高中物理力學(xué)復(fù)習(xí)

高中物理力學(xué)問題解決規(guī)律濰坊七中JassZ明確對(duì)象分析力，整體隔離相交替。已知重場(chǎng)彈摩力，恒力變力要注意。或分解，或合成，根據(jù)狀態(tài)列方程。若平衡，列相等;若變速，牛二律。圓周運(yùn)動(dòng)向心力，功能關(guān)系要牢記。一、明確對(duì)象分析力，整體隔離相交替第一、對(duì)研究對(duì)象的選擇：當(dāng)問題中涉及兩個(gè)（或多個(gè)）物體時(shí)，就存在一個(gè)研究對(duì)象選取問題，其原則是：先整體，后隔離，能整體，不隔離。1、先整體，后隔離例1.如圖，5個(gè)木塊靜止在光滑水平面上，現(xiàn)施加水平向右的恒力F，求2對(duì)3的作用力。若木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，情況如何？113245F例2．如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，當(dāng)把A、B兩物體同時(shí)豎直向上拋出時(shí)(不計(jì)空氣阻力)，則(C)A．A的加速度大小小于gB．B的加速度大小大于gC．A、B的加速度大小均為gD．A、B間的彈力不為零例3．如圖所示，小球B放在真空容器A內(nèi)，球B的直徑恰好等于正方體A的邊長，將它們以初速度v0豎直向上拋出，下列說法中正確的是(BD)A．若不計(jì)空氣阻力，上升過程中，A對(duì)B有向上的支持力B．若考慮空氣阻力，上升過程中，A對(duì)B的壓力向下C．若考慮空氣阻力，下落過程中，B對(duì)A的壓力向上D．若不計(jì)空氣阻力，下落過程中，B對(duì)A沒有壓力例4.商場(chǎng)搬運(yùn)工要把一箱蘋果沿傾角為θ的光滑斜面推上水平臺(tái)，如右圖所示．他由斜面底端以初速度v0開始將箱推出(箱與手分離)，這箱蘋果剛好能滑上平臺(tái)．箱子的正中間是一個(gè)質(zhì)量為m的蘋果，在上滑過程中其他蘋果對(duì)它的作用力大小是(C)A．mgB．mgsinθC．mgcosθD．0例5.如右圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個(gè)物體，A、B間的最大靜摩擦力為μmg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則拉力F的最大值為(C)A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmg例6．在2008年北京殘奧會(huì)開幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神．為了探求上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化．一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖22所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a＝1m/s2上升時(shí)，試求：(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(440N，方向豎直向下)(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力．(275N，方向豎直向下)2、能整體，不隔離例7．人的質(zhì)量為m1，車的質(zhì)量為m2，人站在車上用水平力F推固定在車上的擋板，若不考慮地面對(duì)車的摩擦力時(shí)，小車的加速度為(A)A．0B.eq\f(F,m1＋m2)C.eq\f(F,m1)D.eq\f(F,m2)例8．如圖所示，質(zhì)量分別為、的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接，在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)（在地面，在空中），力與水平方向成角。則所受支持力N和摩擦力正確的是（）A．B．C．D．3、只能隔離例9.如圖5所示為雜技“頂桿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，竿對(duì)“底人”的壓力大小為(A)A．(M＋m)g－maB．(M＋m)g＋maC．(M＋m)gD．(M－m)gAB例10.如圖，底座A上固定一根直立長桿，總質(zhì)量為M，桿上套有質(zhì)量為m的圓環(huán)B，讓圓環(huán)從桿的上端由靜止開始下滑，其加速度為aAB例11．如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為、。重力加速度大小為g。則有（AD）A．，B．，C．，D．，v0vs2ds1例12.質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊，并留在木塊中不再射出，此時(shí)木塊的速度為v，v0vs2ds1例13．如圖所示，有一長度x＝1m、質(zhì)量M＝10kg的平板小車，靜止在光滑的水平面上，在小車一端放置一質(zhì)量m＝4kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，要使物塊在2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)到小車的另一端，求作用在物塊上的水平力F是多少？(g取10m/s2)（16N）v0例14.質(zhì)量m的滑塊沿水平方向滑上質(zhì)量為M，長為L，靜止在光滑水平面上的小車,滑塊與小車的動(dòng)摩擦因數(shù)為μv0(答案：)第二、對(duì)研究過程的選擇：問題中涉及兩個(gè)或多個(gè)過程時(shí)，原則同上。