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2024年高考物理終極押題密卷2(天津卷)一.選擇題(共5小題)1.(2024?天津模擬)下列說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福用α粒子轟擊獲得反沖核C發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 B.愛(ài)因斯坦通過(guò)對(duì)黑體輻射規(guī)律的分析提出了光子說(shuō) C.玻爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究提出氫原子能級(jí)理論 D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子從而提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型2.(2024?寧河區(qū)校級(jí)一模)無(wú)人機(jī)常應(yīng)用于應(yīng)急救援物資輸送上。在某次救援過(guò)程中,無(wú)人機(jī)下方用輕繩懸掛救援物資,它們?cè)诳罩醒厮椒较蛞黄鹱鰟蛩龠\(yùn)動(dòng),救援物資在水平方向受到空氣阻力作用。現(xiàn)在,調(diào)整無(wú)人機(jī)速度,在水平方向仍然勻速運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)懸掛物資的繩子與豎直方向的夾角θ變大,則調(diào)整速度后,下列說(shuō)法正確的是()A.救援物資受到的合力會(huì)變大 B.懸掛救援物資的繩子張力變小 C.救援物資在水平方向上受到的空氣阻力不變 D.救援物資受到的重力和繩子拉力的合力會(huì)變大3.(2024?天津模擬)截至2023年10月底,我國(guó)先后研制、發(fā)射了12艘神舟系列載人飛船,把20名、32人次航天員送上了太空,成功率達(dá)到100%。若飛行中某神舟號(hào)飛船質(zhì)量為m,圍繞地球做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知地球的質(zhì)量為M、半徑為R,引力常量為G,則該飛船的()A.周期為 B.向心加速度為 C.角速度為 D.動(dòng)能為4.(2024?天津模擬)如圖為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖,已知升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,兩端電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,升壓變壓器與降壓變壓器之間輸電線上的總電阻為R,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n3、n4,兩端電壓分別為U3、U4,電流分別為I3、I4。變壓器均為理想變壓器,若保持發(fā)電廠的輸出電壓不變,則下列說(shuō)法正確的是()A.無(wú)論用戶端的負(fù)載如何增加,始終有I1U1=I3U3 B.輸電線上損失的功率ΔP= C.若用戶端負(fù)載增加,那么電壓U3變小 D.輸電線上的電流I3=5.(2024?南開(kāi)區(qū)一模)如圖所示,虛線a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,實(shí)線為一個(gè)帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.三個(gè)等勢(shì)面中,等勢(shì)面a的電勢(shì)最高 B.粒子在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)時(shí)大 C.粒子在Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比在P點(diǎn)時(shí)大 D.粒子在Q點(diǎn)時(shí)的加速度比在P點(diǎn)時(shí)大二.多選題(共3小題)(多選)6.(2024?河?xùn)|區(qū)一模)光刻機(jī)又名“掩膜對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)”,是制造芯片的核心裝備,它是利用光源發(fā)出的紫外線,將精細(xì)圖投影在硅片上,再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機(jī)投影精細(xì)圖的能力,在光刻膠和投影物鏡之間填充液體,提高分辨率,如圖所示。若浸沒(méi)液體的折射率為1.7,不加液體時(shí)光刻膠的曝光波長(zhǎng)為187nm,則加上液體后,下列說(shuō)法中正確的是()A.紫外線進(jìn)入液體后光子能量增加 B.紫外線在液體中的波長(zhǎng)為110nm C.傳播相等的距離,在液體中所需的時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1.7倍 D.“浸沒(méi)式”光刻能提高分辨率是因?yàn)樽贤饩€在液體中比在空氣中更容易發(fā)生衍射(多選)7.(2024?天津二模)如圖甲,“戰(zhàn)繩”訓(xùn)練是近年健身的一種流行項(xiàng)目?!皯?zhàn)繩”可簡(jiǎn)化為乙圖所示的彈性輕繩,繩上有很多標(biāo)記數(shù)字且處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn),相鄰兩個(gè)標(biāo)記質(zhì)點(diǎn)間距離為L(zhǎng),健身者沿豎直方向向上抖動(dòng)質(zhì)點(diǎn)1,并開(kāi)始計(jì)時(shí),t時(shí)刻第7個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),此時(shí)質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)波谷,各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離為A,形成的繩波可看作簡(jiǎn)諧波,下列說(shuō)法正確的是()A.該波的波長(zhǎng)為24L B.波源的振動(dòng)周期 C.t時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)3處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng) D.質(zhì)點(diǎn)3開(kāi)始振動(dòng)的方向豎直向上(多選)8.(2024?南開(kāi)區(qū)校級(jí)模擬)東京奧運(yùn)會(huì)女子鉛球決賽中,32歲的老將鞏立姣以20米58的成績(jī)奪冠,為我國(guó)田徑隊(duì)收獲了本屆東京奧運(yùn)會(huì)的第一枚田徑金牌。這塊金牌也實(shí)現(xiàn)了我國(guó)奧運(yùn)會(huì)田賽項(xiàng)目“零的突破”。如圖所示,運(yùn)動(dòng)員鞏立姣斜向上推出鉛球,鉛球飛行一段時(shí)間后落地,若不計(jì)空氣阻力,則()A.運(yùn)動(dòng)員斜上推出鉛球過(guò)程,運(yùn)動(dòng)員做的功全部轉(zhuǎn)化為鉛球的動(dòng)能 B.只要鉛球離手時(shí)初速度越大,在空中飛行的時(shí)間一定長(zhǎng) C.鉛球在空中飛行過(guò)程中,鉛球的重力勢(shì)能先增大后減小 D.鉛球在空中飛行過(guò)程中,相同時(shí)間內(nèi)球的動(dòng)量變化量相同三.實(shí)驗(yàn)題(共2小題)9.(2024?河?xùn)|區(qū)二模)在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩,細(xì)繩另一端帶有繩套。先用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套井互成角度地拉橡皮條,使橡皮條的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O,并記下該點(diǎn)的位置O。再用一個(gè)彈簧秤將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O點(diǎn),如圖甲所示。①物理學(xué)有很多的科學(xué)研究方法,本實(shí)驗(yàn)所采用的是;A.理想模型法B.等效替代法C.控制變量法D.演繹推理法②圖甲中沿OB方向拉的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N;(保留三位有效數(shù)字)③實(shí)驗(yàn)中,在白紙上畫(huà)出的測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,其中O處為結(jié)點(diǎn)位置。圖中的F與F'兩力中,方向一定沿橡皮筋方向的是;④關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是。A.彈簧秤、細(xì)繩、皮筋都應(yīng)與木板平行B.橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C.兩次拉伸橡皮條,只要使橡皮條伸長(zhǎng)到相同長(zhǎng)度即可D.拉橡皮條的細(xì)繩要適當(dāng)長(zhǎng)些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)些10.(2024?南開(kāi)區(qū)校級(jí)模擬)在實(shí)驗(yàn)室中某同學(xué)需要測(cè)定一節(jié)新干電池的內(nèi)電阻。已選用的器材有:干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻很?。浑娏鞅恚砍?~0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω);電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約6kΩ);電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干。①新電池的內(nèi)阻較小,實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列的(填字母代號(hào))。A.定值電阻(阻值1Ω)B.定值電阻(阻值10Ω)C.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~10Ω、額定電流2A)D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~1kΩ、額定電流1A)②該同學(xué)根據(jù)選好的實(shí)驗(yàn)器材,將實(shí)驗(yàn)器材連接成圖甲所示,你認(rèn)為哪些導(dǎo)線連接的有錯(cuò)誤(填導(dǎo)線旁的字母代號(hào))。③按正確的方法連接好器材后,接通開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)變阻器的阻值R,讀出對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U,根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫(huà)出U﹣I圖線如圖乙。根據(jù)圖線得電池的內(nèi)電阻r=Ω。四.解答題(共4小題)11.(2024?河?xùn)|區(qū)二模)如圖所示,半徑R=1.0m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的水平面BC相切于B點(diǎn),BC離地面高h(yuǎn)=0.45m,C點(diǎn)與一傾角為θ=45°的光滑斜面連接,質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊,從距地面高H=0.95m的圓弧上某點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)與一個(gè)質(zhì)量M=2.0kg的小球正碰,碰后返回恰好停在B點(diǎn)。已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g取10m/s2,求:(1)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小滑塊對(duì)圓弧軌道的壓力大小。(2)小球第一落點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離x。12.(2024?河西區(qū)二模)如圖所示,光滑水平面上固定一傾角θ=30°的斜面,斜面的長(zhǎng)度S=4m,質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的木板左端與斜面底端平滑連接(木板與斜面不粘連)。一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面的頂端由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為v0,接著立即以該速度大小沿水平方向滑上長(zhǎng)木板。