2018届高三物理二轮专题复习学案:3.动力学规律的应用
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第三章牛顿运动定律高考导航学案01 牛顿运动定律两类动力学问题基础体系知识点一:牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持状态或状态,除非作用在它上面的力迫使它这种状态。
2.意义:(1) 揭示了力与运动的关系:指出力不是物体运动的原因,而是物体运动状态的原因。
即:力是产生的原因。
(2) 揭示了物体的固有属性:指出一切物体都有,因此牛顿第一定律又称定律。
3.惯性:(1) 定义:物体具有保持原来状态或状态的性质。
(2) 性质:惯性是物体都具有的性质。
与物体的运动情况和受力情况。
(3) 量度:是物体惯性大小的唯一量度。
知识点二:牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟作用力成,跟物体的质量成。
加速度方向与作用力方向。
2.表达式:。
式中各量都要用国际单位,F指合外力。
3.适用范围:①只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。
②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
知识点三:牛顿第三定律、单位制1.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,方向,作用在上。
2.单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(1) 基本单位:基本物理量的单位。
力学中的基本量有三个:、和。
(2) 导出单位:由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
知识点四:两类动力学问题1.动力学的两类基本问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。
第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
考点突破 考点1:牛顿第一定律的理解与应用1.惯性的两种表现形式:(1) 物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
(2) 物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。
惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变。
2.理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形不存在。
在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的。
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2018届高三物理第二轮复习计划高三物理备课组高三物理通过第一轮的复习,学生大都能掌握物理学中的基本概念、规律,及其一般应用。
但这些方面的知识,总的感觉是比较零散的,同时,对于综合方面的应用更存在较大的问题.因此,在第二轮复习中,首要的任务是能把整个高中的知识网络化、系统化,把所学的知识连成线,铺成面,织成网,疏理出知识结构,使之有机地结合在一起。
另外,要在理解的基础上,能够综合各部分的内容,进一步提高综合解题能力。
为达到第二轮复习的目的,经备课组老师讨论决定,仍将以专题复习的形式为主.计划如下:一、时间按排:2018年3月中旬至2018年5月中旬.二、内容安排:专题一:牛顿运动定律;专题二:功和能;专题三:带电粒子在电场、磁场中的运动;专题四:电磁感应和电路分析、计算综合应用;专题五:物理学科内的综合;专题六:选择题的分析与解题技巧;专题七:实验题的题型及处理方法;专题八:论述、计算题的审题方法和技巧;专题九:物理解题中的数学方法。
三、其它问题:我们认为要搞好第二轮复习还应注意以下几个方面:1、应抓住主干知识及主干知识之间的综合概括起来高中物理的主干知识有以下方面的内容:(1)力学部分:物体的平衡;牛顿运动定律与运动规律的综合应用;功能关系的综合应用;机械能守恒定律及能的转化和守恒定律。
专题01 力与物体的平衡1.必须牢记的概念、公式、定律 (1)质点、位移、速度、加速度的概念. (2)匀变速直线运动的位移、速度公式及推论. (3)牛顿运动定律、万有引力定律等. 2.必须掌握的三类问题 (1)圆周运动问题. (2)平抛运动问题. (3)卫星运行及其变轨问题. 3.必须明确的五个易错易混点(1)v t 图象、x t 图象都表示直线运动规律.(2)静摩擦力与滑动摩擦力方向的判定及大小的计算方法. (3)运动的合成与分解和力的合成与分解.(4)在竖直面内的圆周运动中绳模型与杆模型在最高点时的临界条件. (5)双星系统的轨道半径与天体间距离的区别.一、整体法和隔离法在平衡问题中的应用 1.平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态. 2.平衡条件F 合=0或⎩⎪⎨⎪⎧F x =0F y =0.3.利用整体、隔离思维法对物体受力分析4.注意问题(1)在受力分析时一定要恰当的选取研究对象,运用整体思维法和隔离思维法时一定要区分好内力和外力.(2)解决问题时通常需要交叉应用隔离、整体思维法.(3)对两个以上的物体叠加组成的整体进行受力分析时,一般先采用整体思维法后用隔离思维法,即“先整体,后隔离”.二、共点力作用下的动态平衡问题1.动态平衡物体在缓慢移动过程中,可认为其速度、加速度均为零,物体处于平衡状态.2.共点力平衡的重要推论(1)三个或三个以上的共点力平衡,某一个力(或其中某几个力的合力)与其余力的合力等大反向.(2)同一平面上的三个不平行的力平衡,这三个力必为共点力,且表示这三个力的有向线段可以组成一个封闭的矢量三角形.3.妙解动态平衡问题的两种典型方法:三、复合场中的平衡问题 1.六种常见力 力 大小方向 重力 G =mg总是竖直向下弹力一般由力的平衡条件或牛顿运动定律求解;弹簧的弹力:F =kx与引起形变的力的方向相反摩擦力静摩擦力0<F f ≤F fm ;滑动摩擦力F f =μF N与接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反(与运动方向不一定相反)电场力匀强电场中的电场力F =qE ;真空中点电荷的库仑力F =kQq r 2正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反 安培力 F =BIL(I⊥B)用左手定则判断(垂直于I 、B 所决定的平面)洛伦兹力F =qvB(v⊥B)用左手定则判断(垂直于v 、B 所决定的平面)2.四类组合场(1)电场与磁场的组合. (2)电场与重力场的组合. (3)重力场与磁场的组合. (4)重力场、电场和磁场的组合. 3.处理复合场中的平衡问题的方法与纯力学问题的分析方法一样,学会把电学问题力学化.分析方法是:选取研究对象――→方法“整体法”或“隔离法” ↓受力分析――→多了个电场力F =Eq 或安培力F =BIL或洛伦兹力F =qvB↓列平衡方程―→F 合=0或F x =0,F y =0 4.注意问题(1)电荷在电场中一定受电场力作用,电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用. (2)分析电场力或洛伦兹力时,注意带电体的电性. (3)分析带电粒子受力时,要注意判断是否考虑重力.高频考点一 受力分析 物体的静态平衡例1.【2017·天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
