广东揭东地都中学高三物理二轮复习第一专题力与运动

1、20092009年地都中学高三物理二轮复习一一第一专题：力与运动一、【历年考点分析】力与运动关系是力学的核心知识， 也是高考的热点.从每年的全国各类高考试题看， 除考查力与运动的基本概念和规律外，还对推理能力、分析综合能力要求较高，具体表现在：(1)如何由牛顿第二定律分析力与运动的关系；(2)灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的连接体问题；(3)灵活运用正交分解法解决受力较复杂(受不同方向的几个力)的问题；(4)综合运用牛顿运动定律和运动学规律分析、解决问题，注意多阶段(过程)运动中的连接点；(5)运用超重和失重的知识定性分析一些力学现象二、【知识结构体系】三、【热点、重点、难点】(一)牛顿

2、运动定律的概述牛顿运动定律是经典物理学中最重要、最基本的规律，也是力学乃至整个物理学的基石，它是解决动力学问题的一条重要途径。三大定律的发现是理想实验与逻辑思维综合应用与物理学研究的典型实例，这部分内容有特别着重过程的分析，包含众多的思想方法，所以必然是新课标物理高考中重要的内容之一。1 1、牛顿第一定律牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，改正了过去认为力是维持物体运动状态的原因的错误观念。它揭示了物体具有惯性，且惯性是物体固有的属性，而质量是惯性大小的唯一量度。牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态（而非外力为零的状态），而不受外力的物体是不存在的。牛顿第一定律是利用逻辑思

3、维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证。即物体不受外力和物体所受合外力为零（从作用效果上看相同）是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例。牛顿第一定律在三大定律中处于最重要的地位，它同时也是牛顿第二定律的基础。2 2、牛顿第二定律牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生，同时变化，同时消失。F=m裾一个矢量式，加速度a与合外力F的方向总是相同。作用在物体上的每一个力都会使物体产生一个加速度，物体表现出来的加速度就是所有力产生的加速度的矢量和，这就是力的独立作用原理。牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的物体。牛顿第二定律明确

4、了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体受力情况和运动情况的桥梁和纽带就是加速度。它是解决动力学问题的基础。3 3、牛顿第三定律牛顿第三定律描述的是物体间的作用力和反作用力的关系，它们作用在不同物体上，不可叠加，相互依赖，并且属于同种性质的力，应注意与平衡力进行比较和区别。一对作用力和反作用力在同一个过程中做的功可能为零，为正或为负，这是因为作用力与反作用力分别作用在两个物体上，在作用时间内，两个物体的位移大小、方向都有可能不同。（二）、牛顿运动定律的应用1 1-共点力平衡一一动态、临界、极值问题分析分析共点力平衡问题常要用到以下几种重要的方法：一是利用力的三角形法（矢量三角形法和相

5、似三角形法）来类比分析、动态分析；二是利用力的正交分解法，建立适当的直角坐标系，根据Fx合=0,Fy合=0建立方程求解。三是利用力的合成法：物体受几个力作用而平衡时，其中任意一个力必跟其它力的合力等大反向。2、利用牛顿第二定律求解动力学问题这是高中物理最为常见和重要的问题之一，从大的方向上可分为“已知力求运动”和“已知运动求力”。但实际的习题往往千变万化，不再是简单的“已知力求运动”和“已知运动求力”。常见的题型如下：（1）、简单的已知力求运动或已知运动求力。这类问题的关键就是抓住加速度a这个中间桥梁。思路如下：（2）、物体受多个力作用的运动问题。物体在受到三个或三个以上的不同方向的力作用时，

6、一般都要用到正交分解法，既可分解加速度，也可分解力。在选取坐标轴时，为使解题方便，应尽量是可能多的矢量落在坐标轴上。（3）、平衡被破坏瞬间问题物体原来受多个力的作用下而处于平衡状态，突然撤去某力，平衡状态被破坏，但有两种情况：若其它几个力为恒力和弹簧（橡皮筋）的作用力，则撤去某力后物体的合力大小为这个力的大小。若其它几个力含有细绳、轻杆、“刚性”面的弹力可能会发生突变。（4）、连接体问题具有相同加速度的连接体问题都可看作两个物体的连接体问题，这类问题常用整体法和隔离法解决。即利用整体法求整体的加速度，在研究某个物体的受力或运动时用隔离法。（5）多过程（多阶段）问题：一般按照时间顺序（即程序法）