已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1,g取10m/s2。求:(1)滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小v0以及滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中斜面對(duì)滑塊支持力的沖量;(2)滑塊與木板最終達(dá)到的共同速度v的大小以及滑塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑動(dòng)的距離x。13.(2024?天津模擬)如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌a、c、b、d相互平行,固定在同一水平面內(nèi),a、c間距離為L(zhǎng),b、d間距離為2L,a與b間、c與d間分別用導(dǎo)線連接,導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬桿GH在垂直于GH的水平外力F1(F1未知且圖中未畫(huà)出)作用下保持靜止,且GH垂直于b和d。金屬桿MN質(zhì)量m,在垂直于MN的水平恒力F2作用下從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)位移x后,桿MN的速度不再變化,桿MN始終垂直于a和c,金屬桿MN和GH接入電路的電阻均為R,其余電阻不計(jì),導(dǎo)軌a、c足夠長(zhǎng)。求:(1)金屬桿MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v大小;(2)水平外力F1的最大值;(3)MN桿勻速運(yùn)動(dòng)后撤去拉力F2,求此后MN桿還能滑行的距離s。14.(2024?天津模擬)實(shí)驗(yàn)室有一裝置可用于探究原子核的性質(zhì),該裝置的主要原理可簡(jiǎn)化為:空間中有一直角坐標(biāo)系O﹣xyz,在緊貼(﹣0.2m,0,0)的下側(cè)處有一粒子源P,能沿x軸正方向以m/s的速度持續(xù)發(fā)射比荷為C/kg的某種原子核。xOy平面圖如圖甲所示,在x<0,y<0的空間中有沿﹣y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=1×105V/m。在x>0的空間有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B1=0.2T。忽略原子核間的相互作用和重力。(1)求原子核第一次穿過(guò)y軸時(shí)速率;(2)設(shè)原子核從Q點(diǎn)第二次穿過(guò)y軸,求O、Q兩點(diǎn)之間距離;(3)若在xOz平面內(nèi)x<0區(qū)域放置一足夠大的吸收屏,屏上方施加有沿﹣y方向大小為B2=(T)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖乙所示。原子核打在吸收屏上即被吸收并留下印跡,請(qǐng)確定該印跡的位置坐標(biāo)。
2024年菁優(yōu)高考物理終極押題密卷2(天津卷)參考答案與試題解析一.選擇題(共5小題)1.(2024?天津模擬)下列說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福用α粒子轟擊獲得反沖核C發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 B.愛(ài)因斯坦通過(guò)對(duì)黑體輻射規(guī)律的分析提出了光子說(shuō) C.玻爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究提出氫原子能級(jí)理論 D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子從而提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【考點(diǎn)】物理學(xué)史;黑體黑體輻射及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律;原子的核式結(jié)構(gòu);α粒子散射實(shí)驗(yàn);天然放射現(xiàn)象.【專題】定性思想;推理法;光電效應(yīng)專題;原子的核式結(jié)構(gòu)及其組成;原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)專題;理解能力.【分析】根據(jù)原子物理學(xué)發(fā)展的歷程,以及相關(guān)物理學(xué)家的貢獻(xiàn)解答即可?!窘獯稹拷猓篈、盧瑟福用α粒子轟擊獲得反沖核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,故A正確;B、愛(ài)因斯坦通過(guò)對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的分析提出了光子說(shuō),故B錯(cuò)誤;C、玻爾通過(guò)對(duì)氫光譜的成因的研究提出氫原子能級(jí)理論,故C錯(cuò)誤;D、盧瑟福通過(guò)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)分析,提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故D錯(cuò)誤;故選:A。【點(diǎn)評(píng)】該題考查原子核式結(jié)構(gòu)及質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)者等,掌握物理史實(shí),知道玻爾的原子模型的作用及其局限性是關(guān)鍵。2.(2024?寧河區(qū)校級(jí)一模)無(wú)人機(jī)常應(yīng)用于應(yīng)急救援物資輸送上。在某次救援過(guò)程中,無(wú)人機(jī)下方用輕繩懸掛救援物資,它們?cè)诳罩醒厮椒较蛞黄鹱鰟蛩龠\(yùn)動(dòng),救援物資在水平方向受到空氣阻力作用?,F(xiàn)在,調(diào)整無(wú)人機(jī)速度,在水平方向仍然勻速運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)懸掛物資的繩子與豎直方向的夾角θ變大,則調(diào)整速度后,下列說(shuō)法正確的是()A.救援物資受到的合力會(huì)變大 B.懸掛救援物資的繩子張力變小 C.救援物資在水平方向上受到的空氣阻力不變 D.救援物資受到的重力和繩子拉力的合力會(huì)變大【考點(diǎn)】一般情況下的共點(diǎn)力平衡;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】比較思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理能力.【分析】救援物資做勻速運(yùn)動(dòng),合力為零。對(duì)救援物資受力分析,利用正交分解法,建立力的等量關(guān)系,據(jù)此分析當(dāng)繩子與豎直方向的夾角θ變大時(shí),繩子的張力、空氣阻力、以及重力和繩子拉力的合力如何變化?!窘獯稹拷猓篈、無(wú)人機(jī)和救援物資仍做勻速運(yùn)動(dòng),合力仍為零,沒(méi)有變化,故A錯(cuò)誤;BC、設(shè)繩子拉力為T,救援物資受到的阻力為f,其受力情況如圖所示,根據(jù)平衡條件在水平方向有f=Tsinθ豎直方向上有Tcosθ=mg可得:f=mgtanθ,則當(dāng)繩子與豎直方向的夾角θ變大時(shí),繩子的拉力T變大,救援物資受到的空氣阻力f變大,故BC錯(cuò)誤;D、由三力平衡可知,救援物資受到的重力和繩子拉力的合力大小等于受到的阻力大小,阻力變大,則救援物資受到的重力和繩子拉力的合力變大,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】對(duì)救援物資受力分析時(shí)解決本題的關(guān)鍵,注意三力平衡時(shí),其中任意兩力的合力一定跟第三個(gè)力等大反向。3.(2024?天津模擬)截至2023年10月底,我國(guó)先后研制、發(fā)射了12艘神舟系列載人飛船,把20名、32人次航天員送上了太空,成功率達(dá)到100%。若飛行中某神舟號(hào)飛船質(zhì)量為m,圍繞地球做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知地球的質(zhì)量為M、半徑為R,引力常量為G,則該飛船的()A.周期為 B.向心加速度為 C.角速度為 D.動(dòng)能為【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星;向心力;萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用.【專題】應(yīng)用題;學(xué)科綜合題;定量思想;方程法;萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用專題;理解能力.【分析】由萬(wàn)有引力提供向心力結(jié)合向心力公式求解周期、角速度和線速度大小,再根據(jù)動(dòng)能的計(jì)算公式求解動(dòng)能,根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合萬(wàn)有引力定律求解加速度大小?!窘獯稹拷猓篈、由萬(wàn)有引力提供向心力可得:,解得空間站的周期為:故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)牛頓第二定律可得:,解得:,故B錯(cuò)誤;C、由萬(wàn)有引力提供向心力可得:,解得:,故C錯(cuò)誤;D、由萬(wàn)有引力提供向心力有:,解得:,則空間站的動(dòng)能為:,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用,解答本題的關(guān)鍵是能夠根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力結(jié)合向心力公式進(jìn)行分析,掌握萬(wàn)有引力的計(jì)算公式以及動(dòng)能的計(jì)算公式,注意軌道半徑與地球的半徑不同。4.(2024?天津模擬)如圖為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖,已知升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,兩端電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,升壓變壓器與降壓變壓器之間輸電線上的總電阻為R,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n3、n4,兩端電壓分別為U3、U4,電流分別為I3、I4。變壓器均為理想變壓器,若保持發(fā)電廠的輸出電壓不變,則下列說(shuō)法正確的是()A.無(wú)論用戶端的負(fù)載如何增加,始終有I1U1=I3U3 B.輸電線上損失的功率ΔP= C.若用戶端負(fù)載增加,那么電壓U3變小 D.輸電線上的電流I3=【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電;變壓器的構(gòu)造和原理.【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理能力.【分析】變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比,電流之比等于匝數(shù)之反比;根據(jù)升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓和電壓損失之和,得出U3、U2的關(guān)系。當(dāng)用戶增多時(shí),用戶端總電阻變小,電流變大,結(jié)合輸電線上電壓損失的變化得出降壓變壓器輸出電壓的變化。【解答】解:A.輸電線有損耗,無(wú)論用戶端的負(fù)載如何增加,始終有I1U1>I3U3,故A錯(cuò)誤;B.輸電線上損失的功率ΔP=,故B錯(cuò)誤;C.若用戶端負(fù)載增加,則電流增大,根據(jù)U=IR可知輸電線電壓增大,那么電壓U3變小,故C正確;D.輸電線上的電流I3=,故D錯(cuò)誤;故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】解決該題需明確知道變壓器中原副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系,知道原副線圈的功率的關(guān)系。5.(2024?南開(kāi)區(qū)一模)如圖所示,虛線a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,實(shí)線為一個(gè)帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.三個(gè)等勢(shì)面中,等勢(shì)面a的電勢(shì)最高 B.