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文檔簡介

學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精※知識點一、對質(zhì)點、參考系和位移的理解★抓住“三點”理解質(zhì)點、參考系和位移1.質(zhì)點的模型化:建立模型.一是要明確題目中需要研究的問題;二是看所研究物體的形狀和大小對所研究問題是否有影響.2.運動的相對性:選取不同的參考系,對同一運動的描述一般是不同的.3.位移的矢量性:一是位移只與初末位置有關(guān);二是位移方向由初位置指向末位置.★位移與路程的“3區(qū)別1聯(lián)系”1.區(qū)別:(1)物理意義不同:位移描述物體位置的變化;路程描述物體運動軌跡的長度.(2)決定因素不同:位移由始、末位置決定;路程由實際的運動路徑?jīng)Q定。(3)運算法則不同:位移應(yīng)用矢量的平行四邊形定則;路程應(yīng)用標量的代數(shù)運算。2.聯(lián)系:位移x與路程s的大小關(guān)系為x≤s,只有物體做單向直線運動時,其位移大小才等于路程。【典型例題】【例題1】下列比賽項目中,運動員可看做質(zhì)點的是()A.自由體操B.柔道C.拳擊D.馬拉松賽跑【答案】D【針對訓練】(多選)關(guān)于位移和路程,下列說法正確的是()A.物體在某一段時間內(nèi)運動的位移為零,則其一定是靜止的B.物體在某一段時間內(nèi)運動的路程為零,則其一定是靜止的C.在直線運動中,物體的位移大小一定等于其路程D.在曲線運動中,物體的位移大小一定小于路程【答案】BD【解析】物體運動了一段時間后又回到出發(fā)點,位移為零,A錯誤;物體不運動,則它的路程一定為零,反之物體在某一段時間內(nèi)運動的路程為零,則它一定靜止,B正確;物體只有做單向直線運動時,其位移大小才等于路程,除此之外,其位移大小都小于路程,C錯誤,D正確?!R點二、速度、速度變化量和加速度的關(guān)系★速度、速度變化量和加速度的對比比較項目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運動的快慢和方向,是狀態(tài)量描述物體速度的變化,是過程量描述物體速度變化快慢,是狀態(tài)量定義式v=eq\f(x,t)Δv=v-v0a=eq\f(Δv,Δt)=eq\f(v-v0,Δt)方向物體運動的方向由v-v0或a的方向決定與Δv的方向一致,由F的方向決定,而與v0、v方向無關(guān)★對速度與加速度關(guān)系的三點提醒1.速度的大小與加速度的大小沒有必然聯(lián)系.2.速度變化量與加速度沒有必然的聯(lián)系,速度變化量的大小由加速度和速度變化的時間決定.3.物體做加速運動還是減速運動,關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系,而不是看加速度的變化情況.加速度的大小只反映速度變化(增加或減?。┑目炻產(chǎn)和v同向(加速直線運動)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a不變,v隨時間均勻增加,a增大,v增加得越來越快,a減小,v增加得越來越慢))a和v反向(減速直線運動)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a不變,v隨時間均勻減小,a增大,v減小得越來越快,a減小,v減小得越來越慢))★易錯提醒:速度和加速度關(guān)系的3個易錯點1.速度的大小與加速度的大小沒有必然聯(lián)系。2.速度變化量的大小由加速度和速度變化的時間共同決定。3.速度增大或減小是由速度與加速度的方向關(guān)系決定的.【典型例題】【例題2】(多選)一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,在這1s內(nèi)該物體的()A.加速度的大小為6m/s2,方向與初速度的方向相同B.加速度的大小為6m/s2,方向與初速度的方向相反C.加速度的大小為14m/s2,方向與初速度的方向相同D.加速度的大小為14m/s2,方向與初速度的方向相反【答案】AD【解析】若初、末速度方向相同時,a=eq\f(v-v0,t)=eq\f(10-4,1)m/s2=6m/s2,方向與初速度的方向相同,A正確,B錯誤;若初、末速度方向相反時,a=eq\f(v-v0,t)=eq\f(-10-4,1)m/s2=-14m/s2,方向與初速度的方向相反,C錯誤,D正確.【針對訓練】如圖所示,小球以v1=3m/s的速度水平向右運動,碰一墻壁經(jīng)Δt=0。01s后以v2=2m/s的速度沿同一直線反向彈回,小球在這0。01s內(nèi)的平均加速度是()A.100m/s2,方向向右 B.100m/s2,方向向左C.500m/s2,方向向左 D.500m/s2,方向向右【答案】C※知識點三、解決勻變速直線運動的常用方法方法分析說明基本公式法基本公式指速度公式、位移公式及速度位移關(guān)系式,它們均是矢量式,使用時要規(guī)定正方向平均速度法(1)定義式eq\x\to(v)=eq\f(x,t)對任何性質(zhì)的運動都適用(2)eq\x\to(v)=eq\f(1,2)(v0+v)只適用于勻變速直線運動中間時刻速度法利用“中間時刻的速度等于這段時間內(nèi)的平均速度",即v=eq\x\to(v),該式適用于任何勻變速直線運動圖像法應(yīng)用v-t圖像,可把較復雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為簡單的數(shù)學問題解決,尤其是用圖像定性分析,可避開繁雜的計算,快速得出答案推論法勻變速直線運動中,在連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為一恒量,即xn+1-xn=aT2,對一般的勻變速直線運動問題,若出現(xiàn)相等的時間間隔,應(yīng)優(yōu)先考慮用Δx=aT2求解【典型例題】【例題3】物體以一定的初速度從斜面底端A點沖上固定的光滑斜面,斜面總長度為l,到達斜面最高點C時速度恰好為零,如圖所示,已知物體運動到距斜面底端eq\f(3,4)l處的B點時,所用時間為t,求物體從B滑到C所用的時間.【答案】t方法三:比例法對于初速度為零的勻加速直線運動,在連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移之比為x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).因為xCB∶xBA=eq\f(xAC,4)∶eq\f(3xAC,4)=1∶3,而通過xBA的時間為t,所以通過xBC的時間tBC=t.方法四:中間時刻速度法利用推論:勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度,eq\x\to(v)AC=eq\f(v0+0,2)=eq\f(v0,2).又veq\o\al(2,0)=2axAC,veq\o\al(2,B)=2axBC,xBC=eq\f(xAC,4).由以上三式解得vB=eq\f(v0,2).可以看成vB正好等于AC段的平均速度,因此B點是這段位移的中間時刻,因此有tBC=t.方法五:圖象法根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,畫出v-t圖象.如圖所示.利用相似三角形的規(guī)律,面積之比等于對應(yīng)邊的平方比,得eq\f(S△AOC,S△BDC)=eq\f(CO2,CD2),且eq\f(S△AOC,S△BDC)=eq\f(4,1),OD=t,OC=t+tBC.所以eq\f(4,1)=eq\f((t+tBC)2,t2),解得tBC=t.【針對訓練】一物體以初速度為做勻減速運動,第1s內(nèi)通過的位移為x1=3m,第2s內(nèi)通過的位移為x2=2m,又經(jīng)過位移物體的速度減小為0,則下列說法中不正確的是()A.初速度的大小為2。5m/sB.加速度a的大小為1m/s2C.位移的大小為mD.位移內(nèi)的平均速度大小為0.75m/s【答案】A【名師點睛】在分析勻變速直線運動問題時,由于這一塊的公式較多,涉及的物理量較多,并且有時候涉及的過程也非常多,所以一定要注意對所研究的過程的運動性質(zhì)清晰,對給出的物理量所表示的含義明確,然后選擇正確的公式分析解題※知識點四、自由落體運動1.