高三物理二輪復(fù)習 第2部分 考前回扣 倒計時第9天三種性質(zhì)力和牛頓運動定律教師用書

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倒計時第9天三種性質(zhì)力和牛頓運動定律A主干回顧B精要檢索一、三種性質(zhì)力1重力：(1)重力是萬有引力的分力(2)重力的大小(Gmg)取決于m和g，與運動狀態(tài)無關(guān)2彈力大小彈簧Fkx面、繩、桿由平衡條件或動力學規(guī)律求解方向繩沿繩指向繩收縮的方向桿“活桿”必沿桿方向，“死桿”不一定沿桿方向面垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體3.摩擦力(1)滑動摩擦力FFN，式中壓力FN一般情況下不等于重力，滑動摩擦力的大小與速度無關(guān)(2)靜摩擦力大小和方向隨運動狀態(tài)及外力情況而變化，與壓力FN無關(guān)靜摩擦力的大小范圍：0FFmax，其中最大靜摩擦力Fmax與壓力FN成正比4共點力作用下物體的平衡條件合力為零，即F合0.力沿任意方向分力的合力都為零，即Fx合0，F(xiàn)y合0.解答三個共點力作用下物體平衡的基本思路是合成法和分解法.方法步驟合成法對物體進行受力分析，并畫出受力分析圖將所受的其中兩個力應(yīng)用平行四邊形定則合成為一個等效力，由平衡條件可知該等效力一定與第三個力大小相等、方向相反.分解法對物體受力分析，畫出受力分析圖，將其中一個力應(yīng)用平行四邊形定則分解到另兩個力的反方向，由平衡條件可知，這兩個分力一定分別與另兩個力等大反向.二、牛頓運動定律1牛頓三大定律的意義 (1)牛頓第一定律：揭示了運動和力的關(guān)系：力不是維持物體速度(運動狀態(tài))的原因，而是改變物體速度的原因(2)牛頓第二定律公式：a.意義：力的作用效果是使物體產(chǎn)生加速度，力和加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系(3)牛頓第三定律表達式：F1F2.意義：明確了物體之間作用力與反作用力的關(guān)系2超重與失重(1)超重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受的重力原因：物體有向上的加速度(2)失重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受的重力原因：物體有向下的加速度(3)完全失重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?為零原因：物體有向下的加速度且大小為重力加速度g.三、規(guī)律方法1處理平衡問題的基本思路確定平衡狀態(tài)(加速度為零)巧選研究對象(整體法或隔離法)受力分析建立平衡方程求解或作討論2常用的方法(1)在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定方向時常用假設(shè)法(2)求解平衡問題時常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、圖解法等3電磁場中的平衡(1)帶電體的平衡問題仍然滿足平衡條件，只是要注意準確分析場力電場力、安培力或洛倫茲力(2)如果帶電粒子在重力場、電場和磁場三者組成的復(fù)合場中做直線運動，則一定是勻速直線運動，因為F洛v.4(1)動力學的兩類基本問題的處理思路(2)解答動力學問題的兩個關(guān)鍵點做好物體的受力分析和物體的運動過程分析，抓住加速度這一關(guān)鍵的物理量尋找多過程運動問題中各過程間的相互關(guān)系如第一過程的末速度就是下一個過程的初速度，找出各過程間的位移關(guān)系C考前熱身1如圖1所示，一直桿傾斜固定，并與水平方向成30的夾角直桿上套有一質(zhì)量為0.5 kg的圓環(huán)，圓環(huán)與輕彈簧相連，在輕彈簧上端施加一豎直向上、大小為F7 N的力，圓環(huán)處于靜止狀態(tài)已知直桿與圓環(huán)之間的動摩擦因數(shù)為0.7，g取10 m/s2.下列說法正確的是 ()圖1A圓環(huán)受到直桿的彈力，方向垂直直桿向上 B圓環(huán)受到直桿的摩擦力，方向沿直桿向上C圓環(huán)受到直桿的摩擦力大小等于1 ND圓環(huán)受到直桿的彈力大小等于 NC對圓環(huán)受力分析，圓環(huán)受到向上的拉力、重力、垂直直桿向下的彈力與沿直桿向下的靜摩擦力，如圖所示，將靜摩擦力與彈力進行合成，設(shè)其合力為F合，根據(jù)平衡條件，有F合GF，解得F合2 N，豎直向下根據(jù)幾何關(guān)系，有F合sin 30f，F(xiàn)合cos 30N，解得f1 N，N N，選項C正確2. (多選)如圖2所示一個物體質(zhì)量為m，在高出水面H處由靜止下落，落入水中后豎直向下運動h距離后速度減為零物體在水中運動時，除受重力外，還受水的浮力和阻力已知物體在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度為g，假設(shè)水的阻力恒定，空氣阻力不計則下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學號：37162093】圖2A水的阻力做功為mg(Hh)B水的阻力做功為mghC物體入水前瞬間的速度為D物體在水中運動時所受阻力大小為mgCD下落全過程中，由動能定理得mg(Hh)W浮W阻0，解得W阻mg(Hh)W浮mg(Hh)mgh，A和B錯誤入水前運動，由運動規(guī)律知v22gH，解得v，故C正確物體在水中運動受重力、浮力F浮和阻力F阻，由牛頓第二定律得F浮F阻mgma由運動規(guī)律得v22ah由題意知F浮mg聯(lián)立式解得F阻mg，故D正確3如圖3所示，某物體自空間O點以水平初速度v0拋出，落在地面上的A點，其軌跡為一拋物線現(xiàn)仿此拋物線制作一個光滑滑道并固定在與OA完全重合的位置上，然后將此物體從O點由靜止釋放，受微小擾動而沿此滑道滑下，在下滑過程中物體未脫離滑道P為滑道上一點，OP連線與豎直方向成45角，則此物體()圖3A由O點運動至P點的時間為B物體經(jīng)過P點時，速度的水平分量為v0C物體經(jīng)過P點時，速度的豎直分量為v0D物體經(jīng)過P點時，速度大小為v0BOP連線與豎直方向成45角，則平拋運動的豎直位移與水平位移相等，有v0tgt2，解得t.