山東省新泰市汶城中學(xué)高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 力與物體的直線運(yùn)動(dòng)

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1、山東省新泰市汶城中學(xué)高三物理二輪復(fù)習(xí)專題二：力與物體的直線運(yùn)動(dòng) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、會(huì)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式進(jìn)行簡單計(jì)算 2、能夠準(zhǔn)確的建立物理模型和情景 3、會(huì)解決追擊相遇問題 4、運(yùn)動(dòng)圖像問題 預(yù)習(xí)案 一． 預(yù)習(xí)專題要點(diǎn) 第一部分：勻變速直線運(yùn)動(dòng)在力學(xué)中的應(yīng)用 1.物體或帶電粒子做直線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受的合外力與速度方向平行。 2.物體或帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受的合外力為恒力且與速度方向平行。 3.牛頓第二定律的內(nèi)容是：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度與物體所受的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與所受合外力的方向相同，且二者具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，此定律可以用

2、控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 4.速度時(shí)間關(guān)系圖像的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度，圖像所包圍的面積表示物體運(yùn)動(dòng)的位移。在分析物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)常利用v-t圖像幫助分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。 5.超重或失重時(shí)，物體的重力并未發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生了變化。當(dāng)a=g時(shí)物體完全失重。 6.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律為 速度公式： 位移公式： 速度與位移關(guān)系式： 7.勻變速直線運(yùn)動(dòng) 平均速度： 位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度 第二部分：勻變速直線運(yùn)動(dòng)在電學(xué)中的應(yīng)用 1. 帶電粒子在電場中直線運(yùn)動(dòng)的問題：實(shí)質(zhì)是在電場中處理力學(xué)問題，其分析方法與力學(xué)中相同。首先進(jìn)行受力分析，

3、然后看物體所受的合外力與速度方向是否一致，其運(yùn)動(dòng)類型有電場加速運(yùn)動(dòng)和交變的電場內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 2. 帶電粒子在磁場中直線運(yùn)動(dòng)問題：洛倫茲力的方向始終垂直于粒子的速度方向。 3. 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)情況一般較為復(fù)雜，但是它仍然是一個(gè)力學(xué)問題，同樣遵循力和運(yùn)動(dòng)的各條基本規(guī)律。 4. 若帶電粒子在電場力、重力和洛倫茲力共同作用下做直線運(yùn)動(dòng)，如果是勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，那么重力和電場力都是恒力，洛倫茲力與速度方向垂直，而其大小與速度大小密切相關(guān)。只有帶電粒子的速度大小不變，才可能做直線運(yùn)動(dòng)，也即勻速直線運(yùn)動(dòng)。 二．知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 三、預(yù)習(xí)自測 1、（07）如圖所示，光滑軌道MO和ON底

4、端對(duì)接且=2，M、N兩點(diǎn)高度相同。小球自M點(diǎn)由靜止自由滾下，忽略小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失，以v、s、a、分別表示小球的速度、位移、加速度和動(dòng)能四個(gè)物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程的是 2、（08）質(zhì)量為1500kg的汽車在平直的公路上運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如圖所示。由此可求 A.前25s內(nèi)汽車的平均速度 B.前l(fā)0s內(nèi)汽車的加速度 C.前l(fā)0s內(nèi)汽車所受的阻力 D.15～25s內(nèi)臺(tái)外力對(duì)汽車所做的功 3、（09）某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙（F表示物體所受合力，x表示物體的位移）四個(gè)選項(xiàng)中正確的是 4、（10）如

5、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、、和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 5、（12）將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，v-t圖像如圖所示。以下判斷正確的是（　　　　） Ａ、前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài) Ｂ、最后2s內(nèi)貨物只受重力作用 Ｃ、前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同 Ｄ、第3s末至第5s末的過程中，貨物的機(jī)械能守恒 探究案 題型1.（勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用）物體以速度v勻速通過直線上的A、B兩點(diǎn)需要

6、的時(shí)間為t?，F(xiàn)在物體由A點(diǎn)靜止出發(fā)，先做加速度大小為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng)到某一最大速度vm后立即做加速度大小為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)停下，歷時(shí)仍為t，則物體的 （ ） A. 最大速度vm只能為2v，無論a1、 a2為何值 B. 最大速度vm可以為許多值，與a1、 a2的大小有關(guān) C. a1、 a2的值必須是一定的，且a1、 a2的值與最大速度vm有關(guān) D. a1、 a2必須滿足 題型2.（v-t圖像的應(yīng)用）某學(xué)習(xí)小組對(duì)一輛自制小遙控汽車的性能進(jìn)行研究。他們讓這輛汽車在水平地面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖

7、，已知小車在0~ts內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，ts~10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，且7s~10s為勻速直線運(yùn)動(dòng)；在10s末停止遙控，讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m=1kg，整個(gè)過程小車受到的阻力Ff大小不變。求 ⑴小車受到阻力Ff的大小。 ⑵在ts~10s內(nèi)小車牽引力功率P。 ⑶小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中的總位移x 題型3.（運(yùn)動(dòng)學(xué)中的臨界和極值問題）在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點(diǎn)，滑塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ． （1）證明：若滑塊最終停在小車上，滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動(dòng)摩擦因數(shù)μ無關(guān)，

8、是一個(gè)定值 （2）已知滑塊與車面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，滑塊質(zhì)量m=1kg，車長L=2m，車速v0=4m/s，取g=10m/s2，當(dāng)滑塊放到車面中點(diǎn)的同時(shí)對(duì)該滑塊施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件？ （3）在（2）的情況下，力F取最小值，要保證滑塊不從車上掉下，力F的作用時(shí)間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)? q 題型4.（動(dòng)力學(xué)兩類基本問題）如圖所示，質(zhì)量為M的汽車通過質(zhì)量不計(jì)的繩索拖著質(zhì)量為m的車廂（可作為質(zhì)點(diǎn)）在水平地面上由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)．已知汽車和車廂

