专题一：力和运动的基本概念、受力分析的方法及典型运动

1、专题一：力和运动的基本概念、受力分析的方法及典型运动2017-03-12力力运动运动自由落体自由落体洛仑力洛仑力摩擦力摩擦力电场力电场力圆周运动圆周运动汽车启动汽车启动平抛偏转平抛偏转动量规律动量规律功能关系功能关系牛顿定律牛顿定律匀变速曲线匀变速曲线变加速直线变加速直线变加速曲线变加速曲线匀变速直线匀变速直线弹力弹力重力重力安培力安培力总纲：力学的核心问题是什么？从知识方面、本专题包括如下三部分内容：第一部分：力和运动的关系、运动的分类第二部分：受力分析的方法隔离法和整体法第三部分：单体的典型运动分析高考物理怎么考？高考物理怎么考？高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首

2、要位置。通过考核知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。1.理解能力：理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用；能够清楚认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表述）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。2.推理能力：能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。3.分析综合能力：能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件；能够把

3、一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。4.应用数学处理物理问题的能力：能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。5.实验能力这五个方面的能力要求不是孤立的，着重对某一种能力进行考查的同时在不同程度上也考查了与之相关的能力。同时，在应用某种能力处理或解决具体问题的过程种也伴随着发现问题、提出问发现问题、提出问题题的过程。因而高考对考生发现问题、提出问题等探究能力发现问题、提出问题等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。第一部分：力和运

4、动的关系、运动的分类第一部分：力和运动的关系、运动的分类1.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受一恒力作用。此后，该质点的速率可能A一直增大；B先逐渐减小至零，再逐渐增大；C先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小；D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大；考察目的：1.力和运动关系的理解（运动的分类）2.对典型运动的理解能力要求：理解能力运动分类运动分类变加速变加速匀变速匀变速直线直线曲线曲线按受力分按受力分按轨迹分按轨迹分自由落体自由落体圆周运动圆周运动汽车启动汽车启动平抛偏转平抛偏转特例特例匀变速曲线匀变速曲线变加速直线变加速直线变加速曲线变加速曲线匀变速直线匀变速直线组合组合ABD正确

5、思路：由题干条件，分类讨论。正确思路：由题干条件，分类讨论。2.如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知AQ点的电势比P点高；B油滴在Q点的动能比它在P点的大；C油滴在Q点的电势能比它在P点的大；D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小；考察目的：1.力和运动关系的理解（运动的分类）2.对匀变速曲线运动（抛体运动）的理解3.静电场基本概念的理解能力要求：理解能力从受力分析：油滴做匀变速曲线运动从功能分析：从P到Q，电场力、合力均做正功，导致电势能变小、动能变大AB3.一质量为m的质点以速度v0运动，在t=0时开始

6、受到恒力F0作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v1=v0/2。质点从开始受到恒力作用到速度最小的过程中的位移大小为多少？考察目的：1.力和运动关系的理解（运动的分类）2.对典型运动的理解，在例1基础上进一步定量分析能力要求：理解能力和分析能力v0 xya010cos/ 2xvvvv0sinyvvat2034xvxv ta220328yvvyaa222200212188vmvsxyaF第二部分：受力分析的方法第二部分：受力分析的方法隔离法和整体法隔离法和整体法考察目的：1.隔离法和整体法的熟练应用2.力的合成与分解3.良好的作图习惯能力要求：理解能力和分析能力maFmgC5.L型木板P（上表

7、面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P的受力个数为A3； B4； C5； D6；C6.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，A、B质量都不为零，在一竖直向上的力F作用下，都保持静止。关于物体A与B的受力，下列说法正确的是AA与B之间一定有压力，不一定有摩擦力；BA与B之间一定有压力和摩擦力；CA与墙壁之间可能有压力，不一定有摩擦力；DA与墙壁之间一定有压力，不一定有摩擦力；考察目的：1.受力分析的基本方法：隔离法和整体法（灵活选择）2.弹力和摩擦力的关系（产生条件）B7.如图，两固定的绝缘斜面

8、倾角均为，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为l，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑。求：（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小；（2）金属棒运动速度的大小。(sin3 cos )Fmg安2 2(sin3 cos )mgRvB l2sin2cosmgmgTF安对absincos