粒子在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)時(shí)大 C.粒子在Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比在P點(diǎn)時(shí)大 D.粒子在Q點(diǎn)時(shí)的加速度比在P點(diǎn)時(shí)大【考點(diǎn)】等勢(shì)面;電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系;電勢(shì).【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【分析】由于帶電粒子只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)即斜向右下方,由于粒子帶正電,因此電場(chǎng)線方向也指向右下方;電勢(shì)能變化可以通過(guò)電場(chǎng)力做功情況判斷;電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直,且等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線密,電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大。【解答】解:A.根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,粒子所受電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè),即電場(chǎng)力方向斜向右下,因帶電粒子帶正電,則電場(chǎng)線方向垂直于等勢(shì)面斜向右下,根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知,等勢(shì)面c的電勢(shì)最高,等勢(shì)面a的電勢(shì)最低,故A錯(cuò)誤;BC.因?yàn)镻點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì),根據(jù)Ep=qφ,由于帶電粒子帶正電,可知粒子在電勢(shì)較高的P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)時(shí)大,根據(jù)能量守恒可知粒子在Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比在P點(diǎn)時(shí)大,故B錯(cuò)誤,C正確;D.由于P點(diǎn)處的等勢(shì)面較密,所以P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大,粒子在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大,故質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)時(shí)的加速度比在P點(diǎn)時(shí)的小,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】解決這類帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思路是:根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷出所受電場(chǎng)力方向,然后進(jìn)一步判斷電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、動(dòng)能等物理量的變化。二.多選題(共3小題)(多選)6.(2024?河?xùn)|區(qū)一模)光刻機(jī)又名“掩膜對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)”,是制造芯片的核心裝備,它是利用光源發(fā)出的紫外線,將精細(xì)圖投影在硅片上,再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機(jī)投影精細(xì)圖的能力,在光刻膠和投影物鏡之間填充液體,提高分辨率,如圖所示。若浸沒(méi)液體的折射率為1.7,不加液體時(shí)光刻膠的曝光波長(zhǎng)為187nm,則加上液體后,下列說(shuō)法中正確的是()A.紫外線進(jìn)入液體后光子能量增加 B.紫外線在液體中的波長(zhǎng)為110nm C.傳播相等的距離,在液體中所需的時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1.7倍 D.“浸沒(méi)式”光刻能提高分辨率是因?yàn)樽贤饩€在液體中比在空氣中更容易發(fā)生衍射【考點(diǎn)】光的衍射;光的折射及折射定律.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【分析】光在傳播過(guò)程中,頻率不變,根據(jù)E=hν判斷光子能量;根據(jù)、導(dǎo)出紫外線在液體中的傳播的波長(zhǎng),在液體中傳播速度,再根據(jù)x=vt判斷在真空和液體中傳播時(shí)間;光發(fā)生明顯衍射條件為:光的波長(zhǎng)比障礙物、孔、縫的尺寸大,火相差不多?!窘獯稹拷猓篈.紫外線進(jìn)入液體后,頻率不變,則光子的能量不變,故A錯(cuò)誤;BC.由公式、可得:,=,傳播相等的距離時(shí),紫外線在真空中傳播時(shí)間為:,紫外線在液體中傳播時(shí)間為:=,傳播相等的距離,在液體中所需的時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1.7倍,故BC正確;D.紫外線在液體中波長(zhǎng)變短,由發(fā)生明顯衍射的條件可知,紫外線在液體中比在空氣中更不容易發(fā)生衍射,則高光刻機(jī)的分辨率就越高,故D錯(cuò)誤。故選:BC?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)光的能量、光的折射、光的明顯衍射的理解,理解光的能量由頻率決定、發(fā)生明顯衍射條件是解題關(guān)鍵。(多選)7.(2024?天津二模)如圖甲,“戰(zhàn)繩”訓(xùn)練是近年健身的一種流行項(xiàng)目。“戰(zhàn)繩”可簡(jiǎn)化為乙圖所示的彈性輕繩,繩上有很多標(biāo)記數(shù)字且處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn),相鄰兩個(gè)標(biāo)記質(zhì)點(diǎn)間距離為L(zhǎng),健身者沿豎直方向向上抖動(dòng)質(zhì)點(diǎn)1,并開(kāi)始計(jì)時(shí),t時(shí)刻第7個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),此時(shí)質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)波谷,各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離為A,形成的繩波可看作簡(jiǎn)諧波,下列說(shuō)法正確的是()A.該波的波長(zhǎng)為24L B.波源的振動(dòng)周期 C.t時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)3處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng) D.質(zhì)點(diǎn)3開(kāi)始振動(dòng)的方向豎直向上【考點(diǎn)】橫波的圖像;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系.【專題】定量思想;方程法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理能力.【分析】t時(shí)刻第7個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),畫(huà)出“戰(zhàn)繩”在t時(shí)刻的波動(dòng)圖像,根據(jù)圖像求解波長(zhǎng)和振動(dòng)周期;根據(jù)“同側(cè)法”分析振動(dòng)方向;波上每一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)方向與波源的振動(dòng)方向一致。【解答】解:A、根據(jù)題意可知t時(shí)刻第7個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),“戰(zhàn)繩”在t時(shí)刻的波動(dòng)圖像為:由圖可知:6L=λ,解得:λ=8L,故A錯(cuò)誤;B、由上述分析可知,有:T=t,所以有:T=t,故B正確;C、由于該波向x軸正方向傳播,根據(jù)“同側(cè)法”可知,在t時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)3處于平衡位置向下運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D、波上每一質(zhì)點(diǎn)做的都是受迫運(yùn)動(dòng),其開(kāi)始振動(dòng)方向與波源的振動(dòng)方向一致,由題意可知,波源開(kāi)始時(shí)向上振動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)3開(kāi)始振動(dòng)的方向向上,故D正確。故選:BD?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了波的圖像;解答本題關(guān)鍵是要理解波的圖象的變化規(guī)律,能夠根據(jù)圖像直接讀出振幅、波長(zhǎng)和各個(gè)位置處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向,知道波速、波長(zhǎng)和頻率之間的關(guān)系v=fλ。(多選)8.(2024?南開(kāi)區(qū)校級(jí)模擬)東京奧運(yùn)會(huì)女子鉛球決賽中,32歲的老將鞏立姣以20米58的成績(jī)奪冠,為我國(guó)田徑隊(duì)收獲了本屆東京奧運(yùn)會(huì)的第一枚田徑金牌。這塊金牌也實(shí)現(xiàn)了我國(guó)奧運(yùn)會(huì)田賽項(xiàng)目“零的突破”。如圖所示,運(yùn)動(dòng)員鞏立姣斜向上推出鉛球,鉛球飛行一段時(shí)間后落地,若不計(jì)空氣阻力,則()A.運(yùn)動(dòng)員斜上推出鉛球過(guò)程,運(yùn)動(dòng)員做的功全部轉(zhuǎn)化為鉛球的動(dòng)能 B.只要鉛球離手時(shí)初速度越大,在空中飛行的時(shí)間一定長(zhǎng) C.鉛球在空中飛行過(guò)程中,鉛球的重力勢(shì)能先增大后減小 D.鉛球在空中飛行過(guò)程中,相同時(shí)間內(nèi)球的動(dòng)量變化量相同【考點(diǎn)】功能關(guān)系;動(dòng)量定理;斜拋運(yùn)動(dòng);重力勢(shì)能;動(dòng)能定理.【專題】比較思想;尋找守恒量法;功能關(guān)系能量守恒定律;理解能力.【分析】運(yùn)動(dòng)員斜上推出鉛球過(guò)程,運(yùn)動(dòng)員做的功全部轉(zhuǎn)化為鉛球的動(dòng)能和重力勢(shì)能;鉛球在空中做斜上拋運(yùn)動(dòng),在空中飛行時(shí)間與初速度大小和方向都有關(guān);根據(jù)高度的變化,分析鉛球重力勢(shì)能的變化,利用動(dòng)量定理分析相同時(shí)間內(nèi)球的動(dòng)量變化量關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈、由于運(yùn)動(dòng)員斜上推出鉛球過(guò)程,鉛球的高度增加,重力勢(shì)能增加,所以運(yùn)動(dòng)員做的功全部轉(zhuǎn)化為鉛球的動(dòng)能和重力勢(shì)能,故A錯(cuò)誤;B、鉛球在空中做斜上拋運(yùn)動(dòng),初速度越大,在空中飛行的時(shí)間不一定長(zhǎng),還與初速度的方向有關(guān),故B錯(cuò)誤;C、鉛球在空中做斜拋運(yùn)動(dòng),先升高后下降,因此鉛球的重力勢(shì)能先增大后減小,故C正確;D、鉛球在空中飛行過(guò)程中,不計(jì)空氣阻力,根據(jù)動(dòng)量定理可知,球的動(dòng)量變化量等于重力的沖量,即Δp=mgt,因此相同時(shí)間內(nèi)球的動(dòng)量變化量相同,故D正確。故選:CD?!军c(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí),要明確斜拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間既與初速度大小有關(guān),也與初速度方向有關(guān)。對(duì)于動(dòng)量變化量,可以根據(jù)動(dòng)量定理進(jìn)行研究。三.實(shí)驗(yàn)題(共2小題)9.(2024?