牛顿运动定律的应用一、牛顿第一定律一切物体总保持匀速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.牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。
(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:tv a ∆∆=,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。
(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。
)2.牛顿第一定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。
惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。
质量是物体惯性大小的量度。
3.牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
物体不受外力和物体所受合外力为零的效果都是保持原有运动状态,但它们在本质上是有区别的,不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例。
二、牛顿第三定律两个物体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。
1.区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。
2.一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。
这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。
三、牛顿第二定律物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。
即F =ma 。
特别要注意表述的第三句话。
因为力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。
第2讲牛顿第二定律的应用(1)➢教材知识梳理一、动力学的两类基本问题1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路:先求出几个力的合力,由牛顿第二定律(F合=ma)求出________,再由运动学的有关公式求出速度或位移.2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路:已知加速度或根据运动规律求出________,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.说明:牛顿第二定律是联系运动问题与受力问题的桥梁,加速度是解题的关键.二、超重和失重1.超重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________物体所受重力的情况称为超重现象.2.失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________物体所受重力的情况称为失重现象.3.完全失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________的情况称为完全失重现象.4.视重与实重(1)当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为________.视重大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.(2)物体实际受到的重力大小称为________.三、连接体与隔离体1.连接体与隔离体:两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为________.如果把其中某个(或几个)物体隔离出来,该物体称为________.2.外力和内力(1)以物体系为研究对象,系统之外其他物体的作用力是系统受到的________,而系统内各物体间的相互作用力为________.(2)求外力时应用牛顿第二定律列方程不考虑________;如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将变为隔离体的________.答案:一、1.加速度 2.加速度二、1.大于 2.小于 3.等于零4.(1)视重(2)实重三、1.连接体隔离体2.(1)外力内力(2)内力外力【思维辨析】(1)放置于水平桌面上的物块受到的重力是物块的内力.( )(2)系统的内力不会影响系统整体的运动效果.( )(3)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解,所以加速度由运动情况决定.( )(4)物体处于超重状态时,物体的重力大于mg.( )(5)物体处于完全失重状态时其重力消失.( )(6)物体处于超重还是失重状态,由加速度的方向决定,与速度方向无关.( )(7)减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于重力.( )答案:(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(×)(5)(×)(6)(√)(7)(×)➢考点互动探究考点一解决动力学两类问题的基本思路1 [2016·四川卷] (17分)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图372所示,竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面.一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止.已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍.货物与货车分别视为小滑块和平板,取cos θ=1,sin θ=0.1,g 取10 m/s2.求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度.图371图372[解答规范] (1)设货物的质量为m ,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数μ=0.4,受摩擦力大小为f ,加速度大小为a 1,则________=ma 1(2分)f =________(2分)联立以上二式并代入数据得a 1=5 m/s 2(1分)a 1的方向沿制动坡床向下.