高考物理二轮复习 专题二 力与直线运动 第二讲 电磁学中的直线运动课件

12/8/2021
2.(多选)如图所示,框架甲通过细绳固定于天花板上,小球乙、丙通过轻弹簧 连接,小球乙通过另一细绳与甲连接,甲、乙、丙三者均处于静止状态,甲、 乙、丙质量分别为m、2m、3m,重力加速度为g。则将甲与天花板间细绳剪 断瞬时,下列说法正确的是 ( ) a丙=0 a甲=g a甲=2g D.甲、乙间细绳张力大小为mg
立即消失,不需要形变恢复时间
量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时
性问题中,其弹力的大小通常可以看成保持不变
12/8/2021
视角1 牛顿第二定律的瞬时性问题
1.(多选)光滑斜面上,当系统静止时,挡板C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面 平行,A、B质量相等。在突然撤去挡板的瞬间 ( ) A.两图中两球加速度均为g sin θ B.两图中A球的加速度均为零 C.图甲中B球的加速度为2g sin θ D.图乙中B球的加速度为g sin θ
12/8/2021
答案 D 匀速下降过程,动能不变,重力势能减少,所以机械能不守恒,选项A 错误;减速下降时加速度向上,所以携带的检测仪器处于超重状态,选项B错 误;合外力做功等于动能改变量,选项C错误;火箭着地时,火箭对地的作用力 大于自身的重力,选项D正确。
12/8/2021
4.(2018江西名校联考)如图甲所示,在某部电梯的顶部安装一个能够显示拉 力大小的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m的小 球。若该电梯在竖直方向行驶时突然停止,传感器显示弹簧弹力大小F随时 间t变化的图像如图乙所示,g为重力加速度,则 ( )
12/8/2021
视角3 运动图像问题 5.(2018河南三门峡检测)在平直公路上行驶的a车和b车,其位移-时间图像分 别为图中直线a和曲线b,由图可知 ( )

加速阶段：v0′＝v＝6 m/s，v′＝v0＝30 m/s 则：v0＝v＋a2t2，t2＝v0a－2 v＝4 s 则汽车运动的时间至少为 t＝t1＋t2＝10 s。 (3)在加速阶段：v20－v2＝2a2x2，解得 x2＝72 m 则总位移 x＝x1＋x2＝180 m 若不减速通过所需时间 t′＝vx0＝6 s 车因减速和加速过站而耽误的时间至少为 Δt＝t－t′＝4 s。 [答案] (1)108 m (2)10 s (3)4 s
所示，两质点在 t2 时刻相遇，则下 列说法正确的是
图1－2－6
A．t1 时刻两质点的运动方向相反 B．相遇前两质点一定在 t1 时刻相距最远 C．t1～t2 时间内，一定有某一时刻两质点的加速 度相同
D．t2 时刻，甲刚好从后面追上乙
[解析] 本题根据两物体的 v－t 图象考查位置关 系。由题图可知，在 t1 时刻，两质点的速度方向均为 正方向，即两质点均沿正方向运动，故 A 错误；由图 象可知，两质点从同一位置开始运动，在 0～t1 时间内， 甲质点的速度始终大于乙质点的速度，故甲在前乙在 后，在这段时间内，两质点的距离越来越远，在 t1 时 刻速度达到相同，距离最远，B 正确；若 v－t 图象是 曲线，则曲线在某一时刻的切线斜率代表该时刻的瞬
答案 B
3．(2019·浙江卷)如图 1－2－3 所示，A、B、C 为 三个实心小球，A 为铁球，B、C 为木球。A、B 两球 分别连接在两根弹簧上，C 球连接在细线一端，弹簧 和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用 绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则 剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ 木＜ρ 水＜ρ 铁)
A．两车在 t1 时刻也并排行驶 B．在 t1 时刻甲车在后，乙车在前 C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大

