浙江省建德市新安江高級中學高三物理《力與物體的直線運動》專題復習（通用）

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1、浙江省建德市新安江高級中學高三物理專題復習 專題定位　本專題解決的是物體(或帶電體)受力和在力的作用下的勻變速直線運動問題．高考對本專題考查的內容主要有：①勻變速直線運動基本規(guī)律的應用；②勻變速直線運動的圖象問題；③動力學的兩類基本問題；④物體在傳送帶上的運動問題；⑤行車安全問題；⑥帶電粒子(或帶電體)在電場、磁場中的勻變速直線運動問題；⑦電磁感應中的動力學分析等．考查的主要方法和規(guī)律有動力學方法、圖象法、運動學的基本規(guī)律、臨界問題等． 應考策略　抓住“兩個分析”和“一個橋梁”.“兩個分析”是指“受力分析”和“運動情景或運動過程分析”．“一個橋梁”是指加速度是聯(lián)系運動和受力的橋梁．綜合應

2、用牛頓運動定律和運動學公式解決問題． 必備知識方法 知 識 回 扣 1．物體或帶電粒子做直線運動的條件是: ． 2．物體或帶電粒子做勻變速直線運動的條件是： ． 3．勻變速直線運動的基本規(guī)律為 速度公式：vt＝ 位移公式：x＝ 速度和位移公式的推論為： 中間時刻的瞬時速度為 ＝ ＝ 位移中點的瞬時速度為 ＝ 任意

3、相鄰兩個連續(xù)相等的時間內的位移之差是一個恒量，即Δx＝xn＋1－xn＝a· . 4．牛頓第二定律的內容是：物體加速度的大小與物體所受 的 成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與 的方向一致，且二者具有 關系，此定律可以采用 進行實驗驗證． 5．速度—時間關系圖線的斜率表示物體運動的 ，圖線與時間軸所包圍的面積表示物體運動的 ．在分析物體的運動時，常利用v—t圖象幫助分析物體的運動情況． 6．超重或失重時，物體的重力并未發(fā)生變化，只是物體對支持物的 (或對懸掛物的

4、 )發(fā)生了變化．當a＝g 時，物體 ．物體發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的運 動方向 ，只決定于物體的 方向 規(guī) 律 方 法 1．動力學的兩類基本問題的處理思路 (1)已知力求運動，應用牛頓第二定律求加速度，再根據(jù)物體的初始條件，應用運動學公式求出物體的運動情況——任意時刻的位置和速度，以及運動軌跡． (2)已知運動求力,根據(jù)物體的運動情況,求出物體的加速度,再應用牛頓第二定律,推斷或者求出物體的受力情況． 2.動力學問題通常是在對物體準確受力分析的基礎上，采用 或者是 求合力，然后結合牛頓第二定律列式求解．

5、 3．勻減速直線運動問題通常看成反方向的勻加速直線運動來處理，這是利用了運動的 性.在豎直上拋運動和類豎直上拋運動的處理中也常用此法． 4．用v－t圖象分析：v－t圖象表示物體的運動規(guī)律，形象 而且直觀． 動力學觀點在電學中的應用 1．帶電粒子在磁場中的運動問題:洛倫茲力的方向始終 粒子的速度方向． 2．帶電粒子在復合場中的運動情況一般較為復雜，但是它仍然是一個 問題，同樣遵循力和運動的各條基本規(guī)律． 3．若帶電粒子在靜電力、重力和洛倫茲力共同作用下做直線運動，如果是勻強電場和勻強磁場，那么重力和靜電力都是 力，洛倫茲力與速度方向垂直，而其大小與

6、 大小密切相關．因此，只有帶電粒子的 不變,才可能做直線運動，即做勻速直線運動． 4．典型的勻變速直線運動： (1)只受重力作用的自由落體運動和豎直上拋運動． (2)帶電粒子在勻強電場中由靜止開始被加速或帶電粒子沿 著平行于電場方向射入電場中的運動． (3)物體、質點或帶電粒子所受的各種外力的合力 ，且 合力方向與初速度方向 的運動． 規(guī) 律 方 法 1．帶電粒子在電場中做直線運動的問題：在電場中處理力學問題，其分析方法與力學相同．首先進行 ，然后看物體所受的合力與 是否一致，其運動類型有電場加速運動

7、和在交變的電場內往復運動． 2．處理帶電粒子在交變電場作用下的直線運動問題時，首先 要分析清楚帶電粒子在 內的受力和運動特征． 3．在具體解決帶電粒子在復合場內運動問題時，要認真做好以下三點： (1)正確分析 情況； (2)充分理解和掌握不同場對電荷作用的特點和差異； (3)認真分析運動的詳細過程，充分發(fā)掘題目中的 ， 建立清晰的物理情景，最終把物理模型轉化為數(shù)學表達式． 題型1　動力學的兩類基本問題 例1 雜技中的“頂竿”是由兩位演員共同表演完成．站在地面上的演員的肩部頂住一根質量為10 kg的長竹竿，另一位質量為40 k

