《力与运动专题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《力与运动专题.doc（16页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2009-2010高三物理第二轮复习力与运动专题命题趋势力和运动是高中物理的重点内容，也是高考命题的热点。总结近年高考的命题趋势，一是考力和运动的综合题，重点考查综合运用知识的能力，二是联系实际，以实际问题为背景命题，如以交通、体育、人造卫星、天体物理和日常生活等方面的问题为背景，重点考查获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题的能力。教学目标：1深刻理解力和运动的关系；知道动力学的两类基本问题；学会处理动力学问题的一般思路和步骤。2能够从实际问题中获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题。提高分析解决实际问题的能力。教学重点：学习体会处理动力学问题的一般思路和步骤；从实际
2、问题中获取并处理信息，培养解决实际问题的能力。教学难点：深刻理解力和运动的关系；提高从实际问题中获取并处理信息的能力。教学方法：讲练结合教学过程：一、【知识概要】力是物体运动状态变化的原因，反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。从物体的受力情况去推断物体运动情况；或从物体运动情况去推断物体的受力情况是动力学的两大基本问题。处理动力学问题的一般思路和步骤是：领会问题的情景，在问题给出的信息中，提取有用信息，构建出正确的物理模型；合理选择研究对象；分析研究对象的受力情况和运动情况；正确建立坐标系；运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解。在分析具体问题时，要根据具体情况灵活运用隔离法和整体法
3、，要善于捕捉隐含条件，要重视临界状态分析。推荐精选物体怎么运动，取决于它的初始状态和受力情况。牛顿运动定律揭示了力和运动的关系，关系如下表所示：竖直上抛运动自由落体运动F0F与v0在同一直线上F与v0成一夹角匀变速直线运动匀变速曲线运动平抛运动恒力FF=0匀速直线运动运动力牛顿运动定律变速直线运动简谐运动匀速圆周运动F的大小与相对于平衡位置的位移成正比，方向与位移相反F的大小不变，方向总与速度垂直F的方向始终与v0在同一直线上变力F 二、【热点、重点、难点】（一）牛顿运动定律的概述牛顿运动定律是经典物理学中最重要、最基本的规律，也是力学乃至整个物理学的基石，它是解决动力学问题的一条重要途径。三
4、大定律的发现是理想实验与逻辑思维综合应用与物理学研究的典型实例，这部分内容有特别着重过程的分析，包含众多的思想方法，所以必然是新课标物理高考中重要的内容之一。1、 牛顿第一定律牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，改正了过去认为力是维持物体运动状态的原因的错误观念。它揭示了物体具有惯性，且惯性是物体固有的属性，而质量是惯性大小的唯一量度。牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态（而非外力为零的状态），而不受外力的物体是不存在的。牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证。即物体不受外力和物体所受合外力为零（从作用效果上看相同）是有区别的，所以不能把牛顿第
5、一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例。牛顿第一定律在三大定律中处于最重要的地位，它同时也是牛顿第二定律的基础。2、 牛顿第二定律 牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生，同时变化，同时消失。F=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F的方向总是相同。作用在物体上的每一个力都会使物体产生一个加速度，物体表现出来的加速度就是所有力产生的加速度的矢量和，这就是力的独立作用原理。牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的物体。牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体受力情况和运动情况的桥梁和纽带就是加速度。它是解决动力学问题的基础。3、 牛顿
6、第三定律牛顿第三定律描述的是物体间的作用力和反作用力的关系，它们作用在不同物体上，不可叠加，相互依赖，并且属于同种性质的力，应注意与平衡力进行比较和区别。一对作用力和反作用力在同一个过程中做的功可能为零，为正或为负，这是因为作用力与反作用力分别作用在两个物体上，在作用时间内，两个物体的位移大小、方向都有可能不同。推荐精选（二）、牛顿运动定律的应用 1、共点力平衡动态、临界、极值问题分析分析共点力平衡问题常要用到以下几种重要的方法：一是利用力的三角形法（矢量三角形法和相似三角形法）来类比分析、动态分析；二是利用力的正交分解法，建立适当的直角坐标系，根据Fx合=0,Fy合=0 建立方程求解。三是利