7、或其它顺序分解成多个过程来处理。（6）超重与失重问题：FN=m（ga）,其中a为竖直方向的加速度（或分加速度）。是超重还是失重取决于加速度的方向，而不是速度的方向。3、圆周运动（1）从运动的位置来分可分为水平面内的圆周运动和竖直面内圆周运动。（2）从向心力的来源来分可分为：万有引力作用下的圆周运动，库仑力作用下的圆周运动、洛仑兹力作用下的圆周运动等等。（3）注意的问题：向心力是由其它力或其它力的合力来提供，它是效果力，不是性质力，在进行受力分析时不能算上向心力。物体在竖直面运动时，是否能通过最高点有两种情况：A、竖直面无支撑物的情况（如图1、2）临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用v临界=而

8、能过最高点的条件：v而,当vysg时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力。不能过最高点的条件：vvv临界（实际上球没到最高点时就脱离了轨道）。B、竖直面有支撑物的情况（如图3、4）不管、=晒,v晒或vv晒都可以通过最高点，所以物体能通过最高点的临界条件是：物体到达最高点时v临界=0,此时支持力N=mg产道做平抛运动.4 4、天体的环绕问题（即万有引力作用下的圆周运动）（1 1）建立一种模型：把一个天体绕中心天体的运动抽象为一个质点绕另一个质点的匀速圆周运动。（2 2）抓住两条思路：抓住两个分运动的规律（水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动）特别是带电粒子在电场中的偏转问题。四、【解题

9、精要】（一）、运用牛顿运动定律解题的基本思路和方法1 1、运用牛顿运动定律解题的基本思路（1）通过审题，灵活选取研究对象（整体法和隔离法灵活使用）（2）分析研究对象的受力情况并确定它的运动情况,主要抓住两点:利用在地球表面万有引力与重力近似相等，即mMG G-2-=-2-=mgmg 的关系得出:RGM=R2gg七2）,M=也（求地球质量），v=R2GGMR-=jgR（求地球第一于前速度）天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力,即GMmr2v二m2r4二2m-2rT2=me2r=maj,从而知道:v=JGM,T=2nqr3/GM,与rGM2，rr增大，v、即a向减小，T增大。（3 3）关于地球

10、同步卫星问题一一主要抓住“四定”（即定周期、定轨道平面、定高度、定速度）5 5、（类）平抛运动当球沿球面运动，轨道对小球只能支撑，而不能产生拉力.在最高点的v临界=gr.当vgr时，小球将脱离轨,a向先把研究对象隔离出来，画出物体的受力示意图，再进一步确定物体做什么运动，在运动过程中能知晓那些物理量以及判断加速度的方向。(3)根据牛顿第二定律列出方程。(4)统一单位后，将数值代入方程求解。(5)检查答案是否完整、合理。注意：如果所求的物理量是矢量，必须说明它的方向。如果题目中所求的力与求解得到的力是一对作用力与反作用力，还需借助牛顿第三定律得到题目所要求的力。2 2、运用牛顿运动定律解题的基本

11、方法(1)(1)合成法合成法就是想直接求出物体所受外力的合力，然后应用牛顿第二定律F合=ma求解的方法。个力的作用，且容易求其合力时，使用此法比较方便。【例 1 1】如图所示,m=4kg的小球挂在小车的光滑后壁上，细线与竖直方向成求：小车以a=g水平向右加速；小车以后壁对小球的压力F2各多大？37角。a=g水平向右减速时，细线对小球的拉力Fi和(2)(2)正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时确定x轴的正方向常有以下两种选择分解力而不分解加速度分解力而不分解加速度，通常以加速度a的方向为，通常采用正交分解法解题.为减少矢量的分解，建立坐标系时，x轴的正方向，建立直角坐标系，将物体所

12、受的各个力分解在x轴和y轴上，分别求得x轴和y轴上的合力Fx和Fy根据力的独立作用原理生各自的加速度相Fx=ma,Fy=0.例 2 2如图所示，小车在水平面上以加速度a向左做匀加速直线运动，车厢内用OA、OB两根细绳系住一个质量为m的物体，OA与竖直方向的夹角为 0 0,OB是水平的.求OA、OB两绳的拉力T1 1 和T2 2的大小.，各个方向上的力分别产分解加速度而不分解力物体受几个互相垂直的力的作用，应用牛顿运动定律求解时，若分解的力太多，则比较繁琐，所以在建立直角坐标系时，可根据物体的受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a,得ax和ay,根据牛顿第二定律彳导Fx=max,F