(1分)(2)设货车的质量为M ,车尾位于制动坡床底端时的车速为v =23 m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s 0=38 m 的过程中,用时为t ,货物相对制动坡床的运动距离为s 2.货车受到制动坡床的阻力大小为F ,F 是货车和货物总重的k 倍,k =0.44,货车长度l 0=12 m ,制动坡床的长度为l ,则Mg sin θ+F -f =Ma 2(2分) F =k (m +M )g (2分) s 1=________(2分) s 2=________(2分) s =________(1分) l =l 0+s 0+s 2(1分)联立并代入数据得l =98 m .(1分)答案:f +mg sin θ μmg cos θ vt -12a 1t 2 vt -12a 2t 2s 1-s 21 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图373甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4 s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72 km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m .减速过程中汽车位移x 与速度v 的关系曲线如图乙所示.此过程可视为匀变速直线运动.重力加速度的大小g 取10 m/s 2.求:(1)减速过程中汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者比一般人增加的反应时间;(3)减速过程中汽车对志愿者的作用力大小与志愿者重力大小的比值.图373答案:(1)8 m/s 22.5 s (2)0.3 s (3)415[解析] (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a ,所用时间为t ,由题可得,初速度v 0=20 m/s ,末速度v =0,位移x =25 m ,由运动学公式得v 20=2ax t =v 0a联立以上两式,代入数据得a =8 m/s 2,t =2.5 s(2)设志愿者正常情况下反应时间为t ′,饮酒后反应时间的增加量为Δt ,由运动学公式得L =v 0t ′+xΔt =t ′-t 0联立以上两式,代入数据得 Δt =0.3 s(3)设志愿者所受的合外力大小为F ,汽车对志愿者的作用力大小为F 0,志愿者质量为m ,由牛顿第二定律得F =ma由平行四边形定则得F 20=F 2+(mg )2联立以上两式,代入数据得F 0mg =415.2 [2016·合肥质量检测] 如图374所示,有一半圆,其直径水平且与另一圆的底部相切于O 点,O 点恰好是半圆的圆心,圆和半圆处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道AOB 、COD 、EOF ,它们的两端分别位于圆和半圆的圆周上,轨道与圆的竖直直径的夹角关系为α>β>θ.现让小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端,则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为( )图374A .t AB =t CD =t EF B .t AB >t CD >t EFC .t AB <t CD <t EF D .t AB =t CD <t EF答案:B [解析] 设圆的直径为D ,半圆的半径为R ,对轨道AOB ,其长度为L 1=D cos α+R ,在其上运动的加速度a 1=g cos α,由L 1=12a 1t 2AB ,解得t AB =2(D cos α+R )g cos α=2Dg+2Rg cos α.对轨道COD 、EOF ,同理可得t CD =2Dg+2Rg cos β,t EF =2Dg+2Rg cos θ.由轨道与竖直线的夹角关系α>β>θ可知,t AB >t CD >t EF ,选项B 正确.考点二2 [2016·江苏南通如皋模拟] 我国“80后”女航天员王亚平在“天宫一号”里给全国的中小学生们上了一堂实实在在的“太空物理课”.在火箭发射、飞船运行和回收过程中,王亚平要承受超重或失重的考验,下列说法正确是( )A .飞船在降落时需要打开降落伞进行减速,王亚平处于超重状态B .飞船在降落时需要打开降落伞进行减速,王亚平处于失重状态C .飞船在绕地球匀速运行时,王亚平处于超重状态D .火箭加速上升时,王亚平处于失重状态 答案:A[解析] 飞船在降落时需要打开降落伞进行减速,加速度方向向上,王亚平处于超重状态,故A 正确,B 错误;飞船在绕地球匀速运行时,万有引力提供向心力,加速度方向向下,王亚平处于失重状态,故C 错误;火箭加速上升时,加速度方向向上,王亚平处于超重状态,故D 错误.■ 题根分析本题通过受力分析和牛顿第二定律,考查运动过程中的超重、失重问题.对超重、失重问题的分析应注意:(1)超重、失重现象的实质是物体的重力的效果发生了变化,重力的效果增大,则物体处于超重状态;重力的效果减小,则物体处于失重状态.重力的作用效果体现在物体对水平面的压力、物体对竖直悬线的拉力等方面,在超重、失重现象中物体的重力并没有发生变化.(2)物体是处于超重状态,还是失重状态,取决于加速度的方向,而不是速度的方向.只要加速度有竖直向上的分量,物体就处于超重状态;只要加速度有竖直向下的分量,物体就处于失重状态,当物体的加速度等于重力加速度时(竖直向下),物体就处于完全失重状态.(3)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平不能测量物体的质量、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.■ 变式网络式题1 [2016·合肥质量检测] 如图375所示,在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下列说法中正确的是( )图375A.只有“起立”过程才能出现超重的现象B.只有“下蹲”过程才能出现失重的现象C.“下蹲”的过程中,先出现超重现象后出现失重现象D.“起立”“下蹲”的过程中,都能出现超重和失重的现象答案:D [解析] “起立”的过程中,先加速向上后减速向上运动,加速向上运动时加速度方向向上,出现超重现象,减速向上运动时加速度方向向下,出现失重现象,即“起立”过程先出现超重现象后出现失重现象;“下蹲”的过程中,先加速向下后减速向下运动,加速向下运动时加速度方向向下,出现失重现象,减速向下运动时加速度方向向上,出现超重现象,即“下蹲”过程先出现失重现象后出现超重现象,D正确,A、B、C错误.式题2 [2016·福建质量检测] 如图376所示,质量为M的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上,车厢水平底板上放置一质量为m的货物,在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动.若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向,重力加速度大小为g,则( )图376A.车厢对货物的作用力大小等于mgB.车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上C.悬臂对车厢的作用力大于(M+m)gD.悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上答案:C [解析] 货物随车厢一起斜向上加速运动,由牛顿第二定律可知,车厢与货物的重力和悬臂对车厢的作用力的合力方向应与加速度方向一致,故悬臂对车厢的作用力方向是斜向上的,选项D错误;由于车厢和货物在竖直方向有向上的分加速度,处于超重状态,故悬臂对车厢的作用力大于(M+m)g,选项C正确;同理,对车厢中货物用隔离法分析可知,车厢对货物的作用力大于mg,方向是斜向上的,但不平行于缆绳,选项A、B错误.式题3 (多选)飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员处于完全失重状态时,下列说法正确的是( ) A.宇航员不受任何力作用B.宇航员处于平衡状态C.地球对宇航员的引力全部用来提供向心力D.正立和倒立时宇航员一样舒服答案:CD [解析] 飞船绕地球做匀速圆周运动时,飞船以及里面的宇航员都受到地球的万有引力,选项A错误;宇航员随飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员受到地球的万有引力提供其做圆周运动的向心力,不是处于平衡状态,选项B错误,选项C正确;完全失重状态下,重力的效果完全消失,正立和倒立情况下,身体中的器官都是处于悬浮状态,没有差别,所以一样舒服,选项D正确.考点三连接体问题应用牛顿第二定律解决连接体类问题时,正确地选取研究对象是解题的关键.若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,则可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量);若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内各物体之间的作用力,则需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解;若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”.如图377所示,一足够长的固定光滑斜面的倾角θ=37°,大小可以忽略的两个小物体A 、B 的质量分别为m A =1 kg 、m B =4 kg ,两物体之间的轻绳长L =0.5 m ,轻绳可承受的最大拉力为T =12 N .对B 施加一沿斜面向上的力F ,使A 、B 由静止开始一起向上运动,力F 逐渐增大,g 取10 m/s 2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)若某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F 的大小;(2)若轻绳拉断瞬间A 、B 的速度为3 m/s ,绳断后保持外力F 不变,当A 运动到最高点时,求A 、B 之间的距离.图377[解析] (1)对整体受力分析,根据牛顿第二定律得F -(m A +m B )g sin θ=(m A +m B )a隔离A 物体,根据牛顿第二定律得T -m A g sin θ=m A a联立解得F =60 N(2)取沿斜面向上为正方向.隔离A 物体,根据牛顿第二定律得 -m A g sin θ=m A a A解得a A =-g sin θ=-6 m/s 2则A 物体到最高点所用时间t =0-v 0a A=0.5 s此过程A 物体的位移为x A =v 02·t =0.75 m隔离B 物体,根据牛顿第二定律得F -m B g sin θ=m B a B解得a B =F m B-g sin θ=9 m/s 2此过程B 物体的位移为x B =v 0t +12a B t 2=2.625 m两者间距为x B-x A+L=2.375 m.1 [2016·湖南衡阳月考] 如图378所示,质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖直向上匀加速运动,不计空气阻力,在三个阶段的运动中,线上的拉力大小( )图378A.由大变小B.由小变大C.始终不变且大小为m1m1+m2FD.由大变小再变大答案:C [解析] 在水平面上时,对整体,由牛顿第二定律得F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a1,对质量为m1的物体,由牛顿第二定律得T1-μm1g=m1a1,联立解得T1=m1m1+m2F;在斜面上时,对整体,由牛顿第二定律得F-μ(m1+m2)g cos θ-(m1+m2)g sin θ=(m1+m2)a2,对质量为m1的物体,由牛顿第二定律得T2-μm1g cos θ-m1g sin θ=m1a2,联立解得T2=m1m1+m2F;在竖直方向上运动时,对整体,由牛顿第二定律得F-(m1+m2)g=(m1+m2)a3,对质量为m1的物体,由牛顿第二定律得T3-m1g=m1a3,联立解得T3=m1m1+m2F.综上分析可知,线上的拉力大小始终不变且大小为m1m1+m2F,选项C正确.2 a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连.当用大小为F的恒力竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,如图379所示,下列说法正确的是( )图379A.x1一定等于x2B.x1一定大于x2C.若m1>m2,则x1>x2D.若m1<m2,则x1<x2答案:A [解析] 在竖直方向运动时,以整体为研究对象,由牛顿第二定律有F-(m1+m2)g=(m1+m2)a1,以物体b为研究对象,由牛顿第二定律有kx1-m2g=m2a1,联立解得kx1=m2Fm1+m2;在水平方向运动时,以整体为研究对象,由牛顿第二定律有F=(m1+m2)a2,以物体b为研究对象,由牛顿第二定律有kx2=m2a2,联立解得kx2=m2Fm1+m2,可见x1=x2,选项A正确.■ 方法技巧求解连接体内部物体之间的作用力时,一般选受力较少的隔离体为研究对象;求解具有相同的加速度的连接体外部对物体的作用力或加速度时,一般选取系统整体为研究对象.大多数连接体问题中需要整体法和隔离法交替使用.【教师备用习题】1.[2015·重庆卷] 若货物随升降机运动的vt图像如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是图中的( )图13A B C D[解析] B 货物的上下运动涉及超重和失重,超重时加速度向上,失重时加速度向下.由vt图像知,整个运动分为六个阶段,货物的加速度分别是:向下、为零、向上、向上、为零、向下,故支持力和重力的关系分别为:小于、等于、大于、大于、等于、小于.以第二、第五两个阶段为基准(支持力等于重力),可得B正确.2.(多选)[2015·海南卷] 如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块.