河?xùn)|區(qū)二模)在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩,細(xì)繩另一端帶有繩套。先用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套井互成角度地拉橡皮條,使橡皮條的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O,并記下該點(diǎn)的位置O。再用一個(gè)彈簧秤將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O點(diǎn),如圖甲所示。①物理學(xué)有很多的科學(xué)研究方法,本實(shí)驗(yàn)所采用的是B;A.理想模型法B.等效替代法C.控制變量法D.演繹推理法②圖甲中沿OB方向拉的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.70N;(保留三位有效數(shù)字)③實(shí)驗(yàn)中,在白紙上畫(huà)出的測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,其中O處為結(jié)點(diǎn)位置。圖中的F與F'兩力中,方向一定沿橡皮筋方向的是F′;④關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是AD。A.彈簧秤、細(xì)繩、皮筋都應(yīng)與木板平行B.橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C.兩次拉伸橡皮條,只要使橡皮條伸長(zhǎng)到相同長(zhǎng)度即可D.拉橡皮條的細(xì)繩要適當(dāng)長(zhǎng)些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)些【考點(diǎn)】驗(yàn)證力的平行四邊形定則.【專題】定性思想;推理法;平行四邊形法則圖解法專題;推理能力.【分析】①本實(shí)驗(yàn)中要比較兩個(gè)力共同作用的效果與一個(gè)力單獨(dú)作用的效果,據(jù)此分析作答;②彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N,讀數(shù)時(shí)要估讀到下一位;③在實(shí)驗(yàn)中F和F'分別由平行四邊形定則及實(shí)驗(yàn)得出,根據(jù)理論值和實(shí)驗(yàn)值的含義作答;④根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)分析作答?!窘獯稹拷猓孩俦緦?shí)驗(yàn)用一根彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條的效果替代兩根彈簧測(cè)力計(jì)共同拉橡皮條的效果,采用了等效替代法,故ACD錯(cuò)誤,B正確;故選:B。②彈簧秤的精確度為0.1N,要估讀到下一位,彈簧秤的示數(shù)為3.70N。③圖中F為根據(jù)平行四邊形定則作出的合力的理論值,而F′為合力的實(shí)際測(cè)量值,即一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)作用時(shí)的力,方向一定沿橡皮筋方向的是F′。④A.彈簧秤、細(xì)繩、皮筋都應(yīng)與木板平行,故A正確;B.在實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力的夾角大小適當(dāng),在作圖時(shí)有利于減小誤差,并非需要橡皮筋與兩繩夾角的平分線在同一直線上,故B錯(cuò)誤;C.本實(shí)驗(yàn)是“等效替代”思想,兩次拉橡皮條時(shí)需要使橡皮條與細(xì)繩相連的節(jié)點(diǎn)O到達(dá)同一位置,不是僅使橡皮條伸長(zhǎng)到相同長(zhǎng)度,還需要拉伸方向相同,故C錯(cuò)誤;D.拉橡皮條的細(xì)繩要適當(dāng)長(zhǎng)些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)些,使拉力方向的確定更為精確,故D正確;故選:AD。故答案為:①B;②3.70;③F′;④AD。【點(diǎn)評(píng)】本實(shí)驗(yàn)采用的是“等效替代”的方法,即一個(gè)合力與幾個(gè)分力共同作用的效果相同,可以互相替代,明確“理論值”和“實(shí)驗(yàn)值”的區(qū)別。10.(2024?南開(kāi)區(qū)校級(jí)模擬)在實(shí)驗(yàn)室中某同學(xué)需要測(cè)定一節(jié)新干電池的內(nèi)電阻。已選用的器材有:干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻很?。浑娏鞅恚砍?~0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω);電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約6kΩ);電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干。①新電池的內(nèi)阻較小,實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列的AC(填字母代號(hào))。A.定值電阻(阻值1Ω)B.定值電阻(阻值10Ω)C.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~10Ω、額定電流2A)D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~1kΩ、額定電流1A)②該同學(xué)根據(jù)選好的實(shí)驗(yàn)器材,將實(shí)驗(yàn)器材連接成圖甲所示,你認(rèn)為哪些導(dǎo)線連接的有錯(cuò)誤c、e(或d)(填導(dǎo)線旁的字母代號(hào))。③按正確的方法連接好器材后,接通開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)變阻器的阻值R,讀出對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U,根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫(huà)出U﹣I圖線如圖乙。根據(jù)圖線得電池的內(nèi)電阻r=0.4Ω?!究键c(diǎn)】電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量.【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ痉治觥竣俑鶕?jù)實(shí)驗(yàn)原理及操作便捷選擇器材;②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖分析解答;③根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像斜率解答?!窘獯稹拷猓孩僖还?jié)干電池電的內(nèi)阻很小,約為零點(diǎn)幾歐姆,則保護(hù)電阻不宜太大,否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小,造成的誤差大,因此定值電阻應(yīng)選A;為方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C;②圖中c導(dǎo)線的上端應(yīng)該連接到R0左端;e和d兩根導(dǎo)線其中的一根要連到滑動(dòng)變阻器的上端;③根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=U+I(R0+r)由圖象可知k=r+R0=Ω解得電源內(nèi)阻r=0.4Ω故答案為:①AC;②c、e(或d);③0.4【點(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)驗(yàn)儀器及電路圖糾錯(cuò),要求掌握好其安全、準(zhǔn)確的原則;同時(shí)注意滑動(dòng)變阻器在電路中的應(yīng)用規(guī)律;要掌握應(yīng)用圖象法求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的方法。四.解答題(共4小題)11.(2024?河?xùn)|區(qū)二模)如圖所示,半徑R=1.0m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的水平面BC相切于B點(diǎn),BC離地面高h(yuǎn)=0.45m,C點(diǎn)與一傾角為θ=45°的光滑斜面連接,質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊,從距地面高H=0.95m的圓弧上某點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)與一個(gè)質(zhì)量M=2.0kg的小球正碰,碰后返回恰好停在B點(diǎn)。已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g取10m/s2,求:(1)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小滑塊對(duì)圓弧軌道的壓力大小。(2)小球第一落點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離x?!究键c(diǎn)】動(dòng)量守恒定律;牛頓第二定律;牛頓第三定律;動(dòng)能定理.【專題】定量思想;推理法;動(dòng)能定理的應(yīng)用專題;分析綜合能力.【分析】(1)小滑塊從開(kāi)始到B點(diǎn)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理列式,在B點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合牛頓第三定律求解滑塊對(duì)軌道壓力大??;(2)研究小滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由動(dòng)能定理求出小滑塊與小球碰撞前的速度;碰后小滑塊返回B點(diǎn)過(guò)程,由動(dòng)能定理求出小滑塊碰撞后的速度;對(duì)于碰撞過(guò)程,由動(dòng)量守恒求出碰后小球的速度,再由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)判斷小滑塊離開(kāi)C點(diǎn)將落在水平地面上,再去求解空中的飛行時(shí)間,從而求得碰撞后小球的第一次落點(diǎn)距C點(diǎn)的距離?!窘獯稹拷猓海?)滑塊由距離地面H高處下滑,根據(jù)動(dòng)能定理有mg(H﹣h)=由題圖可知B點(diǎn)為圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),在該點(diǎn)有由牛頓第三定律可知滑塊對(duì)圓弧軌道的壓力N′=N聯(lián)立解得:N′=20N(2)設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)且碰撞前的速度為v1,由動(dòng)能定理得:在C點(diǎn)兩滑塊發(fā)生碰撞,設(shè)碰后滑塊速度變?yōu)関2,小球速度為v3,取水平向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mv1=﹣mv2+Mv3碰后滑塊回到B點(diǎn)速度恰好為零,據(jù)動(dòng)能定理得:碰后小球做平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)小球能落到水平面上,其水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),有x=v3t豎直方向有聯(lián)立解得:x=0.6m由于x>htan45°=0.45m,可知假設(shè)成立,則落點(diǎn)與C的距離答:(1)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小滑塊對(duì)圓弧軌道的壓力大小為20N。(2)小球第一落點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離x為0.75m?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況,尋找每個(gè)過(guò)程的物理規(guī)律,然后根據(jù)牛頓第二定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律和平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)解答。12.(2024?河西區(qū)二模)如圖所示,光滑水平面上固定一傾角θ=30°的斜面,斜面的長(zhǎng)度S=4m,質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的木板左端與斜面底端平滑連接(木板與斜面不粘連)。