應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題時的兩點注意(1)可充分利用自由落體運動初速度為零的特點、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題。①從運動開始連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之比為1∶3∶5∶7∶….②一段時間內(nèi)的平均速度eq\x\to(v)=eq\f(h,t)=eq\f(v,2)=eq\f(1,2)gt。③連續(xù)相等的時間T內(nèi)位移的增加量相等,即Δh=gT2。(2)物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運動,從中間截取的一段運動過程不是自由落體運動,而是豎直下拋運動,應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運動規(guī)律去解決豎直下拋運動問題。【典型例題】【例題4】如圖所示,木桿長5m,上端固定在某一點,由靜止放開后讓它自由落下(不計空氣阻力),木桿通過懸點正下方20m處圓筒AB,圓筒AB長為5m,取g=10m/s2,求:(1)木桿經(jīng)過圓筒的上端A所用的時間t1是多少?(2)木桿通過圓筒AB所用的時間t2是多少?【審題指導】(1)從木桿下端平齊圓筒的上端A到木桿上端平齊圓筒的上端A所用的時間為t1。(2)從木桿下端平齊圓筒的上端A到木桿上端平齊圓筒的下端B所用的時間為t2.【答案】(1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-\r(3)))s(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(5)-\r(3)))s【名師點睛】在計算桿通過圓筒的時間時,既不能將桿視為質(zhì)點,又不能將圓筒視為質(zhì)點,此時要注意確定桿通過圓筒的開始和終止時刻之間所對應(yīng)的下落高度.【針對訓練】(多選)關(guān)于自由落體運動(g=10m/s2),下列說法正確的是()A.它是豎直向下,v0=0、a=g的勻加速直線運動B.在開始連續(xù)的三個1s內(nèi)通過的位移之比是1∶3∶5C.在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1∶2∶3D.從開始運動到距下落點5m、10m、15m所經(jīng)歷的時間之比為1∶2∶3【答案】ABC【解析】自由落體運動是豎直向下,v0=0、a=g的勻加速直線運動;根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律,在開始連續(xù)的三個1s內(nèi)通過的位移之比是1∶3∶5;在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1∶2∶3;從開始運動到距下落點5m、10m、15m所經(jīng)歷的時間之比為1∶eq\r(2)∶eq\r(3),選項A、B、C正確,D錯誤?!R點五、運動圖象追及與相遇問題★圖象問題的三個提醒1.x-t圖象、v-t圖象都不是物體運動的軌跡,圖象中各點的坐標值x、v與t一一對應(yīng).2.x-t圖象、v-t圖象的形狀由x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系決定.3.無論是x-t圖象還是v-t圖象,所描述的運動情況都是直線運動.★運動圖象問題的解題思路用圖象來描述兩個物理量之間的關(guān)系,是物理學中常用的方法.它運用數(shù)和形的巧妙結(jié)合,恰當?shù)乇磉_各種現(xiàn)象的物理過程和物理規(guī)律。運用圖象解題的能力可歸納為以下兩個方面:1.讀圖即從圖象中獲取有用信息作為解題的條件,弄清試題中圖象所反映的物理過程及規(guī)律,從中獲取有效信息,一般需要關(guān)注的特征量有三個:第一:關(guān)注橫、縱坐標(1)確認橫、縱坐標對應(yīng)的物理量各是什么。(2)注意橫、縱坐標是否從零刻度開始。(3)坐標軸物理量的單位也不能忽視。第二:理解斜率、面積、截距的物理意義(1)圖線的斜率:通常能夠體現(xiàn)某個物理量的大小、方向及變化情況。(2)面積:由圖線、橫軸,有時還要用到縱軸及圖線上的一個點或兩個點到橫軸的垂線段,所圍圖形的面積,一般都能表示某個物理量,如v-t圖象中的面積,表示位移。(3)截距:圖線在縱軸上以及橫軸上的截距。第三:分析交點、轉(zhuǎn)折點、漸近線(1)交點:往往是解決問題的切入點。(2)轉(zhuǎn)折點:滿足不同的函數(shù)關(guān)系式,對解題起關(guān)鍵作用。(3)漸近線:往往可以利用漸近線求出該物理量的極值或確定它的變化趨勢.2.作圖和用圖依據(jù)物體的狀態(tài)或物理過程所遵循的物理規(guī)律,作出與之對應(yīng)的示意圖或數(shù)學函數(shù)圖象來研究和處理問題。3.追及相遇問題中的一個條件和兩個關(guān)系(1)一個條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能夠追上、追不上或兩者距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點。(2)兩個關(guān)系:即時間關(guān)系和位移關(guān)系,這兩個關(guān)系可通過畫運動示意圖得到。4.能否追上的判斷方法物體B追趕物體A:開始時,兩個物體相距x0.①若vA=vB時,xA+x0〈xB,則能追上;②若vA=vB時,xA+x0=xB,則恰好不相撞;③若vA=vB時,xA+x0〉xB,則不能追上?!镒芳芭c相遇問題的類型及解題思路1.相遇問題的兩類情況(1)同向運動的兩物體追及即相遇,各自位移之差等于開始時兩物體之間的距離.(2)相向運動的物體,當各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時兩物體間的距離時即相遇.2.追及問題涉及兩個不同物體的運動關(guān)系,分析時要緊抓“一個圖三個關(guān)系式",即:過程示意圖或v-t圖象,速度關(guān)系式、時間關(guān)系式和位移關(guān)系式.同時要關(guān)注題目中的關(guān)鍵字眼,充分挖掘題目中的隱含條件,如“剛好”“恰好”“最多”“至少"等.★速度大者減速追速度小者(勻速)的結(jié)論1.兩者速度相等時,追者位移仍小于被追者位移與初始間距之和,則永遠追不上,此時二者間有最小距離.2.若速度相等時,追者位移恰等于被追者位移與初始間距之和,則剛好追上,也是二者相遇時避免碰撞的臨界條件.3.若相遇時追者速度仍大于被追者的速度,則被追者還能再一次追上追者.【典型例題】【例題5】甲、乙兩人同時同地出發(fā)騎自行車做直線運動,前1小時內(nèi)的位移—時間圖像如圖所示.下列表述正確的是()A.0.2~0.5小時內(nèi),甲的加速度比乙的大B.0.2~0.5小時內(nèi),甲的速度比乙的大C.0.6~0。8小時內(nèi),甲的位移比乙的小D.0。8小時內(nèi),甲、乙騎行的路程相等【答案】B【針對訓練】甲、乙兩車在平直公路上比賽,某一時刻,乙車在甲車前方L1=11m處,乙車速度v乙=60m/s,甲車速度v甲=50m/s,此時乙車離終點尚有L2=600m,如圖所示.若甲車加速運動,加速度a=2m/s2,乙車速度不變,不計車長.求:(1)經(jīng)過多長時間甲、乙兩車間距離最大,最大距離是多少?(2)到達終點時甲車能否超過乙車?【答案】(1)5s36m(2)不能【解析】(1)當甲、乙兩車速度相等時,兩車間距最大,即v甲+at1=v乙,得t1=eq\f(v乙-v甲,a)=eq\f(60-50,2)s=5s甲車位移x甲=v甲t1+eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)=275m乙車位移x乙=v乙t1=60×5m=300m此時兩車間距離Δx=x乙+L1-x甲=36m※知識點六、彈力的大小、有無及方向的判斷1.彈力有無的判斷“三法”條件法根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力.