13、y=may,再求解.这种方法一般是在以某个力的方向为分解的情况下应用.【例3】如图所示，电梯与水平面夹角为与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？x轴正方向时，其他的力都落在或大多数落在两个坐标轴上而不需要再30,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的例4(2008年海南卷第9题)如图所示水平地面上有一楔形b,b的斜面上有一小物块a;a与b之间、b与地面之间均存在摩擦.当物体只受两三O O6/5,则人楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上.现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能（）A.a与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动B.a与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动C

14、.a与b之间的压力增大，且a相对b静止不动D.b与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动（3 3）整体法和隔离法整体法是指当连接体（即系统内）各物体具有相同的加速度时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑，分析其受力情况，利用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法。隔离法是指当研究对象涉及多个物体组成的系统，要求连接体内物体间的相互作用力时，应把某个物体或几个物体从系统中隔离出来，分析其受力情况及运动情况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法。当连接体中各物体运动的加速度相同或要求合外力时，优先考虑“整体法”，当连接体中各物体运动的加速度不相同或要求物体之间的作用力时，优先考虑

15、“隔离法”。往往一个问题要两种方法结合起来使用才能解决。先整体后隔离【例 5 5】如图所示，在水平地面上有A、B两个物体，质量分别为mA A=3.0kg和mB=2.0kg,它们与地面间的动摩擦因数均为科=0.10,在A、B之间有一原长l=15cm、 劲度系数k=100N/m的轻质弹簧与它们相连。 现分别用两个水平恒力同时作用在A、B两物体上，已知FI=20N,F2=10N,取g=10m/s2,当运动达到稳定时，求：（1）A和B共同运动的加速度。（2）A、B之间的距离（A和B均可视为质点）的质量分别为m、mi,A与斜面间的动摩擦因数为科1,B与A之间的动摩擦因数为科2,已知两滑块一起从静止开始以

16、相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力为（B）先隔离后整体【例 7 7】如图4所示，质量分别为m1和m2的滑块A和B用跨过定滑轮的细绳连接，并分别与质量为M的小车C的上表面和右表面接触.不计小车与所有接触面的摩擦力.为使A、B,C保持相对静止，必须以多大的水平力F作用在小车C上才行？（4 4）临界条件分析法当一种物理现象变为另一种物理现象，或物体的一种物理特征变为另一种特征时，存在着种状态过渡的转折点，这个转折点的状态被称为临界状态，转折点所需要的条件称为临界条件。解决临界问题的关键是：认真分析题中的物理情境，将各个过程划分阶段，找出各个阶段中物理量发生突变或转折的“临界点”，然后分析出这

17、些“临界点”应满足的临界条件，【例6】两个重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为A.等于零B.大小等于urngcos0C.大小等于（i2mgcos。D.方向沿斜面向上种状态向另0的斜面上，如图所示，滑块A、B【例 1212如图所示，开始静止在斜面上的条形磁铁P,当上方固定的水平直导线L中通过垂直于纸面向外的电流时，斜面对磁铁的弹力FN和摩擦力f的大小变化是()A. FN增大，f减小B. FN增大，f减小并将其转化为物理条件。【例 8 8一个质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角0=53。的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10m/s2 2的加速度向右做加速

18、运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力例 9 9如图所示，有一块木板静止在光滑水平面上，木板质量M=4kg,长L=1.4m.木板右端放着一个小滑块，小滑块质量m=1kg,其尺寸远小于L,它与木板之间的动摩擦因数科=0.4,g=10m/s2,(1)现用水平向右的恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上滑落下来，求F的大小范围.(2)若其它条件不变，恒力F=22.8N,且始终作用在M上，求m在M上滑动的时间.m m77777777777777777777777777(5)(5)图像法图像是物理学问题的一种常见且直观的表达方式，在动力学问题中，常见的图像有x-t图象、v-t图像、F-t图像等。利用图像

19、分析动力学问题时，必须弄清楚唯位移、速度、加速度等物理量和图像中斜率、截距、交点、面积等的确切含义。【例10如图3所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧连接，置于光滑水平面上，弹簧处于自然长度，现在用水平恒力F推木块A,则在弹簧第一次被压缩至最短的过程中(BD)A两木块的速度相同时，加速度aAaBB、两木块的速度相同时，加速度aA:二aBC两木块的加速度相同时，速度vAvBD两木块的加速度相同时，速度vAvB(6)(6)转换对象法转换对象法也叫牛顿第三定律法，在应用牛顿定律的过程中，有时无法直接求得问题的结果，此时可选取与所求对象有相互关系的另一物体作为研究对象，中的待求量。分析物体间的相互作用时

