2022年高考专题复习力与运动答案 .pdf
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1、高三物理专题复习第 1 专题力与运动知识网络考点预测本专题复习三个模块的内容:运动的描述、受力分析与平衡、牛顿运动定律的运用运动的描述与受力分析是两个相互独立的内容,它们通过牛顿运动定律才能连成一个有机的整体虽然运动的描述、 受力平衡在近几年都有独立的命题出现在高考中,但由于理综考试题量的局限以及课改趋势,大部分高考卷中应该都会出现同时考查三个模块知识的试题,而且占不少分值在综合复习这三个模块内容的时候,应该把握以下几点:1运动的描述是物理学的重要基础,其理论体系为用数学函数或图象的方法来描述、推断质点的运动规律,公式和推论众多其中,平抛运动、追及问题、实际运动的描述应为复习的重点和难点2无论
2、是平衡问题,还是动力学问题,一般都需要进行受力分析,而正交分解法、隔离法与整体法相结合是最常用、最重要的思想方法,每年高考都会对其进行考查3牛顿运动定律的应用是高中物理的重要内容之一,与此有关的高考试题每年都有,题型有选择题、 计算题等, 趋向于运用牛顿运动定律解决生产、生活和科技中的实际问题此外,它还经常与电场、磁场结合,构成难度较大的综合性试题名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 一、 运动的描述(一)匀变速直线
3、运动的常用公式和有用推论公式1匀变速直线运动最常用的3 个公式(括号中为初速度00v的演变)(1)速度公式:0tvvat(tvat)(2)位移公式:2012sv tat(212sat)(3)课本推论:2202tvvas(22tvas)2.匀变速直线运动有用的推论公式(能够灵活运用,会给计算带来很大的方便)(1)平均速度:02tvvv(这个是匀变速直线运动才可以用)svt(位移 /时间)这个是定义式,对于一切的运动的平均速度都以这么求,不单单是直线运动,曲线运动也可以(例:跑操场一圈,平均速度为0) 。位移:02tvvst(2)中间时刻的速度:0/ 22ttvvvv。(3)中间位置的速度:220
4、/22tsvvv(4)逐差相等:221321nnsssssssaT这个就是打点计时器用逐差法求加速度的基本原理。相等时间内相邻位移差为一个定值2aT。如果看到匀变速直线运动有相等的时间,以及通过的位移,就要想到这个关系式:可以求出加速度,一般还可以用公式(2)求出中间时刻的速度。(5)在初速度为零的匀变速直线运动中,相等的时间T内连续通过的位移之比为:s1 s2s3 sn1 35 (2n1) (6)通过连续相等的位移所用的时间之比为:t1t2t3 tn 1(21)(32) (nn1) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
5、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 3. 自由落体运动只要说明物体做自由落体运动,就知道了两个已知量:00v,ag(1)最基本的三个公式tvgt212hgt22tvgh(二)匀变速直线运动的实验研究实验步骤:关键的一个就是记住:先接通电源,再放小车。常见计算:一般就是求加速度a,及某点的速度v。T 为每一段相等的时间间隔,一般是0.1s。(1)逐差法求加速度如果有 6 组数据,则4561232()()(3 )ssssssaT如果有 4 组数据,则34122()()(2)ssssaT如果是奇数组数据,则撤去第一组或最后一组就
6、可以。( 2)求 某一点的速度, 应用匀变速直线运动中 间时刻的速度等于平均 速度即12nnnSSvT比如求 A 点的速度,则2OAABASSvT(三)平抛运动如图 12 所示,物体从O 处以水平初速度v0抛出,经时间t 到达 P 点?O A B C D E3.07 12.38 27.87 49.62.77.40 图 2-5 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 12 (1)加速度水平方向: ax0竖直方向: a
7、yg(2)速度水平方向: vx v0竖直方向: vy gt合速度的大小vv2x v2yv20 g2t2设合速度的方向与水平方向的夹角为 ,有:tan vyvxgtv0,即 arctan gtv0(3)位移水平方向: sx v0t竖直方向: sy12gt2设合位移的大小ss2xs2y(v0t)2 (12gt2)2合位移的方向与水平方向的夹角为 ,有:tan sysx12gt2v0tgt2v0,即 arctan gt2v0要注意合速度的方向与水平方向的夹角不是合位移的方向与水平方向的夹角的2 倍, 即 2 ,而是 tan 2tan (4)时间:由sy12gt2得, t2syg,平抛物体在空中运动的
