2013高考物理第二轮复习专题

1、2013高考物理第二轮复习力与运动讲义第1讲力与物体的平衡问题力在分解中的“形同质异问题”图1121在力的分解中有些题看似相同，但实质却大相径庭，弄清这些问题的本质差异将有利于提高同学们分析问题、解决问题的能力一、“动杆”和“定杆”问题【例1】 如图1121所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA中张力FT大小和轻杆OB受力FN大小解析：由于轻杆OB可绕B点转动(即是“动杆”)，所以细绳对轻杆OB的力一定沿着杆的方向，否则杆就不能平衡(即要发生转动)由于悬挂物体质量为m，所以绳OC拉力大小就等于mg，将这个拉力沿杆和AO方向分解，如图所示由图即可求得：F

2、Tmg/sin ，FNmgcot .又因为FT与FT大小相等方向相反，所以FTFTmg/sin .答案：mg/sin mgcot 【例2】 如图1123所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m10 kg的重物，图1123CBA30，(g取10 N/kg)则滑轮受到绳子作用力为 ()A50 N B50eq r(3) NC100 N D100eq r(3) N解析：由于杆AB不可转动(即是“定杆”)，所以杆所受弹力的方向不沿杆AB方向由于B点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，滑轮两侧绳上的拉力大小均是100 N，

3、夹角为120，故滑轮受绳子作用力即是两拉力的合力，如图所示由图可知，滑轮受到绳子作用力的大小为：FNFTmg100 N，所以选项C正确答案：C点评：由于轻杆AB不可转动，所以无论细绳对它的弹力方向如何，杆都能平衡二、“活节”和“死节”问题【例3】 如图1124所示，长为5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上的相距为4 m的两杆的顶端A、B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为图112412 N的物体，平衡时绳中的张力FT为多大？当A点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角、绳中张力如何变化？解析：设重物平衡时悬点为O，延长AO交B杆于C点，从C点向A杆作垂线CD交A杆于D点，如图所示由

4、于挂钩光滑，所以挂钩两侧绳AO段与BO段的拉力必然相等，与竖直线的夹角也相等，因而OBOC，故AC5 m，设A，则sin 4/5.取O点为研究对象，将重物对O点的拉力沿AO、BO延长线分解为FTA、FTB，即有：FTAFTBFT.由图和平衡条件可得：2FTcos mg，可解得：FT10 N.同样分析可知：当A点向上移动少许重新平衡后，绳与水平面夹角及绳中张力均保持不变答案：10 N夹角不变，张力为10 N也保持不变点评：因为绳上挂的是一个轻质光滑挂钩，它可以无摩擦地滑动(即是“活节”)，所以挂钩两侧的绳(其实是同一根绳)的形变相同，拉力也必然相等图1125【例4】 用三根轻绳将质量为m的物块悬

5、挂在空中，如图1125所示已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则ac绳和bc绳中的拉力分别为 ()A.eq f(r(3),2)mg，eq f(1,2)mg B.eq f(1,2)mg，eq f(r(3),2)mgC.eq f(r(3),4)mg，eq f(1,2)mg D.eq f(1,2)mg，eq f(r(3),4)mg解析：以绳子的结点c为研究对象，其受三个拉力的作用而处于平衡状态将重物对c点的拉力分别沿ac绳和bc绳方向分解为FTac、FTbc，如图所示由平衡条件和图中几何关系可得：FTacmgcos 30eq f(r(3),2)mg，FTbcmgcos 60eq f(1,

6、2)mg，所以选项A正确若将b点向上移动少许，重新平衡后，绳ac、bc的张力均要发生变化答案：A练习：1.如图1111所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是 ()图1111A物体可能只受两个力作用B物体可能受三个力作用C物体可能不受摩擦力作用D物体一定受四个力解析：本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力，摩擦力产生的条件等知识点物体做匀速直线运动，则受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，则物体一定要受到滑动摩擦力的作用再根据摩擦力产生的条件知，一定会产生弹力因此物体一定会受到四个力的作用答案：D图11122.如图1112所示，一重为1

7、0 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力 ()A大小为7.5 NB大小为10 NC方向与水平方向成53角斜向右下方D方向与水平方向成53角斜向左上方解析：本题考查力与物体的平衡对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为，可得：tan eq f(G,F拉)eq f(4,3)53，故D正确答案：D3(2010广东理综，13)图1113为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下