9、Tmgmg对cd变式1：若左斜面也存在匀强磁场，磁感应强度大小为2B，方向垂直斜面向上，其余条件不变，求速度大小。2B2mm2B2mm变式2：若左斜面也存在匀强磁场，磁感应强度大小为2B，方向垂直斜面向下，其余条件不变，求速度大小。2 2(sin3 cos )9mgRvB l2 2(sin3 cos )mgRvB l考察目的：1.力和运动关系的理解和应用（平衡条件）2.磁场、电磁感应基本规律的理解与应用3.作图的习惯与能力能力要求：理解能力8.如图所示，斜面静止于水平桌面上，物体m1置于斜面上，通过轻线跨过定滑轮与m2、m3连接（滑轮的质量和摩擦不计），整个系统处于静止状态，m1m2+m3。现

10、将m3解下，再叠放在m1的上方，系统仍处于静止，比较m1与斜面间的摩擦力F1和斜面与桌面间的摩擦力F2 的大小的变化情况，有AF1一定变小，F2可能变小；BF1一定变大，F2一定不变；CF1可能变小，F2可能不变；DF1可能变大，F2一定不变；1231()sinfmm gm g221fff同向，且20f 2f 反向D9.如图所示，车厢里悬挂着两个质量分别为m1、m2的小球（下面球的质量为m1），当车厢向右做匀加速运动（空气阻力不计），达到稳定状态时，下列各图中正确的是 B10.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B 间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为/

11、2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则A当F5mg/2时，A相对B滑动；C当F5mg/2时，A的加速度为g/3；D无论F为何值，B的加速度不会超过g/2；1.对静摩擦力、尤其是最大静摩擦力的理解2.“动态变化”的分析能力CD32ABFmgffF当时，333,223BAFmgFmgABfmg fmg当时， 、 一起加速，332,2ABFmgABfmg fmg当时， 、 所受均为滑动摩擦力，F/mgf/mg0fB1/23/25/23/21/211223fA11.如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板

12、上方有水平方向的匀强磁场。现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段A乙物块与地之间的摩擦力不断增大；B甲、乙两物块间的摩擦力不断增大；C甲、乙两物块间的摩擦力大小不变；D甲、乙两物块间的摩擦力不断减小；1.静摩擦力的“被动性”特点2.静摩擦力的分析方法：产生特点或者作用效果3.隔离法和整体法的灵活应用4.“动态变化”的分析能力AD12.如图，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力大

13、小可能A最终变为0；B先减小后不变；C最终等于F；D先减小后增大、最终不变；ABD1.静摩擦力是被动力，其大小和方向与其它力、运动情况有关2.静摩擦力的分析方法：从产生特点分析、从作用效果分析3.“动态变化”（v,F安,a,f）的分析能力小结：小结：1.受力分析最重要的环节是：受力分析最重要的环节是：规范作图规范作图！（！（5，6，7，10，11，12）2.注意被动力（注意被动力（尤其是静摩擦力尤其是静摩擦力）的特点（随其它力和运动情况变）的特点（随其它力和运动情况变化）（化）（6，10，11，12）3.养成养成“动态分析动态分析”的能力（某个物理的变化如何影响其它相关的的能力（某个物理的变化

14、如何影响其它相关的物理量）（物理量）（10，11，12）第三部分：单体的典型运动分析之一第三部分：单体的典型运动分析之一单方向单方向匀变速直线运动匀变速直线运动13.一物体沿直线由静止开始以加速度a1做匀加速直线运动，前进一段距离s1后立即以大小为a2的加速度做匀减速直线运动，又前进距离s2后速度变为0。已知s1s2，以下说法中正确的是A物体分别通过s1、s2两段路程中的平均速度相等；B物体分别通过s1、s2两段路程中点时的速度相等；C物体分别通过s1、s2两段路程所用时间相等；D加速度大小关系是a1a2；解法一：公式法（灵活选择运动学公式）解法二：图象法（自觉作v-t图象解决问题）01.tv

