向左滑动，如果A、B与C间的摩擦可忽略，两滑块中任一块与档板碰撞后都与挡板结合成一体，爆炸和碰撞所需时间都可忽略。问： (1)当两滑块都与档板相碰撞后，板C的速度多大? (2)到两个滑块都与档板碰撞为止，板的位移大小和方向如何? 分析与解：(1)设向左的方向为正方向。炸药爆炸前后A和B组成的系统水平方向动量守恒。设B获得的速度为m A，则m A V A+m B V B=0，所以：V B=-m A V A/m B=-1.5米/秒对A、B、C 组成的系统，开始时都静止，所以系统的初动量为零，因此当A和B都与档板相撞并结合成一体时，它们必静止，所以C板的速度为零。 (2)以炸药爆炸到A与C相碰撞经历的时间：t1=(L/2)/V A=1/6秒， 在这段时间里B的位移为：S B=V B t1=1.5×1/6=0.25米， 设A与C相撞后C的速度为V C，A和C组成的系统水平方向动量守恒：m A V A=(m A+m C)V C，所以V C=m A V A/(m A+m C)=1×6/(1+5)=1米/秒 B相对于C的速度为：V BC=V B-V C=(-1.5)-(+1)=-2.5米/秒 因此B还要经历时间t2才与C相撞： t2==(1-0.25)/2.5=0.3秒， 故C的位移为：S C=V C t2=1×0.3=0.3米， 方向向左，如图15-2所示。
中学物理受力分析经典例题 1.分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体. 2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析 （1）沿水平草地滚动的足球 （3）在光滑水平面上向右运动的物体球 平面上的物体球 （4）在力F 作用下行使在 路面上小车 V （5）沿传送带匀速运动的物体 （6）沿粗糙的天花板向右运动的物体 F>G （2）沿斜面上滑的物体A （接触面光滑） （1）沿斜面下滚的小球， 接触面不光滑 . （3）静止在斜面上的物体 （4）在力F 作用下静止在 斜面上的物体A. （5）各接触面均光滑 A 物块A
3. 对下列各种情况下的物体A 进行受力分析，在下列情况下接触面均不光滑. 4.对下列各种情况下的A 进行受力分析（各接触面均不光滑） （1）A 静止在竖直墙面上 v （2）A 沿竖直墙面下滑 （4）静止在竖直墙轻上的物体A 行使向 （2）行使向 （4）静止的杆，竖直墙面光滑 （5）小球静止时的结点A （6）小球静止时的结点 A （6）在拉力F 作用下静止 在斜面上的物体A （5）静止在竖直墙轻上的物体A
5．如图所示，水平传送带上的物体。 （1）随传送带一起匀速运动 （2）随传送带一起由静止向右起动 6．如图所示，匀速运动的倾斜传送带上的物体。 （1）向上运输 （2）向下运输 7.分析下列物体A 的受力：（均静止） 8.如图1—13甲所示，竖直墙壁光滑，分析静止的木杆受哪几个力作用。 α B A B A （光滑小球A ） A B α 乙 图1—13
9.如图1—14甲所示，Ａ、Ｂ、Ｃ叠放于水平地面上，加一水平力Ｆ，三物体仍静止，分析Ａ、Ｂ、Ｃ的受力情况。 10.如图1—15甲所示，物体Ａ、Ｂ静止，画出Ａ、Ｂ的受力图。 11.如图1—18所示，放置在水平地面上的直角劈M 上有一个质量为m 的物体，若m 在其上匀速下滑，Ｍ仍保持静止，那么正确的说法是（ ） A.Ｍ对地面的压力等于（M+m ）g B.Ｍ对地面的压力大于（M+m ）g C.地面对Ｍ没有摩擦力 D.地面对Ｍ有向左的摩擦力 12.如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m 的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向右运动；（3）小车以加速度a 水平向左运动。 图1—18 甲 乙 图1—14 图1—15甲 图1—15乙 图1—6
） 面的运动情况为 ） A 物块 拉力 B C ． D ． 程中 B 受到的摩擦力 的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间 物块先向左运动，再向右运 动 方向向左，逐渐减小 木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动 物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动 木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零 2. 如图，在光滑水平面上有一质量 为 力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平 方向向右，逐渐减小 木板 t 增大的水平力 F=kt （k 是常数），木板和木块加 例 1． 一小圆盘静止在桌布上 与桌布间的动摩擦因数为 3．如图所示， A 、 B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动， 运动过 10. 