一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面的頂端由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為v0,接著立即以該速度大小沿水平方向滑上長(zhǎng)木板。已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1,g取10m/s2。求:(1)滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小v0以及滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中斜面對(duì)滑塊支持力的沖量;(2)滑塊與木板最終達(dá)到的共同速度v的大小以及滑塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑動(dòng)的距離x?!究键c(diǎn)】動(dòng)量守恒定律;動(dòng)量定理.【專題】應(yīng)用題;學(xué)科綜合題;定量思想;尋找守恒量法;動(dòng)量與動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律綜合;分析綜合能力.【分析】(1)對(duì)滑塊受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度;由速度—位移關(guān)系可求速度的大小,再由速度—時(shí)間關(guān)系求出時(shí)間,由沖量的定義求出沖量;(2)由動(dòng)量守恒定律可求共同的速度的大小,由能量守恒定律求出相對(duì)位移?!窘獯稹拷猓海?)滑塊在斜面上下滑時(shí),以滑塊為研究對(duì)象,由牛頓第二定律可得:mgsinθ﹣μ1mgcosθ=ma,解得:a=2m/s2滑塊在斜面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:,解得:v0=4m/s所用的時(shí)間為:,解得:t=2s斜面對(duì)滑塊支持力的沖量為:I=mgcosθt,解得:,方向垂直于斜面向上;(2)滑塊和木板發(fā)生完全非彈性碰撞,由動(dòng)量守恒定律可得:mv0=(m+M)v,解得:滑塊與木板相互作用的過(guò)程中,由能量守恒定律可得:解得:。答:(1)滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為v0=4m/s,滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中斜面對(duì)滑塊支持力的沖量為,方向垂直于斜面向上;(2)滑塊與木板最終達(dá)到的共同速度v的大小為以及滑塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑動(dòng)的距離為?!军c(diǎn)評(píng)】本題是對(duì)牛頓第二定律,勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,沖量、動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律的考查,解題時(shí)要根據(jù)題目的要求分別應(yīng)用不同的規(guī)律求解,要注意沖量的矢量性。13.(2024?天津模擬)如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌a、c、b、d相互平行,固定在同一水平面內(nèi),a、c間距離為L(zhǎng),b、d間距離為2L,a與b間、c與d間分別用導(dǎo)線連接,導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬桿GH在垂直于GH的水平外力F1(F1未知且圖中未畫(huà)出)作用下保持靜止,且GH垂直于b和d。金屬桿MN質(zhì)量m,在垂直于MN的水平恒力F2作用下從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)位移x后,桿MN的速度不再變化,桿MN始終垂直于a和c,金屬桿MN和GH接入電路的電阻均為R,其余電阻不計(jì),導(dǎo)軌a、c足夠長(zhǎng)。求:(1)金屬桿MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v大??;(2)水平外力F1的最大值;(3)MN桿勻速運(yùn)動(dòng)后撤去拉力F2,求此后MN桿還能滑行的距離s?!究键c(diǎn)】電磁感應(yīng)中的能量類問(wèn)題;閉合電路的歐姆定律;電磁感應(yīng)中的電路類問(wèn)題.【分析】(1)對(duì)MN金屬桿,當(dāng)恒力F2與所受的安培力平衡時(shí),勻速運(yùn)動(dòng)(但此時(shí)加速度為零),由平衡條件和題設(shè)條件結(jié)合動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式、歐姆定律、安培力公式等求勻速的速度;(2)對(duì)GH金屬桿,當(dāng)恒力與安培力平衡時(shí),所用外力最大,同理可求F1的最大值;(3)由動(dòng)量定理求出在GH桿還要經(jīng)過(guò)水平距離s?!窘獯稹拷猓海?)當(dāng)GH在F1的作用下靜止時(shí),設(shè)金屬桿MN勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式有:E=BLv由歐姆定律有:MN受到的安培力:F安1=BIL根據(jù)平衡條件有:F安1=F2聯(lián)立以上解得:(2)金屬桿MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力F1最大,有:MN受到的安培力:F安2=BI?2L根據(jù)平衡條件有:F安2=F1聯(lián)立上一問(wèn)結(jié)論解得:F1=2F2(3)設(shè)金屬桿MN運(yùn)動(dòng)位移x,所用時(shí)間為t,對(duì)于MN桿,由動(dòng)量定理,有:而平均安培力:平均電流:平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:結(jié)合位移的公式:聯(lián)立解得:答:(1)金屬桿MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v大小為;(2)水平外力F1的最大值2F2;(3)MN桿勻速運(yùn)動(dòng)后撤去拉力F2,求此后MN桿還能滑行的距離s為?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要根據(jù)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況,分析受力情況,要選擇研究的位置,抓住兩個(gè)過(guò)程及各個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系,運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和能量守恒結(jié)合進(jìn)行研究。14.(2024?天津模擬)實(shí)驗(yàn)室有一裝置可用于探究原子核的性質(zhì),該裝置的主要原理可簡(jiǎn)化為:空間中有一直角坐標(biāo)系O﹣xyz,在緊貼(﹣0.2m,0,0)的下側(cè)處有一粒子源P,能沿x軸正方向以m/s的速度持續(xù)發(fā)射比荷為C/kg的某種原子核。xOy平面圖如圖甲所示,在x<0,y<0的空間中有沿﹣y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=1×105V/m。在x>0的空間有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B1=0.2T。忽略原子核間的相互作用和重力。(1)求原子核第一次穿過(guò)y軸時(shí)速率;(2)設(shè)原子核從Q點(diǎn)第二次穿過(guò)y軸,求O、Q兩點(diǎn)之間距離;(3)若在xOz平面內(nèi)x<0區(qū)域放置一足夠大的吸收屏,屏上方施加有沿﹣y方向大小為B2=(T)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖乙所示。原子核打在吸收屏上即被吸收并留下印跡,請(qǐng)確定該印跡的位置坐標(biāo)。【考點(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;分析綜合能力.【分析】(1)原子核在與xOy平行的電場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類平拋規(guī)律求合速度大??;(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,可以求得半徑,根據(jù)幾何關(guān)系求OQ距離;(3)根據(jù)題意可知原子核在x<0區(qū)域做等距螺旋線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)的分解求解打在屏上的坐標(biāo)。【解答】解:(1)原子核在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)穿過(guò)y軸時(shí)有:沿電場(chǎng)線方向,根據(jù)牛頓第二定律有:沿電場(chǎng)方向的速度:vy=at合速度大?。郝?lián)立以上代入數(shù)據(jù),其中x=0.2m,可得:m/s(2)原子核離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度與+x夾角設(shè)為θ,則由速度方向公式有:偏移距離:在y軸右側(cè)的磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力有:該軌跡圓在y軸上對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng):l=2Rcosθ由幾何關(guān)系可知OQ間距離:d=l﹣y代入數(shù)據(jù)可得:d=0.1m(3)原子核在x<0區(qū)域做等距螺旋線運(yùn)動(dòng),即沿﹣y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在垂直B2方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律有:代入數(shù)據(jù)得到:m勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期:代入數(shù)據(jù)得:T=2.0×10﹣7s沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:代入數(shù)據(jù)得到:t=1.0×10﹣7s=可以看出,原子核經(jīng)過(guò)半個(gè)周期打在吸收屏上。所以該點(diǎn)位置坐標(biāo)為(0,0,m)答:(1)原子核第一次穿過(guò)y軸時(shí)速率為m/s;(2)設(shè)原子核從Q點(diǎn)第二次穿過(guò)y軸,O、Q兩點(diǎn)之間距離為0.1m;(3)確定該印跡的位置坐標(biāo)為(0,0,m)。【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是帶電粒子在組合場(chǎng)力的運(yùn)動(dòng),解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意分析粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和路徑,再列相應(yīng)方程求解即可。試題第三問(wèn)涉及空間立體幾何問(wèn)題,難度比較大。