7、用力的合成法：物体受几个力作用而平衡时，其中任意一个力必跟其它力的合力等大反向。2、利用牛顿第二定律求解动力学问题这是高中物理最为常见和重要的问题之一，从大的方向上可分为“已知力求运动”和“已知运动求力”。但实际的习题往往千变万化，不再是简单的“已知力求运动”和“已知运动求力”。常见的题型如下：（1）、简单的已知力求运动或已知运动求力。这类问题的关键就是抓住加速度a这个中间桥梁。思路如下：受力情况受力分析合力F合运动学公式st，运动情况（）加速度a受力情况（2）、物体受多个力作用的运动问题。物体在受到三个或三个以上的不同方向的力作用时，一般都要用到正交分解法，既可分解加速度，也可分解力。在选取
8、坐标轴时，为使解题方便，应尽量是可能多的矢量落在坐标轴上。（3）、平衡被破坏瞬间问题 物体原来受多个力的作用下而处于平衡状态，突然撤去某力，平衡状态被破坏，但有两种情况： 若其它几个力为恒力和弹簧（橡皮筋）的作用力，则撤去某力后物体的合力大小为这个力的大小。若其它几个力含有细绳、轻杆、“刚性”面的弹力可能会发生突变。（4）、连接体问题 具有相同加速度的连接体问题都可看作两个物体的连接体问题，这类问题常用整体法和隔离法解决。即利用整体法求整体的加速度，在研究某个物体的受力或运动时用隔离法。 （5）多过程（多阶段）问题：一般按照时间顺序（即程序法）或其它顺序分解成多个过程来处理。（6）超重与失重问
9、题：FN=m(g±a),其中a为竖直方向的加速度（或分加速度）。是超重还是失重取决于加速度的方向，而不是速度的方向。 3、圆周运动（1）从运动的位置来分可分为水平面内的圆周运动和竖直面内圆周运动。（2）从向心力的来源来分可分为：万有引力作用下的圆周运动，库仑力作用下的圆周运动、洛仑兹力作用下的圆周运动等等。（3）注意的问题：向心力是由其它力或其它力的合力来提供，它是效果力，不是性质力，在进行受力分析时不能算上向心力。物体在竖直面运动时，是否能通过最高点有两种情况：推荐精选A、竖直面无支撑物的情况（如图1、2）临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用v临界能过最高点的条件：v，当v时，绳
10、对球产生拉力，轨道对球产生压力。不能过最高点的条件：vv临界（实际上球没到最高点时就脱离了轨道）。B、竖直面有支撑物的情况（如图3、4）R绳图1vOR杆图3v0vR图2图4不管v=,v>或v都可以通过最高点，所以物体能通过最高点的临界条件是：物体到达最高点时v临界0，此时支持力Nmg。 当球沿球面运动,轨道对小球只能支撑,而不能产生拉力.在最高点的v临界=.当v>gr时，小球将脱离轨道做平抛运动.4、 天体的环绕问题（即万有引力作用下的圆周运动），主要抓住两点：（1）建立一种模型：把一个天体绕中心天体的运动抽象为一个质点绕另一个质点的匀速圆周运动。（2）抓住两条思路：利用在地球表面
11、万有引力与重力近似相等，即G mg的关系得出：GMRg , (即),（求地球质量），（求地球第一宇宙速度）。天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即=，从而知道：，即r增大，（3）关于地球同步卫星问题主要抓住“四定”（即定周期、定轨道平面、定高度、定速度）5、（类）平抛运动抓住两个分运动的规律（水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动），特别是带电粒子在电场中的偏转问题。推荐精选三、【典型例题】题1、如图31所示，质量为m=5kg的物体，置于一倾角为30°的粗糙斜面体上，用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量M=10kg，始终静止，
12、取g=10m/s2，求地面对斜面体的摩擦力及支持力fNF(Mm)gFmM图31解析：对系统进行整体分析，受力分析如图：由平衡条件有：由此解得 题2、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。 （1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小； （2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大宽度h； （3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢
13、复升力的最长时间t3 。【解析】（1）第一次飞行中，设加速度为a1t2a2v1a3t3a4v3匀加速运动由牛顿第二定律解得（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为匀加速运动设失去升力后的速度为，上升的高度为由牛顿第二定律解得推荐精选（3）设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为由牛顿第二定律 F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=s(或2.1s)题3.如图所示，许多工厂的流水线上安装有传送带，用传送带传送工件，可以大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v2m/s运送质量为m0.5kg的工件，工件从A位置放到传送带上，它的初速度忽略不计。工件与传送带之
