2022年高三物理第二轮复习教案第三讲变加速运动.docx

精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第三讲变加速运动一、特殊提示所谓变加速运动,即加速度（大小或方向或两者同时）变化的运动,其轨迹可以是直线,也可以是曲线.从牛顿其次定律的角度来分析,即物体所受的合外力是变化的.本章涉及的中学物理中几种典型的变加速运动如：简谐运动, 圆周运动, 带电粒子在电场、磁场和重力场等的复合场中的运动,原子核式结构模型中电子绕原子核的圆周运动等.故涉及到力学、电磁学及原子物理中的圆周运动问题.二、典型例题例 1一电子在如图3-1 所示按正弦规律变化的外力作用下由静止释放,就物体将：A 、作往复性运动B、t1 时刻动能最大C、始终朝某一方向运动 D、t1 时刻加速度为负的最大.评析电子在如下列图的外力作用下运动,依据牛顿其次定律知,先向正方向作加速度增大的加速运动,历时t1.再向正方向作加速度减小的加速运动,历 时t 2t1.0t 2 整段时间的速度始终在增大.紧接着在t 2t3的时间内,电子将向正方向作加速度增大的减速运动,历时t 3t2 . t3t4 的时间内,电子向正方向作加速度减小的减速运动,根据对称性可知,t4 时刻的速度变为0（也可以按动量定理得,0t4 时间内合外力的冲量为0,冲量即图线和坐标轴围成的面积）.其中（0t2 ）时间内加速度为正.t2t4时间内加速度为负. 正确答案为： C.留意公式 Fma 中 F、 a 间的关系是瞬时对应关系,一段时间内可以是变力.而公式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v1v0at 或 sv0t1 at 2 只适用于匀变速运动,但在变加速运2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_动中,也可以用之定性的争论变加速运动速度及位移随时间的变化趋势.上题中,假如 F-t 图是余弦曲线如图3-2 所示,就情形又如何？假如 F-t 图是余弦曲线,就答案为A 、B.例 2如图 3-3 所示,两个完全相同的小球a 和 b ,分别在光滑的水平面和浅凹形光滑曲面上滚过相同的水平距离,且始终不离开接触面. b 球是由水平面运动到浅凹形光滑曲线面,再运动到水平面的,所用的时间分别为t1 和 t2,试比较 t 1、t2 的大小关系：A 、t1>t 2B 、t1=t 2C、t1<t2D、无法判定评析b 小球滚下去的时候受到凹槽对它的支持力在水平向分力使之在水平方向作加速运动.而后滚上去的时候凹槽对它的支持力在水平方向分力使之在水平方向作减速运动,依据机械能守恒定律知,最终滚到水平面上时速度大小与原先相等.故b 小球在整个过程中水平方向平均速度大,水平距离一样,就b 所用时间短.答案： A .例 3 如图 3-4 所示,轻弹簧的一端固定在的面上,另一端与木块 B 相连.木块 A 放在 B 上.两木块质量均为 m ,竖直向下的力 F 作用在 A 上, A 、B 均静止,问：（1）将力 F 瞬时撤去后, A 、B 共同运动到最高点,此时B 对 A 的弹力多大？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（2）要使 A 、B 不会分开、力F 应满意什么条件？评析（ 1）假如撤去外力后,A 、B 在整个运动过程中互不分别,就系统在竖直向上作简揩运动,最低点和最高点关于平稳位置对称,如图 3-5 所示,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_设弹簧自然长度为l0 ,A、B 放在弹簧上面不外加压力F 且系统平稳时,假如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_弹簧压至O 点,压缩量为b,就：2mgKb .外加压力F 后等系统又处于可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平稳时,设弹簧又压缩了A ,就：2mgFK bA ,即： FKA .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当撤去外力F 后,系统将以O 点的中心,以A 为振幅在竖直平面内上下作简谐运动.在可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_最低点： F合kbA2mgKAF,方向向上, 利用牛顿其次定律知,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_该瞬时加速度：a方向向下.F,方向向上. 按对称性知系统在最高点时：2maF,2m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_此时以 B 为争论对象进行受力分析,如图 3-6 所示, 按牛顿其次定律得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgN BmaN BmgamgF 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（2） A 、B 未分别时,加速度是一样的,且A 、B 间有弹力,同时最高点最简单分别.分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_离的临界条件是：N B0FN Bmg02F2mg（或者：在最高点两者恰好分别可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_时对A有 ： mgma ,表 明在最高点弹簧处于自然长度时将要开始分别,即只要：F2mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AbFKK2mg 时 A 、B 将分别） .所以要使A、B 不分别, 必需： F2mg .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 4如图 3-7 所示,在空间存在水平方向的匀强磁场（图中未画出）和方向竖直向上的匀强电场（图中已画出）,电场强度为E,磁感强度为 B.