最新《三维设计》新课标高考物理一轮总复习课件 第二章(6)

图5－4－2
有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到
B运动过程中
()
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A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR D．克服摩擦力做功12mgR
[审题指导] 解答本题时应注意下列三点： (1)小球对B点正好没有压力含义。 (2)摩擦力为变力，应从功效关系上求小球克服摩擦 力做功。 (3)机械能减少许与哪个力做功相相应。
功效关系
[想一想]
如图 5－4－1 所示，质量为 m 的物体在力 F 的作用下由 静止从地面运动到离地 h 高处，已知 F＝54mg，试分别求出在 此过程中重力、力 F 和合力的功，以及物体的重力势能、动能 和机械能的变化量，并分析这些量之间存在什么关系？
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图5－4－1
提示：重力做功－mgh，力 F 做功54mgh，合力做功41mgh， 重力势能增加 mgh，动能增加14mgh，机械能增加54mgh。关系： 重力做功等于重力势能变化量的负值，合外力的功等于物体动 能的变化量，力 F 的功等于物体机械能的变化量。
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求解相对滑动物体能量问题办法 (1)正确分析物体运动过程，做好受力情况分析。 (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体 速度关系及位移关系。 (3)公式Q＝Ff·l相对中l相对为两接触物体间相对位 移，若物体在传送带上往复运动时，则l相对为总相对 路程。
解得：v＝1 m/s，t1＝1 s<1.5 s
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故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了 0.5 s，则小车右端距 B 端的距离为 l 车＝v2t1＋v(1.5－ t1)＝1 m。
(3)Q＝μmgl 相对＝μmg(vB＋2 vt1－v2t1)＝6 J。 [答案] (1)30 N (2)1 m (3)6 J

D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示，
如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个 力的合力F′
图实－3－9
(1)在步骤C中，弹簧秤的读数为________N。
(2)在步骤D中，合力F′＝________N。 (3)若________________，就可以验证力的平行四边形定则。
解析：(1)弹簧秤读数时需要估读，最终的读数要以有效数字的 形式给出，根据图甲弹簧秤指针的位置，可读出力的大小为 3.00 N。 (2)根据力的大小可以用线段的长度来表示，利用刻度尺和三角 板在图乙上由已知的两个力作出平行四边形，测量出平行四边 形的对角线的长度，与标度1 N的长度进行比较，可求出F′的 大小为(5.2±0.2) N。 (3)若F′在竖直方向且数值与F近似相等，则在实验误差允许的 范围内可以验证力的平行四边形定则。 答案：(1)3.00 相等 (2)5.2±0.2 (3)F′在竖直方向且数值与F近似
——[高考命题常涉及的几种创新角度]—————————
一、本题创新点分析
1.源于教材——本例的实验原理与教材实验的原理
相同，所选用的橡皮筋、细绳套及验证方法也与本实验 相同。 2.高于教材——本实验没有使用弹簧秤测力的大小， 而是用钩码的重力作为绳的拉力，同时用两个光滑硬棒
则F＝5G、F1＝4G、F2＝3G，由三角函数关系可知三力 恰好构成直角三角形，则cos α＝3/5，cos β＝4/5，所以cos
α/cos β＝3/4。
[答案] 细线方向)
(1)结点 O 的位置
钩码个数
拉力方向(或
橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中结点位置 3 (2)4
重合钩码个数和对应细线的方向
(2)平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和