14、间的动每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即放到传送带上，取g10m/s2，求： （1）工件放到传送带后经多长时间停止相对滑动 （2）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离 （3）在传送带上摩擦力对每个工件做的功 （4）每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能 （5）传送带满载工件比空载时增加多少功率？ 解析：（1）工件开始受向沿斜面向上的滑动摩擦力 推荐精选 （2） 2号工件传到1号工件处用时0.8s，此过程中1号工件前进 故在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离 （3） （4）生热Qf·s（s是工件与传送带相对位移） （5）满载时有一个工件做匀加速，有10个（或
15、9个）工件做匀速运动，传送带受沿斜面向下的f滑和10f静题4、A、B两个小球由柔软的细线相连，线长l=6m；将A、B球先后以相同的初速度v0=4.5m/s，从同一点水平抛出（先A、后B）相隔时间t =0.8s（1）A球抛出后经多少时间，细线刚好被拉直？（2）细线刚被拉直时，A、B球的水平位移（相对于抛出点）各多大？（取g=10m/s2）解析：（1）A、B两球以相同的初速度v0，从同一点水平抛出，可以肯定它们沿同一轨道运动作细线刚被拉直时刻A、B球位置示意图34xy图34根据题意可知：设A球运动时间为t，则B球运动时间为t0.8，由于推荐精选A、B球在竖直方向上均作自由落体运动，所以有由此解得t
16、 =1s（2）细线刚被拉直时，A、B球的水平位移分别题5、假设有两个天体，质量分别为m1和m2，它们相距r；其他天体离它们很远，可以认为这两个天体除相互吸引作用外，不受其他外力作用这两个天体之所以能保持距离r不变，完全是由于它们绕着共同“中心”（质心）做匀速圆周运动，它们之间的万有引力作为做圆周运动的向心力，“中心”O位于两个天体的连线上，与两个天体的距离分别为r1和r2（1）r1、r2各多大？（2）两天体绕质心O转动的角速度、线速度、周期各多大？解析：根据题意作图15对这两个天体而言，它们的运动方程分别为 r2r1m1m2O图35 以及 由以上三式解得将r1和r2的表达式分别代和式，可得题6
17、、光滑的水平桌面上，放着质量M=1kg的木板，木板上放着一个装有小马达的滑块，它们的质量m=0.1kg马达转动时可以使细线卷在轴筒上，从而使滑块获得v0=0.1m/s的运动速度（如图36）,滑块与木板之间的动摩擦因数=0.02开始时我们用手抓住木板使它不动，开启小马达，让滑块以速度v0运动起来，当滑块与木板右端相距l =0.5m时立即放开木板试描述下列两种不同情形中木板与滑块的运动情况，并计算滑块运动到木板右端所花的时间图36（1）线的另一端拴在固定在桌面上的小柱上如图（a）（2）线的另一端拴在固定在木板右端的小柱上如图（b）推荐精选(线足够长，线保持与水平桌面平行，g=10m/s2)解析：在
18、情形（1）中，滑块相对于桌面以速度v0=0.1m/s向右做匀速运动，放手后，木板由静止开始向右做匀加速运动经时间t，木板的速度增大到v0=0.1m/s，在5s内滑块相对于桌面向右的位移大小为S1=v0t=0.5m而木板向右相对于桌面的位移为可见，滑块在木板上向右只滑行了S1S2=0.25m，即达到相对静止状态，随后，它们一起以共同速度v0向右做匀速直线运动只要线足够长，桌上的柱子不阻挡它们运动，滑块就到不了木板的右端在情形（2）中，滑块与木板组成一个系统，放手后滑块相树于木板的速度仍为v0，滑块到达木板右端历时三、【跟踪练习】1、某物体运动的速度图象如图1，根据图象可知( AC )A02s内的
19、加速度为1m/s2B05s内的位移为10m C第1s末与第3s末的速度方向相同D第1s末与第5s末加速度方向相同2、（2009年山东卷）17某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（ B ）图乙vt/s图甲3、（2009年宁夏卷）17. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则(BD)A时刻的瞬时功率为B时刻的瞬时功率为推荐精选C在到这段时间内，水平力的平均功率为D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为4、如图44所示，A、B两球完全相同，质量
20、为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为则弹簧的长度被压缩了（ C ）A BC D5、如图4-5所示，保持不变，将B点向上移，则BO绳的拉力将：( C ) A. 逐渐减小B. 逐渐增大 C. 先减小后增大D. 先增大后减小6、把一重为的物体，用一个水平的推力kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图4-6a所示，从t0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图4-6中的哪一个？ ( B ) 图4-67如图4-7所示，OA为遵从胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的点，另一端与静止在动摩擦因数恒
21、定的水平地面上的滑块相连。当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。现有一水平力F作用于A，使A向右缓慢地沿直线运动，则在运动过程中图4-7水平拉力F保持不变 地面对A的摩擦力保持不变地面对A的摩擦力变小地面对A的支持力保持不变。则正确的是( B )A 8、龟兔赛跑的故事流传至今，按照龟兔赛跑的故事情节，兔子和乌龟的位移图象如图4-8所示，下列关于兔子和乌龟的运动正确的是 （D）推荐精选图4-8T1T2T3T4T5OSsS2S1tS3龟兔A兔子和乌龟是同时从同一地点出发的 B乌龟一直做匀加速运动，兔子先加速后匀速再加速C骄