在某点由静止释放一个带电液滴a ,它运动到最低点恰与一 个原先处于静止状态的带电液滴b 相撞,撞后两液滴合为一体,并沿水 平方向做匀速直线运动,如下列图,已知a 的质量为b 的 2 倍, a 的带电量是 b 的 4 倍（设 a 、b 间静电力可忽视）.（1）试判定 a 、b 液滴分别带何种电荷？（2）求当 a 、b 液滴相撞合为一体后,沿水平方向做匀速直线的速度v 及磁场的方向.（3）求两液滴初始位置的高度差h .评析（ 1）设 b 质量为 m ,就 a 带电量为4q,由于假如a 带正电, a 要向下偏转,就必须： 2mg4 qE .而对 b 原先必需受力平稳,就：mgqE .前后相冲突,说明a 带负电, b可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_带正电.（2）设u A 为 a 与 b 相撞前 a 的速度, a 下落的过程中重力、电场力做正功,由动能定理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有： 4qE2mgh1 . 2mv2 .由于 b 原先处于静止状态：mgqE .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A由以上两式可得：2vA6gh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_a 、b 相撞的瞬时动量守恒：2mvA2 mmv .得 v2 vA3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_而电荷守恒,故：q总4qq3q 负电 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_a 、b 碰撞后粘在一起做匀速直线运动,按平稳条件得：23qvB3qE3mg ,就：v2E .B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以： h3E2gB2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 5如图 3-8 所示,一单匝矩形线圈边长分别为a 、b,电阻为R,质量为m,从距离有界磁场边界h 高处由静止释放,试争论并定性作出线圈进入磁场过程中感应电流随线圈下落高度的可能变化规律.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_评析线圈下落高度时速度为：mgh1 mv2v2 gh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_002下 边 刚 进 入 磁 场 时 切 割 磁 感 线 产 生 的 感 应 电 动 势 ：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_EBlv0Bb2gh .产生的感应电流：I= ERB 2 b 2Bb2gh ,受到的R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_安培力： F安BIl2 ghR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_争论（ 1）假如 mgF安 ,即： mg22B b2 gh ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R就：线圈将匀速进入磁场,此可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_时 ： mgmgBI 0bI 0Bb可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（变化规律如图3-9 所示）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（2）假如 mgF安 ,表明 h 较小,就：线圈可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_加速进入磁场,但随着vF安a有三种可能：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_线圈全部进入磁场时仍未达到稳固电流I0（变化规律如图3-10 所示）线圈刚全部进入磁场时达到稳固电流I0（变化规律如图3-11 所示）线圈未全部进磁场时已达到稳固电流I0（变化规律如图3-12 所示）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3）假如 mgF安 ,就：线圈减速进入磁场,但随着vF安F安mga,m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故线圈将作a 减小的减速运动.有三种可能：线圈全部进入磁场时仍未达到稳固电流I 0（变化规律如图3-13 所示）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -线圈刚全部进入磁场时达到稳固电流I0（变化规律如图3-14 所示）线圈未全部进入磁场时已达到稳固电流I0（变化规律如图3-15 所示）例 6光从液面到空气时的临界角C 为 45°,如图3-16所示, 液面上有一点光源S 发出一束光垂直入射到水平放置于 液体中且到液面的距离为d 的平面镜M 上,当平面镜M 绕垂直过中心 O 的轴以角速度做逆时针匀速转动时,观看者发觉水面上有一光斑拂过,就观看者们观看到的光斑的光斑在水面上拂过的最大速度为多少？评析此题涉及平面镜的反射及全反射现象,需综合运用反射定律、速度的合成与分解、线速度与角速度的关系等学问求解,确定光斑掠移速度的极值点及其与平面镜转动角速度间的关系,是求解本例的关键.设平面镜转过角时,光线反射到水面上的P 点,光斑速度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为 v ,如图 3-17 可知： vv1 cos 2,而：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v1l . 2d. 2 cos2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载