考點(diǎn)卡片1.力的合成與分解的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一、物體的受力分析1.放在水平地面上靜止的物體.二力平衡:某個(gè)物體受兩個(gè)力作用時(shí),只要兩個(gè)力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,則這兩個(gè)力合力為零,物體處于平衡狀態(tài).2.放在水平地面上的物體(受到一個(gè)豎直向上的力F仍保持靜止)豎直方向上三力平衡:F+FN=G,即:豎直方向上合力為0.3.放在水平地面上的物體(受到一個(gè)推力仍保持靜止)水平方向上二力平衡,即:水平方向上合力為0豎直方向上二力平衡;即:豎直方向上合力為0.4.放在水平地面上的物體(受到一個(gè)拉力F仍保持靜止如圖示)水平方向上:Fx=Ff,即:水平方向上合力為0;豎直方向上:G=Fy+FN,即:豎直方向上合力為0.5.力的合成解題:放在斜面上靜止的物體合成法:物體受幾個(gè)力的作用,可先將某幾個(gè)力合成,再將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡.6.力的分解解題:放在斜面上靜止的物體分解法:物體受幾個(gè)力的作用,將某個(gè)力按效果分解,則其分力與其它幾個(gè)力滿足平衡條件.7.放在斜面上的物體受到一個(gè)平行斜面向上的力F仍保持靜止平行斜面方向上:F1=F+Ff,即:平行斜面方向方向上合力為0;垂直斜面方向上:F2=FN,即:垂直斜面方向上合力為0.8.放在斜面上的物體受到一個(gè)垂直斜面向下的力F仍保持靜止平行斜面方向上:F1=Ff,即:平行斜面方向方向上合力為0;垂直斜面方向上:F2+F=FN,即:垂直斜面方向上合力為0.9.放在斜面上的物體受到一個(gè)水平向右的力F仍保持靜止平行斜面方向上:G1=Ff+F1,即:平行斜面方向方向上合力為0;垂直斜面方向上:G2+F2=FN,即:垂直斜面方向上合力為0.2.一般情況下的共點(diǎn)力平衡【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法,其中Fx合和Fy合分別表示物體在x軸和y軸上所受的合力。4.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個(gè)力必定與另外(n﹣1)個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問(wèn)題a.臨界問(wèn)題(1)問(wèn)題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問(wèn)題(1)問(wèn)題界定:物體平衡的極值問(wèn)題,一般指在力的變化過(guò)程中涉及力的最大值和最小值的問(wèn)題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫(huà)出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過(guò)光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí),輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個(gè)小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過(guò)滑輪后懸掛重物m?;唽?duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向。【命題方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過(guò)滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對(duì)滑輪受力分析,受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為GD.兩繩的拉力大小均為分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對(duì)稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對(duì)日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這三個(gè)力是共點(diǎn)力,故B錯(cuò)誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個(gè)拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F2=,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.mgC.mgD.mg分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=mg故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過(guò)固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對(duì)滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)乙圖中,以C點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對(duì)G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且?jiàn)A角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNG==M2g,方向水平向右。答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力大小為M2g方向水平向右。點(diǎn)評(píng):本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點(diǎn)為研究對(duì)象,按力平衡問(wèn)題的一般步驟求解?!窘忸}思路點(diǎn)撥】1.在分析問(wèn)題時(shí),注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,。2.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,對(duì)于有相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對(duì)象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個(gè)物體(整體法或隔離法)。(2)對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫(huà)出受力分析圖。(3)對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理,對(duì)三力平衡問(wèn)題,一般根據(jù)平衡條件畫(huà)出力合成時(shí)的平行四邊形。對(duì)四力或四力以上的平衡問(wèn)題,一般建立合適的直角坐標(biāo)系,對(duì)各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。(4)建立平衡方程,對(duì)于四力或四力以上的平衡問(wèn)題,用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問(wèn)題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題時(shí),首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過(guò)程分析,找出平衡中的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個(gè)狀態(tài)來(lái)研究臨界問(wèn)題,而是要把某個(gè)物理量推向極端,即極大或極小,并依此作出科學(xué)的推理分析,從而給出判斷或結(jié)論。3.牛頓第二定律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2.表達(dá)式:F合=ma.該表達(dá)式只能在國(guó)際單位制中成立.因?yàn)镕合=k?ma,只有在國(guó)際單位制中才有k=1.力的單位的定義:使質(zhì)量為1kg的物體,獲得1m/s2的加速度的力,叫做1N,即1N=1kg?m/s2.3.適用范圍:(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系).(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況.4.對(duì)牛頓第二定律的進(jìn)一步理解牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容,我們要從不同的角度,多層次、系統(tǒng)化地理解其內(nèi)涵:F量化了迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用,m量化了物體“不愿改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的基本特性(慣性),而a則描述了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v)變化的快慢.明確了上述三個(gè)量的物理意義,就不難理解如下的關(guān)系了:a∝F,a∝.另外,牛頓第二定律給出的F、m、a三者之間的瞬時(shí)關(guān)系,也是由力的作用效果的瞬時(shí)性特征所決定的.(1)矢量性:加速度a與合外力F合都是矢量,且方向總是相同.(2)瞬時(shí)性:加速度a與合外力F合同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的.(3)同體性:加速度a與合外力F合是對(duì)同一物體而言的兩個(gè)物理量.(4)獨(dú)立性:作用于物體上的每個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律,而物體的合加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和,合加速度總是與合外力相對(duì)應(yīng).(5)相對(duì)性:物體的加速度是對(duì)相對(duì)地面靜止或相對(duì)地面做勻速運(yùn)動(dòng)的物體而言的.【命題方向】題型一:對(duì)牛頓第二定律的進(jìn)一步理解的考查例子: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,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示,物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由此兩圖線可以得出()A.物塊的質(zhì)量為1.5kgB.物塊與地面之間的滑動(dòng)摩擦力為2NC.t=3s時(shí)刻物塊的速度為3m/sD.t=3s時(shí)刻物塊的加速度為2m/s2分析:根據(jù)v﹣t圖和F﹣t圖象可知,在4~6s,物塊勻速運(yùn)動(dòng),處于受力平衡狀態(tài),所以拉力和摩擦力相等,由此可以求得物體受到的摩擦力的大小,在根據(jù)在2~4s內(nèi)物塊做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可以求得物體的質(zhì)量的大小.根據(jù)速度時(shí)間圖線求出3s時(shí)的速度和加速度.解答:4~6s做勻速直線運(yùn)動(dòng),則f=F=2N.2~4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)﹣f=ma,即3﹣2=2m,解得m=0.5kg.由速度﹣時(shí)間圖線可知,3s時(shí)刻的速度為2m/s.故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.故選:BD.點(diǎn)評(píng):本題考查學(xué)生對(duì)于圖象的解讀能力,根據(jù)兩個(gè)圖象對(duì)比可以確定物體的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),再由牛頓第二定律來(lái)求解.題型二:對(duì)牛頓第二定律瞬時(shí)性的理解例子:如圖所示,質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時(shí),Ⅰ中拉力大小為F1,Ⅱ中拉力大小為F2,當(dāng)剪斷Ⅱ瞬間時(shí),球的加速度a應(yīng)是()A.則a=g,方向豎直向下B.則a=g,方向豎直向上C.則a=,方向沿Ⅰ的延長(zhǎng)線D.則a=,方向水平向左分析:先研究原來(lái)靜止的狀態(tài),由平衡條件求出彈簧和細(xì)線的拉力.剛剪短細(xì)繩時(shí),彈簧來(lái)不及形變,故彈簧彈力不能突變;細(xì)繩的形變是微小形變,在剛剪短彈簧的瞬間,細(xì)繩彈力可突變!根據(jù)牛頓第二定律求解瞬間的加速度.解答:Ⅱ未斷時(shí),受力如圖所示,由共點(diǎn)力平衡條件得,F(xiàn)2=mgtanθ,F(xiàn)1=.剛剪斷Ⅱ的瞬間,彈簧彈力和重力不變,受力如圖:由幾何關(guān)系,F(xiàn)合=F1sinθ=F2=ma,由牛頓第二定律得:a==,方向水平向左,故ABC錯(cuò)誤,D正確;故選:D.點(diǎn)評(píng):本題考查了求小球的加速度,正確受力分析、應(yīng)用平衡條件與牛頓第二定律即可正確解題,知道彈簧的彈力不能突變是正確解題的關(guān)鍵.題型三:動(dòng)力學(xué)中的兩類基本問(wèn)題:①已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況;②已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況.加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和受力的重要“橋梁”,將運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合是解決問(wèn)題的基本思路.例子:某同學(xué)為了測(cè)定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),他用測(cè)速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況,裝置如圖甲所示.