此方法多用來判斷形變較明顯的情況假設(shè)法對形變不明顯的情況,可假設(shè)兩個物體間彈力不存在,看物體能否保持原有的狀態(tài),若運動狀態(tài)不變,則此處不存在彈力;若運動狀態(tài)改變,則此處一定有彈力狀態(tài)法根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在2.彈力方向的確定3.彈力的分析與計算(1)對有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體,彈力的大小可以由胡克定律F=kx計算。(2)對于難以觀察的微小形變,可以根據(jù)物體的受力情況和運動情況,運用二力平衡來確定彈力大小?!镙p桿、輕繩、輕彈簧模型1.三種模型對比輕桿輕繩輕彈簧模型圖示模型特點形變特點只能發(fā)生微小形變?nèi)彳?,只能發(fā)生微小形變,各處張力大小相等既可伸長,也可壓縮,各處彈力大小相等方向特點不一定沿桿,可以是任意方向只能沿繩,指向繩收縮的方向沿彈簧軸線與形變方向相反作用效果特點可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力大小突變特點可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變2.彈簧與橡皮筋的彈力特點(1)彈簧與橡皮筋產(chǎn)生的彈力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、彈簧的兩端及中間各點的彈力大小相等。(3)彈簧既能受拉力,也能受壓力(沿彈簧軸線),而橡皮筋只能受拉力作用。(4)彈簧和橡皮筋中的彈力均不能突變,但當將彈簧或橡皮筋剪斷時,其彈力立即消失。★“輕繩”兩類模型(1)繩與桿的一端連接為結(jié)點,輕繩屬于“死結(jié)”.(2)繩跨過光滑滑輪或掛鉤,動滑輪掛在繩子上,繩子就屬于“活結(jié)",如圖,此時BC繩的拉力等于所掛重物的重力,輕繩屬于“活結(jié)”模型.★鉸鏈連接三角形支架常見類型和受力特點(1)圖中AB桿可用輕繩來代替;(2)研究對象為結(jié)點B,三力平衡;(3)兩桿的彈力均沿桿的方向,可用輕繩代替的AB桿為拉力,不可用輕繩代替的BC桿為支持力.【典型例題】【例題6】如圖所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為10kg的物體,∠ACB=30°,g取10m/s2,求:(1)輕繩AC段的張力FAC的大小;(2)橫梁BC對C端的支持力的大小及方向.【答案】(1)100N(2)100N方向與水平方向成30°角斜向右上方【解析】物體M處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件可判斷,與物體相連的輕繩拉力大小等于物體的重力,取C點為研究對象,進行受力分析,如圖所示.(1)圖中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M的物體,物體處于平衡狀態(tài),繩AC段的拉力大小為:FAC=FCD=Mg=10×10N=100N(2)由幾何關(guān)系得:FC=FAC=Mg=100N方向和水平方向成30°角斜向右上方【針對訓練】若例題題中橫梁BC換為水平輕桿,且B端用鉸鏈固定在豎直墻上,如圖5所示,輕繩AD拴接在C端,求:(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)輕繩AC段的張力FAC的大??;(2)輕桿BC對C端的支持力.【答案】(1)200N;(2)173N,方向水平向右※知識點七、摩擦力的分析與計算1.兩種摩擦力的對比靜摩擦力滑動摩擦力定義兩個具有相對運動趨勢的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力兩個具有相對運動的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動的力產(chǎn)生條件(必要條件)(1)接觸面粗糙(2)接觸處有彈力(3)兩物體間有相對運動趨勢(仍保持相對靜止)(1)接觸面粗糙(2)接觸處有彈力(3)兩物體間有相對運動大小(1)靜摩擦力為被動力,與正壓力無關(guān),滿足0<F≤Fmax(2)最大靜摩擦力Fmax大小與正壓力大小有關(guān)滑動摩擦力:F=μFN(μ為動摩擦因數(shù),取決于接觸面材料及粗糙程度,F(xiàn)N為正壓力)方向沿接觸面與受力物體相對運動趨勢的方向相反沿接觸面與受力物體相對運動的方向相反作用點實際上接觸面上各點都是作用點,常把它們等效到一個點上,在作力的圖示或示意圖時,一般把力的作用點畫到物體的重心上2.靜摩擦力有無及其方向的判定方法(1)假設(shè)法:假設(shè)法有兩種,一種是假設(shè)接觸面光滑,不存在摩擦力,看所研究物體是否改變原來的運動狀態(tài).另一種是假設(shè)摩擦力存在,看所研究物體是否改變原來的運動狀態(tài).(2)狀態(tài)法:靜摩擦力的大小與方向具有可變性.明確物體的運動狀態(tài),分析物體的受力情況,根據(jù)平衡方程求解靜摩擦力的大小和方向.(3)牛頓第三定律法:此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向.3.摩擦力大小的計算滑動摩擦力大小的計算靜摩擦力大小的計算(1)滑動摩擦力的大小可以用公式F=μFN計算(2)結(jié)合研究對象的運動狀態(tài)(靜止),利用平衡條件列方程求解(1)沒有公式可用,只能根據(jù)平衡條件或牛頓運動定律計算。這是因為靜摩擦力是被動力,其大小隨勢而變,介于零與最大靜摩擦力之間(2)為了解決問題的方便,題目中常常提示最大靜摩擦力按近似等于滑動摩擦力處理★計算摩擦力時的三點注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì),因為只有滑動摩擦力才有公式,靜摩擦力通常只能用平衡條件來求解。(2)公式F=μFN中FN為兩接觸面間的正壓力,與物體的重力沒有必然聯(lián)系,不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān),與接觸面積的大小也無關(guān).【典型例題】【例題7】如圖所示,一重為40N的木塊原來靜止在水平桌面上,某瞬間在水平方向上同時受到兩個方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F(xiàn)2=6N。已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,求:(1)木塊所受的摩擦力的大小和方向.(2)當只將F1撒去時,木塊受到的摩擦力的大小和方向。(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木塊受到的摩擦力的大小和方向。【答案】(1)7N水平向左(2)6N水平向右(3)8N水平向左【針對訓練】如圖所示,重為G=10N的木塊,被大小為F=20N的水平力壓緊在豎直墻面上,木塊恰能勻速下滑,求:(1)木塊與墻面間的動摩擦因數(shù);(2)撤去水平力,木塊與墻面間的滑動摩擦力?!R點八、平衡問題的常用處理方法解決平衡問題的四種常用方法合成法物體受三個共點力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等,方向相反分解法物體受三個共點力的作用而平衡,將某一個力按力的效果分解,則其分力和其他兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上力的作用時,將物體所受的力分解為相互垂直的兩組,每組力都滿足平衡條件力的三角形法對受三力作用而平衡的物體,將力的矢量圖平移使三力組成一個首尾依次相接的矢量三角形,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學知識求解未知力★應(yīng)用平衡條件解題的步驟(1)選取研究對象:根據(jù)題目要求,選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng),也可以是結(jié)點)作為研究對象.(2)畫受力示意圖:對研究對象按受力分析的順序進行受力分析,畫出受力示意圖.(3)建立坐標系:選取合適的方向建立直角坐標系.(4)列方程求解:根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解平衡方程,對結(jié)果進行討論.