20、，通常也会涉及牛顿第三定律。【例 1111如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上，用平行于斜面的轻质弹簧拉住而平衡.A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为NI；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为N2.此时弹最后应用牛顿第三定律求出题目簧的伸长量减小了.则(AD)A. NIN2,A中电流方向向外C.NIN2,A中电流方向向内P（7 7）程序法如果一个物体经历几个过程，可按时间的先后顺序，对题目给出的物体的运动过程（或不同状态）进行分析的解题方法称为程序法。【例 1313如图，在水平面上有一质量为m的物体，在水平拉力作用下由静止开始运动一段距离后到达一斜面底端，这时撤去外

21、力物体冲上斜面，上滑的最大距离和在平面上移动的距离相等，然后物体又沿斜面下滑，恰好停在平面上的出发点。已知斜面倾角0=30,斜面与平面上的动摩擦因数相同，求物体开始受的水平拉力F?（二）动力学中的两类特殊问题1 1、平衡被破坏瞬间的加速度牛顿第二定律中的合力与加速度存在瞬时对应关系，即加速度是里作用在物体上的瞬时效果，每一个瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，愚者瞬时的前后的力无关。物体间的相互作用力在有些情况下可以突变，解题时要特别注意轻绳、轻弹簧、橡皮筋的施（受）力特点。（1）中学物理中的“轻绳”和“轻线”，是理想化模型，具有如下几个特性：A.轻：即绳（或线）的质量和重力均可视为等于零，

22、同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张为大小相等。B.软：即绳（或线）只能受拉力，不能承受压力（因绳能变曲），绳与其物体相互间作用力的方向总是沿着绳子且朝绳收缩的方向。C.不可伸长：即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，故绳子中的弹力可以突变。（2）中学物理中的“轻弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性：A.轻：即弹簧（或橡皮绳）的质量和重力均可视为等于零，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等。B.弹簧既能承受拉力，也能承受压力（沿着弹簧的轴线），橡皮绳只能承受拉力。不能承受压力。C.由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能发生突变。【例1

23、4】一个轻弹簧，B端固定，另一端C与细绳的一端共同拉住一个质量为m的小球，细绳的另一端A也固定，如图3所示，且AC,BC与竖直方向的夹角分别为q和妗，则烧断细绳的瞬间，小球的加速度q=，若弹簧在C处与小球脱开，则脱开瞬间小球的加速度/尸。2 2、超重、失重问题（1 1）. .超重：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体所受重力的现象叫做超重。（2 2）. .失重：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体所受重力的现象叫做失重。（3 3）发生超重现象的条件：当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体均处于超重状态，即不管物体如何运动，只要具有向上的加速度，物体就处于超重状态。C.FN、

24、f都增大D.FN、f都减小(4)(4)发生失重现象的条件：当物体做向下加速运动或向上做减速运动时，物体均处于失重状态，即不管物体如何运动，只要具有向下的加速度，物体就处于失重状态。(5)(5)拓展：并非只有物体在竖直方向上加速向上或减速向下运动时，物体才处于超重状态，其实物体运动时，只要加速度具有向上的分量，物体就处于超重状态；同理只要加速度具有向下的分量，物体就处于失重状态。【例 1515】某人在地面上最多可举起60kg的物体，在竖直向上运动的电梯中可举起80kg的物体，则此电梯的加速度的大小、方向如何？电梯如何运动？(g=10m/s2)(三)共点力平衡用平衡条件解题的常用方法正交分解法将各

25、个力分别分解到X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡.值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力.余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力.力的合成法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平行四边形定则,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解.力的三角形法(矢量三角形法和相似三角形法)物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的

26、合力必为零.利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力拉密定理：物体受三个共点力作用而处于平衡状态时，各力的大小分别与另外两个力Fi_F2_F3sin1sin4sin131、用矢量三角形动态分析求动态平衡问题【例16】重 G G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小 F Fi、F F2各如何变化?【例17如图所示，将一个重物用两根等长的细绳OAOB悬挂在半圆形的架子上，在保持重物位置不动的前提下，B点固定不动，悬点A由位置C向位置D移动，直至水平，在这个过程中，两绳的拉力如何变化？2、用相似三