22、傲的兔子在T4时刻发现落后奋力追赶，但由于速度比乌龟的速度小，还是让乌龟先到达预定位移S3D在0T5时间内，乌龟的平均速度比兔子的平均速度大 9、如图4-9所示,一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC,已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间：（B） A.p小球先到 B.q小球先到 C.两小球同时到 D.无法确定 10、放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度V与时间t的关系如图所示。取重力加速度g=10m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块
23、与地面之间的动摩擦因数分别为：(A) Am=0.5kg,=0.4;B. m=1.5kg,=2/15;C. m=0.5kg,=0.2;D. m=1.0kg,=0.2.11一质量为m的物体放在水平桌面上，已知物体与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力 （1）若对物体施加一斜向右上方与水平面成角的拉力F（如图甲），求：当拉力F满足什么条件时，物体能在水平桌面内运动起来； （2）若对物体施加一斜向右下方与水平面成角的推力F（如图乙），求：当角满足什么条件时，会出现无论F多大，物体都不能在水平面上运动起来的情形 解析：(1)水平方向: 竖直方向: 甲mFmF乙解得: 又考虑物体不能脱离桌面:
24、 所以: 推荐精选(2)水平方向: 竖直方向: 解得: 令 得： 12、用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F， 如图4-12所示，求：(1)物体与绳的加速度；(2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。)分析与解：(1)以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F=（M+m）a,解得a=F/(M+m).FxmxM(2)以物体和靠近物体x长的绳为研究对象，如图所示。根据牛顿第二定律可得：Fx=(M+mx/L)a=(M+) .由此式可以看出：绳中各处张力的大小是不同的，当x=0时，绳施于物体M的力的大小为。13甲、乙两
25、质点同时开始在彼此平行且靠近的两水平轨道上同向运动，甲在前、乙在后，相距s，甲初速度为零，加速度大小为a，做匀加速直线运动；乙以速度v0做匀速运动。关于两质点的运动，某同学作如下的分析：设两质点相遇前，它们之间的距离为s，则sat2sv0t。当t时，两质点间距离s有最小值。你觉得他的分析是否正确？如果认为是正确的，请求出它们的最小距离；如果认为是不正确的，请说明理由并作出正确分析。答案：不正确设两物体速度相等时恰好相遇，则，若，则：甲乙之前的距离始终在减小，直至相遇，（最小距离 s0），不会出现s最小的情况。若s>时，甲与乙不可能相遇，两质点距离会出现先变小后变大的情况，当t=时，两质点
26、之间的距离最近，： s mins14、在地面上以初速度2V0竖直上抛一物体A后，又以初速V0同地点竖直上抛另一物体B，若要使两物体能在空中相遇，则两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件？（不计空气阻力）推荐精选分析与解：如按通常情况，可依据题意用运动学知识列方程求解，这是比较麻烦的。如换换思路，依据s=V0t-gt2/2作s-t图象，则可使解题过程大大简化。如图10所示，显然，两条图线的相交点表示A、B相遇时刻，纵坐标对应位移SA=SB。由图10可直接看出t满足关系式时， B可在空中相遇。15、如图4-15所示，一平直的传送带以速度V=2m/s做匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距
27、L=10m。从A处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t=6s,能传送到B处，欲用最短的时间把工件从A处传送到B处，求传送带的运行速度至少多大？AB图4-15分析与解：因,所以工件在6s内先匀加速运动，后匀速运动，有t1+t2=t, S1+S2=L解上述四式得t1=2s,a=V/t1=1m/s2.若要工件最短时间传送到B，工件加速度仍为a，设传送带速度为V，工件先加速后匀速，同上理有：又因为t1=V/a,t2=t-t1,所以，化简得：,因为，所以当,即时，t有最小值，。表明工件一直加速到B所用时间最短。16、宇航员在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G。求该星球的质量M。分析与解：设抛出点的高度为h,第一次平抛的水平射程为x,则有 x2+h2=L2 由平抛运动规律得知，当初速度增大到2倍时，其水平射程也增大到2x,可得 （2x）2+h2=(L)2 设该星球上的重力加速度为g，由平抛运动的规律得： h=gt2 由万有引力定律与牛顿第二定律得：推荐精选 mg= G 联立以上各式解得M=。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 推荐精选