2019-2020年高三物理第二轮专题复习专题一力和运动教案人教版.pdf

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1、2019-2020年高三物理第二轮专题复习专题一力和运动教案人教版 一、考点回顾 1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： 2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。 3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。 4在分析具

2、体问题时，要根据具体情况灵活运用隔离法和整体法，要善于捕捉隐含条 件，要重视临界状态分析。 二、经典例题剖析 1长 L的轻绳一端固定在O 点，另一端拴一质量为m 的小球，现使小球在竖直平面内 作圆周运动，小球通过最低点和最高点时所受的绳拉力分别为T1和 T2(速度分别为 v0和 v)。 求证： (1)T1T26mg(2)v0 gL5 证明： (1)由牛顿第二定律，在最低点和最高点分别有： T1mgmv02/L T2mgmv 2/L 由机械能守恒得：mv02/2mv2/2mg2L 以上方程联立解得：T1T26mg (2)由于绳拉力T20 ，由 T2mgmv 2/L 可得 v gL 代入 mv0

3、2/2mv2/2mg2L 得： v 0gL5 点评：质点在竖直面内的圆周运动的问题是牛顿定律与机械能守恒应用的综合题。加之 小球通过最高点有极值限制。这就构成了主要考查点。 竖直上抛运动 自由落体运动 F0 F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 F F=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 2质量为M 的楔形木块静置在水平面上，其倾角为的斜面上 ,一质量为m 的物体正 以

4、加速度a 下滑。求水平面对楔形木块的弹力N 和摩擦力f。 解析：首先以物体为研究对象，建立牛顿定律方程： N1 mgcosmgsin f1 ma，得： f1 m(gsin a) 由牛顿第三定律，物体楔形木块有N1N1 ，f1f1 然后 以楔形木块为研究对象，建立平衡方程： NmgN1cos f1sin Mgmgcos 2 mgsin2 masin (Mm)gmasin fN1sin f1cos mgcos sin m(gsin a)cos macos 点评：质点在直线运动问题中应用牛顿定律，高考热点是物体沿斜面的运动和运动形式 发生变化两类问题。受力分析、研究对象的选取和转移(应用牛顿第三定律

5、)，是这类问题的 能力要求所在。 3举重运动是力量和技巧充分结合的体育 项目。就 “ 抓举 ” 而言，其技术动作可分为预备、 提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六 个步骤 。图 1 所示照片表示了其中的几个状态。 现测得轮子在照片中的直径为1.0cm。已知运动 员所举杠铃的直径是45cm，质量为150kg，运 动员从发力到支撑历时0.8s， 试估测该过程中杠 铃被举起的高度， 估算这个过程中杠铃向上运动 的最大速度； 若将运动员发力时的作用力简化成 恒力，则该恒力有多大？ 解析： 题目描述的举重的实际情景，要把它理想化为典型的物理情景。抓举中，举起杠 铃是分两个阶段完成的，从发力到支撑是

6、第一阶段，举起一部分高度。该过程中， 先对杠铃 施加一个力（发力） ，使杠铃作加速运动，当杠铃有一定速度后，人下蹲、翻腕，实现支撑， 在人下蹲、 翻腕时， 可以认为运动员对杠铃没有提升的作用力，这段时间杠铃是凭借这已经 获得的速度在减速上升，最好的动作配合是，杠铃减速上升，人下蹲， 当杠铃的速度减为零 时，人的相关部位恰好到达杠铃的下方完成支撑的动作。因此从发力到支撑的0.8s 内，杠 铃先作加速运动 （当作匀加速） ，然后作减速运动到速度为零（视为匀减速），这就是杠铃运 动的物理模型。 根据轮子的实际直径0.45m 和它在照片中的直径1.0cm，可以推算出照片缩小的比例， 在照片上用尺量出从

7、发力到支撑，杠铃上升的距离h=1.3cm ，按此比例可算得实际上升的高 度为 h=0.59m。 设杠铃在该过程中的最大速度为 mv， 有t v h m 2 ，得sm t h vm/48.1 2 减速运动的时间应为s g v t m 15.0 2 加速运动的位移：mtt v s m 48.0)( 2 21 又 1 2 2asvm 解得： 2 /28.2sma 根据牛顿第二定律，有mamgF 解得： NF1842 点评 ：该题中， 将举重的实际情景抽象成物理模型，是解题的关键，这种抽象也是解所 有实际问题的关键。这里，首先应细致分析实际过程，有了大致认识后，再做出某些简化， 这样就能转化成典型的物