27、角形法解决平衡问题【例18如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心 O O 的正上方固定一个小定滑轮,夹角的正弦值成正比.如图所示，其表达式为:绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示。今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是（）A.N变大，T变大B.N变小，T变大C.N不变，T变小D.N变大，T变小3、用拉密定理解决平衡问题【例19如图：一重力为G的球用长为R的不可伸长的细线挂在光滑的墙壁上，求墙的支持力和绳的拉力。（四）解决圆周运动问题的基本思路1、确定研究对象运动的平面、找圆心、求半径。确定

28、研究对象运动的轨道平面和圆心的位置，以便确定向心力的方向。例如,沿半球形碗的光滑内表面，一小球在水平面上做匀速圆周运动，如图所示，小球做圆周运动的圆心在与小球同一水平面上的O点，而不在球心O。注意：圆周运动的圆心一定和物体做圆周运动的轨道在同一平面内。2、对物体进行受力分析，找出向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，不是一种新的性质的力。向心力可以由某一个力充当，也可以由某个力的分力或几个力的合力充当。对物体进行受力分析后，找出沿着轨道半径，指向圆心方向的合力。这个合力就是向心力。3、根据牛顿第二定律列方程，将牛顿第二定律F=ma用于圆周运动。4、研究天体运动时，将行星绕恒星或卫星绕行星的

29、运动近似看做匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供，即：22Mmv42G2-=m1=m2r=m8r=m而rrT在地面附近的物体，物体的重力近似等于物体受到的万有引力，即 G G 吗R2（1）、匀速圆周运动中与线运动、角速度、向心加速度等相关的问题【例 2020如图1所示，A点为轮子O1上边缘处一点，B点为轮子O2上轮子边缘处一点，C点为轮子O2上某半径的中心，则A和C两点线速度VA：VC=,角速度0AeC=，向心加速度HA：%=。（2 2）、匀速圆周运动中与向心力相关的问题在匀速圆周运动中，物体所受的合外力提供了向心力，且合外力等于向心力。利用这个观点，就可以解决物体在匀速圆周运动中与向

30、心力有关的问题。【例21如图2所示，光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉AB,相距=0.1m。长L=1m的柔软细线一端拴在A上，另一端拴住一个质量为500g的小球。小球的初始位置在= =mgmg。AB连线上A的一侧。把细线拉直，给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度，使它做圆周运动。由于钉子存在，使细线逐步缠在AB上。若细线能承受的最大张力Tm=7N,则从开始运动到细线断裂历时多长?(3)(3)、在水平面内作圆周运动的临界问题【例 2222如图所示，细绳一端系着质量昨0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑的小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m,并已知M和水平面的

31、最大静摩擦力为2N。现使此平面绕中心轴线转动，问角速度在什么范围内m会处于相对静止的状态？(g=10m/s2)(4)(4)、竖直面内作圆周运动的临界问题【例 2323如图所示，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A,试求滑块在AB段运动过程中的加速度.【例 2424】一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R(比细管的半径大得多).在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).A球的质量为m1,B球的质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的

32、速度都为V0.设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应(5)、竖直面内作圆周运动与向心力有关的问题满足的关系式是.【例25如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是()A.a处为拉力，b处为拉力B. a处为拉力，b处为推力C. a处为推力，b处为拉力D. a处为推力，b处为推力(6)、与天体有关的问题【例26】地球质量为M半彳空为R,自转角速度为o。万有引力恒量为G如果规定物体在离地球无穷远处势能为0,则质量为m的物体

33、离地心距离为r时，具有的万有引力势能可表示为ED=Gm。国际空间站是pr迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体，可供宇航员在其上居住和科学实验。设空间站离地面高度为h,如果杂该空间站上直接发射一颗质量为m的小卫星，使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行，由该卫星在离开空间站时必须具有多大的动能？双星问题【例 2727】两个靠得很近的恒星称为双星，这两颗星必定以一定角速度绕二者连线上的某一点转动才不至由于万有引力的作用而吸引在一起，已知两颗星的质量分别为色、m2,相距为L,试求：(1)两颗星转动中心的位置；(2)这两颗星转动的周期。点拨：对于双星问题，