8、时间t 只由物体抛出时离地的高度 sy决定,而与抛出时的初速度v0无关(5)速度变化:平抛运动是匀变速曲线运动,故在相等的时间内,速度的变化量(gv t)相等,且必沿竖直方向,如图13 所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 13 (6)带电粒子 (只受电场力的作用)垂直进入匀强电场中的运动与平抛运动相似,出电场后做匀速直线运动,如图14 所示图 14 热点、重点、难点(一)直线运动高考中对直线运动规律的考查一
9、般以图象的应用或追及问题出现这类题目侧重于考查学生应用数学知识处理物理问题的能力对于追及问题, 存在的困难在于选用哪些公式来列方程,作图求解,而熟记和运用好直线运动的重要推论往往是解决问题的捷径例 1如图 15 甲所示, A、B 两辆汽车在笔直的公路上同向行驶当 B 车在 A 车前s84 m 处时, B 车的速度vB4 m/s,且正以a2 m/s2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后, B 车的加速度突然变为零A 车一直以vA20 m/s 的速度做匀速运动,从最初相距84 m 时开始计时,经过t012 s 后两车相遇问B 车加速行驶的时间是多少?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
10、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 15 甲【解析】 设 B 车加速行驶的时间为t,相遇时 A 车的位移为: sAvAt0B 车加速阶段的位移为:sB1vBt12at2匀速阶段的速度v vBat,匀速阶段的位移为:sB2v(t0t) 相遇时,依题意有:sA sB1sB2 s联立以上各式得:t2 2t0t2( vBvA)t0sa0 将题中数据vA20 m/s,vB4 m/s,a 2 m/s2,t012 s,代入上式有:t224t1080 解得: t16 s,t
11、218 s(不合题意,舍去) 因此, B 车加速行驶的时间为6 s 答案 6 s 例 2(06 年北京)(16 分)下图是简化后跳台滑雪的雪道示意图。整个雪道由倾斜的助滑雪道AB 和着陆道 DE,以及水平的起跳平台CD 组成, AB 与 CD 圆滑连接。运动员从助滑雪道AB 上由静止开始,在重力作用下,滑到D 点水平飞出,不计飞行中的空气阻力,经2s 在水平方向飞行了60m,落在着陆雪道DE上, 已知从 B 点到 D 点运动员的速度大小不变。 (g 取 10m/s2)A B C E D 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
12、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 求:(1)运动员在AB 段下滑到 B 点的速度大小;(2)若不计阻力,运动员在AB 段下滑过程中下降的高度。(06 年)22.(16 分) (1)运动员从D 点飞出时的速度v=smtSx/30依题意,下滑到助滑雪道末端B 点的速度大小是30 m/s (2)在下滑过程中机械能守恒,有mgh=221mv下降的高度h=mgv4522(3)根据能量关系,有mgh-Wt=221mv运动员克服阻力做功Wt=mgH- 221mv=3 000 J 例 3(2012 年北京) (16 分)如图所示, 质
13、量为 m 的小物块在粗糙水平面上做直线运动,经距离 L 后以速度v 飞离桌面, 最终落在水平地面上。已知 L=1.4m,0.3vm/s, m=0.10kg ,物块与桌面间的动摩擦因数25.0,桌面高h=0.45m。不计空气阻力,重力加速度10gm/s2。求:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;(2)小物块落地时的动能kE;(3)小物块的初速度0v。解: (1)221gth,解得3. 0/2ghts 9 .0vtsm。(2)根据动能定理:221mvEmghk,解得kE=0.90J (3)根据动能定理l s h v0v名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