15、vat202./ 2xv tat2203.2tvvax04.2tvvxtABDtvo14.跳伞员从476米的高空往下跳，自由落体一段时间后打开降落伞以a=2m/s2加速度匀减速下落，等他降落到地面时速度是4m/s。求他的最大速度和使用的总时间。（g=10m/s2）1.最佳策略：自觉作v-t图象结合运动学公式2.灵活选择运动学公式22222mmvvvhgammvvvtga40/ ,22mvm s tstvovvm15.如图（甲）所示，水平面上A、B两点相距6.25m，一个质量为4.0kg的小滑块在水平推力的作用下沿水平面自左向右滑动，先后经过A、B两点。在滑块到达A点之前，滑块沿水平面做匀速运动

16、，所受的水平推力大小为0.4N。从滑块经过A点开始，滑块受到的推力按照如图（乙）所示的规律变化，已知滑块在3.0s时刻的速度大小为0.8m/s。求：（1）滑块受到水平面的滑动摩擦力的大小；（2）滑块经过B点时的速度大小。t/sv/(m/s)200.81.03865答案：（1）0.4N；（2）0.9m/s；第三部分：单体的典型运动分析之二第三部分：单体的典型运动分析之二往返运往返运动动16.在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后立即换成与E1相反方向的匀强电场E2。当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且

17、具有动能32J。在上述过程中，求：（1）在E1和E2作用下加速a1、a2大小之比；（2）E1、E2对滑块的电场力冲量大小I1与 I2之比；（3）E1、E2对滑块的电场力所做的功W1与W2。（4）若E2与E1作用时间之比为2，其余条件不变，上述结果如何？ 221121122atat ta t 12/1/3aa 1212/1/3IIFF21123,32WW WW128 ,24WJ WJ12/4/5aa 12/2/5II 12128/9 ,160/9WJ WJ第三部分：单体的典型运动分析之三第三部分：单体的典型运动分析之三周期性周期性直线运动直线运动17.如图甲所示，A、B是一对平行放置的金属板，中

18、心各有一个小孔P、Q，PQ连线垂直金属板，两板间距为d。现从P点处连续不断地有质量为 m、带电量为q的带电粒子（重力不计），沿PQ方向放出，粒子的初速度可忽略不计。在t0时刻开始在A、B间加上如图乙所示交变电压（A板电势高于B板电势时，电压为正），其电压大小为U、周期为T。带电粒子在A、B间运动过程中，粒子间相互作用力可忽略不计。（1）如果只有在每个周期的0T/4时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出，则上述物理量之间应满足怎样的关系？（2）如果各物理量满足（1）中的关系，求每个周期内从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值。答案：答案：2216mdqUT（1）324tT（2）18.在平行金属

19、板A、B之间加如图所示的交变电压，最大电压为U0，其频率为f，t=0时刻A板处有一个质量为m、电量为q的正离子从静止开始向B板运动（t=0时刻A板电势较高），重力忽略不计，求：为使离子到B板时的速度最大，A、B之间的距离d应满足什么条件？028qUdmf答案：答案：19.静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0Aq0）。忽略重力。求：（1）粒子所受电场力的大小；（2）粒子的运动区间；（3）粒子的运动周期。方法一min0()qA m

20、axmin01xd2max/ 2xat4Tt方法二20/ 2()mmvqA 2max2mvaxmvat4Tt0011AAdxdqq0042 ()dTm qAq答案变式第三部分：单体的典型运动分析之四第三部分：单体的典型运动分析之四多过程多过程直线运动直线运动20.质量为m=2kg的木块原来静止在粗糙水平地面上，现在第1、3、5奇数秒内给物体施加方向向右、大小为F1=6N的水平推力，在第2、4、6偶数秒内给物体施加方向仍向右、大小为F2=2N的水平推力。已知物体与地面间的动摩擦因数=0.1，取g=10 m/s2，问：（1）木块在奇数秒和偶数秒内各做什么运动？（2）经过多长时间，木块位移的大小等于40.25 m？答案：（1）奇数秒内做匀加速直线运动，偶数秒内做匀速直线运动；（2）t=8.5s。第三部分：单体的典型运动分析之五第三部分：单体的典型运动分析之五收尾运收尾运动动21.如图，在绝缘的竖直放置的塑料管内有一质量为0.1克，带电量q=410-4C的小球，管子放在如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里。已知磁感应强度B=0.5T，电场强度E=10N/C，小球与管壁间动摩擦因数=0.2，g取