8、列表述正确的是()图1113AFA一定小于GBFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力DFA与FB大小之和等于G解析：由题意知，A、B两点等高，且两绳等长，故FA与FB大小相等，B项正确若两绳夹角大于120.则FAFBG；若夹角小于120，则FAFBxAB，因此小球在上冲阶段将通过B点，有xABx1v1t3eq f(1,2)a2t32解得：t30.2 s或t30.6 st2(舍去)小球返回时有：Gsin 30Gcos 30ma3解得：a32.5 m/s2因此小球滑到最上端又返回B点时有：x1x2xABeq f(1,2)a3t42解得：t4eq f(r(3),5) s0.35 s所以从撤去力F

9、开始计时，小球上冲通过B点时用时为：t30.2 s返回通过B点时用时为：t2t40.75 s.训练：1有一列火车正在做匀加速直线运动，从某时刻开始计时，第1分钟内，发现火车前进了180 m第6分钟内发现火车前进了360 m，则火车的加速度为()A0.01 m/s2 B0.05 m/s2 C36 m/s2 D180 m/s2答案：A图12102. (2010浙江金丽衢十二校联考)2009年3月14日，亚丁湾索马里海域 六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国特战队员 发射爆震弹成功将其驱离假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的vt图象如图1210所示，设运动过程中海盗快艇所受阻力不变则下

10、列说法正确的是()A海盗快艇在066 s内从静止出发做加速度增大的加速直线运动B海盗快艇在96 s末开始调头逃离C海盗快艇在66 s末离商船最近D海盗快艇在96 s116 s内做匀减速直线运动图1211解析：在066 s内图象的斜率越来越小，加速度越来越小，故海盗快艇做加速度减小的加速运动，A错误；海盗快艇在96 s末，速度由正变负，即改变运动的方向，开始掉头逃跑，此时海盗快艇离商船最近，B正确，C错误；海盗快艇在96 s116 s内，沿反方向做匀加速运动，D错误答案：B3. 如图1211所示，质量为m、带电荷量为q的滑块， 沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状

11、态为(已知qEmg)()A继续匀速下滑B将加速下滑C将减速下滑D上述三种情况都有可能发生解析：滑块进入电场前，沿绝缘斜面匀速下滑，受力情况满足mgsin mgcos ，进入电场后(mgqE)sin (mgqE)cos ，仍满足平衡条件，故滑块将继续匀速下滑答案：A3. 如图1211所示，质量为m、带电荷量为q的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态为(已知qE50 m，故会发生交通事故答案：(1)0.90 s(2)20(3)0.62(4)会第3节 变力作用下物体的曲线运动特色放送教你一招如何审题审题，看似老生常谈，实在至关重要有些学生做题急于求成， 读起题

12、来“一目十行”，草率从事往往忽略、误解了题目中给出的条件甚至按照自己想象的条件去解题，当然不可能做对审题一定要仔细，准而快，在准的基础上求快仔细审题，迅速找到题眼，抓住题目的已知条件，搞清楚待求的内容通过下面例子帮你学会审题【例】 如图1324所示，若电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0.电容器板长和板间距离均为L10 cm，下极板接地电容器右端到荧光屏的距离也是L10 cm.在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图1325所示每个电子穿过两极板的时间极短，可以认为电压是不变的，求：图1324图1325(1)在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上

13、的何处？(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长？(3)屏上的亮点如何移动？审题过程：(1)条件提炼：边读题边提炼条件(对于能画草图的题，尽量一边审题一边画图，这样可以建立起直观的图象，帮助记忆和分析问题)电子的加速电压为U0电容器板长和板间距离均为L10 cm电容器右端到荧光屏的距离也为L10 cm已知偏转电压的Ut图象每个电子穿过两极板时电压不变特别提醒：上面的条件可在图中标出(2)挖掘隐含条件电子恰好沿上、下极板右端边缘飞出时的偏转电压，为板间最大电压(3)运动过程分析电子先经加速电场加速电子进入偏转电场做类平抛运动飞出偏转电场后做匀速直线运动(4)明晰思路确定t0.06 s时的偏转电压确定