二、应用牛顿运动定律解决问题的方法 1.瞬时分析法:牛顿第二定律的合力与加速度存在同时刻对应关系,与 这一时刻前后的力无关. (1)轻绳和坚硬的物体所产生的弹力可以突变; (2)弹簧和橡皮绳连有物体时,弹力不能突变(但如果弹簧或橡皮绳被 剪断,其弹力将立即消失). 2.合成法:物体只受两个力(互成角度)时,可直接画平行四边形.对角 线既是合力方向,也是加速度方向. 3.正交分解法:在考虑各个力分解时,也要考虑加速度的分解.建立坐 标系时尽量减少矢量的分解. 4.程序法:全过程中,有几段不同的过程(加速度或合力不同)时,要按 顺序分段分析.
答案: (1)8 m/s
(2)郑州地铁一号线最小站间距离约为x′=1 000 m,地铁列车每次停站 时间为ta′=45 s,按赫普顿斯托尔的奔跑速度,在郑州出站和进站最短 共需用时tb′=60 s,列车参数和其他条件相同.试通过计算判断,若赫普 顿斯托尔同样以上述平均速度在地面道路上奔跑,能否在这两个车站间 挑战成功? 〚思路探究〛(2)赫普顿斯托尔出站和进站的时间tb能不能算入他在地 面道路上奔跑的时间? 答案:tb不能算入他在地面道路上奔跑的时间. 规范解答:(2)列车在郑州地铁两站间运动总时间为 t 总=2t1+ x x =70 s,
方法归纳·重点点拨
一、匀变速运动的几个重要规律及解题方法
1.匀变速运动的几个推论
(1)Δx=aT2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等,Δx=x2-x1=x3x2=…=aT2,可以推导出xm-xn=(m-n)aT2.
(2) vt
2
=v
=
v0 v 2
=
x t
,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内
vm 他在地面道路奔跑的时间为 t′=2ta′+t 总-tb′=100 s, 能赶上列车的平均速度为 v′= x =10 m/s,

审题突破
判断电势能变化的方法是什么？“经时间2t物体
返回 A 点 ” 说明物体向右的位移大小和向左位移大小有什么
关系？ 解析 电场力先做负功后做正功，总功为零，所以带电物体
的电势能先增加后减小，其变化量为0，故A正确；
F－F电 1 2 在恒力 F 作用时 a1＝ ，位移 x1＝ a1t ，撤去恒力 F 后 a2 2 m F电 1 F 9 2 ＝ ，位移 x2＝a1t· 2t－ a2(2t) ，根据 x1＝－x2 得 ＝ ，故 B 2 m F电 5 正确；
会增大，电场力不变，故A、C正确.
答案 AC
热点考向例析
考向3 电磁感应中的动力学问题分析
例3 如图5所示，平行金属导轨PQ、MN相 距d＝2 m，导轨平面与水平面间的夹角α＝
30°，导轨上端接一个R＝6 Ω的电阻，导
轨电阻不计，磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁 图5
场垂直导轨平面向上.一根质量为m＝0.2 kg、
错误.
在A点，有qEA＜mg，在B点，有qEB＞mg，则得：EA＜EB， 故C正确. 向下运动的过程中，小球有动能时，根据能量守恒定律可知 重力势能的减少量等于动能增加量和电势能的增加量之和， 故D错误. 答案 C
热点考向例析
考向2 磁场内动力学问题分析
例2 如图3所示，空间有一垂直纸面向外的 磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为 0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平 图3 面上，在木板左端无初速度放置一质量为 0.1 kg、电荷量q＝ ＋0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块 受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力 .t＝0时对木板施
答案 mg(R＋r) (1) 2B2l2 g (2) 14

真题模拟体验 名师诠释高考
在本讲中,高考命题主要涉及以下三个方面: 1.带电体在恒定电场力或变化电场力作用下的直线运动,以匀变速直线运动为 主,考查应用动力学和功能观点解决直线运动问题的能力. 2.带电体在安培力或洛伦兹力作用下的直线运动,考查对洛伦兹力特点的理解, 能正确分析与其他力相互制约的动态变化过程. 3.导体棒做切割磁感线的直线运动,以匀速和匀变速直线运动为主,考查综合应 用牛顿运动定律、功能关系和电路规律解决问题的能力.
C.在距上极板���2���处返回
D.在距上极板25d 处返回
真题模拟体验 名师诠释高考
1234
解析:由题意知,带电粒子落到下极板处的速度为 0,设此时电场强度为 E,根 据 动 能定理有,mg (d+���2���)-q Ed =0,板间电压不变的情况下,下极板向上平移���3��� 后,电场强度变为原来的32倍,所以后来的电场强度为 E'=32������,假设带电粒子在 距上极板 h 处时,速度变为 0,根据动能定理得 mg(h+���2���)-qE'h=0,得 h=25������. 答 案 :D
真题模拟体验 名师诠释高考
1234
解析:金属板水平放置时,静电力F=mg,如图甲所示;当金属板逆时针旋转45°时,静 电力F大小不变,方向逆时针转过45°,如图乙所示.由平行四边形定则知,F合的方向 沿左下方,带电微粒从静止释放,故选项D正确.
答案:D
真题模拟体验 名师诠释高考
1234
2.(多选)(2014浙江理综,20)如图甲所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间 有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属 棒.从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为Im,图甲中 I所示方向为电流正方向.则金属棒( )