【典型例題】【例題8】在科學研究中,可以用風力儀直接測量風力的大小,其原理如圖所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲下懸掛著一個金屬球,無風時,金屬絲豎直下垂;當受到沿水平方向吹來的風時,金屬絲偏離豎直方向一定角度。風力越大,偏角越大。通過傳感器,就可以根據(jù)偏角的大小測出風力的大小,求風力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間的關(guān)系?!敬鸢浮縁=mgtanθ解法二(力的分解法)重力有兩個作用效果:使金屬球抵抗風的吹力和使金屬絲拉緊,所以可以將重力沿水平方向和金屬絲的方向進行分解,如圖乙所示,由幾何關(guān)系可得F=F′=mgtanθ。解法三(正交分解法)以金屬球為坐標原點,取水平方向為x軸,豎直方向為y軸,建立坐標系,如圖丙所示。根據(jù)平衡條件有FTsinθ-F=0FTcosθ-mg=0解得F=mgtanθ?!踞槍τ柧殹咳鐖D所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心。一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點。設(shè)滑塊所受支持力為FN,OP與水平方向的夾角為θ。下列關(guān)系正確的是()A.F=eq\f(mg,tanθ) B.F=mgtanθC.FN=eq\f(mg,tanθ) D.FN=mgtanθ【答案】A【解析】解法一:合成法.滑塊受力如圖甲,由平衡條件知:eq\f(mg,F)=tanθ?F=eq\f(mg,tanθ),F(xiàn)N=eq\f(mg,sinθ)。※知識點九、動態(tài)平衡問題分析1.動態(tài)平衡問題通過控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化,而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài),在問題的描述中常用“緩慢”等語言敘述。2.分析動態(tài)平衡問題的兩種方法解析法對研究對象進行受力分析,先畫出受力示意圖,再根據(jù)物體的平衡條件列式求解,得到因變量與自變量的一般函數(shù)表達式,最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。圖解法對研究對象在動態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進行受力分析,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下所受的力的平行四邊形,由各邊的長度變化及角度變化來確定力的大小及方向的變化。此法常用于求解三力平衡且有一個力是恒力、另有一個力是方向不變的問題.【典型例題】【例題9】一個擋板固定于光滑水平地面上,截面為eq\f(1,4)圓的柱狀物體甲放在水平面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,沒有與地面接觸而處于靜止狀態(tài),如圖所示,現(xiàn)在對甲施加一個水平向左的力F,使甲沿地面極其緩慢地移動,直至甲與擋板接觸為止。設(shè)乙對擋板的壓力為F1,甲對地面的壓力為F2,在此過程中A.F1緩慢增大,F2緩慢增大 B.F1緩慢增大,F(xiàn)2不變C.F1緩慢減小,F2不變 D.F1緩慢減小,F(xiàn)2緩慢增大【答案】C【針對訓練】粗細均勻的電線架在A、B兩根電線桿之間。由于熱脹冷縮,電線在夏、冬兩季呈現(xiàn)如圖所示的兩種形狀,若電線桿始終處于豎直狀態(tài),下列說法中正確的是()A.冬季,電線對電線桿的拉力較大B.夏季,電線對電線桿的拉力較大C.夏季與冬季,電線對電線桿的拉力一樣大D.夏季,電線桿對地面的壓力較大【答案】A【解析】以整條電線為研究對象,受力分析如圖所示,※知識點十、牛頓第一定律的理解與應(yīng)用1.慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)物體在不受外力或所受的合力為零時,慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運動)。(2)物體受到外力時,慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度。慣性大,物體的運動狀態(tài)較難改變;慣性小,物體的運動狀態(tài)容易改變。2.對牛頓第一定律的四點說明(1)明確慣性的概念:牛頓第一定律揭示了一切物體所具有的一種固有屬性—-慣性。(2)揭示力的本質(zhì):力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動狀態(tài)的原因。(3)理想化狀態(tài):牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的狀態(tài),而物體不受外力的情形是不存在的。在實際情況中,如果物體所受的合力等于零,與物體不受外力時的表現(xiàn)是相同的.(4)與牛頓第二定律的關(guān)系:牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨立的。力是如何改變物體運動狀態(tài)的問題由牛頓第二定律來回答。牛頓第一定律是經(jīng)過科學抽象、歸納推理總結(jié)出來的,而牛頓第二定律是一條實驗定律?!镜湫屠}】【例題10】(多選)17世紀,意大利物理學家伽利略根據(jù)“斜面實驗"指出:在水平面上運動的物體之所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故,你認為下列陳述正確的是A.該實驗是一理想實驗,是在思維中進行的,無真實的實驗基礎(chǔ),故其結(jié)果是荒謬的。B.該實驗是以可靠的事實為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地反映自然規(guī)律C.該實驗證實了亞里士多德“力是維持物體運動的原因"的結(jié)論D.該實驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的實驗依據(jù)【答案】BD【解析】在水平面上運動的物體之所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故,該實驗是以可靠的事實為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地反映自然規(guī)律,A錯B對;該實驗推翻了亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的結(jié)論,C錯;該實驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的實驗依據(jù),D對。【名師點睛】理想實驗的魅力1.亞里士多德認為:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體就要靜止在一個地方.2.伽利略的理想實驗(1)斜面實驗:讓靜止的小球從第一個斜面滾下,沖上第二個斜面,如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度.減小第二個斜面的傾角,小球滾動的距離增大,當?shù)诙€斜面放平,小球?qū)⒂肋h運動下去.(2)推理結(jié)論:力不是(選“是”或者“不是”)維持物體運動的原因.3.笛卡爾的觀點:如果運動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動,既不停下來也不偏離原來的方向.【針對訓練】關(guān)于慣性,下列說法正確的是()A、物體受力增大時,慣性會減小B、某物體運動得越快越難停下來,說明物體速度大時慣性大C、將一小球從地球帶到月球,物體的慣性會減小D、慣性大小只由物體的質(zhì)量決定,與速度和是否受力無關(guān)【答案】D【名師點睛】對于慣性概念的理解要準確到位:慣性是物體的固有屬性,一切物體都有慣性,慣性大小取決于物體質(zhì)量大小,與速度等因素無關(guān)?!R點十一、牛頓第三定律的理解與應(yīng)用1.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)"(1)“三同”:①大小相同;②性質(zhì)相同;③變化情況相同.