注意：有些問題中過程則是暗含的。1、能全程，不分段hH例15.如圖所示，將質(zhì)量m=2kg的一塊石頭從離地面H=2m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深處，不計(jì)空氣阻力，求泥對(duì)石頭的平均阻力。（g取10m/s2hH例16.如圖所示，物體在離斜面底端5m例17.青島海濱游樂場(chǎng)有一種滑沙娛樂活動(dòng)如圖所示，人坐在滑板上從斜坡高處A點(diǎn)由靜止開始下滑，滑到斜坡底部B點(diǎn)后沿水平滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來，若忽略B處對(duì)速度大小的影響，板與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5.斜坡傾角θ＝37°，人和滑塊的總質(zhì)量為m＝60kg，若由于受到場(chǎng)地的限制，A點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離為50m，為確保人身安全，請(qǐng)你設(shè)計(jì)斜坡的高度．(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，h≤25m)2、（按照受力或運(yùn)動(dòng)性質(zhì)）分段分析例18．如圖甲所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接．圖乙中v、a、f和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．圖乙中正確的是(C)例19.如圖所示，半徑R＝1m的1/4圓弧導(dǎo)軌與水平面相接，從圓弧導(dǎo)軌頂端A，靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m＝20g的小木塊，測(cè)得其滑至底端B時(shí)速度VB＝3m／s，以后沿水平導(dǎo)軌滑行BC＝3m而停止。求：（1）在圓弧軌道上克服摩擦力做的功?（2）BC段軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?例20．如圖甲所示，在傾角為30°的足夠長光滑斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA長為4m．有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用．F按圖乙所示的規(guī)律變化．滑塊與OA間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，g取10m/s2，試求：(1)滑塊到A處的速度大小；(2)不計(jì)滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面AB的長度是多少？（(1)5eq\r(2)m/s(2)5m）例21.如圖(甲)所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎立固定在水平面上，t=0時(shí)刻，一小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，落到彈簧上壓縮到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙)所示，則()A.t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大C.t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少D.t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能例22.質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如右圖所示．g取10m/s2(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)水平推力F的大?。?3)0～10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大?。?1)0.2(2)6N(3)46m）t/sv/m/s03624610121416188例23．某興趣小組對(duì)一輛自制小遙控車的性能進(jìn)行研究。他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為v-t圖象，如圖所示（除2st/sv/m/s03624610121416188(1)小車所受到的阻力大小；(2)小車勻速行駛階段的功率；(3)小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中位移的大小。例24．放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，力F的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示．重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的滑動(dòng)摩擦力的大小；(2)物塊在3～6s中的加速度大小；(3)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．（(1)Ff＝4N(2)a＝2m/s2(3)μ＝0.4）例25.