8、理问题。比如该题中， 认为发力时运动员提升的力是恒力，认为运 动员下蹲、翻腕时，对杠铃无任何作用，认为杠铃速度减为零时，恰好完全支撑，而且认为 杠铃的整个运动是直线运动。 4如图 2 所示为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机， P1、P3 的连线与空间一固定坐标系的x轴平行， P2、P4的连线与y 轴平行，每台发动机开动时，都 能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v0向 x 方向平 动，要使探测器改为向正x 偏负 y60 方向以原速率v0平动，则可以采取的措施是【】 A先开动P1适当时间，再开动 P4适当时间 B先开动P3适当时间，再开动

9、 P2适当时间 C开动 P4适当时间 D先开动P3适当时间，再开动 P4适当时间 解析： 该题实际上是要校正探测器的飞行状态，这在航天活动中，是很常见的工作，因 此这也是很有意义的一道题。最后要达到的状态是向正x 偏负 y60 方向平动，速率仍为v0。 如图 3 所示，这个运动可分解为速率为v0cos60 的沿正 x 方向的平动和速率为 v0sin60 的沿 负 y 方向的平动，与原状态相比，我们应使正x 方向的速率减小，负y 方向的速率增大。因 此应开动P1以施加一负x 方向的反冲力来减小正x 方向的速率；然后开动P4以施加一负y 方向的反冲力来产生负y 方向的速率。所以选项A 正确。 点评

10、： 建立坐标系， 在两个坐标轴的方向上分别应用牛顿运动定律，是研究动力学问题 的常用方法。 该题一入手， 就在沿坐标轴的两个方向上对两个状态进行比较，就使问题很快 变得清晰。因此要熟练掌握这种分析方法。 52000 年 1 月 26 日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98 的经线在同一平 面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98 和北纬40，已知地球半径 R，地球自转周期为T，地球表面重力加速度为g（视为常量）和光速c。试求该同步卫星发 出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。 解析： 同步卫星必定在地球的赤道平面上，卫星、 地球和其上的

11、嘉峪关的相对位置如图 4 所示，由图可知，如果能求出同步卫星的轨道半径r，那么再利用地球半径R和纬度就 可以求出卫星与嘉峪关的距离L，即可求得信号的传播时间。 对于同步卫星，根据牛顿第二定律，有： rm r mM G 2 2 其中： T 2 又mg R mM G 2 即： 2 gRGM 由以上几式解得： 3 1 2 22 ) 4 ( TgR r 由余弦定理得 cos2 22 rRRrL 微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间为 c gTR RR gTR c L t cos) 4 (2) 4 ( 3 1 2 22 2 3 2 2 22 点评： 选择恰当的角度，将题目描述的情况用示意图表示出来，可

12、以是情景变得更加清 晰，有利于分析和思考，要养成这种良好的解题习惯。在解答天体运动的问题时，根据 mg R mM G 2 得到 2 gRGM这一关系是经常使用的。 6 矿井里的升降机， 由静止开始匀加速上升， 经 5s 速度达到4m/s 后，又以这个速度匀速上升 20s，然后匀减速上升，经过 4s 停在井口， 求矿井 的深度？ 解析：作 vt 图，如图所示，所围梯形面积 就是物体运动的位移。 ms98 2 4)2920( 7一只老鼠从洞口爬出后沿一直线运动，其速度大小与其离开洞口的距离成反比。当 其到达距洞口为d1的点 A点时速度为v1， 若 B点离洞口的距离 为 d2（d2d1） ，求老鼠由

13、A 运动至 B 所需的时间。 解析：建立 x v 1 坐标，画出 kx v 1 图像。 分析得： 21 dd之间所围的面积等于老鼠由A 运动至 B 所需的时间。 t 4 29 25 5 0 v d2 d1 d v 1 )( 11 ( 2 1 12 21 dd vv t 8一个同学身高h1=1.8m，质量 m=65kg，站立举手摸高（指手能摸到的最大高度） h2=2.2m，g=10m/s 2。 (1)该同学用力登地，经过时间t1=0.45s 竖直离地跳起，摸高为h3=2.6m。假定他离地的 力 F1为恒力，求F1的大小。 (2)另一次该同学从所站h4=1.0m 的高处自由落下， 脚接触地面后经过

14、时间t2=0.25s 身体 速度降为零，紧接着他用力F2登地跳起，摸高h5=2.7m。假定前后两个阶段中同学与地面的 作用力分别都是恒力，求该同学登地的作用力F2。 解： (1)第一阶段：初速为0，时间为t1=0.45s 竖直离地跳起，加速度为 a，速度为v。 第二阶段：初速度为v，末速度为0，加速度为g，高度为0.4m/s。 对第一阶段运动过程进行受力分析，并由牛顿第二定律得： mamgF则NF1060 (2)由分析得第一阶段的末速度为：smghv/522 1 第二阶段的运动位移为：mt v h 4 5 2 第四阶段的初速度为：smv/10 2 第三阶段的加速度为： 2 2 /54 2 sm

