高三物理二轮复习第2部分考前回扣倒计时第9天三种性质力和牛顿运动定律教师用书.pdf

精品教案可编辑倒计时第 9 天三种性质力和牛顿运动定律A主干回顾B精要检索一、三种性质力1重力：(1)重力是万有引力的分力(2)重力的大小(Gmg)取决于m和g，与运动状态无关2弹力大小弹簧Fkx精品教案可编辑面、绳、杆由平衡条件或动力学规律求解方向绳沿绳指向绳收缩的方向杆“活杆”必沿杆方向，“死杆”不一定沿杆方向面垂直于接触面指向被压或被支持的物体3.摩擦力(1)滑动摩擦力FFN，式中压力FN一般情况下不等于重力，滑动摩擦力的大小与速度无关(2)静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化，与压力FN无关静摩擦力的大小范围：0FFmax，其中最大静摩擦力Fmax与压力FN成正比4共点力作用下物体的平衡条件合力为零，即F合 0.力沿任意方向分力的合力都为零，即Fx合0，Fy合0.解答三个共点力作用下物体平衡的基本思路是合成法和分解法.方法步骤合成法对物体进行受力分析，并画出受力分析图将所受的其中两个力应用平行四边形定则合成为一个等效力，由平衡条件可知该等效力一定与第三个力大小相等、方向相反.分解法对物体受力分析，画出受力分析图，将其中一个力应用平行四边形定则分解到另两个力的反方向，由平衡条件可知，这两个分力一定分别与另两个力等大反向.二、牛顿运动定律1牛顿三大定律的意义(1)牛顿第一定律：揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度(运动状态)的原因，而是改变物体速度的原因(2)牛顿第二定律公式：aF合m.意义：力的作用效果是使物体产生加速度，力和加速度是瞬时对应关系精品教案可编辑(3)牛顿第三定律表达式：F1F2.意义：明确了物体之间作用力与反作用力的关系2超重与失重(1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力原因：物体有向上的加速度(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力原因：物体有向下的加速度(3)完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零 原因：物体有向下的加速度且大小为重力加速度g.三、规律方法1处理平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)巧选研究对象(整体法或隔离法)受力分析建立平衡方程求解或作讨论2常用的方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等3电磁场中的平衡(1)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力电场力、安培力或洛伦兹力(2)如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛v.4(1)动力学的两类基本问题的处理思路受力情况F合F合maa运动学公式运动情况v、x、t精品教案可编辑(2)解答动力学问题的两个关键点做好物体的受力分析和物体的运动过程分析，抓住加速度这一关键的物理量寻找多过程运动问题中各过程间的相互关系如第一过程的末速度就是下一个过程的初速度，找出各过程间的位移关系C考前热身1如图 1 所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30 的夹角直杆上套有一质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小为F7 N 的力，圆环处于静止状态已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g取 10 m/s2.下列说法正确的是()图 1A圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上C圆环受到直杆的摩擦力大小等于1 ND圆环受到直杆的弹力大小等于523 NC对圆环受力分析，圆环受到向上的拉力、重力、垂直直杆向下的弹力与沿直杆向下的静摩擦力，如图所示，将静摩擦力与弹力进行合成，设其合力为F合，根据平衡条件，有F合GF，解得F合2 N，竖直向下根据几何关系，有F合sin 30f，F合cos 30N，解得f 1 N，N3 N，选项 C 正确 2.(多选)如图 2 所示一个物体质量为m，在高出水面H处由静止下落，落入水中后精品教案可编辑竖直向下运动h距离后速度减为零物体在水中运动时，除受重力外，还受水的浮力和阻力已知物体在水中所受浮力是其重力的109倍，重力加速度为g，假设水的阻力恒定，空气阻力不计则下列说法中正确的是()【导学号：37162093】图 2A水的阻力做功为mg(Hh)B水的阻力做功为mghC物体入水前瞬间的速度为2gHD物体在水中运动时所受阻力大小为mgHh19CD下落全过程中，由动能定理得mg(Hh)W浮W阻0，解得W阻mg(Hh)W浮mg(Hh)109mgh，A 和 B 错误入水前运动，由运动规律知v22gH，解得v2gH，故 C 正确物体在水中运动受重力、浮力F浮和阻力F阻，由牛顿第二定律得F浮F阻mgma由运动规律得v22ah由题意知F浮109mg精品教案可编辑联立式解得F阻mgHh19，故 D 正确 3如图 3 所示，某物体自空间O点以水平初速度v0抛出，落在地面上的A点，其轨迹为一抛物线 现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上，然后将此物体从O点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道P为滑道上一点，OP连线与竖直方向成45 角，则此物体()图 3A由O点运动至P点的时间为2v0gB物体经过P点时，速度的水平分量为255v0C物体经过P点时，速度的竖直分量为v0D物体经过P点时，速度大小为225v0BOP连线与竖直方向成45 角，则平抛运动的竖直位移与水平位移相等，有v0t12gt2，解得t2v0g.