如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现 用水平 速度的大小分别为 a 1和 a 2，下列反映 a 1 和 a 2 变化的图线中正确的是 A ．方向向左，大小不变 B C ．方向向右，大小不变 D 位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的 AB 边重合，如图．已知盘 1，盘与桌面间的动摩擦因数为 2 ．现突然以恒定加速度 a 将桌布抽离桌面，加 的足够长的木板，其上叠放一质量为 m 2 的木块。假定木块和木板之间 速度方向是水平的且垂直于 AB 边．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度 a 满足的条件是什么？（以 g 表示重 力加速度）
14.质量为 m =1.0 kg 的小滑块 (可视为质点 )放在质量为 m =3.0 kg 的长木板的右端 , 木板上表面光滑 ,木板与地 面 之间的动摩擦因数为 μ=0.2, 木板长 L=1.0 m 开始时两者都处于静止状态 , 现对木板施加水平向右的恒力 F =12 N, 如图 3-12 所示,为使小滑块不掉下木板 ,试求:( g 取 10 m/s 1 2) (1) 水平恒力 F 作用的最长时间 ; (2) 水平恒力 F 做功的最大值 . 10．如图 9 所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用 水平 力向右拉木板 ，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时， 撤掉拉力， 此后木板和物块相对于 水平 面的运动情况为 17．如图 18所示，小车质量 M 为 2.0 kg m 为 0.5 kg ，物体与小车间 的动摩擦因数为 0.3 ，则： 图 18 (1) 小车在外力作用下以 1.2 m/s 2 的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？ (2) 欲使小车产生 a ＝3.5 m/s 2 的加速度，需给小车提供多大的水平推力？ (3) 若要使物体 m 脱离小车，则至少用多大的水平力推小车？ (4) 若小车长 L ＝1 m ，静止小车在 8.5 N 水平推力作用下，物体由车的右端向左滑动，则滑离小车需多长时 间？ ( 物体 m 看作质点 ) 16．如图所示，木板长 L ＝ 1.6m ，质量 M ＝ 4.0kg ，上表面光滑，下表面与地面间的动摩擦因数为 μ＝0.4. 质 量 m ＝1.0kg 的小滑块 (视为质点 ) 放在木板的右端， 开始时木板与物块均处于静止状态， 现给木板以向右的初 2 速度，取 g ＝ 10m/s 2，求： 17．如图所示，质量为 m ＝ 1kg ，长为 L ＝ 2.7m 的平板车，其上表面距离水平地面的高度为 h ＝0.2m ，以速度 v 0 ＝ 4m/s 向右做匀速直线运动， A 、 B 是其左右两个端点．从某时刻起对平板车施加一个大小为 5N 的水平向 1 木板所受摩擦力的大小； 2 使小滑块不从木板上掉下来，木板初速度的最大值． A ． B ． C ． D ． 物块先向左运动，再向右运动 物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动 木板向右运动，速度逐渐变小，直到做 匀速运动 木板和物块的速度都逐渐变小，直
1、（93年）A、B、C三物块质量分别为M、m和m ０ ，作如图所示的联结。绳子不可伸长，且 绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若B随A一起沿水平桌面作匀速运动，则可以断定( ) (A)物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m ０ g (B)物块A与B之间有摩擦力，大小为m ０ g (C)桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m ０ g (D)桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m ０ g 对C进行受力分析,在竖直方向上受重力m g和绳上拉力F.由于B和A作匀速运动,说明C 也作匀速运动.也就是C受力平衡,有F=m g.现在以A和B作为一个整体分析,这个整体受向右的绳上的拉力F,要使整体平衡必须受一个向左的力F.这个力也就是桌面对整体的摩擦力,而这个摩擦力作用在A上.也就是桌面对A的摩擦力为F.再取出A单独进行受力分析,可以确定的是受绳上拉力和桌面的摩擦力,这两个等大反向.则B对A不可能再有力作用,不然A 不可能保持平衡.也就是说AB之间没有摩擦力.选(A) 2、（98年）三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳（） （A）必定是OA （B）必定是OB （C）必定是OC （D）可能是OB，也可能是OC 把OA,OB,OC绳上的力分别记为F 1,F 2 ,F 3 .以结点O作为受力分析对象进行受力分析