(2)“三異":①方向不同;②受力物體不同;③產(chǎn)生效果不同。(3)“三無關(guān)":①與物體的種類無關(guān);②與物體的運動狀態(tài)無關(guān);③與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān).2.相互作用力與平衡力的比較對應(yīng)名稱比較內(nèi)容作用力和反作用力一對平衡力同點受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、同時消失疊加性兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同相同點大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上【典型例題】【例題11】(多選)一本書放在水平桌面上,下列說法正確的是A.桌面受到的壓力實際就是書的重力B.桌面受到的壓力是由桌面形變形成的C.桌面對書的支持力與書的重力是一對平衡力D.桌面對書的支持力與書對桌面的壓力一定大小相等,而且為同一性質(zhì)的力【答案】CD【名師點睛】二力平衡條件:大小相等、方向相反、作用在同一個物體上,作用在同一條直線上;相互作用力:大小相等、方向相反、作用在兩個物體上,作用在同一條直線上.【針對訓練】關(guān)于兩個物體間作用力與反作用力的下列說法中,正確的是()A、有作用力才有反作用力,因此先有作用力后產(chǎn)生反作用力B、只有兩個物體處于平衡狀態(tài)中,作用力與反作用力才大小相等C、作用力與反作用力只存在于相互接觸的兩個物體之間D、作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同【答案】D【解析】作用力與反作用力,它們同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失,故A錯誤;牛頓第三定律適用于任何情況,且作用力與反作用力的大小相等,故B錯誤;不相互接觸的兩個物體之間也有作用力與反作用力,如磁鐵吸引鐵塊時,故C錯誤;作用力與反作用力性質(zhì)相同,故D正確。【名師點睛】由牛頓第三定律可知,作用力與反作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在兩個物體上,力的性質(zhì)相同,它們同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失,本題考查牛頓第三定律及其理解,應(yīng)理解牛頓第三定律與平衡力的區(qū)別。※知識點十二、用牛頓第二定律分析瞬時加速度(1)兩種模型加速度與合力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系,二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失,具體可簡化為以下兩種模型:①剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復時間。②彈簧(或橡皮繩)-—兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點是形變量大,其形變恢復需要較長時間,在瞬時性問題中,其彈力的大小往往可以看成保持不變。(2)求解瞬時加速度的一般思路eq\x(\a\al(分析瞬時變化前后,物體的受力情況))?eq\x(\a\al(列牛頓第二,定律方程))?eq\x(\a\al(求瞬時,加速度))【典型例題】【例題12】圖中所示、、為三個物塊,K為輕質(zhì)彈簧,L為輕線.系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),現(xiàn)若將L突然剪斷,用、分別表示剛剪斷時、的加速度,則有()A.=0、=0B.=0、≠0C.≠0、≠0D.≠0、=0【答案】B【名師點睛】本題主要就是考查學生對彈簧和線在力發(fā)生突變時特點的理解,只要明確彈簧不會發(fā)生突變,而線可以突變,本題就很容易了?!踞槍τ柧殹緼、B兩球的質(zhì)量均為m,兩球之間用輕彈簧相連,放在光滑的水平地面上,A球左側(cè)靠墻。用力F向左推B球?qū)椈陕龎嚎s至B球靜止,如圖所示。然后突然將力F撤去,在撤去力F的瞬間,A、B兩球的加速度分別為:()A.0,0B.0,F/mC.F/2m,F/mD.F/2m,F/2m【答案】B【解析】【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵得出撤去F瞬間兩球所受的合力,通過牛頓第二定律得出瞬時加速度.注意彈簧的彈力不能突變※知識點十三、動力學兩類基本問題1.解決兩類基本問題的思路2.兩類動力學問題的解題步驟【典型例題】【例題13】下暴雨時,有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災害。某地有一傾角為θ=37°(sin37°=eq\f(3,5))的山坡C,上面有一質(zhì)量為m的石板B,其上下表面與斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均處于靜止狀態(tài),如圖所示。假設(shè)某次暴雨中,A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊),在極短時間內(nèi),A、B間的動摩擦因數(shù)μ1減小為eq\f(3,8),B、C間的動摩擦因數(shù)μ2減小為0.5,A、B開始運動,此時刻為計時起點;在第2s末,B的上表面突然變?yōu)楣饣?,?保持不變。已知A開始運動時,A離B下邊緣的距離l=27m,C足夠長,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求:(1)在0~2s時間內(nèi)A和B加速度的大?。唬?)A在B上總的運動時間?!緦忣}指導】(1)確定A、B所受的摩擦力的方向.(2)注意A、B間,B與C間的正壓力的確定。(3)t=2s后,μ1為零,μ2保持不變,石板B將做勻減速運動,注意判斷A滑至B下端之前,石板B是否已停止運動.【答案】(1)3m/s21m/s2(2)4s規(guī)定沿斜面向下為正.設(shè)A和B的加速度分別為a1和a2,由牛頓第二定律得mgsinθ-f1=ma1 ⑤mgsinθ-f2+f1′=ma2 ⑥N1=N1′ ⑦f1=f1′ ⑧聯(lián)立①②③④⑤⑥⑦⑧式,并代入題給數(shù)據(jù)得a1=3m/s2 ⑨a2=1m/s2 ⑩(2)在t1=2s時,設(shè)A和B的速度分別為v1和v2,則v1=a1t1=6m/s ?v2=a2t1=2m/s ?t>t1時,設(shè)A和B的加速度分別為a1′和a2′。此時A與B之間的摩擦力為零,同理可得a1′=6m/s2 ?a2′=-2m/s2 ?B做減速運動。設(shè)經(jīng)過時間t2,B的速度減為零,則有v2+a2′t2=0 ?聯(lián)立???式得t2=1s ?在t1+t2時間內(nèi),A相對于B運動的距離為x=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)a1t12+v1t2+\f(1,2)a1′t22))-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)a2t12+v2t2+\f(1,2)a2′t22))=12m<27m ?此后B靜止,A繼續(xù)在B上滑動。設(shè)再經(jīng)過時間t3后A離開B,則有l(wèi)-x=(v1+a1′t2)t3+eq\f(1,2)a1′t32 ?可得t3=1s(另一解不合題意,舍去) ?設(shè)A在B上總的運動時間為t總,有t總=t1+t2+t3=4s【名師點睛】解決動力學兩類問題的兩個關(guān)鍵點【針對訓練】一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運動,4s內(nèi)通過了8m的距離,此后關(guān)閉發(fā)動機,汽車又運動了2s停止,已知汽車的質(zhì)量m=2×103kg,汽車運動過程中所受阻力大小不變,求:(1)關(guān)閉發(fā)動機時汽車的速度大??;(2)汽車運動過程中所受到的阻力大??;(3)汽車牽引力的大?。敬鸢浮?1);(2);(3)【解析】(1)汽車開始做勻加速直線運動,則x0=eq\f(v0+0,2)t1解得v0=eq\f(2x0,t1)=4m/s。