开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时( )A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑[解析] BD 升降机匀速运动时,物块匀速下滑,以物块为研究对象,沿斜面方向,有mg sin θ=f,垂直于斜面方向,有F N=mg cos θ,又知f=μF N,解得μ=tan θ;升降机加速上升,时物块处于超重状态,物块与斜面间的正压力变大,滑动摩擦力也变大,选项A错误,选项B正确;加速上升瞬间,沿斜面方向,有f′-mg sin θ=ma sin θ,垂直于斜面方向,有F′N-mg cos θ=ma cos θ,解得f′F N′=tan θ=μ,由于物块有相对于斜面向下的初速度,所以物块沿斜面向下匀速运动,选项C错误,选项D正确.3.[2013·安徽卷] 如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行.在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力F N分别为(重力加速度为g)( )A.T=m(g sin θ+a cos θ),F N=m(g cos θ-a sin θ)B.T=m(g cos θ+a sin θ),F N=m(g sin θ-a cos θ)C.T=m(a cos θ-g sin θ),F N=m(g cos θ+a sin θ)D.T=m(a sin θ-g cos θ),F N=m(g sin θ+a cos θ)[解析] A 对物体进行受力分析,如图所示,应用牛顿第二定律,在水平方向有T cos θ-F N sin θ=ma,在竖直方向有T sin θ+F N cos θ=mg,解得T=ma cos θ+mg sin θ,F N=mg cos θ-ma sin θ,选项A正确.4.(多选)[2013·浙江卷] 如图所示,总质量为460 kg的热气球从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g取10 m/s2.关于热气球,下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N[解析] AD 热气球从地面刚开始竖直上升时,速度很小,空气阻力可以忽略,对热气球,由牛顿第二定律有F-mg=ma,解得浮力F=mg+ma=4830 N,故A正确.如果热气球一直匀加速上升,则上升180 m时的速度v=2ah=6 5 m/s>5 m/s,故热气球不是匀加速上升,说明随着速度的增加,空气阻力也越来越大,故B错误.如果热气球一直匀加速上升,则上升180 m所用的时间t=2ha=12 5 s>10 s,说明上升10 s后还未上升到180 m处,速度小于5 m/s,故C错误.以5 m/s的速度匀速上升阶段,空气阻力f=F-mg=230 N,故D正确.。
可见,A 没有与B 的右壁发生碰撞,此后,A 、B 问的摩擦力方向变化,撞前过程相似,故第二次碰撞发生在 B 的左壁07年重庆市第一轮复习第三次月考卷 A 向右加速,B 向右加速,与第一次碰 17 17、(20分)如图甲所示,质量为 M 、长L= 1.0m 、右端带有竖直挡板的木 板B 静止在光滑水平面上,一个质量为 m 的小木块A (可视为质点),以水 平速度v o =4.0 m/s 滑上B 的左端,而后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板 B 的左端,已知M/m=3,并设A 与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可以 忽略,求; (1) A 、B 最终的速度。
(2) 木块A 与木块B 问的动摩擦因数。
(3) 在图乙所给坐标中画出此过程中 B 相对地的v-t 图线。
(要写出分析和计算) 解:(1)对M 、m 系统相互作用的全过程,由动量守包定律得 mv 0 = (M+m) v 解得v = 1 m/s (2) A 、B 相互作用的全过程中,摩擦生热等丁机械能的减少,即1 1 ^mg 2L = —mv () (M m)v2 2解得 [i = 0.3 (3)研究A 、B 系统,从A 滑上B 至A 相对B 滑行距离为L 的过程,由动 量守包和能量守包可得 mv 0 = m V I + M v 2 ,.1 1 1 」mg L = — mv 一 mv 一Mv 2 2 2 代入数据可得:V I +3V 2=42 3 2 2 - 2 购牛得 v1 = --------- =3.12m/s v 2 = ---------- = 0.29m/s 2 2 以上为A 、B 碰前瞬间的速度。
… 2 3 2 或 v1 = ------------ = -1.12m/s 1 2 2 2 v 2 = ---------- = 1.71m/s 2 此为A 、B 刚碰后瞬间的速度。
木板B 此过程为匀变速直线运动,B 的加 速度为 aB = 」mgM 0.3 m 10 =1 m/s 2故碰前B加速时间为t1 =臣=0.29s3B碰后B减速时间为v2-v2t2 2 2= 0.71sa B故B对地的v~t图象如图所示。
【7份】新课标2018年高考物理总复习教案第三章牛顿运动定律目录第14课时牛顿第一定律牛顿第三定律(双基落实课) (1)第15课时牛顿第二定律(双基落实课) .............................................................................. 9第16课时动力学的两类基本问题(重点突破课) ............................................................ 19 第17课时牛顿运动定律的综合应用(题型研究课)......................................................... 34 第18课时动力学中的两类典型模型(题型研究课) .. (47)第19课时验证牛顿运动定律(实验提能课) (65)阶段综合评估 (78)考纲要求考情分析牛顿运动定律及其应用Ⅱ 1.命题规律近几年高考对本章内容的考查仍以概念和规律的应用为主,单独考查本章的题目多为选择题,与曲线运动、电磁学相结合的题目多为计算题。
2.考查热点以实际生活、生产和科学实验为背景,突出表现物理知识的实际应用的命题趋势较强,2018届高考复习应予以高度关注。
超重和失重Ⅰ实验四:验证牛顿运动定律第14课时牛顿第一定律牛顿第三定律(双基落实课)[命题者说]高考对牛顿第一、第三定律很少单独命题,但弄清楚惯性、作用力和反作用力的关系是进一步学好物理的至关重要一环。
复习本课时时,要侧重对概念和规律的理解及应用。
一、物理学史物理学家国籍观点亚里士多德古希腊力是维持物体运动状态的原因伽利略意大利通过理想斜面实验提出力是改变物体运动状态的原因,被称为物理学中的“福尔摩斯”笛卡儿法国如果运动中的物体不受力的作用,它将以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不改变方向牛顿英国牛顿运动定律[小题练通]1.(多选)(2013·海南高考)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。