如果一个对象受力平衡,那么将这些力分别首尾相连则一定能构成一个封闭的多边形.如右 图. F 2与F 3 相互垂直,则这个三角形中最长的边必然是F 1 边.说明F 1 >F 2 ,F 3 .也就是说这三个 力中最大的必然是F 1 .即当三条绳最大拉力相同时,必然是OA先断.选(A) 3、（99年）如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度 系数分别为k1和k 2 ，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为 A、m 1g/k 1 B、m 2 g/k 1 C、m 1g/k 2 D、m 2 g/k 2 没有向上的力作用在m 1上时.把m 1 和m 2 看作一个整体,这个整体有向下的重力(m 1 +m 2 )g,平衡 它的是弹簧的弹力F 1=(m 1 +m 2 )g.这时弹簧形变△x=(m 1 +m 2 )g/k 2 . 当m 1刚好离开上面弹簧时,拉力与重力应该为一对平衡力.这时m 1 对下面m 2 没有作用力.(可 以看作m 1已经被提开),这时下面弹簧的弹力F 2 =m 2 g.这时弹簧形变为△x=m 2 g/k 2 在整个过程中下面木块移动距离就应该是两次形变的差.即x=m 1g/k 2 . 4、（92年）如图所示，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的（） (A)方向可能沿斜面向上(B)方向可能沿斜面向下 (C)大小可能等于零(D)大小可能等于F 对M作受力分析,由于斜面对M的摩擦力未知,暂且不作出来.得到左图. 由于摩擦力是平行于斜面方向上的力,所以将G分解为平行于斜面和垂直于斜面上的两个力
§4.5 典型例题分析 例1 用不导热细管连接的两个相同容器里装有压强为1atn ，相对湿度B=50%，温度为100℃的空气。现将其中一个容器浸在温度为0℃的冰中，试问系统的压强改变为多少？每一容器中的相对湿度是多少？已知0℃时水的饱和汽压为4.6mmHg 。 分析:当一个容器浸在0℃的冰中，另一容器中的空气与水蒸气将流入这一容器，整个系统的压强将逐步降低。达到平衡时，空气在两容器中的分压也应相等。 解:设平衡时空气在两容器中的分压02,1,V atm p p o =空为每一容器体积，由空气的总摩尔数不变的条件得 00 002100022RT pV RT V p RT V p =?+?空空 解得 mmHg p 321 2=空 由于水蒸气分压不可能比同一温度下饱和蒸气压大，即mmHg p p 6.42=≤饱水，若没有水蒸气凝结，则按理想气体方程，在末态的水汽分压应等于321mmHg ，因为在初态时空气和水汽的分压 是相等的。但2空p 比4.6mmHg 大得多，说明在0℃的容器中已有水凝结，因而 水p 2=4.6mmHg 所以在末态的压强mmHg p p p 326222=+=水空故在0℃容器中的相对湿度%1000=B ，而在100℃容器中的相对湿度为 %6.0%1007606 .4100=?= B 。 例1 把质量为g m 1001=的2N 与未知质量的2O 混合，在温度T=77.4K 的条件下，让单位体积的混合气体作等温压缩。混合后气体压强和体积关系如图4-5-1所示。(1)确定2O 质量2m ；(2)计算T=77.4K 时饱和2O 的压强2p 。 图4-5-1
解:说明T=77.4K 是在标准大气压下液态氮的沸点，液态氧的沸点更高。 因为液态氧的沸点更高，所以在等温压缩中，氧气先达到饱和气压。从图中可知，从A 点起，氧气的压强达到饱和气压，设为2p 由A →B 氧气保持2p 不变而质量减少到达B 点后，氮气压强达到饱和气压，设为1p ，A →B 氮气质量1m 不变，利用状态方程和分压定律得： 在A 点： 4,,021 10222=+== p p RT M m V p RT M m V p A A 在B 点： 721=+p p 在A →B 中，氮气质量不变，有 01102,2,p p V V V p V p B A B A === 解得 atm p g m atm p atm p atm p 61,1.38,1,6,322210= ==== 例2 两个相同的轻金属容器里装有同样质量的水。一个重球挂在不导热的细线上。放入其中一个容器内，使球位于容器内水的体积中心。球的质量等于水的质量，球的密度比水的密度大得多。两个容器加热到水的沸点，再冷却。已经知道：放有球的容器冷却到室温所需时间为未放球的容器冷却到室温所需时间的k 倍。试求制作球的物质的比热与水的比热之比水球c c : 解:在单位时间内通过本系统(容器—水，容器—水—球)与周围媒质的接触面 所散失的热量 t Q q ??= 与温度差有关。 )(/T T aF t Q -=??容 式中t 是时间，容T 是容器的温度，T 是周围媒质的温度，F 是温度的某个函数，系数α由本系统与周围媒质的接触条件决定。在本情况中对于两容器来说接触条件相同，所以对于两容器α系数相同。一个容器散失热量△Q 致使容器的温度