而沿光滑滑道由静止下滑至P的时间不为2v0g，故 A 错误平抛时竖直方向分速度为vygt2v0，设瞬时速度方向与水平方向成角，则有tan vyv02.由静止沿滑道下滑过程，由动能定理得12mv2mgh，而平抛运动时有v2y2gh，解得v2v0，故 D 错误物体沿轨道下滑经过P点时，速度的水平分量为vxvcos 255v0，故 B 正确，C精品教案可编辑错误 4如图 4 所示，截面为等腰直角三角形的物块的斜边固定在水平面上，两根长为L的细导体棒a、b被放置在三角形的两个光滑直角面等高的地方，它们间的距离为x，导体棒a的质量为ma，导体棒b的质量为mb.现分别对两导体棒通以同向电流Ia、Ib，且Ia2Ib2I，两棒恰能保持静止则下列说法正确的是()图 4A两导体棒的质量之比mamb 21B两导体棒的质量之比mamb 12C电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度大小为2mag2ILD电流Ia在导体棒b处产生的磁场的磁感应强度大小为mbgILD两导体棒中的电流同向，受到的相互吸引力等大、反向，方向在它们的连线上对a，受力如图所示，由平衡条件得magFA，对b，同理得mbgFB，FA与FB等大、反向，因此mamb 1 1，选项A、B错误；对a，FABa2IL，则导体棒a处的磁感应强度大小Bamag2IL，C 选项错误；对b，FBBbIL，则导体棒b处的磁感应强度大小BbmbgIL，D 选项正确 5(多选)如图 5 所示，质量为m的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的有()精品教案可编辑【导学号：37162094】图 5A小球通过最高点的速度可能小于gRB小球通过最低点时对轨道的压力大小等于小球的重力C小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力AC小球在光滑圆形管道内做圆周运动，只受重力和弹力小球通过最高点时，速度可以无限接近于零，选项 A 正确；小球通过最低点时，受到重力和弹力，有Nmgmv2R，选项 B 错误；小球在水平线ab以下管道中运动时，受到重力和弹力，合力沿半径方向的分力提供向心力，由于重力有背离圆心的分量，所以弹力一定有指向圆心的分量，因此外侧管壁必然对小球有作用力，选项C 正确；同理，小球在水平线ab以上管道中运动时，由于重力有指向圆心的分量，所以弹力可以背离圆心，也可以指向圆心，选项D 错误 6如图 6 所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力质量m100 g 的小球穿在长L 1.2 m 的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角 37，将小球从O点静止释放g取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图 6(1)小球受到的风力大小；(2)当 37 时，小球离开杆时的动能精品教案可编辑【导学号：37162095】【解析】(1)当杆竖直固定放置时，Fmg解得F2 N.(2)当 37 时，小球受力情况如图所示垂直杆方向上有Fcos 37mgsin 37FN解得FN 1 N小球受摩擦力Ff FN0.5 N小球沿杆运动的加速度为amgcos 37Fsin 37Ffm15 m/s2由v2v202aL得，小球到达杆下端时速度为v6 m/s球离开杆时的动能为Ek12mv21.8 J.【答案】(1)2 N(2)1.8 J7如图 7 所示，物块A、木板B的质量均为m 10 kg，不计A的大小，木板B长为L3 m 开始时A、B均静止现给A一水平初速度让其从B的最左端开始运动已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为10.3 和20.1，g取 10 m/s2.(1)若物块A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度为多大？(2)若把木板B放在光滑水平面上，让A仍以(1)问的初速度从B的最左端开始运动，则A能否与B脱离？最终A和B的速度各是多大？图 7【解析】(1)物块A在木块B上向右匀减速运动，加速度大小为a11g3 m/s2木块B向右匀加速运动，加速度大小为精品教案可编辑a21mg22mgm1 m/s2由题意，物块A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时和B速度相同，设为v，则有时间关系：tv0va1va2位移关系：Lv20v22a1v22a2代入数据解得v026 m/s，v62m/s.(2)把木板B放在光滑水平面上，A在B上向右匀减速运动的加速度大小仍为a11g3 m/s2B向右匀加速运动的加速度大小为a21mgm3 m/s2设A、B达到相同速度v时A没有脱离B，由时间关系得v0va1va2代入数据解得v 6 m/sA的位移xAv20v22a13 mB的位移xBv22a21 m由xAxB18m L可知，A没有与B脱离，最终A和B的速度相等，大小均为16 m/s.【答案】(1)26 m/s(2)没有脱离6 m/s 6 m/s