3.动力学规律的应用一、基础知识1.超重或失重时,物体的重力并未发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化.物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关,只决定于物体的加速度方向.当a 有竖直向上的分量时,超重;当a 有竖直向下的分量时,失重;当a =g 且竖直向下时,完全失重.2.动力学的两类基本问题的处理思路3.解决动力学问题的常用方法(1)整体法与隔离法.(2)正交分解法:一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解,有时根据情况也可以把加速度进行正交分解.(3)逆向思维法:把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法,一般用于匀减速直线运动问题,比如刹车问题、竖直上抛运动的问题.二、考点1 用整体法与隔离法分析连接体问题[例1] 如图所示,天花板固定有一光滑的定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量M 的铁块;右端悬挂有两质量均为m 的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为2mg ,最初系统处于静状态.某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为( )A.14g B.13g C.23g D .g 解析 根据题意,烧断细线前轻绳上的张力为2mg ,可得到M =2m ,以右下端的铁块为研究对象,根据平衡条件可知,细线烧断前弹簧的弹力为mg ,细线烧断前的瞬间,铁块M 与右端上面的铁块m 间轻绳的张力也会发生变化,但二者加速度大小相同,根据牛顿第二定律有:2mg +mg -mg =3ma ,解得:a =23g ,故选项C 正确.答案 C考点2 动力学的图象问题[例2] 如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底平面上放一质量为M 的木板.开始时质量为m =1 kg 的滑块在水平向左的力F 作用下静止在斜面上,今将水平力F 变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F ,木块滑上木板的过程不考虑能量损失,此后滑块和木板在水平面上运动的v -t 图象如图乙所示,g =10 m/s 2.求(1)水平作用力F 的大小;(2)滑块开始下滑时的高度;(3)木板的质量.【思路探究】 (1)当滑块静止在斜面上时,滑块受几个力的作用?画出受力示意图.(2)滑块到达斜面底端时的速度是多少?(3)滑块在木板上滑动时,滑块和木板的加速度各是多大?二者速度相同后一起减速运动时的加速度是多大?解析 (1)滑块受到水平推力F 、重力mg 和支持力N 处于平衡,如图所示,水平推力:F =mgtan θ=1×10×33 N =1033N(2)由图乙知,滑块滑到木板上时速度为:v 1=10 m/s设下滑的加速度为a ,由牛顿第二定律得:mgsin θ+Fcos θ=ma代入数据得:a =10 m/s 2则下滑时的高度:h =v 212a ·sin θ=10020×12=2.5 m (3)设在整个过程中,地面对木板的摩擦力为f ,滑块与木板间的摩擦力为f 1,由图乙知,滑块刚滑上木板时加速度为:a 1=Δv Δt =2-102-0m/s 2=-4 m/s 2 对滑块:f 1=ma 1①此时木板的加速度:a 2=Δv Δt =2-02-0m/s 2=1 m/s 2 对木板:-f 1-f =Ma 2②当滑块和木板速度相等,均为:v=2 m/s之后,连在一起做匀减速直线运动,加速度为:a3=ΔvΔt=0-24-2m/s2=-1 m/s2对整体:-f=(m+M)a3③联立①②③代入数据解得:M=1.5 kg.答案(1)水平作用力F的大小为1033N(2)滑块开始下滑时的高度为2.5 m(3)木板的质量为1.5 kg高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高三物理二轮复习教案5篇.教案不能面面俱到、大而全,而应该是在学科基本的知识框架基础上,对当前急需解决的问题进行研究、探索、阐述,能够体现教师对相关学科有价值的学术观点及研究心得。
这里由小编给大家分享高三物理二轮复习教案,方便大家学习。
高三物理二轮复习教案篇1一、引入新课演示实验:让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。
教师:物块为什么可以做匀速圆周运动?这节课我们就来研究这个问题。
(设计意图:从实验引入,激发学生的好奇心,活跃课堂气氛。
)二、新课教学向心力1.向心力的概念学生:在教师引导下对物块进行受力分析:物块受到重力、摩擦力与支持力。
教师:物块所受到的合力是什么?学生:重力与支持力相互抵消,合力就是摩擦力。
教师:这个合力具有怎样的特点?学生:思考并回答:方向指向圆周运动的圆心。
教师:得出向心力的定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
(做好新旧知识的衔接,使概念的得出自然、流畅。
)2.感受向心力学生:学生手拉着细绳的一端,使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。
教师:钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动,什么力使钢球做圆周运动?学生:对钢球进行受力分析,发现拉力使钢球做圆周运动。
(设计意图:利用常见的小实验,让学生亲身体验,增强学生对向心力的感性认识。
)教师:也就是说,钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。
大家动手实验并猜想:拉力的大小与什么因素有关?学生:动手体验并猜想:拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度高三物理二轮复习教案篇2[教学要求]1、力的示意图2、力的分类[重点难点]1、力的分类[教学要求]1、力的示意图:(表示力的意思的图,一为逗乐,二为揭示物体名词的命名方式)用有向线段表示力的方向和作用点的图,叫做力的示意图。
(力的图示和力的示意图的区别在于,力的图示除表示力的方向和作用点外,还表示力的大小。
即力的大小、方向、作用点,正好是力的三要素。
而力的示意图中并不表示力的大小)2、力的分类(力有许多种分类方式,比如力可以分成接触力和非接触力。
专题1“双基”篇所谓“双基”知识(基本概念、基本规律),就是能举一反三、以不变应万变的知识.只有掌握了“双基”,才谈得上能力的提高,才谈得上知识和能力的迁移.综合分析近几年的高考物理试卷不难看出,虽然高考命题已由“知识立意”向“能力立意”转变,但每年的试卷中总有一定数量的试题是着重考查学生的知识面的,试卷中多数试题是针对大多数考生设计的,其内容仍以基本概念、基本规律的内涵及外延的判断和应用为主.只要考生知道有关的物理知识,就不难得出正确的答案.以2003年我省高考物理试卷为例,属于对物理概念、规律的理解和简单应用考查的试题,就有15题,共90分,占满分的60%.如果考生的基本概念、基本规律掌握得好,把这90分拿到手,就已大大超过了省平均分.许多考生解题能力差,得分低,很大程度上与考生忽视对物理基础知识的理解和掌握有关,对基础知识掌握得不牢固或不全面,就会在解题时难以下手,使应得的分白白丢失. 如果说,我们要求学生高考时做到“该得的分一分不丢,难得的分每分必争”,那么,就要先从打好基础做起,抓好物理基本知识和规律的复习.复习中,首先要求学生掌握概念、规律的“内涵”(例如内容、条件、结论等),做到“理科文学”,对概念、规律的内容,该记该背的,还是要在理解的基础上熟记.