34、关键抓住四个相等，即向心力、角速度、周期相等，轨道半径之和等于两星间距，然后运用万有引力求解。(7)、与电场有关的问题【例28如图6所示，在场强为E的水平匀强电场中，竖直固定着一个半径为R的光滑绝缘圆环，环上穿着一个质量为m电量为q的小球，沿顺时针方向绕环做圆周运动，若小球通过环的水平直径端点a时，对环刚好无压力，且I*mg,则小球通过环的最高点b和最低点c时，对环的压力分别为多少？X X5CXX5CXXXKNXXKNX（8）、与电、磁复合场有关的问题【例29如图9所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B;在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m,电量为一

35、口的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出。射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L。求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s（重力不计）。（五）传送带问题解决传送带问题应注意：物体与传送带之间是否存在摩擦力、是静摩擦力还是动摩擦力，摩擦力方向如何,因为在传送带问题中，摩擦力的大小和方向是可以突变的；物体相对地面、相对传送带分别做什么运动，要正确作出判断，以准确选用解题规律；解决物体在传送带上运动的能量转化问题时，运动过程中的能量转化情况要全面考虑，切不可出现能量转化不守恒的错误结果；皮带传送物体所受到的摩擦力可能发生突变，无论是其大小发生突变，还是其方向发生突变，都发生在物体的速度与传送带速

36、度相等的时刻。【例30如图213所示，倾角为37o的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7s现将一质量m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端， 使它从静止开始沿传送带下滑， 已知木块与传送带间的动摩擦因数为科=0.25,取g=10m/s2。求木块滑到底的过程中，摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少？（六）木块、滑块类问题【例31】一平直木板C静止在光滑水平面上，今有两小物块A和B分别以2V0和V0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板。如图示。设物块A、B与长木板C间的动摩擦因数为科，A、BC三者质量相等。若A、B两物块不发生碰撞，则由开

37、始滑上C到A、B都静止在C上为止，B通过的总路程多大？经历的时间多长？为使AB两物块不发生碰撞，长木板C至少多长？AP=0和Q=fS相=4E系统。全过程方程更简单。注：对多过程复杂问题，优先考虑全过程方程，特别是【例32】（2004年高考理综全国卷田第25题）如图1所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板和G重物A（视为质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等。现A和B以同一速度滑向静止的C,B与C发生正碰。碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行，A与C有摩擦力。 已知A滑到C的右端而未掉下。 试问：从B、C发生正碰到A刚移到C右端期间，C所走过的距离是C板长度的多少倍。第一专题：力与运动答案【

38、例 1 1】解析：向右加速时小球对后壁必然有压力，球在三个共点力作用下向右加速。合外力向右，F2向右，因此G坯LFi,包合力二定小士呵左.2.所以Fi的大小可以用平行四边形定则求出:Fi=g_50Ncos37、又F2-mgtan37=ma解得F2=70N。可以看出F2假障包一的埴大皿-埴太_。,（这种情况下用平行四边形定则比用正交分解法简单。）必须注意到：向右减速时，F2有可能减为零，这时小球将离开后壁而“飞”起来。这时细线跟竖直方向的夹角会改变，因此F.的方向会改变一。一所以必须先求出这个临界值。当时G和F1的合力刚好等于ma,所以a的临界值为mgtan37=ma0,-3斛得a0=g可见，当

39、a=g时，小球必将离开后壁。不难看出，这时F1=V?mg=56N,F2=0【例 2 2】解析m的受力情况及直角坐标系的建立如图所示（这样建立只需分解一个力），注意到ay=0,则有sin-T2=ma,cos-mg=0.解得T1=mg/cos0,T2=mgtan-ma.【例3】解析：本题分解加速度比分解力更显方便.对人进行受力分析： 重力mg、 支持力FN,摩擦力F（摩擦力的方向一定与接触面平行， 由加速度的方向可推知F水平向右.）建立直角坐标系：取水平向右（即F方向）为x轴正向，此时只需分解加速度，其中ax=acos300,ay=asin300（如图所示）建立方程并求解：x方向：F=macos3

40、00y万皿FN-mg=masin30所以F/mg=：；3/5例 4 4BCBC例 5 5解析：(1)A、B组成的系统运动过程中所受摩擦力为f=N(mA+mB)g=5.0N设运动达到稳定时系统的加速度为a,根据牛顿第二定律有Fi-F2-f=(mA+mB)a解得a=1.0m/s2,方向与Fi的同向(或水平向右)(2)以A为研究对象，运动过程中所受摩擦力fA=mmAg=3.0N设运动达到稳定时所受弹簧的弹力为T,根据牛顿第二定律有Fi-fA-T=mAa解得T=4.0N所以弹簧的伸长量Ax=T/k=4.0cm因此运动达到稳定时A、B之间的距离为s=l+Ax=19cm=0.19m【例6】 解析： 滑块A