(2011年北京東城區(qū)質(zhì)檢)如圖所示，一小轎車從高為10m、傾角為37°的斜坡頂端從靜止開始向下行駛，當(dāng)小轎車到達(dá)底端時(shí)進(jìn)入一水平面，在距離斜坡底端115m的地方有一池塘，發(fā)動(dòng)機(jī)在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2×103N，在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1.4×104N，小轎車的質(zhì)量為2t，小轎車與斜坡及水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5(g取10m/s2)．求：(1)小轎車行駛至斜坡底端時(shí)的速度；（v1＝10m/s）(2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時(shí)間不能超過多少？(轎車在行駛過程中不采用剎車裝置)（5s）二、已知重場(chǎng)彈摩力，恒力變力要注意選好研究對(duì)象和過程之后，就是最重要的一環(huán)——受力分析。正確的受力分析是解題的關(guān)鍵。為避免多力、少力的情況發(fā)生，受力分析時(shí)應(yīng)按照一定的順序，即題中給出的已知力、重力、場(chǎng)力（電場(chǎng)力、庫侖力、安培力、洛侖茲力）、彈力和摩擦力。受力分析時(shí)要注意下列幾個(gè)問題：1、重力：有時(shí)考慮有時(shí)不考慮，像帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，要視具體情況來分析是否考慮重力。2、場(chǎng)力：（1）電場(chǎng)力：注意是否是勻強(qiáng)電場(chǎng)判斷是否是恒力。（2）安培力：要視磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流Ｉ情況來判斷恒力或變力。（3）洛侖茲力：是一個(gè)與速度V相關(guān)的力，V變則力變。3、摩擦力放在彈力之后是因?yàn)椋河袕椓Σ灰欢ㄓ心Σ亮?，沒有彈力一定沒有摩擦力。例26.如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧豎直立在水平地面上，下端固定.一小球從高處自由落下，落到彈簧上端，將彈簧壓縮至最低點(diǎn).小球從開始?jí)嚎s彈簧至最低點(diǎn)過程中，小球的加速度和速度的變化情況是(C)A.加速度先變大后變小，速度先變大后變小B.加速度先變大后變小，速度先變小后變大C.加速度先變小后變大，速度先變大后變小D.加速度先變小后變大，速度先變小后變大例27.如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧，放在光滑的水平面上，A球緊靠豎直墻壁.今用水平力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將F撤去，在這一瞬間A．B球的速度為零，加速度為零B．B球的速度為零，加速度大小為C．在彈簧第一次恢復(fù)原長之后，A才離開墻壁D．在A離開墻壁后，A、B兩球均向右做勻速運(yùn)動(dòng)例28．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng)，求物塊B剛要離開C時(shí)物塊A的加速度a和從開始到此時(shí)物塊A的位移d，重力加速度為g.（a＝eq\f(F－(mA＋mB)gsinθ,mA)d＝eq\f((mA＋mB)gsinθ,k)）例29．如圖，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用而運(yùn)動(dòng)，前方一個(gè)彈簧固定在墻上，當(dāng)木塊接觸彈簧后()A．將立即做變減速運(yùn)動(dòng)B．將立即做勻減速運(yùn)動(dòng)C．在一段時(shí)間內(nèi)仍然做加速運(yùn)動(dòng)，速度繼續(xù)增大D．當(dāng)彈簧處于最大壓縮量時(shí)，物體的加速度為零三、或分解，或合成這句話也包含了兩層意思。1、“力”的合成與分解： （1）三力平衡時(shí)，可合成。（2）四力或四力以上平衡時(shí)，正交分解。（3）變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，正交分解。例30．如圖所示，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P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為FN。OF與水平方向的夾角為0。下列關(guān)系正確的是（A）A． B．F＝mgtan0C． D．FN=mgtan0例31．如圖所示，物體A放在斜面上，與斜面一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，物體A受到斜面對(duì)它的支持力和摩擦力的合力方向可能是()A．斜向右上方 B．豎直向上C．斜向右下方 D．上述三種方向均不可能例32．如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的小球穿在長L＝1.6m的斜桿上，斜桿與水平方向成α＝37°角，斜桿固定不動(dòng)，小球與斜桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75.小球受水平向左的拉力F＝1N，從斜桿的頂端由靜止開始下滑，求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2)(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度大??；（1.25m/s2）(2)小球運(yùn)動(dòng)到斜桿底端時(shí)的速度大小．