其次,要掌握概念和规律的“外延”,例如,对机械能守恒定律,如果条件不满足,即重力或弹力以外的其他力做了功,系统的机械能将如何变化?等等.有一些情况我的感受特别深,一是有些试题看似综合性问题,而学生出错的原因实质是概念问题.二是老师以为很简单的一些概念问题,学生就是搞不清,要反复讲练.下面,就高中物理复习中常遇到的一些基本概念问题,谈谈我的看法.我想按照高中物理知识的五大板块来讲述.一些共同性的概念和规律:1.不能简单地从数学观点来理解用比值定义的物理量(一个物理量与另一个物理量成正比或反比的说法).2.图线切线的斜率.3.变加速运动中,合力为零时,速度最大或最小.一、力学●物体是否一定能大小不变地传力?例1:两物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示.对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体B 的作用力等于 ( B )A .112m F m m + B .212m F m m + C .F D .21m F m 拓展:如图,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上.A 、B质量分别为m A =6kg ,m B =2kg ,A 、B 之间的动摩擦因数μ=0.2.开始时水平拉力F =10N ,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则 ( D )A .只有当拉力F <12N 时,两物体才没有相对滑动B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N 时,开始相对滑动C .两物体间从受力开始就有相对运动D .两物体间始终没有相对运动●力、加速度、速度间的关系——拓展至与机械能的关系例2:如图所示,轻弹簧一端固定,另一端自由伸长时恰好到达O 点.将质量为m (视为质点)的物体P 与弹簧连接,并将弹簧压缩到A 由静止释放物体后,物体将沿水平面运动并能到达B 点.若物体与水平面间的摩擦力不能忽略,则关于物体运动的下列说法正确的是 (BC )A .从A 到O 速度不断增大,从O 到B 速度不断减小B .从A 到O 速度先增大后减小,从O 到B 速度不断减小C .从A 到O 加速度先减小后增大,从O 到B 加速度不断增大D .从A 到O 加速度先减小后增大,从O 到B 加速度不断增大拓展1:(1991年)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.下列说法正确的是 ( C ) 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,动能不断变大C .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D .物体在B 点时,所受合力为零●矢量的合成或分解 1.认真画平行四边形例3:三段不可伸长的细绳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 ( C )A .必定是OAB .必定是OBC .必定是OCD .可能是OB ,也可能是OA2.最小值问题例4:有一小船位于60m 宽的河边,从这里起在下游80m 处河流变成瀑布.假设河水流速为5m/s ,为了使小船能安全渡河,船相对于静水的速度不能小于多少?3.速度的分解——孰合孰分?例5:如图所示,水平面上有一物体A 通过定滑轮用细线与玩具汽车B 相连,汽车向右以速度v 作匀速运动,当细线OA 、OB 与水平方向的夹角分别为α、β时,物体A 移动的速度为 ( D )A .v sin αcos βB .v cos αcos βC .v cos α/cos βD .v cos β/cos α●同向运动的物体,距离最大(或最小)或恰好追上时,速度相等(但不一定为零). 例6:如图所示,在光滑水平桌面上放有长为L 的长木板C ,在C 上左端和距左端s 处各放有小物块A 和B ,A 、B 的体积大小可忽略不计,A 、B 与长木板C 间的动摩擦因数为μ,A 、B 、C 的质量均为m ,开始时,B 、C 静止,A 以某一初速度v 0向右做匀减速运动,设物体B 与板C 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:A OBAB(1)物体A 运动过程中,物块B 和木板C 间的摩擦力.(2)要使物块A 、B 相碰,物块A 的初速度v 0应满足的条件. ●匀变速运动的规律及其推论的应用——注意条件例7:已知做匀加速直线运动的物体,第5s 末的速度为10m/s ,则该物体 ( BD )A .加速度一定为2m/s 2B .前5s 内位移可能为25mC .前10s 内位移一定为100mD .前10s 内位移不一定为100m●匀速圆周运动、万有引力定律: 注意公式2r GMm F =①和r mv F 2=②中r 的含义. 例8:今年10月15日9时,中国自行研制的载人航天飞船“神舟”五号,从酒泉航天发射场升空,10分钟后进入预定轨道,绕地球沿椭圆轨道Ⅰ运行,如图.(1)当飞船进入第5圈后,在轨道Ⅰ上A 点加速,加速后进入半径为r 2的圆形轨道Ⅱ.已知飞船近地点B 距地心距离为r 1,飞船在该点速率为v 1,求:轨道Ⅱ处重力加速度大小.(2)飞船绕地球运行14圈后,返回舱与轨道舱分离,返回舱开始返回.当返回舱竖直向下接近距离地球表面高度h 时,返回舱速度约为9m/s ,为实现软着落(着地时速度不超过3m/s ),飞船向下喷出气体减速,该宇航员安全抗荷能力(对座位压力)为其体重的4倍,则飞船至少应从多高处开始竖直向下喷气?(g =10m/s 2)●惯性、离心运动和向心运动例9:如图(俯视图)所示,以速度v 匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面,桌面上的A 处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线从A 运动到B ,则由此可判断列车 ( A )A .减速行驶,向南转弯B .减速行驶,向北转弯C .加速行驶,向南转弯D .加速行驶,向北转弯 例10:卫星轨道速度的大小及变轨问题.●一对作用力和反作用力的冲量或功例11:关于一对作用力和反作用力,下列说法中正确的是 ( D )A .一对作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力B .一对作用力和反作用力一定可以是不同种性质的力C .一对作用力和反作用力所做功的代数和一定为零D .一对作用力和反作用力的冲量的矢量和一定为零●对动量守恒定律的理解1.内涵——条件及结论2.对表达式的理解3.外延例12:对于由两个物体组成的系统,动量守恒定律可以表达为Δp 1=-Δp 2.对此表达式,沈飞同学的理解是:两个物体组成的系统动量守恒时,一个物体增加了多少动量,另一AB个物体就减少了多少动量.你同意沈飞同学的说法吗?说说你的判断和理由(可以举例说明).例13:总质量为M的小车,在光滑水平面上匀速行驶.现同时向前后水平抛出质量相等的两个小球,小球抛出时的初速度相等,则小车的速度将________(填“变大”、“变小”或“不变”).●对机械能守恒定律的理解1.内涵——条件及结论2.外延——重力(若涉及弹性势能,还包括弹力)以外的其它力做的功,等于系统机械能的增量.