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

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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：力與物體的直線運動 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、會利用勻變速直線運動的公式進(jìn)行簡單計算 2、能夠準(zhǔn)確的建立物理模型和情景 3、會解決追擊相遇問題 4、運動圖像問題 預(yù)習(xí)案 一． 預(yù)習(xí)專題要點 第一部分：勻變速直線運動在力學(xué)中的應(yīng)用 1.物體或帶電粒子做直線運動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動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：物體運動時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，且二者具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，此定律可以用

2、控制變量法進(jìn)行實驗驗證。 4.速度時間關(guān)系圖像的斜率表示物體運動的加速度，圖像所包圍的面積表示物體運動的位移。在分析物體的運動時常利用v-t圖像幫助分析物體的運動情況。 5.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壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生了變化。當(dāng)a=g時物體完全失重。 6.勻變速直線運動的基本規(guī)律為 速度公式： 位移公式： 速度與位移關(guān)系式： 7.勻變速直線運動 平均速度： 位移中點的瞬時速度 第二部分：勻變速直線運動在電學(xué)中的應(yīng)用 1. 帶電粒子在電場中直線運動的問題：實質(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，其運動類型有電場加速運動和交變的電場內(nèi)往復(fù)運動 2. 帶電粒子在磁場中直線運動問題：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)合場中的運動情況一般較為復(fù)雜，但是它仍然是一個力學(xué)問題，同樣遵循力和運動的各條基本規(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動，如果是勻強電場和勻強磁場，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，才可能做直線運動，也即勻速直線運動。 二．知識網(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、端對接且=2，M、N兩點高度相同。小球自M點由靜止自由滾下，忽略小球經(jīng)過O點時的機(jī)械能損失，以v、s、a、分別表示小球的速度、位移、加速度和動能四個物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點到N點運動過程的是 2、（08）質(zhì)量為1500kg的汽車在平直的公路上運動，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)臺外力對汽車所做的功 3、（09）某物體做直線運動的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）四個選項中正確的是 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，貨物由地面運動至最高點的過程中，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.（勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用）物體以速度v勻速通過直線上的A、B兩點需要

6、的時間為t?，F(xiàn)在物體由A點靜止出發(fā)，先做加速度大小為a1的勻加速直線運動到某一最大速度vm后立即做加速度大小為a2的勻減速直線運動至B點停下，歷時仍為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動，并將小車運動的全過程記錄下來，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)做勻加速直線運動，ts~10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，且7s~10s為勻速直線運動；在10s末停止遙控，讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m=1kg，整個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小車在加速運動過程中的總位移x 題型3.（運動學(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做勻速直線運動．某時刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數(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)能與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)，

8、是一個定值 （2）已知滑塊與車面間動摩擦因數(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)滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與車運動方向相同的恒力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的作用時間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)? q 題型4.（動力學(xué)兩類基本問題）如圖所示，質(zhì)量為M的汽車通過質(zhì)量不計的繩索拖著質(zhì)量為m的車廂（可作為質(zhì)點）在水平地面上由靜止開始做直線運動．已知汽車和車廂

9、與水平地面間的動摩擦因數(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間為多少？ 題型5.（電場內(nèi)的直線運動問題）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，在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強電場，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)，從B點開始在B、

10、C間以速度υ0沿斜面向下做勻速運動，經(jīng)過C后沿斜面勻加速下滑，到達(dá)斜面底端A時的速度大小為υ。試求： (1)小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)勻強電場場強E的大小。 題型6.（混合場內(nèi)直線運動問題的分析）帶負(fù)電的小物體A放在傾角為的足夠長的絕緣斜面上，整個斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強電場中，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)過時間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強度大小為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在斜面上的運動情況如何？說明理由。 ⑵物體A在斜面上運動的過程中有多少能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？ 練習(xí)案[課下——針對高考押題訓(xùn)練] 1.(2012·上海質(zhì)檢)甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑，假如把他們的運動近似當(dāng)作勻速直線運動來處理，他們同時從起跑線起跑，經(jīng)過一段時間后他們的位置如圖1所示，在圖2中分別作出在這段時間內(nèi)兩人運動的位移x、速度v與時間t的關(guān)系圖象，正確的是(　　) 圖1 2.(2012·江西重點中學(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中可能符合運動情況的是(　　) 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，綠燈還有3 s熄滅。而該汽車在綠燈熄滅時剛好停在停車線處，則汽車運動的速度(v)－時間(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，且始終保持相對靜止，A上表面水平。則A、B整體在斜面上運動時，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)實時傳送到計算機(jī)上，經(jīng)計算機(jī)處理后在屏幕上顯示出滑塊A的速度－時間(v－t)圖象。先給滑塊A一個沿滑板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上滑時加速度的大小為8 m/s2 B．滑塊A下滑時加速度的大小為8 m/s2 C．滑塊與滑板之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5 D．滑塊A上滑時運動的位移為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時，小物塊在傳送帶上運動的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時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大 B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大 C．0～t2時間內(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與地面之間的動摩擦因數(shù) 圖11 均為μ，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，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、省時等因素，電梯的加速度a是隨時間t變化的。已知電梯在t＝0時由靜止開始上升，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。對于直線運動，教科書中講解了由v－t圖象求位移的方法。請你借鑒此方法，對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A施加一水平向右的恒力F，使A、B、C恰好保持相對靜止。已知A、B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計一切摩擦，求恒力F的大小。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 圖13