他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角θ=30°的斜面上滑緊接著下滑至出發(fā)點(diǎn),并同時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù),結(jié)果電腦只繪出了木塊從開(kāi)始上滑至最高點(diǎn)的v﹣t圖線如圖乙所示.g取10m/s2.求:(1)上滑過(guò)程中的加速度的大小a1;(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v.分析:(1)由v﹣t圖象可以求出上滑過(guò)程的加速度.(2)由牛頓第二定律可以得到摩擦因數(shù).(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得上滑距離,上下距離相等,由牛頓第二定律可得下滑的加速度,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度.解答:(1)由題圖乙可知,木塊經(jīng)0.5s滑至最高點(diǎn),由加速度定義式有:上滑過(guò)程中加速度的大?。海?)上滑過(guò)程中沿斜面向下受重力的分力,摩擦力,由牛頓第二定律F=ma得上滑過(guò)程中有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1代入數(shù)據(jù)得:μ=0.35.(3)下滑的距離等于上滑的距離:x==m=1m下滑摩擦力方向變?yōu)橄蛏?,由牛頓第二定律F=ma得:下滑過(guò)程中:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2解得:=2m/s2下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度大小為:v=聯(lián)立解得:v=2m/s答:(1)上滑過(guò)程中的加速度的大??;(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.35;(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v=2m/s.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)合求解.【解題方法點(diǎn)撥】1.根據(jù)牛頓第二定律知,加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系.對(duì)于分析瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)基本模型特點(diǎn)的區(qū)別:(1)輕繩、輕桿模型:①輕繩、輕桿產(chǎn)生彈力時(shí)的形變量很小,②輕繩、輕桿的拉力可突變;(2)輕彈簧模型:①?gòu)椓Φ拇笮镕=kx,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,②彈力突變.2.應(yīng)用牛頓第二定律解答動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí),首先要對(duì)物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,確定題目屬于動(dòng)力學(xué)中的哪類問(wèn)題,不論是由受力情況求運(yùn)動(dòng)情況,還是由運(yùn)動(dòng)情況求受力情況,都需用牛頓第二定律列方程.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)通過(guò)審題靈活地選取研究對(duì)象,明確物理過(guò)程.(2)分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,必要時(shí)畫(huà)好受力示意圖和運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖,規(guī)定正方向.(3)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)公式列方程求解.(列牛頓第二定律方程時(shí)可把力進(jìn)行分解或合成處理,再列方程)(4)檢查答案是否完整、合理,必要時(shí)需進(jìn)行討論.4.牛頓第三定律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上.2.作用力與反作用力的“四同”和“三不同”:【命題方向】題型一:牛頓第三定律的理解和應(yīng)用例子:關(guān)于作用力與反作用力,下列說(shuō)法正確的是()A.作用力與反作用力的合力為零B.先有作用力,然后才產(chǎn)生反作用力C.作用力與反作用力大小相等、方向相反D.作用力與反作用力作用在同一個(gè)物體上分析: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(gè)物體上,力的性質(zhì)相同,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失.解答:A、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,效果不能抵消,合力不為零,故A錯(cuò)誤.B、作用力與反作用力,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失,故B錯(cuò)誤.C、作用力與反作用力大小相等、方向相反,作用在兩個(gè)物體上,故C正確.D、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,故D錯(cuò)誤.故選:C.點(diǎn)評(píng):考查牛頓第三定律及其理解.理解牛頓第三定律與平衡力的區(qū)別.【解題方法點(diǎn)撥】應(yīng)用牛頓第三定律分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)不要憑日常觀察的直覺(jué)印象隨便下結(jié)論,分析問(wèn)題需嚴(yán)格依據(jù)科學(xué)理論.(2)理解應(yīng)用牛頓第三定律時(shí),一定抓住“總是”二字,即作用力與反作用力的這種關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān).(3)與平衡力區(qū)別應(yīng)抓住作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上.5.斜拋運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:物體將以一定的初速度向空中拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng)。2.方向:直線運(yùn)動(dòng)時(shí)物體的速度方向始終在其運(yùn)動(dòng)軌跡的直線方向上;曲線運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)在某一刻(或某一位置)的速度方向是在曲線這一點(diǎn)的切線方向。因此,做拋體運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向,在其運(yùn)動(dòng)軌跡各點(diǎn)的切線方向上,并指向物體前進(jìn)的方向。注:由于曲線上各點(diǎn)的切線方向不同,所以,曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻都在改變。3.拋體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)的條件:(1)物體做直線運(yùn)動(dòng):當(dāng)物體所受到合外力的方向跟它的初速方向在同一直線上時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng)。(2)物體做曲線運(yùn)動(dòng):當(dāng)物體所受到合外力的方向跟它的初速方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。4.平拋運(yùn)動(dòng)(1)定義:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,且只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)。(2)條件:①初速度方向?yàn)樗?;②只受重力作用。?)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。(4)公式:速度公式:;位移公式:?s=。tanα==5.斜拋運(yùn)動(dòng)(1)定義:將物體以一定的初速度沿斜上方拋出,僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)。(2)條件:①物體有斜向上的初速度;②僅受重力作用。(3)規(guī)律:斜拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是豎直上拋運(yùn)動(dòng),所以斜拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。(4)公式:【命題方向】例1:某學(xué)生在體育場(chǎng)上拋出鉛球,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直,則下列說(shuō)法中正確的是()A.D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大B.D點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)加速度大C.從B到D加速度與速度始終垂直D.從B到D加速度與速度的夾角先增大后減小分析:不計(jì)空氣阻力,拋體在空中只受重力作用,機(jī)械能守恒;拋體運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的勻變速運(yùn)動(dòng)。解答:A、拋體運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒,D點(diǎn)位置低,重力勢(shì)能小,故動(dòng)能大,速度大,故A正確;B、拋體運(yùn)動(dòng),只受重力,加速度恒為g,不變,故B錯(cuò)誤;C、從B到D是平拋運(yùn)動(dòng),重力一直向下,速度是切線方向,不斷改變,故只有最高點(diǎn)B處加速度與速度垂直,故C錯(cuò)誤;D、從B到D是平拋運(yùn)動(dòng),加速度豎直向下,速度方向是切線方向,故夾角不斷減小,故D錯(cuò)誤。故選:A。點(diǎn)評(píng):拋體運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng),拋體運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒。例2:如圖所示,將一籃球從地面上方B點(diǎn)斜向上拋出,剛好垂直擊中籃板上A點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。若拋射點(diǎn)B向籃板方向移動(dòng)一小段距離,仍使拋出的籃球垂直擊中A點(diǎn),則可行的是()A.增大拋射速度v0,同時(shí)減小拋射角θB.減小拋射速度v0,同時(shí)減小拋射角θC.增大拋射角θ,同時(shí)減小拋出速度v0D.增大拋射角θ,同時(shí)增大拋出速度v0分析:解決本題巧用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí),由于題目中緊抓住籃球垂直打到籃板,故可以看成平拋運(yùn)動(dòng),則有水平速度越大,落地速度越大,與水平面的夾角越小。解答:可以將籃球的運(yùn)動(dòng),等效成籃球做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)水平速度越大時(shí),拋出后落地速度越大,與水平面的夾角則越小。若水平速度減小,則落地速度變小,但與水平面的夾角變大。因此只有增大拋射角,同時(shí)減小拋出速度,才能仍垂直打到籃板上,所以只有C正確,ABD均錯(cuò)誤。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題采用了逆向思維,降低了解決問(wèn)題的難度。若仍沿題意角度思考,解題很煩同時(shí)容易出錯(cuò)?!窘忸}方法點(diǎn)撥】類平拋運(yùn)動(dòng):1.定義:當(dāng)物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時(shí),物體做類平拋運(yùn)動(dòng)。2.類平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法(1)常規(guī)分解法:將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不影響,且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。