(2)汽車滑行減速過程加速度a2=eq\f(0-v0,t2)=-2m/s2由牛頓第二定律得-Ff=ma2.解得Ff=4×103N.(3)設(shè)開始加速過程中加速度為,則x0=eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)解得a1=1m/s2。由牛頓第二定律得F-Ff=ma1。解得F=Ff+ma1=6×103N.【名師點睛】加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁,因此在力與運動問題的分析中正確分析物體加速度的變化是至關(guān)重要的.※知識點十四、超重與失重(1)不論超重、失重或完全失重,物體的重力都不變,只是“視重”改變。(2)物體是否處于超重或失重狀態(tài),不在于物體向上運動還是向下運動,而在于物體具有向上的加速度還是向下的加速度,這也是判斷物體超重或失重的根本所在。(3)當物體處于完全失重狀態(tài)時,重力只有使物體產(chǎn)生a=g的加速度效果,不再有其他效果.此時,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、液體不再產(chǎn)生壓強和浮力等。【典型例題】【例題14】(多選)如圖所示,是某同學站在壓力傳感器上,做下蹲、起立的動作時記錄的壓力隨時間變化的圖線。由圖線可知,該同學的體重約為650N,在2s-8s時間內(nèi)A、該同學做了一次下蹲再起立的動作B、該同學做了兩次下蹲再起立的動作C、下蹲過程中人一直處于失重狀態(tài)D、下蹲過程中人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)【答案】AD【名師點睛】失重狀態(tài):當物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時,就說物體處于失重狀態(tài),此時有向下的加速度;超重狀態(tài):當物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時,就說物體處于超重狀態(tài),此時有向上的加速度.【針對訓練】如圖所示,輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上,彈簧下端懸掛一個小鐵球,在電梯運行時,乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量大了,這一現(xiàn)象表明()A.電梯一定是在下降B.電梯一定是在上升C.電梯的加速度方向一定是向下D.乘客一定處在超重狀態(tài)【答案】D【名師點睛】失重狀態(tài):當物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時,就說物體處于失重狀態(tài),此時有向下的加速度;超重狀態(tài):當物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時,就說物體處于超重狀態(tài),此時有向上的加速度.※知識點十五、動力學臨界極值問題1.動力學中的臨界極值問題在應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學問題中,當物體運動的加速度不同時,物體有可能處于不同的狀態(tài),特別是題目中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好"等詞語時,往往會有臨界值出現(xiàn)。2.產(chǎn)生臨界問題的條件接觸與脫離的臨界條件兩物體相接觸或脫離,臨界條件是:彈力FN=0相對滑動的臨界條件兩物體相接觸且處于相對靜止時,常存在著靜摩擦力,則相對滑動的臨界條件是:靜摩擦力達到最大值繩子斷裂與松弛的臨界條件繩子所能承受的張力是有限的,繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛的臨界條件是FT=0加速度最大與速度最大的臨界條件當物體在受到變化的外力作用下運動時,其加速度和速度都會不斷變化,當所受合外力最大時,具有最大加速度;合外力最小時,具有最小加速度.當出現(xiàn)速度有最大值或最小值的臨界條件時,物體處于臨界狀態(tài),所對應(yīng)的速度便會出現(xiàn)最大值或最小值3.三種常用的分析方法(1)極限分析法:把物理問題(或過程)推向極端,從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來,以達到正確解決問題的目的。(2)假設(shè)分析法:臨界問題存在多種可能,特別是非此即彼兩種可能時,或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件,也可能不出現(xiàn)臨界條件時,往往用假設(shè)法解決問題。(3)數(shù)學極值法:將物理過程通過數(shù)學公式表達出來,根據(jù)數(shù)學表達式解出臨界條件.【典型例題】【例題15】(多選)如圖所示,傾角α=53°的光滑斜面體上有一個小球m=1kg被平行于斜面的細繩系于斜面上,斜面體在水平面上沿直線運動,不計空氣阻力,g=10m/s2,已知:sin53°=0。8,cos53°=0.6,則下列說法正確的是()A.若斜面體勻速運動,小球?qū)π泵嬉欢ㄓ袎毫.若斜面體向左勻加速運動的加速度為12m/s2,小球?qū)毨K一定有拉力C.要使小球?qū)π泵鏌o壓力,斜面體一定向右加速運動D.若斜面體以10m/s2的加速度向右做勻加速運動,細繩與豎直方向的夾角一定為60°【答案】ABD【名師點睛】解答本題時要先求出繩子恰好沒有拉力和斜面體對小球恰好沒有支持力時的小球加速度,再跟題中所給的加速度進行比較以確定小球所處的狀態(tài),關(guān)鍵是對小球的受力分析。【針對訓練】如圖所示,物體A疊放在物體B上,B置于光滑水平面上,A、B質(zhì)量分別為mA=6kg、mB=2kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)μ=0。2,開始時F=10N,此后逐漸增加,在增大到45N的過程中,則()A.當拉力F<12N時,物體均保持靜止狀態(tài)B.兩物體開始沒有相對運動,當拉力超過12N時,開始相對滑動C.兩物體從受力開始就有相對運動D.兩物體始終沒有相對運動【答案】D※知識點十六、動力學的圖象問題1.常見的動力學圖像v。t圖像、a。t圖像、F。t圖像、F.a圖像等.2.動力學圖像問題的類型3.解題策略(1)問題實質(zhì)是力與運動的關(guān)系,解題的關(guān)鍵在于弄清圖像斜率、截距、交點、拐點、面積的物理意義。(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對應(yīng)的函數(shù)方程式,進而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系,以便對有關(guān)物理問題作出準確判斷?!镜湫屠}】【例題16】(多選)物體A、B、C均靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為mA、mAB、mC與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC。用平行于水平面的拉力F分別拉A、B、C,所得加速度a與拉力F的關(guān)系如圖所示,對應(yīng)直線A、B、C中A、B兩直線平行,則下列說法中正確的是()A.B.C.D.【答案】AD【名師點晴】先通過一般式推出加速度a與外力F的關(guān)系式,然后再根據(jù)此關(guān)系式及圖像判斷出斜率的大小關(guān)系,通過斜率反映的是什么再判斷出質(zhì)量的大小,根據(jù)截距的變化再判斷出摩擦系數(shù)的關(guān)系。【針對訓練】質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面作直線運動,一段時間后撤去F,其運動的v-t圖像如圖所示。g取10m/s2,求:(1)內(nèi)物體運動位移的大小。(2)物體與水平面間的滑動摩擦因系數(shù)μ;(3)水平推力的大小;【答案】,,【名師點睛】本題是圖象的應(yīng)用,要明確斜率的含義,知道在圖象中圖象與坐標軸圍成的面積的含義,能根據(jù)圖象讀取有用信息,并結(jié)合勻變速直線運動基本公式及牛頓第二定律求解?!R點十七、滑塊-木板模型1.