41、与斜面间有滑动摩擦力.首先判断滑块A与B之间有无摩擦力作用， 假设它们之间无摩擦力作用，则滑块B下滑的加速度必将大于滑块A下滑的加速度，滑块A和B不可能以相同的加速度下滑，所以B必受到A对它的沿斜面向上的静摩擦力作用，可见D项正确，A项不正确.先用整体法，以A、B整体为研究对象，设它们下滑的加速度为a,则：(mmOgsinn-，1(叫mQgcos=(0mja.化简整理得a=gsin8-%gcosO再用隔离法，以滑块B为研究对象，有m2gsin日Ff=m2a由、式联立解得滑块B受到的静摩擦力Ff=N1m2gcosB,选项B正确.【例 7 7】解析：要使A、B、C保持相对静止，对滑块A应有T=m1

42、a,对滑块B由竖直方向平衡有T=m2g,可求得A、B、C一齐运动的加速度a=口2m1(Mm1m2)m2g对A、B、C整体，有F=(M+m1+m2)a=m1例 8 8当加速度a较小时，小球与斜面体一起运动，此时小球受重力、绳拉力和斜面的支持力作用，绳平行于斜面，当加速度a足够大时，小球将“飞离”斜面，此时小球受重力和绳的拉力作用，绳与水平方向的夹角未知，题目中要求a=10m/s2时绳的拉力及斜面的支持力，必须先求出小球离开斜面的临界加速度a0.(此时，小球所受斜面支持力恰好为零)由mgcot0=ma0所以a=gcot0=7.5m/s2-因为a=10m/s2a0加g*/QI所以小球离开斜面N=0,

43、小球受力情况如图，则T8soe=ma,Tsin=mg2,、2所以T=q(ma)+(mg)=2.83N,N=0.【例 9 9】解析：(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力f=NN=Nmg=4Na3物体下滑过程的加速度为：mgsin30-mgcos30.00-二gsin30-gcos30设物体下滑到斜面底端时的速度为v,下滑过程有:2S=2a3向左运动过程的加速度为:a4mgmg滑动摩擦力f是使滑块产生加速度的最大合外力mgsin300+:mgcos3000.0gsin30gcos302S=d_沿斜面上滑过程有：2(-a2)其最大加速度a1fmg2=g=4m/s当木板的加速度a2Aa1时，滑块将相对于木

44、板向左滑动，直至脱离木板F.fm&=20N即当F20N,且保持作用一般时间后，小滑块将从木板上滑落下来(2)当恒力F=22.8N时，木板的加速度a2=，二医匕4.7m/s2设二者相对滑动时间为t,在分离之前小滑块：生=1a1t221.2木板：s2a2t2D解得：t=2s【例101【解析】设某时刻的弹簧的压缩量为L,则A、B两物体的加速度分别为aA=-F-kL,aB=kL,mm可见在弹簧压缩过程中，如图3-a中的A、B所示。A做加速度减小的加速运动，B做加速度增大的加速运动，可定性作出它们的速度图像它们的交点为C,此时两物体速度相同，而从图可以看出图像B在该处切线的斜率大于A的斜率，即此

45、时A的加速小于B的加速度。故，速度相同时，A的加速度小于B加速度的速度。当切线斜率相同，即加速度相同时，vAvB.【例 1111】解析：直接判断电流对导线的作用力是比较难的，应先判断电流受到的力，再根据牛顿第三定律判断磁铁受到电流的作用力。【例 1212】C C【例 1313】解析:设物体与地面的摩擦因数为11,在拉力作用下运动到斜面底端时的速度为v0o向右加速过程的加速度为:aiF-mg其通过的位移为:2V02al物价沿斜面上滑过程的加速度为:a22S）v向左运动过程有2（-a4）由以上8式解得：F=mg【例14】解：设小球静止时，细绳上的弹力为Fl,弹簧上的拉力为F2,由三力平衡的正弦定理

46、可得:由i（q+4厂血（iso- -4 4一血t180q）耳=皿抬4 4）飞&=当细绳烧断的瞬间，小球所受的合力与Fi大小相等、方向相反，由牛顿第二定律可得小球加速度方向与耳相反。；J/差变为做cns4，皿4+冬）,度,二8品4，方向是沿垂直细绳AC向下的方向。【例15解析：某人在地面上最多可举起mi=60kg的物体，则人对物体的最大支持力FN=mig=600N,当人在竖直向上运动的电梯中可举起m2=80kg的物体，物体受力如图3所示，由牛顿第二定律得m2g-FN=m2a,解得a=2.5m/s2,竖直向下.所以，电梯向上做匀减速直线运动.【例16解：由于挡板是缓慢转动的，可以认为每个时