（2m/s）2、“運(yùn)動(dòng)”的合成與分解：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)（圓周運(yùn)動(dòng)除外），要進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化成兩個(gè)簡單的直線運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)重要的特例。（1）平拋與類平拋：正交分解成一個(gè)勻速直線和一個(gè)變速直線運(yùn)動(dòng)。例33．降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風(fēng)，若風(fēng)速越大，則降落傘(D)A．下落的時(shí)間越短 B．下落的時(shí)間越長C．落地時(shí)速度越小 D．落地時(shí)速度越大例34．如圖所示，軌道ABC被豎直地固定在水平桌面上，A距離水平地面高H＝0.75m，C距離水平地面高h(yuǎn)＝0.45m.一質(zhì)量m＝0.10kg的小物塊自A點(diǎn)從靜止開始下滑，從C點(diǎn)以水平速度飛出后落在水平地面上的D點(diǎn)．現(xiàn)測(cè)得C、D兩點(diǎn)間的水平距離為l＝0.60m.不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2.求：(1)小物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間；(2)小物塊從C點(diǎn)飛出時(shí)速度的大小；(3)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功．（(1)0.30s(2)2.0m/s(3)0.10J）（2）通過定滑輪相連的連接體問題的關(guān)鍵是：沿繩方向的分速度大小相等。例35．如圖，牽引車通過一個(gè)定滑輪將重物從井中提出，當(dāng)牽引車勻速向右行駛時(shí)，重物將（）A.勻速上升B.加速上升C.減速上升D.無法確定運(yùn)動(dòng)速度是勻速、加速或減速四、根據(jù)狀態(tài)列方程。若平衡，列相等;若變速，牛二律。圓周運(yùn)動(dòng)向心力高中力學(xué)問題,可以用兩個(gè)關(guān)鍵詞來概括:“力”與“運(yùn)動(dòng)”，二者密不可分。如：F合=0對(duì)應(yīng)平衡（靜止或勻速直線），F(xiàn)合恒定對(duì)應(yīng)勻變速運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)大小不變且始終指向圓心等等。知道了受力可以推知物體作什么樣的運(yùn)動(dòng)，知道了運(yùn)動(dòng)，也可以推知物體的受力特點(diǎn)。常見的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有：1、平衡：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。受力特點(diǎn)：F合=02、勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng)。受力特點(diǎn)：F合恒定且與Vo在同一直線上。3、平拋或類平拋：F合恒定且與Vo垂直。4、圓周運(yùn)動(dòng)：沿半徑方向的合力提供向心力（無論是勻速圓周還是非勻速圓周）五、功能關(guān)系要牢記力學(xué)問題的解決從方法上可以概括為三個(gè)觀點(diǎn)。1、力的觀點(diǎn)：牛頓第二定律+運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2、能量的觀點(diǎn)：動(dòng)能定理+機(jī)械能守恒+功能關(guān)系+能量守恒定律*3、動(dòng)量的觀點(diǎn)：動(dòng)量定理+動(dòng)量守恒定律（選修）在某些情況下，能量的觀點(diǎn)解題會(huì)顯得更直接，更簡單。常用的功能關(guān)系可概括為：重力做功→重力勢(shì)能的改變；電場(chǎng)力做功→電勢(shì)能的變化；彈簧彈力做功→彈性勢(shì)能的改變；合力做功→動(dòng)能的改變；滑動(dòng)摩擦力做功→摩擦熱（此時(shí)要用相對(duì)位移）；安培力的功→電能的改變；其它力做功→機(jī)械能的改變。）例36.質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，如圖所示，若物體與球殼之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點(diǎn)時(shí)(AD)A.向心加速度為B.向心力為m(g＋)C.對(duì)球殼的壓力為D.受到的摩擦力為μm(g＋)例37.如圖所示的電路中，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電阻可略去不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)量為m，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用，金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在下滑h高度的過程中，以下說法正確的是()A．作用在金屬棒上各力的合力做功為零B．重力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C．重力與恒力F做功的代數(shù)和等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱D．金屬棒克服安培力做功等于重力與恒力F做的總功與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和例38．如圖所示為“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)