模型特點涉及兩個物體,并且物體間存在相對滑動。2.兩種位移關(guān)系滑塊由滑板的一端運動到另一端的過程中,若滑塊和滑板同向運動,位移之差等于板長;反向運動時,位移之和等于板長。3.解題思路(1)審題建模:求解時應(yīng)先仔細審題,清楚題目的含義、分析清楚每一個物體的受力情況、運動情況。(2)求加速度:準確求出各物體在各運動過程的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變)。(3)明確關(guān)系:找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口.求解中更應(yīng)注意聯(lián)系兩個過程的紐帶,每一個過程的末速度是下一個過程的初速度.【典型例題】【例題17】如圖所示,質(zhì)量M=1kg的木板A靜止在水平地面上,在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg的鐵塊B(大小可忽略),鐵塊與木塊間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,木板長L=1m,用F=5N的水平恒力作用在鐵塊上,g取10m/s2.(1)若水平地面光滑,計算說明鐵塊與木板間是否會發(fā)生相對滑動;(2)若木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0。1,求鐵塊運動到木板右端所用的時間。【審題指導】(1)判斷兩者之間是否發(fā)生滑動,要比較兩者之間的摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系,若f〈fm,則不滑動,反之則發(fā)生滑動.(2)兩者發(fā)生相對滑動時,兩者運動的位移都是對地的,注意找位移與板長的關(guān)系.【答案】(1)不會(2)eq\r(2)s【針對訓練】如圖所示,在水平面上有A、B兩塊相同的質(zhì)量的木板放在一起不粘連,每塊木板長l=1m,木板與水平面間的動摩擦因數(shù),木板與水平面間的最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,現(xiàn)有一質(zhì)量的金屬塊以初速度從A的左端向右滑動,金屬塊與木板間的動摩擦因數(shù),取10m/s2,試求:(1)金屬塊滑上B的左端時速度為多少?(2)金屬塊停在木塊B上何處?(3)整個過程中木塊B的位移.【答案】(1)2m/s;(2)m;(3)m【名師點睛】本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是能正確對金屬塊和木板進行受力分析,正確判斷三者的運動情況,難度適中.(1)先根據(jù)滑動摩擦力公式求出AB與地面之間的摩擦力和AC間摩擦力,判斷AB的運動狀態(tài),再根據(jù)運動學基本公式求出速度;(2)求出BC間和B地間滑動摩擦力,判斷滑上B后,金屬塊和B的運動情況,當金屬塊和B速度相同時,一起向前做勻減速運動,再根據(jù)運動學基本公式求出金屬塊停在B上的位置和整個過程中木塊B的位移.※知識點十八、傳送帶模型1.模型特征一個物體以速度v0(v0≥0)在另一個勻速運動的物體上運動的力學系統(tǒng)可看做“傳送帶"模型,如圖(a)、(b)、(c)所示。2.建模指導傳送帶模型問題包括水平傳送帶問題和傾斜傳送帶問題.(1)水平傳送帶問題求解的關(guān)鍵在于對物體所受的摩擦力進行正確的分析判斷。判斷摩擦力時要注意比較物體的運動速度與傳送帶的速度,也就是分析物體在運動位移x(對地)的過程中速度是否和傳送帶速度相等。物體的速度與傳送帶速度相等的時刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時刻.(2)傾斜傳送帶問題求解的關(guān)鍵在于分析清楚物體與傳送帶的相對運動情況,從而確定其是否受到滑動摩擦力作用。如果受到滑動摩擦力作用應(yīng)進一步確定其大小和方向,然后根據(jù)物體的受力情況確定物體的運動情況。當物體速度與傳送帶速度相等時,物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變.【典型例題】【例題18】一水平傳送帶以2。0m/s的速度順時針傳動,水平部分長為2.0m。其右端與一傾角為θ=37°的光滑斜面平滑相連,斜面長為0.4m,一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端,已知物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0。2,試問:(1)物塊能否到達斜面頂端?若能則說明理由,若不能則求出物塊沿斜面上升的最大距離.(2)物塊從出發(fā)到4。5s末通過的路程.(sin37°=0.6,g取10m/s2)【審題指導】(1)判斷物塊在水平傳送帶上的運動規(guī)律.(2)只要物塊沿斜面上滑的最大位移小于斜面長,滑塊將滑回傳送帶.(3)判斷4。5s末時物塊所在的位置?!敬鸢浮浚?)不能eq\f(1,3)m(2)5m(2)物塊從開始到第一次到達傳送帶右端所用時間t1=eq\f(2x1,v0)+eq\f(L-x1,v0)=1。5s物塊在斜面上往返一次時間t2=eq\f(-2v0,a2)=eq\f(2,3)s物塊再次滑到傳送帶上速度仍為v0,方向向左-μmg=ma3向左端發(fā)生的最大位移x3=eq\f(-v02,2a3)物塊向左的減速過程和向右的加速過程中位移大小相等4.5s末物塊在斜面上速度恰好減為零故物塊通過的總路程x=L+3x2+2x3x=5m【針對訓練】(多選)如圖所示,傳送帶的水平部分長為L,傳動速率為v,在其左端無初速釋放一小木塊,若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,則木塊從左端運動到右端的時間可能是()A. B.C.D.【答案】AC【名師點晴】物塊在傳送帶上運動時,先是加速運動,如果傳送帶很長,則后面還要勻速;所以該題可分為兩種情況進行討論,故就會有對應(yīng)的兩個答案;這類問題在分析時需要們的頭腦清楚,將問題考慮全面為好.※知識點十九、物體做曲線運動的條件及軌跡分析1.物體做曲線運動的條件與軌跡分析曲線運動的特點曲線運動的條件內(nèi)容物體在某一點的速度沿曲線上該點的切線方向物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上深入理解①速度方向時刻在變化,所以曲線運動一定是變速運動②速度大小可以不變,相應(yīng)的動能就不變,如勻速圓周運動③加速度可以是不變的,即物體做勻變速曲線運動,如平拋運動④加速度可以是變化的,即物體做非勻變速曲線運動,如勻速圓周運動①合力指向曲線的凹側(cè),所以合力與速度分居曲線兩側(cè)②合力可以是不變的,如平拋運動中物體的合力為重力,大小、方向都不變③合力可以是變化的,如勻速圓周運動中物體的合力為向心力,方向時刻在變化2.合運動與分運動的關(guān)系(1)等時性:各個分運動與合運動總是同時開始,同時結(jié)束,經(jīng)歷時間相等(不同時的運動不能合成).(2)等效性:各分運動疊加起來與合運動有相同的效果。(3)獨立性:一個物體同時參與幾個運動,其中的任何一個都會保持其運動性質(zhì)不變,并不會受其他分運動的干擾.雖然各分運動互相獨立,但是它們共同決定合運動的性質(zhì)和軌跡。3.運動的合成與分解的運算法則運動的合成與分解是指描述運動的各物理量,即位移、速度、加速度的合成與分解,由于它們均是矢量,故合成與分解都遵守平行四邊形定則.4.合運動性質(zhì)的判斷eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加速度\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(恒定:勻變速運動,變化:非勻變速運動)),加速度方向與速度方向\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共線:直線運動,不共線:曲線運動))))【典型例題】【例題19】(多選)在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標系,一物體從t=0時刻起,由坐標原點O(0,0)開始運動,其沿x軸和y軸方向運動的速度—時間圖像如圖甲、乙所示,下列說法中正確的是()A.