14、t0.06 s时的偏转电压由板间类平抛运动求出侧向位移y1根据板外匀速运动求出侧移y2根据板间最大侧移求出最大偏转电压及荧光屏上有电子打到的区间(5)规律选用牛顿第二定律运动的合成与分解运动学公式解析：(1)由图象知t0.06 s时刻偏转电压为U1.8U0电子经加速电场加速，可得eq f(1,2)mveq oal(2,0)eU0电子进入偏转电场做类平抛运动，有Lv0t1，y1eq f(1,2)ateq oal(2,1)，vyat1，aeq f(eU,mL)电子飞出偏转电场后做匀速直线运动，在水平方向上有Lv0t2竖直方向上，有y2vyt2电子打在荧光屏上距离O点的距离：yy1y2eq f(3U

15、L,4U0)代入数值解得y13.5 cm.(2)同理可以求出电子的最大侧向位移为0.5L(偏转电压超过2.0U0，电子就打到极板上了)，此时可得y2L，所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L30 cm.(3)屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现答案：见解析反思领悟：带电粒子在匀强电场中的偏转基本模型如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以平行于极板的初速度v0射入长L、板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U，求带电粒子射出极板时的侧向位移y、偏转角等解题方法：分解为两个独立的分运动，平行于极板方向的匀速运动(运动时间由此分运动决定)Lv0t，垂直于极板方向的匀加速直线运

16、动，yeq f(1,2)at2，vyat，aeq f(qU,md)，联立求解出y、等注意：可灵活运用2个推论，tan eq f(vy,v0)；yeq f(L,2)tan .练习图13131. (2010安徽六校联考)如图1313所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意 图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()A质点经过C点的速率比D点的大B质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90C质点经过D点时的加速度比B点的大D质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析：小球做匀变速曲线运动，所以加速度不变；由于

17、在D点速度方向与加速度方向垂直，则在C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角，所以质点由C到D速率减小，所以C点速率比D点大答案：A2(2010福建质检)我国第三颗“北斗”导航卫星于2010年1月17日成功发射，它是我国自主研发、独立运行的“北斗”全球卫星导航系统的一部分该系统将由5颗静止轨道卫星(地球同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成关于静止轨道卫星，以下说法正确的是()A它们在轨道上运行的线速度大小不同B它们在轨道上运行的加速度大小不同C它们在轨道上运行的角速度小于地球自转的角速度D它们均在同一个圆周轨道上运行，相邻卫星的间距不变解析：静止轨道卫星即为同步卫星，它们的周期相同均等于地球自转

18、周期，根据开普勒 第三定律可知，它们的轨道半径、加速度大小、线速度大小和角速度均相同答案：D图13143. 如图1314所示，中国自主研制的北斗导航系统的“北斗二 号”系列卫星今年起进入组网高峰期，预计在2015年形成覆盖全球的北斗卫星导航定位系统，将有5颗人造卫星在地球同步轨道上运行，另有30颗卫星在中层轨道上运行，2010年4月10日0时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星(COMPASSG2)送入预定轨道，其轨道低于地球同步轨道则以下说法正确的是()A若地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k倍，则第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k倍B若地球同步

19、卫星的轨道半径是地球半径的k倍，则第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的eq r(k)倍C若地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k倍，地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k倍D(COMPASSG2)的线速度小于同步轨道上运行卫星的线速度答案：B图13154. 投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动如图1315所示， 某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方忽略飞镖运动过程中所受空气阻力，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，他在下次投掷时应该()A换用质量稍大些的飞镖B适当减小投飞镖时的高度C到稍远些的地方投飞镖D适当增大投飞镖的初速度解析：在不计空

20、气阻力的情况下，飞镖做的是平抛运动，水平位移xv0t，竖直位移yeq f(1,2)gt2，联立消去时间t得yeq f(g,2voal(2,0)x2，可知打不中靶心与飞镖的质量无关，选项A错；由题意知，飞镖打在靶心的正下方，要想命中靶心，即使y减小，故在初速度v0一定时，人应离靶近些；在人离靶的距离x一定时，可增大初速度；在初速度v0和人离靶的距离x一定时，可适当增加投飞镖的高度，故选项B、C错，D正确答案：D5全国铁路大面积提速后，京哈、京沪、京广、胶济等提速干线的部分区段时速可达300公里，我们从济南到青岛乘“和谐号”列车就可以体验时速300公里的追风感觉火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆

21、周运动，火车速度提高会使外轨受损为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，以下措施可行的是()A适当减小内外轨的高度差B适当增加内外轨的高度差C适当减小弯道半径D适当增大弯道半径解析：设火车轨道平面的倾角为时，火车转弯时内、外轨均不受损，根据牛顿第二定律有mgtan meq f(v2,r)，解得veq r(grtan )，所以为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，可行的措施是适当增加内外轨的高度差(即适当增大角)和适当增大弯道半径r.答案：BD图13166. 如图1316所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，若运动中轻绳断

22、开，则小铁球落到地面时的速度大小为()A.eq r(gL) B.eq r(3gL)C.eq r(5gL) D.eq r(7gL)解析：小球恰能到达最高点B，则小球在最高点处的速度veq r(gL).以地 面为重力势能零势面，铁球在B点处的总机械能为mg3Leq f(1,2)mv2eq f(7,2)mgL，无论轻绳是在何处断的，铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能eq f(1,2)mv2eq f(7,2)mgL，故小球落到地面的速度veq r(7gL)，正确答案为D.答案：D7(2010课标全国，20)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某

23、一规律的图象图中坐标系的横轴是lg(T/T0)，纵轴是lg(R/R0)；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径下列4幅图中正确的是()解析：取其中一行星为研究对象，设其质量为m，轨道半径为R，太阳的质量为M，则Geq f(Mm,R2)meq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2R，得eq f(R3,T2)eq f(GM,42)，水星eq f(Roal(3,0),Toal(2,0)eq f(GM,42).所以eq blc(rc)(avs4alco1(f(R,R0)3eq blc(rc)(avs4alco1(f(

24、T,T0)2，所以3lgeq blc(rc)(avs4alco1(f(R,R0)2lgeq blc(rc)(avs4alco1(f(T,T0).答案：B图13178. 跳台滑雪运动员的动作惊险而优美，其实滑雪运动可抽象为物体在斜坡 上的平抛运动如图1317所示，设可视为质点的滑雪运动员，从倾角为的斜坡顶端P处，以初速度v0水平飞出，运动员最后又落到斜坡上A点处，AP之间距离为L，在空中运动时间为t，改变初速度v0的大小，L和t都随之改变关于L、t与v0的关系，下列说法中正确的是()AL与v0成正比 BL与veq oal(2,0)成正比Ct与v0成正比 Dt与veq oal(2,0)成正比解析：

25、物体落在斜面上，则位移与水平方向的夹角就等于斜面的倾角，因此有tan eq f(y,x)，其中yeq f(1,2)gt2，xv0t，则teq f(2v0tan ,g)，C正确；Leq f(x,cos )eq f(v0t,cos )eq f(2voal(2,0)tan ,gcos )，B正确答案：BC9.图1318 如图1318所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其 中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形

26、轨道的最高点，则()A经过最高点时，三个小球的速度相等B经过最高点时，甲球的速度最小C甲球的释放位置比乙球的高D运动过程中三个小球的机械能均保持不变解析：三个粒子在运动过程中机械能守恒，对甲有qv1Bmgeq f(mvoal(2,1),r)，对乙有mgqv2Beq f(mvoal(2,2),r)，对丙有mgeq f(mvoal(2,3),r)，可判断A、B错，C、D对；选C、D.答案：CD图131910. 在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带 电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB2BC

27、，如图1319所示由此可见()A电场力为3mgB小球带正电C小球从A到B与从B到C的运动时间相等D小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等解析：小球在沿MN方向上做匀速直线运动，速度为v0，在AB段做平抛运动，在BC段做类平抛运动且加速度向上，设直线AC与MN成角，则tan eq f(y,x)eq f(f(1,2)gtoal(2,1),v0t1)eq f(f(1,2)atoal(2,2),v0t2)，由AB2BC可得t12t2，代入得小球在电场中的加速度a2g，由F电mgma得F电3mg，且小球带负电，A对，B、C错；小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等，方向相反，且分别为vgt1

28、或vat2，D对答案：AD11如图1320是利用传送带装运煤块的示意图其中传送带足够长，倾角37，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H1.8 m，与运煤车车厢中心的水平距离x1.2 m现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)，煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动，后与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车厢中心，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图1320(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R；(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t.解析：(1)由平抛运动的公式，得xvt，Heq f(1,2)gt2代入数据解得v2 m/s要使煤块在轮的