三、命题规律 本考点是对牛顿第二定律、运动学规律等基础知识的考查， 考查时常结合牛顿第二定律、运动学图象、绳及弹簧模型等知 识交汇命题，只要考生牢记相关知识及相互联系，仔细审题， 灵活进行知识迁移，即可轻松取分．
题组冲关调研
范有所得，练有高度
[范例调研]
[例 2] 消防队员为缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直 接滑下．假设一名质量为 60 kg、训练有素的消防队员从七楼(即 离地面 18 m 的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下．已知杆 的质量为 200 kg，消防队员着地的速度不能大于 6 m/s，手和腿 对杆的最大压力为 1 800 N，手和腿与杆之间的动摩擦因数为 0.5，设当地的重力加速度 g 取 10 m/s2.假设杆是固定在地面上 的，杆在水平方向不移动．试求：
Δx B.2t2
Δx C.3t2
2Δx D. 3t2
解析：物体做匀加速直线运动，通过一段位移 Δx 所用时间 为 2t，故该段位移中间时刻物体的瞬时速度是 v1＝Δ2xt ；紧接着 通过下一段位移 Δx 所用时间为 t，故这一段位移中间时刻物体 的瞬时速度是 v2＝Δtx；物体加速度的大小 a＝ΔΔvt ＝vt2＋－2tv1，解 得：a＝Δ3tx2，故选 C.
一、解决两类动力学基本问题的思路
二、方法技巧总结 (1)瞬时问题要注意绳、杆弹力和弹簧弹力的区别，绳和轻 杆的弹力可以突变，而弹簧的弹力不能突变． (2)连接体问题要充分利用“加速度相等”这一条件或题 中特定条件，交替使用整体法与隔离法． (3)两类动力学基本问题的解题关键是运动分析、受力分 析，充分利用加速度的“桥梁”作用．
2．如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔 8 m 设有 一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为 5 s 和 2 s．关卡刚放行时，一同学立即在关卡 1 处以加速度 2 m/s2 由静止加速到 2 m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡 是( C )5

12/13/2021
第八页，共一百一十六页。
(1)求油滴运动到 B 点时的速度； (2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原 来的大，试给出相应的 t1 和 v0 应满足的条件．已知不存在电场 时，油滴以初速度 v0 做竖直上抛运动的最大高度恰好等于 B、A 两点间距离的两倍．
12/13/2021
第二十九页，共一百一十六页。
12/13/2021
答案 C 解析 A 项，由图可知，开始时质点运动的方向与选取的正 方向相反，后运动的方向与选取的正方向相同．故 A 项错误；B 项，由于质点的位移－时间(x-t)图像为一抛物线，可知质点的加 速度保持不变，所以在 t0 时刻，质点的加速度不为零．故 B 项错 误；C 项，由于图像的斜率表示速度，由图可知，在 0～3t0 的时 间内，速度先减小后增大．故 C 项正确；D 项，由于质点的位移 －时间(x-t)图像为一抛物线，结合图像的特点可得：x＝k(t－t0)2.
12/13/2021
第二十一页，共一百一十六页。
2．(2016·课标全国Ⅲ)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线
运动，在时间间隔 t 内位移为 s，动能变为原来的 9 倍．该质点
的加速度为( )
s
3s
A.t2
B.2t2
4s
8s
C. t2
D. t2
12/13/2021
第二十二页，共一百一十六页。
答案 A 解析 设初速度为 v1，末速度为 v2，根据题意可得 9·12mv12 ＝12mv22，解得 v2＝3v1，根据 v＝v0＋at，可得 3v1＝v1＋at，解 得 v1＝a2t，代入 s＝v1t＋12at2 可得 a＝ts2，故 A 项正确．
再持续同样时间 动量定理

A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
稿定PPT
稿定PPT，海量素材持续更
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
新，上千款模板选择总有一
款适合你
真题研析·规律探寻
解析
AB．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球
稿定PPT
会大于10m，故C错误；
稿定PPT，海量素材持续更
新，上千款模板选择总有一
D．跳水过程中运动员的姿态变化，重心位置相对自己是变化的，故D错误。
款适合你
故选B。
题型特训·命题预测
2. (2023•浙江温州•一模)2023年亚运会在杭州举行。有关运动项目的描述，下列说
法正确的是（ D ）
A．甲图中跳水运动员在空中运动到最高点时加速度为零
稿定PPT
•15、2022•山东卷•13、2022•全国乙卷•2、2022•全国乙卷•12、2022•全国甲卷•6、
稿定PPT，海量素材持续更
2022•辽宁卷•7、2022•辽宁卷•10、2022•江苏卷•10、2022•江苏卷•1、2022•湖南卷•9、
新，上千款模板选择总有一
2022•湖南卷•7、2022•湖北卷•11、2022•河北卷•9、2022•广东卷•13、2022•福建卷•7、
到N点的过程中（ C ）
A．该游客的位移大小为 5.4km
稿定PPT
稿定PPT，海量素材持续更
B．该游客的平均速率为 5.4m/s
新，上款模板选择总有一
款适合你
C．该游客的平均速度大小为
0.5m/s
D．若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0