14、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 2022121mvmvmgL解得40vm/s 二、受力分析要点归纳(一)常见的五种性质的力产生原因或条件方向大小重力由于地球的吸引而产生总是竖直向下( 铅直向下或垂直水平面向下),注意不一定指向地心,不一定垂直地面向下G重mgGMmR2地球表面附近一切物体都受重力作用,与物体是否处于超重或失重状态无关弹力接触弹性形变支持力的方向总是垂直于接触面而指向被支持的物体压力的方向总是垂直于接触面而指向被压的物体绳的拉力总是沿着绳而指向绳收缩的方向F kx弹力的大
15、小往往利用平衡条件和牛顿第二定律求解摩擦力滑动摩擦力接触,接触面粗糙存在正压力与接触面有相对运动与接触面的相对运动方向相反fFN只与 、FN有关,与接触面积、 相对速度、加速度均无关静摩擦力接触,接触面粗糙存在正压力与接触面存在相对运动的趋势与接触面相对运动的趋势相反与产生相对运动趋势的动力的大小相等 存 在 最 大 静 摩 擦力,最大静摩擦力的大小由粗糙程度、正压力决定续表产生原因或条件方向大小名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - -
16、 - - - - 电场力点电荷间的库仑力:真空中两个点电荷之间的相互作用作用力的方向沿两点电荷的连线,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引Fkq1q2r2电场对处于其中的电荷的作用正电荷的受力方向与该 处 场 强 的 方 向 一致,负电荷的受力方向与该处场强的方向相反FqE磁场力安培力: 磁场对通电导线的作用力F B,FI,即安培力 F 垂直于电流I 和磁感应强度B 所确定的平面安培力的方向可用左手定则来判断FBIL安培力的实质是运动电荷受洛伦兹力作用的宏观表现洛伦兹力: 运动电荷在磁场中所受到的力用左手定则判断洛伦兹力的方向特别要注意四指应指向正电荷的运动方向;若为负电荷,则四指指向运动的反方
17、向带电粒子平行于磁场方向运动时,不受洛伦兹力的作用;带电粒子垂直于磁场方向运动时,所受洛伦兹力最大,即f洛qvB(二)力的运算、物体的平衡1力的合成与分解遵循力的平行四边形定则(或力的三角形定则)2平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态,物体处于平衡状态的动力学条件是: F合0 或 Fx0、 Fy0、Fz 0注意:静止状态是指速度和加速度都为零的状态,如做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零,但加速度等于重力加速度,不为零,因此不是平衡状态3平衡条件的推论(1)物体处于平衡状态时,它所受的任何一个力与它所受的其余力的合力等大、反向(2)物体在同一平面上的三个不平行的力的作用下处于平衡状态
18、时,这三个力必为共点力物体在三个共点力的作用下而处于平衡状态时,表示这三个力的有向线段组成一封闭的矢量三角形,如图18 所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 18 4共点力作用下物体的平衡分析热点、重点、难点(一)正交分解法、平行四边形法则的应用1正交分解法是分析平衡状态物体受力时最常用、最主要的方法即当F合0 时有:Fx合 0,Fy合0,Fz合02.平行四边形法有时可巧妙用于定性分析物体受力的变化或确定相关
19、几个力之比例 1举重运动员在抓举比赛中为了减小杠铃上升的高度和发力,抓杠铃的两手间要有较大的距离某运动员成功抓举杠铃时,测得两手臂间的夹角为120 ,运动员的质量为75 kg,举起的杠铃的质量为125 kg,如图 19 甲所示求该运动员每只手臂对杠铃的作用力的大小 (取 g 10 m/s2) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 19 甲例 2如图 114 甲所示,悬挂在 O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端挂有
20、一个带电荷量不变的小球A在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B当 B 到达悬点O的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为 若两次实验中 B 的电荷量分别为q1和 q2, 分别为 30 和 45 ,则q2q1为 () 图 114 甲A2B3C2 3D33 【解析】 对 A 球进行受力分析,如图114 乙所示,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 114 乙由于绳子的拉力
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