(2)特殊分解法:對(duì)于有些問(wèn)題,可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,將加速度分解為ax、ay,初速度v0分解為vx、vy,然后分別在x、y方向上列方程求解。3.類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解思路:根據(jù)物體受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)判斷該問(wèn)題屬于類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題﹣﹣求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度﹣﹣根據(jù)具體問(wèn)題選擇用常規(guī)分解法還是特殊分解法求解。4.類拋體運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體在巨力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),若物體的初速度不為零且與外力不在一條直線上,物體所做的運(yùn)動(dòng)就是類拋體運(yùn)動(dòng)。在類拋體運(yùn)動(dòng)中可采用正交分解法處理問(wèn)題,基本思路為:①建立直角坐標(biāo)系,將外力、初速度沿這兩個(gè)方向分解。②求出這兩個(gè)方向上的加速度、初速度。③確定這兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)性質(zhì),選擇合適的方程求解。6.向心力【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一:向心力1.作用效果:產(chǎn)生向心加速度,只改變速度的方向,不改變速度的大?。?.大?。篎n=man==mω2r=.3.方向:總是沿半徑方向指向圓心,時(shí)刻在改變,即向心力是一個(gè)變力.4.來(lái)源:向心力可以由一個(gè)力提供,也可以由幾個(gè)力的合力提供,甚至可以由一個(gè)力的分力提供,因此向心力的來(lái)源要根據(jù)物體受力的實(shí)際情況判定.注意:向心力是一種效果力,受力分析時(shí),切不可在物體的相互作用力以外再添加一個(gè)向心力.二、離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng)1.離心運(yùn)動(dòng)(1)定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng).(2)本質(zhì):做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向.(3)受力特點(diǎn):當(dāng)F=mrω2時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng);當(dāng)F=0時(shí),物體沿切線方向飛出;當(dāng)F<mrω2時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力.如圖所示.2.向心運(yùn)動(dòng)當(dāng)提供向心力的合外力大于做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí),即F>mrω2,物體漸漸向圓心靠近.如圖所示.注意:物體做離心運(yùn)動(dòng)不是物體受到所謂離心力作用,而是物體慣性的表現(xiàn),物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí),并非沿半徑方向飛出,而是運(yùn)動(dòng)半徑越來(lái)越大或沿切線方向飛出.【重要知識(shí)點(diǎn)分析】1.圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析(1)對(duì)公式v=ωr的理解當(dāng)r一定時(shí),v與ω成正比.當(dāng)ω一定時(shí),v與r成正比.當(dāng)v一定時(shí),ω與r成反比.(2)對(duì)a==ω2r=ωv的理解在v一定時(shí),a與r成反比;在ω一定時(shí),a與r成正比.2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較項(xiàng)目勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是速度大小不變,方向時(shí)刻變化的變速曲線運(yùn)動(dòng),是加速度大小不變而方向時(shí)刻變化的變加速曲線運(yùn)動(dòng)是速度大小和方向都變化的變速曲線運(yùn)動(dòng),是加速度大小和方向都變化的變加速曲線運(yùn)動(dòng)加速度加速度方向與線速度方向垂直.即只存在向心加速度,沒(méi)有切向加速度由于速度的大小、方向均變,所以不僅存在向心加速度且存在切向加速度,合加速度的方向不斷改變向心力【命題方向】(1)第一類??碱}型是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中的傳動(dòng)問(wèn)題分析:一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面,圓錐筒固定,有質(zhì)量相等的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A的運(yùn)動(dòng)半徑較大,則()A.球A的線速度等于球B的線速度B.球A的角速度等于球B的角速度C.球A的運(yùn)動(dòng)周期等于球B的運(yùn)動(dòng)周期D.球A對(duì)筒壁的壓力等于球B對(duì)筒壁的壓力分析:對(duì)AB受力分析,可以發(fā)現(xiàn)它們都是重力和斜面的支持力的合力作為向心力,并且它們的質(zhì)量相等,所以向心力的大小也相等,再根據(jù)線速度、加速度和周期的公式可以做出判斷.解:A、如圖所示,小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).由于A和B的質(zhì)量相同,小球A和B在兩處的合力相同,即它們做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力是相同的.由向心力的計(jì)算公式F=m,由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑,F(xiàn)和m相同時(shí),半徑大的線速度大,所以A錯(cuò)誤.B、又由公式F=mω2r,由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑,F(xiàn)和m相同時(shí),半徑大的角速度小,所以B錯(cuò)誤.C、由周期公式T=,所以球A的運(yùn)動(dòng)周期大于球B的運(yùn)動(dòng)周期,故C錯(cuò)誤.D、球A對(duì)筒壁的壓力等于球B對(duì)筒壁的壓力,所以D正確.故選D.點(diǎn)評(píng):對(duì)物體受力分析是解題的關(guān)鍵,通過(guò)對(duì)AB的受力分析可以找到AB的內(nèi)在的關(guān)系,它們的質(zhì)量相同,向心力的大小也相同,本題能很好的考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力,是道好題.(2)第二類??碱}型是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析:如圖所示,質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng).圓半徑為R,小球經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌.則其通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)()A.小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB.小球受到的向心力等于重力C.小球的線速度大小等于D.小球的向心加速度大小等于g分析:小球經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán),知軌道對(duì)小球的彈力為零,靠重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出小球的速度.解:A、因?yàn)樾∏騽偤迷谧罡唿c(diǎn)不脫離圓環(huán),則軌道對(duì)球的彈力為零,所以小球?qū)A環(huán)的壓力為零.故A錯(cuò)誤.B、根據(jù)牛頓第二定律得,mg=m=ma,知向心力不為零,線速度v=,向心加速度a=g.故B、C、D正確.故選BCD.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道在最高點(diǎn)的臨界情況,運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解.(3)第二類??碱}型是對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的繩模型與桿模型分析:如圖,質(zhì)量為0.5kg的小杯里盛有1kg的水,用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1m,小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為4m/s,g取10m/s2.求:(1)在最高點(diǎn)時(shí),繩的拉力?(2)在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)小杯底的壓力?(3)為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出,在最高點(diǎn)時(shí)最小速率是多少?分析:(1)受力分析,確定圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力是由哪個(gè)力提供的;(2)水對(duì)小杯底的壓力與杯子對(duì)水的支持力是作用力與反作用力,只要求出杯子對(duì)水的支持力的大小就可以了,它們的大小相等,方向相反;(3)物體恰好能過(guò)最高點(diǎn),此時(shí)的受力的條件是只有物體的重力作為向心力.解:(1)小杯質(zhì)量m=0.5kg,水的質(zhì)量M=1kg,在最高點(diǎn)時(shí),杯和水的受重力和拉力作用,如圖所示,合力F合=(M+m)g+T﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①圓周半徑為R,則F向=(M+m)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②F合提供向心力,有(M+m)g+T=(M+m)所以細(xì)繩拉力T=(M+m)(﹣g)=(1+0.5)(﹣10)=9N;(2)在最高點(diǎn)時(shí),水受重力Mg和杯的壓力F作用,如圖所示,合力F合=Mg+F圓周半徑為R,則F向=MF合提供向心力,有Mg+F=M所以杯對(duì)水的壓力F=M(﹣g)=1×(﹣10)=6N;根據(jù)牛頓第三定律,水對(duì)小杯底的壓力為6N,方向豎直向上.(3)小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水恰好不流出時(shí),此時(shí)杯對(duì)水的壓力為零,只有水的重力作為向心力,由(2)得:Mg=M解得v==m/s=.答:(1)在最高點(diǎn)時(shí),繩的拉力為9N;(2)在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)小杯底的壓力為6N;(3)在最高點(diǎn)時(shí)最小速率為.點(diǎn)評(píng):水桶在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力的來(lái)源是解決題目的重點(diǎn),分析清楚哪一個(gè)力做為向心力,再利用向心力的公式可以求出來(lái),必須要明確的是當(dāng)水桶恰好能過(guò)最高點(diǎn)時(shí),只有水的重力作為向心力,此時(shí)水恰好流不出來(lái).【解題方法點(diǎn)撥】1.圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律總結(jié)在分析傳動(dòng)裝置中的各物理量時(shí),要抓住不等量和相等量的關(guān)系,具體有:(1)同一轉(zhuǎn)軸的輪上各點(diǎn)角速度ω相同,而線速度v=ωr與半徑r成正比.(2)當(dāng)皮帶(或鏈條、齒輪)不打滑時(shí),傳動(dòng)皮帶上各點(diǎn)以及用皮帶連接的兩輪邊沿上的各點(diǎn)線速度大小相等,而角速度ω=與
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