47、刻小球都处于静止忧态2因此所受合力为零。应用三角形定则，GFI、F2三个矢量应组成封闭三角形，其中G的大小、方向始终保持不变；F1的方向不变；F2的起点在G的终点处，而终点必须在FI所在的直线上，由作图可知，挡板逆时针转动90过程，F2矢量也逆时针转动90。，因此F1逐渐变小，F2先变小后变大。（当F2FI,即挡板与斜面垂直时，F2最小）【例17解析：根据力的作用效果，把F分解，其实质是合力的大小方向都不变，一个分力的方向不变，另一个分力的大小方向都在变化，由图中不不看出：大，而OA期中的拉力先减小后增大，当OAWOB垂直时，该力最小。【例18解析：对A进行受力分析，如图所示，力三角形AFN与

48、几何三角形OBAf似，由相似三角形对应边成比例，解得N不变，T变小。答案：C【例 1919】拉密定理（正弦定理）：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则表示这三个力的有向线段必定构成首尾相连的封闭三角形，由正弦定理：一a=-b-=sinAsinBsinC当弹簧在C处脱开时，细绳上的拉力由由牛顿第二定律可得小球的加速OB绳子中的拉力不断增可知一=N=G由三角形关系可知仇=1500,%=1200,为=900sin飞sinsin力【例 2020解析：该题要求学生理解圆周运动中线速度、角速度和向心加速度的关系，又要理解和掌握：同一轮子上的不同点在转动时角速度相等；用同一条皮带相连的两个轮子，当皮带不打

49、滑时，这两个轮子与皮带相连的边缘点的线速度大小相等。因为甘丸-i 而 V 二途所以口由；Vc=:vc=2JBRE：4UCKC-2i1同理；田A；由c二山火：山E* *二二vcDc=4：1【例21】 解析： 在小球做匀速圆周运动的过程中， 由于细绳不断缠动半周，轨道半径就减少L0O又因为小球受到的绳子拉力提供了向心力，即子的拉力达到细线能承受的最大张力，由mv72A、R=0.5x=0,286(m)7L-R1-0.286n=7.14所以小球运动8个半周后，细绳就要断裂，故开始运动到细线断裂的时间为:t=-L+(L-L0)+(L-2L0)+(L-3L0)+(L4L0)+(L5L0)+(L-60)+(

50、L-7L0)笈(1+7)x7蠹蠹(1+7)x7二Lc=8x1-x01=816(s)VHW乙【例 2222解析：要使m静止，M也应与平面相对静止。而M与平面静止时有两个临界状态：M当 3 为所求范围最小值时，M有向着圆心运动的趋势，水平面对M的静摩擦力的/七匚LO_.D方向背离圆心，大小等于最大静摩擦力2N。/-此时，对M运用牛顿第二定律，有Tfm=Mw12r且T=mg匚m解得31=2.9rad/s当 3 为所求范围最大值时，M有背离圆心运动的趋势，水平面对M的静摩擦力的方向向着圆心，大小还等于最大静摩擦力2N。再又M运用牛顿第二定律。有T+fm=Meo22r且T=mg解得32=6.5rad/s

51、所以，题中所求 3 的范围是：2.9rad/sw6.5rad/s所以T=1G3.3N=G3A、B上，其轨道半径逐渐减小，且每转2F=m-。设运动n个半圈后，绳R说明：一般求解“在什么范围内”这一类的问题就是要分析两个临界状态。【例 2323解析：设圆周的半径为R,则在C点：2VCGmg=mR离开C点，滑块做平抛运动，则2R=gt2/2Vet=SAB由B至UC过程：mve2/2+2mgR=mvB2/2由A到B运动过程：VB?=2asAB由式联立得到：a=5g/4【例 2424解析：这是一道综合运用牛顿运动定律、圆周运动、机械能守恒定律的高考题.A球通过圆管最低点时，圆管对球的压力竖直向上，所以球对圆管的压力竖直向下.若要此时两球作用于圆管的合力为零，B球对圆管的压力一定是竖直向上的，所以圆管对B球的压