而沿光滑滑道由靜止下滑至P的時間不為，故A錯誤平拋時豎直方向分速度為vygt2v0，設(shè)瞬時速度方向與水平方向成角，則有tan 2.由靜止沿滑道下滑過程，由動能定理得mv2mgh，而平拋運動時有v2gh，解得v2v0，故D錯誤物體沿軌道下滑經(jīng)過P點時，速度的水平分量為vxvcos v0，故B正確，C錯誤4如圖4所示，截面為等腰直角三角形的物塊的斜邊固定在水平面上，兩根長為L的細導(dǎo)體棒a、b被放置在三角形的兩個光滑直角面等高的地方，它們間的距離為x，導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為ma，導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為mb.現(xiàn)分別對兩導(dǎo)體棒通以同向電流Ia、Ib，且Ia2Ib2I，兩棒恰能保持靜止則下列說法正確的是()圖4A兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量之比mamb21B兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量之比mamb12C電流Ib在導(dǎo)體棒a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為D電流Ia在導(dǎo)體棒b處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為D兩導(dǎo)體棒中的電流同向，受到的相互吸引力等大、反向，方向在它們的連線上對a，受力如圖所示，由平衡條件得magFA，對b，同理得mbgFB，F(xiàn)A與FB等大、反向，因此mamb11，選項A、B錯誤；對a，F(xiàn)ABa2IL，則導(dǎo)體棒a處的磁感應(yīng)強度大小Ba，C選項錯誤；對b，F(xiàn)BBbIL，則導(dǎo)體棒b處的磁感應(yīng)強度大小Bb，D選項正確5(多選)如圖5所示，質(zhì)量為m的小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，下列說法正確的有() 【導(dǎo)學號：37162094】圖5A小球通過最高點的速度可能小于B小球通過最低點時對軌道的壓力大小等于小球的重力C小球在水平線ab以下管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力D小球在水平線ab以上管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力AC小球在光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，只受重力和彈力小球通過最高點時，速度可以無限接近于零，選項A正確；小球通過最低點時，受到重力和彈力，有Nmgm，選項B錯誤；小球在水平線ab以下管道中運動時，受到重力和彈力，合力沿半徑方向的分力提供向心力，由于重力有背離圓心的分量，所以彈力一定有指向圓心的分量，因此外側(cè)管壁必然對小球有作用力，選項C正確；同理，小球在水平線ab以上管道中運動時，由于重力有指向圓心的分量，所以彈力可以背離圓心，也可以指向圓心，選項D錯誤6如圖6所示，風洞實驗室中能模擬產(chǎn)生恒定向右的風力質(zhì)量m100 g的小球穿在長L1.2 m的直桿上并置于實驗室中，球與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，當桿豎直固定放置時，小球恰好能勻速下滑保持風力不變，改變固定桿與豎直線的夾角37，將小球從O點靜止釋放g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：圖6(1)小球受到的風力大小；(2)當37時，小球離開桿時的動能【導(dǎo)學號：37162095】【解析】(1)當桿豎直固定放置時，F(xiàn)mg解得F2 N.(2)當37時，小球受力情況如圖所示垂直桿方向上有Fcos 37mgsin 37FN解得FN1 N小球受摩擦力FfFN0.5 N小球沿桿運動的加速度為a15 m/s2由v2v2aL得，小球到達桿下端時速度為v6 m/s球離開桿時的動能為Ekmv21.8 J.【答案】(1)2 N (2)1.8 J7如圖7所示，物塊A、木板B的質(zhì)量均為m10 kg，不計A的大小，木板B長為L3 m開始時A、B均靜止現(xiàn)給A一水平初速度讓其從B的最左端開始運動已知A與B、B與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為10.3和20.1，g取10 m/s2.(1)若物塊A剛好沒有從B上滑下來，則A的初速度為多大？(2)若把木板B放在光滑水平面上，讓A仍以(1)問的初速度從B的最左端開始運動，則A能否與B脫離？最終A和B的速度各是多大？圖7【解析】(1)物塊A在木塊B上向右勻減速運動，加速度大小為a11g3 m/s2木塊B向右勻加速運動，加速度大小為a21 m/s2由題意，物塊A剛好沒有從B上滑下來，則A滑到B最右端時和B速度相同，設(shè)為v，則有時間關(guān)系：t位移關(guān)系：L代入數(shù)據(jù)解得v02 m/s，v m/s.(2)把木板B放在光滑水平面上，A在B上向右勻減速運動的加速度大小仍為a11g3 m/s2B向右勻加速運動的加速度大小為a23 m/s2設(shè)A、B達到相同速度v時A沒有脫離B，由時間關(guān)系得代入數(shù)據(jù)解得v m/sA的位移xA3 mB的位移xB1 m由xAxB mL可知，A沒有與B脫離，最終A和B的速度相等，大小均為 m/s.【答案】(1)2 m/s(2)沒有脫離 m/s m/s