例14:如图所示,质量为M=1kg的小车静止在悬空固定的水平轨道上,小车与轨道间的摩擦力可忽略不计,在小车底Array部O点拴一根长L=0.4m的细绳,细绳另一端系一质量m=4kg的金属球,把小球拉到与悬点O在同一高度、细绳与轨道平行的位置由静止释放.小球运动到细绳与竖直方向成60°角位置时,突然撤去右边的挡板P,取g=10m/s2,求:(1)挡板P在撤去以前对小车的冲量;(2)小球释放后上升的最高点距悬点O的竖直高度;(3)撤去右边的挡板P后,小车运动的最大速度.●功和能、冲量和动量的关系1.合外力的功=动能的变化2.重力/弹力/分子力/电场力的功=重力势能/弹性势能/分子势能/电势能变化的负值3.重力(或弹簧弹力)以外的其它力的功=机械能的变化4.合外力的冲量=动量的变化5.合外力=动量的变化率例15:一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于( C )A.物体势能的增加量B.物体动能的增量C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量D.物体动能的增加量加上重力所做的功例16:一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ,则(AC)A.过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量B.过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小C.过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和D.过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能例17:在光滑斜面的底端静止一个物体,从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F作用在物体上,使物体沿斜面向上滑去,经过一段时间突然撤去这个力,又经过4倍的时间又返回斜面的底端,且具有250J的动能,则恒力F对物体所做的功为J, 撤去F时物体具有J的动能.若该物体在撤去F后受摩擦力作用,当它的动能减少100J时,机械能损失了40J,则物体再从最高点返回到斜面底端时具有J的动能.例18:如图所示,分别用两个恒力F1和F2先后两次将质量为m的物体从静止开始,沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端,第一次力F 1的方向沿斜面向上,第二次F 2的方向沿水平向右,两次所用时间相同.在这两个过程中 ( BD )A .F 1和F 2所做功相同B .物体的机械能变化相同C .F 1和F 2对物体的冲量大小相同D .物体的加速度相同例19:在光滑斜面的底端静止一个物体,从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F 作用在物体上,使物体沿斜面向上滑去,经过一段时间突然撤去这个力,又经过4倍的时间又返回斜面的底端,且具有250J 的动能,则恒力F 对物体所做的功为 J, 撤去F 时物体具有 J 的动能。
3.动力学规律的应用
一、基础知识
1.超重或失重时,物体的重力并未发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化.物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关,只决定于物体的加速度方向.当a 有竖直向上的分量时,超重;当a 有竖直向下的分量时,失重;当a =g 且竖直向下时,完全失重.
2.动力学的两类基本问题的处理思路
3.解决动力学问题的常用方法
(1)整体法与隔离法.
(2)正交分解法:一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解,有时根据情况也可以把加速度进行正交分解.
(3)逆向思维法:把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法,一般用于匀减速直线运动问题,比如刹车问题、竖直上抛运动的问题.
二、考点1 用整体法与隔离法分析连接体问题
[例1] 如图所示,天花板固定有一光滑的定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质
细绳左端悬挂一质量M 的铁块;右端悬挂有两质量均为m 的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为2mg ,最初系统处于静状态.某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为( )
A.14
g B.13g C.23g D .g
解析 根据题意,烧断细线前轻绳上的张力为2mg ,可得到M =2m ,以右下端的铁块为研究对象,根据平衡条件可知,细线烧断前弹簧的弹力为mg ,细线烧断前的瞬间,铁块M 与右端上面的铁块m 间轻绳的张力也会发生变化,但二者加速度大小相同,根据牛顿第二
定律有:2mg +mg -mg =3ma ,解得:a =23
g ,故选项C 正确.
答案 C
考点2 动力学的图象问题
[例2] 如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底平面上放一质量为M 的木板.开始时质量为m =1 kg 的滑块在水平向左的力F 作用下静止在斜面上,今将水平力F 变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F ,木块滑上木板的过程不考虑能量损失,此后滑块和木板在水平面上运动的v -t 图象如图乙所示,g =10 m/s 2
.求
(1)水平作用力F 的大小;
(2)滑块开始下滑时的高度;
(3)木板的质量.
【思路探究】 (1)当滑块静止在斜面上时,滑块受几个力的作用?画出受力示意图.
(2)滑块到达斜面底端时的速度是多少?
(3)滑块在木板上滑动时,滑块和木板的加速度各是多大?二者速度相同后一起减速运动时的加速度是多大?
解析 (1)滑块受到水平推力F 、重力mg 和支持力N 处于平衡,如图所示,
水平推力:F =mg tan θ=1×10×33 N =1033
N
(2)由图乙知,滑块滑到木板上时速度为:v 1=10 m/s
设下滑的加速度为a ,由牛顿第二定律得:
mg sin θ+F cos θ=ma
代入数据得:a =10 m/s 2
则下滑时的高度:h =v 212a ·sin θ=10020×12
=2.5 m (3)设在整个过程中,地面对木板的摩擦力为f ,滑块与木板间的摩擦力为f 1,由图乙
知,滑块刚滑上木板时加速度为:a 1=Δv Δt =2-102-0 m/s 2=-4 m/s 2
对滑块:f 1=ma 1①
此时木板的加速度:a 2=Δv Δt =2-02-0
m/s 2=1 m/s 2 对木板:-f 1-f =Ma 2②
当滑块和木板速度相等,均为:v =2 m/s 之后,连在一起做匀减速直线运动,加速度
为:a 3=Δv Δt =0-24-2
m/s 2=-1 m/s 2 对整体:-f =(m +M )a 3③
联立①②③代入数据解得:M =1.5 kg.
答案 (1)水平作用力F 的大小为1033
N (2)滑块开始下滑时的高度为2.5 m
(3)木板的质量为1.5 kg。