前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運動B.后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運動,但加速度沿y軸方向C.4s末物體坐標為(4m,4m)D.4s末物體坐標為(6m,2m)【審題指導】(1)判斷物體運動性質(zhì)時要分析物體的加速度特點及加速度與速度方向間的關(guān)系。(2)確定物體在某時刻的坐標時,要沿x軸和y軸分別計算物體的位移?!敬鸢浮緼D【解析】前2s內(nèi)物體在y軸方向速度為0,由題圖甲知只沿x軸方向做勻加速直線運動,A正確;后2s內(nèi)物體在x軸方向做勻速運動,在y軸方向做初速度為0的勻加速運動,加速度沿y軸方向,合運動是曲線運動,B錯誤;4s內(nèi)物體在x軸方向上的位移是x=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2×2+2×2))m=6m,在y軸方向上的位移為y=eq\f(1,2)×2×2m=2m,所以4s末物體坐標為(6m,2m),D正確,C錯誤?!踞槍τ柧殹肯铝嘘P(guān)于運動和力的敘述中,正確的是A.做曲線運動的物體,其加速度方向一定是變化的B.做圓周運動的物體,所受的合力一定指向圓心C.物體所受合力方向與運動方向相反,該物體一定做直線運動D.物體運動的速率在增加,所受合力方向一定與運動方向相同【答案】C【名師點睛】曲線運動的條件是初速度與加速度不在一條直線上,速度不斷變化,它是變速運動,曲線運動有加速度不變的,也有加速度變化的.當物體做圓周運動,其合力不一定指向圓心,若是勻速圓周運動,則合力一定指向圓心.※知識點二十、運動合成與分解的兩個典型模型一、小船渡河問題1.小船渡河問題的分析思路2.小船渡河的兩類問題、三種情景渡河時間最短當船頭方向垂直河岸時,渡河時間最短,最短時間tmin=eq\f(d,v船)渡河位移最短如果v船>v水,當船頭方向與上游夾角θ滿足v船cosθ=v水時,合速度垂直河岸,渡河位移最短,等于河寬d如果v船<v水,當船頭方向(即v船方向)與合速度方向垂直時,渡河位移最短,等于eq\f(dv水,v船)二、關(guān)聯(lián)速度問題1.模型特點沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等。2.思路與方法合速度→物體的實際運動速度v分速度→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(其一:沿繩或桿的分速度v1,其二:與繩或桿垂直的分速度v2))方法:v1與v2的合成遵循平行四邊形定則。3.常見模型把物體的實際速度分解為沿繩(桿)和垂直于繩(桿)的兩個分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解。常見的模型如圖所示.【典型例題】【例題20】如圖所示,一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河,河中各處水流速度都相同,其大小為v1=3m/s,行駛中,輪船發(fā)動機的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時刻發(fā)動機突然熄火,輪船牽引力隨之消失,輪船相對于水的速度逐漸減小,但船頭方向始終未發(fā)生變化。求:(1)發(fā)動機未熄火時,輪船相對于靜水行駛的速度大小。(2)發(fā)動機熄火后,輪船相對于河岸速度的最小值?!緦忣}指導】(1)發(fā)動機熄火前,輪船運動的速度4m/s為水流速度和輪船相對靜水行駛速度的合速度。(2)發(fā)動機熄火后,輪船相對靜水行駛速度的方向不變,逐漸減小,其合速度的大小和方向也在變化.【答案】(1)5m/s(2)2.4m/s【解析】(1)發(fā)動機未熄火時,輪船運動速度v與水流速度v1方向垂直,如圖所示。故此時輪船相對于靜水的速度v2的大小:v2=eq\r(v2+v12)=eq\r(42+32)m/s=5m/s,設(shè)v與v2的夾角為θ,則cosθ=eq\f(v,v2)=0.8。(2)熄火前,船的牽引力沿v2的方向,水的阻力與v2的方向相反,熄火后,牽引力消失,在阻力作用下,v2逐漸減小,但其方向不變,當v2與v1的矢量和與v2垂直時,輪船的合速度最小,則vmin=v1cosθ=3×0.8m/s=2.4m/s.【針對訓練】如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質(zhì)量為m,水的阻力恒為f,當輕繩與水平面的夾角為θ時,船的速度為v,此時人的拉力大小為F,則()A.人拉繩行走的速度為vsinθB.人拉繩行走的速度為C.船的加速度為D.船的加速度為【答案】C

【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道船運動的速度是沿繩子收縮方向的速度和繞定滑輪的擺動速度的合速度,并掌握受力分析與理解牛頓第二定律。※知識點二十一、平拋運動的基本規(guī)律及應(yīng)用平拋運動的基本規(guī)律1.基本規(guī)律(1)速度關(guān)系(2)位移關(guān)系2.有用結(jié)論(1)速度改變量:物體在任意相等時間內(nèi)的速度改變量Δv=gΔt相同,方向恒為豎直向下,如圖甲所示.(2)水平位移中點:因tanα=2tanβ,所以O(shè)C=2BC,即速度的反向延長線通過此時水平位移的中點,如圖乙所示.二種常見平拋運動的時間計算方法1、對著斜面的平拋運動如圖所示方法:分解速度vx=v0vy=gttanθ=eq\f(v0,vy)=eq\f(v0,gt)可求得t=eq\f(v0,gtanθ)2、順著斜面的平拋運動如圖所示方法:分解位移x=v0ty=eq\f(1,2)gt2tanθ=eq\f(y,x)可求得t=eq\f(2v0tanθ,g)【典型例題】【例題21】如圖所示,傾角為37°的斜面長l=1.9m,在斜面底端正上方的O點將一小球以v0=3m/s的速度水平拋出,與此同時靜止釋放頂端的滑塊,經(jīng)過一段時間后小球恰好能夠以垂直斜面的方向擊中滑塊。(小球和滑塊均可視為質(zhì)點,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0。6,cos37°=0.8),求:(1)拋出點O離斜面底端的高度;(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。【審題指導】【答案】(1)1。7m(2)0.125【針對訓練】如圖所示,在斜面頂端A以速度v水平拋出一小球,經(jīng)過時間t1恰好落在斜面的中點P;若在A點以速度2v水平拋出小球,經(jīng)過時間t2落地完成平拋運動。不計空氣阻力,則()

A.t2>2t1 B.t2=2t1 C.t2〈2t1 D.落在B點【答案】C【解析】在斜面頂端A以速度v水平拋出一小球,經(jīng)過時間t1恰好落在斜面的中點P,有,解得,水平位移,初速度變?yōu)樵瓉淼?倍,若還落在斜面上,水平位移應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼?倍,可知在A點以速度2v水平拋出小球,小球?qū)⒙湓谒矫妫芍獌汕蛳陆档母叨戎葹?:2,根據(jù)知,,則t2<2t1.故選C。【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,結(jié)合運動學公式靈活求解,難度不大.※知識點二十二、圓周運動的基本規(guī)律及應(yīng)用一、圓周運動的運動學問題1.圓周運動各物理量間的關(guān)系2.對公式v=ωr的理解當r一定時,v與ω成正比;當ω一定時,v與r成正比;當v一定時,ω與r成反比。3.對a=eq\f(v2,r)=ω2r的理解當v一定時,a與r成反比;當ω一定時,a與r成正比.4.常見的三種傳動方式及特點(1)皮帶傳動:如圖甲、乙所示,皮帶與兩輪之間無相對滑動時,兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB。(2)摩擦傳動:如圖甲所示,兩輪邊緣接觸,接觸點無打滑現(xiàn)象時,兩輪邊緣線速度大小相等,即vA=vB。(3)同軸傳動:如圖乙所示,兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,兩輪轉(zhuǎn)動的角速度大

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