15、 h v a 对第三阶段运动过程进行受力分析，并由牛顿第二定律得： mamgF 则：NF1136 点评： 此题的关键是将复杂的过程分解为几个简单的过程进行分析。 9跳伞运动员从2000m 高处跳下，开始下降过程中未打开降落伞，假设初速度为零， 所受空气阻力随下落速度的增大而增大，最大降落速度为50m/s。 运动员降落到离地面200m 高处时，才打开降落伞，在1.0s 时间内速度减小到5.0m/s，然后匀速下落到地面。试估算 运动员在空中运动的时间。 解析：将整个运动分解为四个运动过程： 变加速所用时间为：10s 匀速所用时间为：31s 匀减速所用时间为：1s 匀速所用时间为：34.5s 所以整

16、个时间为：10+31+1+34.5=76.5s 点评： 此题的关键是将两段变加速运动，近似看成匀变速运动，估算出加速度。 以上两个例题， 解题的关键是分析整个现象中的物理过程，分析力和运动， 将它们分段 考虑（物理的分解的思维方法）。如例题9 中的第一段：阻力随速度的增大而增大，合力随 速度的增大而减小，加速度减小，初速度为零，是加速度在减小的加速运动；第二段：合力 v 为零， 是匀速运动； 第三段： 突然打开降落伞增大了受力面积，阻力就增大， 合力方向向上， 是加速度在减小的减速运动；第四段：合力为零，是匀速运动。此题的关键是将两段变加速 近似看成匀加速，便可迎刃而解。 三、方法总结与 20

17、08 年高考预测 （一）方法总结 高三复习的重点是打基础，是澄清物理概念完善物理概念，同时是提高学生认识物理的 能力，提高学生解决物理问题的能力。在复习中使学生建立解决物理问题的物理思维方式， 如：微元法 的思维方法、 用图像解决物理问题的方法和伽利略的“ 忽略 ” 的方法等。 使学生在 解决物理问题时，能从力和运动的分析入手，分清每一个物理过程，同时让学生规范的写在 解题过程中。 （二） 2008 年高考预测 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，如为使物体变为某一运动状态，应 选择怎样的施力方案；二是

18、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。 四、强化训练 （一） 选择题 1一物体作匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s 后速度的大小变为10m/s 。 在这 1s 内该物体的【】 A位移的大小可能小于4m C加速度的大小可能小于4m/s 2 B位移的大小可能大于10m D加速度的大小可能大于10m/s 2 2如图所示，位于斜面上的物块M 在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态。则斜 面作用于物块的静摩擦力【】 A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向

19、下 C大小可能等于零 D大小可能等于F 3一木块从高处自由下落，在空中某处与一颗水平向北射来的子弹相遇，子弹穿过木 块继续飞行。下面的说法中正确的是【】 A木块落地时间与未遇到子弹相比较，将稍变长 B木块落地位置与未遇到子弹相比较，将稍偏向北 C子弹落地时间与未遇到木块相比较，将保持不变 D子弹落地位置与未遇到木块相比较，将稍稍偏向北 4物体 在如图所示的一个大小和方向按正弦规律变化的水平力F作用下， 由静止开始 沿光滑水平面向右运动，则下列说法正确的是【】 A物体在 0-时间内向右加速运动，在 2 t- 4 t时间内 向左 减速运动 B物体在 0- 2 t时间内向右加速运动，在 2 t-时间

20、内向右 减速运动 C 2 t时刻物体速度最大， 4 t时刻物体速度为0 D 1 t时刻物体速度和加速度都最大， 3 t时刻物体加速度最大 5某人在地面以20ms的速度竖直向上抛出一物，此物经过抛出点上方15m 处所经 历的时间可能是（g取 10m）【】 A1s B2s C3s D4s 6一根张紧的水平弹性绳上的a，b 两点，相距14.0m，b 点在 a 点的右方。如图所示， 当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a 点的位移达到正向最大时，b 点的位移恰为零， 且向下运动，经过1.0s 后，a 点的位移为零且向下运动，而b 点的位移恰达到负最大，则这 列简谐横渡的波速可能等于【】 A2m/s B