9、與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為m ，汽車和車廂之間的繩索與水平地面間 的夾角為q ，汽車的額定功率為P，重力加速度為g，不 計(jì)空氣阻力．為使汽車能盡快地加速到最大速度又能使汽 車和車廂始終保持相對(duì)靜止，問： （1）汽車所能達(dá)到的最大速度為多少？ （2）汽車能達(dá)到的最大加速度為多少？ （3）汽車以最大加速度行駛的時(shí)間為多少？ 題型5.（電場內(nèi)的直線運(yùn)動(dòng)問題）如圖所示，傾角為θ的斜面AB是粗糙且絕緣的，AB長為L，C為AB的中點(diǎn)，在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)電場，與斜面垂直的虛線CD為電場的邊界?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從B點(diǎn)開始在B、

10、C間以速度υ0沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過C后沿斜面勻加速下滑，到達(dá)斜面底端A時(shí)的速度大小為υ。試求： (1)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小。 題型6.（混合場內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)問題的分析）帶負(fù)電的小物體A放在傾角為的足夠長的絕緣斜面上，整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖物體A的質(zhì)量為m，電荷量為-q，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，它在電場中受到的電場力大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑，經(jīng)過時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。求

11、： ⑴物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況如何？說明理由。 ⑵物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中有多少能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？ 練習(xí)案[課下——針對(duì)高考押題訓(xùn)練] 1.(2012·上海質(zhì)檢)甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑，假如把他們的運(yùn)動(dòng)近似當(dāng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)來處理，他們同時(shí)從起跑線起跑，經(jīng)過一段時(shí)間后他們的位置如圖1所示，在圖2中分別作出在這段時(shí)間內(nèi)兩人運(yùn)動(dòng)的位移x、速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象，正確的是(　　) 圖1 2.(2012·江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖3所示，質(zhì)量為m1的足夠長木板靜止在光滑水平面上，其上放一質(zhì)量為m2的木塊。t＝0時(shí)刻起，給木塊施加一水平恒力F。分別用a1、

12、a2和v1、v2表示木板、木塊的加速度和 圖3 速度大小，圖4中可能符合運(yùn)動(dòng)情況的是(　　) 3．(2012·重慶檢測)如圖5所示，汽車以10 m/s的速度勻速駛向路口，當(dāng)行駛至距路口停車線20 m處時(shí)，綠燈還有3 s熄滅。而該汽車在綠燈熄滅時(shí)剛好停在停車線處，則汽車運(yùn)動(dòng)的速度(v)－時(shí)間(t)圖象可能是 (　　) 圖5 4.(2012·安徽高考)如圖6所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力F，則(　　) A．物塊可能勻速下滑

13、 圖6 B．物塊仍以加速度a勻加速下滑 C．物塊將以大于a的加速度勻加速下滑 D．物塊將以小于a的加速度勻加速下滑 5.(2012·上海高考)如圖7所示，光滑斜面固定于水平面上，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，A上表面水平。則A、B整體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B受力的示意圖為(　　) ` 圖7 6．利用如圖9甲所示的裝置測量滑塊和滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，將質(zhì)量為M的滑塊A放在傾斜滑板B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示出滑塊A的速度－時(shí)間(v－t)圖象。先給滑塊A一個(gè)沿滑板B向上的初速度，得到的v－t圖象

14、如圖乙所示，則(　　) 圖9 A．滑塊A上滑時(shí)加速度的大小為8 m/s2 B．滑塊A下滑時(shí)加速度的大小為8 m/s2 C．滑塊與滑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5 D．滑塊A上滑時(shí)運(yùn)動(dòng)的位移為2 m 7．如圖10甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行。初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v－t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2>v1，則(　　) 圖10 A．t2時(shí)刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大 B．t2時(shí)刻，小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大 C．0～t2時(shí)間內(nèi)，小物

15、塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0～t3時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 8.(2012·合肥模擬)如圖11所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量相等的A、B兩塊木板，在木板A上放著質(zhì)量為m的物塊C，木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。A、B、C之間以及B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 圖11 均為μ，設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，現(xiàn)用水平恒力F向右拉木板A，則以下判斷正確的是(　　) A．不管F多大，木板B一定保持靜止 B．B受到地面的滑動(dòng)摩擦力大小一定小于F C．A、C之間的摩擦力大小一定等于μmg D．A、B之間的摩擦力大小不可能等于F 9．(2

16、012·北京高考)摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米，電梯的簡化模型如圖12甲所示。考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的。已知電梯在t＝0時(shí)由靜止開始上升，a－t圖象如圖乙所示。電梯總質(zhì)量m＝2.0×103 kg。忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2。 圖12 (1)求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； (2)類比是一種常用的研究方法。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v－t圖象求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度和速度的定義，根據(jù)圖乙所示a－t圖象，求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量Δv1和第2 s末的速率v2。 10．(2012·武漢調(diào)考)如圖13所示，水平面上有一固定著輕質(zhì)定滑輪O的木塊A，它的上表面與水平面平行，它的右側(cè)是一個(gè)傾角θ＝37°的斜面。放置在A上的物體B和物體C通過一輕質(zhì)細(xì)繩相連，細(xì)繩的一部分與水平面平行，另一部分與斜面平行?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平向右的恒力F，使A、B、C恰好保持相對(duì)靜止。已知A、B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦，求恒力F的大小。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 圖13