8、g的演員爬至竹竿的頂端完成各種動作后，從竹竿的頂端由靜止開始下滑,滑到竹竿底時的速度正好為零.在竹竿上的演員從竿頂下滑到竿底的過程中，地面上頂竿人的肩部的受力情況如圖1所示(g＝10 m/s2).則： (1)竿上的人在下滑過程中的最大速度v1為多少？ (2)竹竿的長度h為多少？ 預測演練1 滑雪運動常在兩個斜面和一個平面的組合場地中進行，我們把它簡化為理想的情景如圖2所示．假定運動員和滑板的總質量為m，從O點以初速度v1沖上一個傾斜角為θ的斜面，第一次滑回到底端O時的速率為v2，不計運動員在最高點所有技術動作，求： (1)滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)運動員能滑上

9、斜面的最大高度h. 1.設物體運動的加速度為a、速度為v、位移為x.現(xiàn)有四個不同物體的運動圖象如圖所示，物體C和D的初速度均為零，則其中表示物體做單向直線運動的圖象是 (　 　) 2.質量為1 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)為0.2.對物體施加一個大小變化、方向不變的水平拉力F，使物體在水平面上運動了3t0的時間．為使物體在3t0時間內發(fā)生的位移最大，力F隨時間的變化情況應該為下面四個圖中的 (　 　) 圖2 4.如圖2所示，水平面上質量為10 kg的木箱與墻角距離為23 m，某人用F＝125 N的力，從靜止開始推木箱，推力與水平方向成37°角斜向下，

10、木箱與水平面之間的動摩擦因數(shù)為0.4.若推力作用一段時間t后撤去，木箱恰好能到達墻角處，則這段時間t為(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2) ( 　　)A．3 s B. s C. s D. s 5.某同學站在觀光電梯內隨電梯一起經歷了下列三種運動：加速上升、勻速上升、減速上 升 (加速度大小a

11、D．只有加速上升過程，機械能增加 6.為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設計了一種新的交通工具，乘 客的座椅能隨著坡度的變化而自動調整，使座椅始終保持水平，如圖3所示，當此車減速上坡時，乘客A．處于失重狀態(tài) B．重力勢能增加 C．受到向前的摩擦力作用 D．所受力的合力沿斜面向上 9．如圖6所示，水平面絕緣且光滑，一絕緣的輕彈簧左端固定，右端 圖6 有一帶正電荷的小球，小球與彈簧不相連，空間存在著水平向左的勻強電場，帶電小球在電場力和彈簧彈力的作用下靜止，現(xiàn)保持電場強度的大小不變，突然將電場反向，若將此時作為計時起點，則下列描述速度與時間、加速度與位移之間變化關系的圖象正確的是(

12、 　　) 10.如圖7所示，水平放置的光滑金屬長導軌MM′和NN′之間接有電阻R，導軌平面在直線OO′左、右兩側的區(qū)域分別處在方向相反與軌道平面垂直的勻強磁場中，設左、右區(qū)域的磁場的磁感應強度的大小分別為B1和B2，一根金屬棒ab垂直放在導軌上并與導軌接觸良好，棒和導軌的電阻均不計．金屬棒ab始終在水平向右的恒定拉力F的作用下，在左邊區(qū)域中恰好以速度v0做勻速直線運動，則以下說法中正確的是 (　　) A．若B2＝B1時，棒進入右邊區(qū)域后先做加速運動，最后以速度做勻速直線運動B．若B2＝B1時，棒進入右邊區(qū)域后仍以速度v0做勻速直線運動 C．若B2＝2B1時，棒進入右邊區(qū)域后先做減速運

13、動，最后以速度做勻速直線運動 D．若B2＝2B1時，棒進入右邊區(qū)域后先做加速運動，最后以速度4v0做勻速直線運動 圖12 、解答題(14題14分，15題12分，16題16分，共42分) 15.(12分)如圖12所示，水平面上放有質量均為m＝1 kg的物塊A和B， A、B與地面的動摩擦因數(shù)分別為μ1＝0.4和μ2＝0.1，相距l(xiāng)＝0.75 m．現(xiàn)給物塊A一初速度使之向B運動，與此同時給物塊B一個F＝3 N水 平向右的力由靜止開始運動，經過一段時間A恰好追上B.g＝10 m/s2.求： (1)物塊B運動的加速度大??；(2)物塊A初速度大小； 圖13 (3)從開始到物塊A追上物塊B

14、的過程中，力F對物塊B所做的功． 16.(16分)如圖13所示，固定于水平面的U型金屬導軌abcd，電阻不 計，導軌間距L＝1.0 m，左端接有電阻R＝2 Ω.金屬桿PQ的質量m＝0.2 kg，電阻r＝1 Ω，與導軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，滑動時保持與導軌垂直．在水平面上建立xoy坐標系，x≥0的空間存在豎直向下的磁場，磁感應強度僅隨橫坐標x變化．金屬桿受水平恒力F＝2.4 N的作用，從坐標原點開始以初速度v0＝1.0 m/s向右做勻加速運動，經t1＝0.4 s到達x1＝0.8 m處，g取10 m/s2.求： (1)磁感應強度B與坐標x應滿足的關系； (2)金屬桿運動到x1處，PQ兩點