21、4.67m/s C6m/s D10m/s 7木块 A 的动量大小为p，动能大小为E ，木块 B 的动量大小为p/2 ，动能大小为3E， 有【】 A若将它们放在水平面上，受到的阻力相同时，则B运动时间较长 B若将它们放在水平面上，所通过的路程相同时，则B受到的阻力较大 C若将它们放在水平面上，与水平面的动磨擦因数相同时，A 运动的时间较短 D若使它们沿着同一光滑斜面上升，则A 上升的距离较短 8由于地球自转，地球上的物体都随地球一起转动。所以【】 A在我国各地的物体都具有相同的角速度 B位于赤道地区的物体的线速度比位于两极地区的小 C位于赤道地区的物体的线速度比位于两极地区的大 D地球上所有物体

22、的向心加速度方向都指向地心 9如图所示， 两根竖直的轻质弹簧a 和 b(质量不计 )，静止系住一 球，若撤去弹簧a，撤去瞬间球的加速度大小为2m/s 2，若撤去弹簧 b， 则撤去瞬间球的加速度可能为【】 A8 m/s 2，方向竖直向上 B8 m/s 2，方向竖直向下 C12 m/s 2，方向竖直向上 D12 m/s 2，方向竖直向下 10人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面 处的重力加速度为g，则人造地球卫星【】 11一个做匀速率运动的物体，有人给出了以下一些结论，哪些结论是正确的 【】 A物体受到的合外力一定为零 B物体受到的合外力不一定为零，但合外力做的功一定为零 C物体

23、的动量增量一定为零 D物体的动量增量不一定为零，而动能增量一定为零 12如图为一物体的振动图象，在四个时刻，物 体动能相同的时刻是【】 （二） 填空题 13如图所示是演示沙摆振动图像的实验装置在 木板上留下的实验结果。沙摆的运动可看作是简谐运 动。若手用力F向外拉木板作匀速运动，速度大小是 0.20m/s 右图所示的一段木板的长度是0.60m，那么 这次实验所用的沙摆的摆长为_cm。 (答案保留 2 位有效数字，计算时可以取 g) 14已知 (i)某电动玩具小车在水平面上运动过程中所受的阻力与速度成正比；(ii)打开电 源则以额定功率运动，某同学为了测定其额定功率，首先用弹簧秤以2N 的水平力

24、，在水平 面上拉动小车，小车尾部粘有纸带，运动的过程中打点计时器打出的纸带如图1 所示。 AB、 BC、CD ，每两点之间还有4 个点未画出，电源频率为50Hz 之后仍在小车尾部粘上纸带，再在该水平面上，打开小车的电源，打点计时器打出的纸 带，如图 2 所示、每两点之间仍有4 个点未画出。 由以上两步操作可知： (1)小车阻力与速度的比例系数为_； (2)小车的额定功率为_。 （三） 解答题 15一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的小行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇 航员着手进行预定的考察工作。宇航员能不能仅仅用一只普通的手表通过测定时间来测定该 行星的平均密度。 16如图所示，物块由倾角为

25、的斜面上端由静止滑下，最后停在水平面上，设物块 与斜面及平面间的动摩擦因数都为，试求物块在斜面上滑行的距离s1与在平面上滑行的 距离 s2的比值。 17质量为 m 的滑块与倾角为的斜面间的动摩擦因数为 ， tg 。斜面底端有一个 和斜面垂直放置的弹性挡板，滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失，如图所示。 若滑块 从斜面上高为h 处以速度v 开始下滑，设斜面足够长，求： (1)滑块最终停在什么地方？ (2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少？ 18列车在水平铁路上行驶，在50s 内速度由36km/h 增加到 54km/h ，列车的质量是 1.010 3t，机车对列车的牵引力是 1.510 5N，求列

26、车在运动过程中所受到的阻力。 19一物块从倾角为，长为 s的斜面顶端由静止开始下滑，物块与斜面的动摩擦因数 为 ，求物块滑到斜面底端所需的时间。 20质量为 m 的小球 B（可视为质点），放在半径为R 的光滑球面上，如图所示，有悬 点到球面的最短距离为AC=s ，A 点在球心的正上方。求：（1）小球对球面的压力；（2）细 线上的张力。 （四） 创新试题 21一次实验是这样进行的，用锤敲击一下桥端，在桥的另一端的测量员听到间隔 t=3.4s 的两次声响， 这是由于声音在空气中传播快慢不同所致，已知空气中声速为340m/s， 钢铁中声速为5.0103m/s，请你计算一下该桥有多长。 22如图所示为