[尝试解题] 法一 力的作用效果分解法
绳子 OC 的拉力 FC 等于重物重力 G。将 FC 沿 AO 和 BO 方向分解，两个分力分别为 FA′、 FA′ FC FB′，如图甲所示，可得： F ＝tan θ， ＝cos θ，又 FB′ C FA′＝FA，FB′＝FB， G 所以 FA＝Gtan θ，FB＝cos θ， 故 A、C 正确。
[例1]
一物体受到三个共面共点
力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关
系如图2－2－6所示(小方格边长相等)， 则下列说法正确的是 ( ) 图2－2－6
A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不确定 B．三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向
C．三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向
D．由题给条件无法求出合力大小
答案：AC
力的合成问题 1.几种特殊情况的共点力的合成 类型 互相垂直 作图 合力的计算
F＝ F12＋F22 F1 tan θ＝F 2
两力等大，夹 角θ
θ F＝2F1cos 2 θ F 与 F1 夹角为2
两力等大且 夹角120°
合力与分力等大
2.合力的大小范围 (1)两个共点力的合成：|F1－F2|≤F合≤F1＋F2 即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小， 当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|，当两力同向时，合 力最大，为F1＋F2。 (2)三个共点力的合成： ①三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3。 ②任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在 这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三 个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减 去另外两个较小的力的和的绝对值。
答案：A
[随堂巩固落实]
1．如图2－2－12所示的水平面上，橡皮绳一端

弹簧总长/cm
弹簧伸长/cm
五、数据处理 (1)以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据 所测数据在坐标纸上描点。 (2)按照图中各点的分布与走向，作出一条平滑的图
线。所画的点不一定正好都在这条图线上，但要注意使
图线两侧的点数大致相同。 (3)以弹簧的伸长为自变量，写出图线所代表的函数 表达式，并解释函数表达式中常数的物理意义。
原长。
(3)在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l，
求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。 (4)改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组
数据，将所测数据填写在下列表格中
记录表：弹簧原长l0＝________ cm。 次数 内容 拉力F/N 1 2 3 4 5 6
一、实验目的
(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系。 (2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。 二、实验原理 (1)如图实－2－1所示，弹簧在下端悬挂钩码 时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的 重力大小相等。
图实－2－1
(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，
建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表 示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、 F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的 图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
该弹簧的原长为L0＝______ cm，劲度系数k＝______
N/m。
(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一 个记录实验数据的表格。(不必填写其实验测得的具体数 据) [解析] (1)如图实－2－12所示
图实－2－12
(2)由图线可得出的结论：在弹性限度内，弹力和弹
簧的伸长量成正比。弹簧的原长为10 cm，劲度系数k＝ 25 N/m。 (3)如下表所示 次数 弹力F/N 弹簧的长度 L/(10－2m ) [答案] 见解析 1 2 3 4 5 6

[答案] C
电场中的功能关系的应用 (1)电场力做功的特点：电场力做功取决于初、末位置的电 势差，与路径无关。在等势面上移动电荷，电场力不做功。 (2)如果只有电场力做功，则动能和电势能相互转化，动能 (Ek)和电势能(Ep)的总和守恒，即：①ΔEp＝－ΔEk；②电场力做
正功，电势能减小，动能增加；③电场力做负功，电势能增加，
由题图等势面可知两固定的
等量异号点电荷的电场分布如图6－2－10
所示。带负电的粒子在等量异号点电荷所 产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则
图6－2－10
粒子在电场中做曲线运动。电场力对带负电的粒子先做正功 后做负功，电势能先变小后变大，故C正确。 [答案] C
[题后悟道] 分析该类问题要注意以下三点：
图6－2－6
解析：由题图和几何关系可知M和P两点不处在同一等 势面上，而且有φM>φP，A对；将负电荷由O点移到P点 U 要克服电场力做功，即电场力做负功，B错；由 E ＝ d 及电场线疏密程度可知O、M两点之间的电势差应大于 M、N两点间的电势差，C错；从O点释放带正电粒子 后，该粒子所受电场力的方向始终沿y轴正方向，则带 电粒子将沿y轴做直线运动，D对。
M点的动能较大，选项C正确。由于相邻等势面之间电势 差相等，因N点等势面较密，则EN>EM，即qEN>qEM。由
牛顿第二定律知，带电粒子从M点运动到N点时，加速度
增大，选项D正确。 答案：CD
电势差，匀强电场中电势差与电场强度的关系
[想一想] 如图6－2－5所示，在xOy平面内
有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m的圆， P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴 正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负 方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，