15、間的電勢差； (3)金屬桿從開始運動到B＝ T處的過程中克服安培力所做的功． 1.某物體由靜止開始做直線運動，物體所受合力F隨時間t的變化圖象如圖1所示，則 (　 　)A.物體在2～4秒內做勻加速直線運動 圖1 B.物體在4秒末離出發(fā)點最遠 C.物體始終向同一方向運動 D.物體在0～4秒和在4～8秒內的位移相等 2.有關超重和失重的說法，正確的是 ( 　　) A.物體處于超重狀態(tài)時，所受重力增大；處于失重狀態(tài)時，所受重力減小 B.豎直上拋運動的物體處于完全失重狀態(tài) C.在沿豎直方向運動的升降機中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，升降機一定處于上升過程 D.在沿豎直

16、方向運動的升降機中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，升降機一定處于下降過程 3質量為m的小物塊放在傾角為α的斜面上處于靜止，如圖2所示.整個 裝置可以沿水平方向或豎直方向平行移動，且小物塊與斜面體總保持相對靜止.下列的哪種運動方式可以使物塊對斜面的壓力和摩擦力都一定減小 (　 　) A.沿豎直方向向上加速運動 B.沿豎直方向向上減速運動 C.沿水平方向向右加速運動 D.沿水平方向向右減速運動 4如圖3所示，點電荷＋4Q與＋Q分別固定在A、B 圖3 兩點，C、D兩點將AB連線三等分.現(xiàn)使一個帶負電的檢驗電荷，從C點開始以某一初速度向右運動，不計檢驗電荷的重力.則關于 該電荷在CD之

17、間的運動，下列說法中可能正確的是 ( 　　) A.一直做減速運動，且加速度逐漸變小 B.做先減速后加速的運動 C.一直做加速運動，且加速度逐漸變小 D.做先加速后減速的運動 5.如圖4所示，整個裝置處于勻強磁場中，豎直框架之間 接有一電容器C，金屬棒AD水平放置，框架及棒的電阻不計，框架足夠長，在金屬棒緊貼框架下滑過程中(金屬棒在下滑過程中始終與框架接觸良好)，下列說法正確的是 ( 　　)圖4 A.金屬棒AD最終做勻速運動 B.金屬棒AD一直做勻加速運動 C.金屬棒AD下滑的加速度為重力加速度g D.金屬棒AD下滑的加速度小于重力加速度g 6

18、. 為了減少戰(zhàn)斗機起飛時在甲板上加速的時間和距離，現(xiàn)代航母大多采用了蒸 汽彈射技術.一架總質量M＝5.0×103 kg的戰(zhàn)機.如果采用滑行加速(只依靠自身動力系統(tǒng)加速)，要達到v0＝60 m/s的起飛速度，甲板水平跑道的長度至少為120 m.采用蒸汽彈射技術，戰(zhàn)機在自身動力和持續(xù)的蒸汽動力共同作用下只要水平加速60 m就能達到起飛速度.假設戰(zhàn)機起飛過程是勻加速直線運動，航母保持靜止，空氣阻力大小不變，取g＝10 m/s2. (1)采用蒸汽彈射技術，求戰(zhàn)機加速過程中加速度大小以及質量m＝60 kg的飛行員受到座椅作用力的大小. (2)采用蒸汽彈射技術，彈射系統(tǒng)的彈力為多大？彈力在加速60

19、m的過程中對戰(zhàn)機做的功是多少？ 8如圖5甲所示，兩平行的長直金屬導軌置于水平面內，間距為L1.導軌左端 接有阻值為R的電阻，質量為m的導體棒跨接在導軌上，導軌和導體棒的電阻不計，且接觸良好.在長為L2的矩形區(qū)域內存在著豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B.開始時導體棒靜止于磁場區(qū)域的右端，當磁場以速度v0勻速向右移動時，導體棒隨之開始運動，經時間t0導體棒到達磁場的左端.已知棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ.求 (1)通過電阻R的電量； (2)導體棒到達磁場左端時的速度大?。? (3)假設磁場由靜止開始(t＝0)向右做勻加速直線運動，導體棒運動的v－t圖象如圖乙所示.已知t1時刻導體棒的速度為v1，則磁場運動的加速度是多大？ 答案　1.B 2.B 3.B 4.A 5.BD 6.(1)30 m/s2　1.9×103 N　(2)7.5×104 N 4.5×106 J 7.(1)35 m　(2)30 m 8.(1)　(2)－μgt0 (3) 答案 1．C 2．D 3．C 4．A 5．BC 6.AB 7．BD 8．B 9．AC 10．B