27、光滑的平直轨道上分布着间距为L的物块，其中M=4m，其余的质量均 为 m当一水平恒力F作用于 M 上， M 将与物块1 碰后形成一整体，再与物块2 碰后又形 成一整体，如此继续碰下去，求M 的最大速度 ? 设轨道足够长，小物块足够多。 解析答案： 一、 选择题 1AD 试题提示： 题结合匀变速直线运动的规律，考查对于概念和规律的理解能力。位移、速 度和加速度等量都是矢量，若规定物体在某一时刻的速度4m/s 的方向为坐标的正方向，1s 后速度大小变为10m/s ，就有两种可能： 方向与初速度同向，为 10m/s ；方向与初速度反向， 为-10m/s 。在这 1s 内的加速度和位移有两种可能的值，

28、即a1=6m/s 2，s 1=7m；a2=-14m/s 2， s2=-3m，“ -” 号表示其方向跟初速度相反。由此可以判断位移的大小可能小于4m，加速度的 大小可能大于10m/s 2。 2ABCD 试题提示：本题从物体受到的静摩擦力入手，考查理解能力和推理能力。 物块 M 所受静摩擦力的方向和大小，与物块的受力及运动情况有关物块在斜面上处 于静止， 除了可能受到的沿斜面方向的静摩擦力以外，它还受重力mg 和斜面的支持力N 以 及力 F力 F和重力的下滑分力mgsin 的大小，决定了它与斜面间的相对运动趋势： 如果 mg sin F则物块和斜面之间没有相对运动趋势，其间的静摩擦力大小为0； 如

29、果 mg sin F则物块相对于斜面有向下的运动趋势，其间的静摩擦力方向向上； 如果 mg sin F则物块相对于斜面有向上的运动趋势，其间的静摩擦力方向向下 物块处于静止，有FFsmgsin （设 Fs的方向沿斜面向上） 此刻可能有Fs F 2 1 mg sin 3AB 试题提示： 子弹穿过木块的过程，由于时间很短， 相互作用的内力远大于外力（重力） ， 因此系统的动量守恒。水平方向， 子弹的动量变小而木块的动量变大；竖直方向木块的动量 变小而子弹的动量变大。 4BC 5AC 6ABD 试题提示：命题意图：本题考查简谐振动和机械波有关知识 试题详解： 巧解分析： 本题是通过描述一列波中两个质

30、点振动情况及其关系来了解整列 波特性的题，其方法是先在波形图上找到a 点与其对应的可能的b 点，再把题中a，b 两点 的距离与波长联系起来，时间与周期联系起来，找到 ，再用公式v/T求得波速。 依题可画出波形图，a 点位移达正向最大，b 点可能位置用，代表，正经平衡位置 向下可见a，b 间距与波长关系为： (n 4 3 ) ，(n0，1，2，) m 时间 t1.0s 与周期关系为：t(k 4 1 )T，(k0，1， 2，) Ts 波速 vm/s 当 n0， k0 时， v4.67m/s ，故 B 选项正确； 当 n1， k0 时， v2m/s，故 A 选项正确； 当 n1， k1 时， v10

31、m/s ，故 D 选项正确； 试题错析： 思维诊断：部分学生建立不起距离与波长、时间与周期的联系，写不出速度 表达式来。 处理这类问题时， 画出波形图， 找出以上关系是关键。部分学生没有注意到周期， 漏选 A，D 项，或者没有用好自然数k 与 n，或者认为kn 而漏选 A 项。 7BCD 8AC 9BD 10AB 11BD 12ABCD 二、 填空题 1356 140.50；4.5W 三、 解答题 15试题提示：宇航员用手表测出飞船绕行星运行的周期T，飞船在行星的近地轨道上 做匀速圆周运动，有，得到，G 为万有引力常量，这样 测出周期T，即可求得行星的密度 。 16解：由动能定理，即 得 17

32、答案： (1)停在挡板前 (2) 18答案： 5.0 10 4N 19解： ma=mgsin-mgcos， a=gsin-gcos 而 s= 2 1 at 2 t= 20解：对球受力分析如图：N 与 G的合力与T 大小相等，方向相 反，则由三角形相似，有， N=，T= 四创新试题 2117.1240m 22解： 五、复习建议 力学在高考中占36的分数比例，是高考的重点内容之一。力学知识可概括为三个主 要关系及其相应的定理、定律， 即力与运动的关系及相应的牛顿定律；功和能的关系及相应 的动能定理、机械能定恒定律；冲量与动量的关系及相应的动量定理、动量守恒定律。 它们 又都是从不同角度讨论力的作用效果-力的瞬时作用效果和力的效果作用效果。因此力的概 念的建立及其发展、力的合成、分解是基础。 力与运动的关系的讨论及牛顿定律的运用，既是高考的重点，又是基础。 一次高考涉及 这部分知识的试题总有三个以上的试题。