高中物理功的教案
發(fā)表時(shí)間:2021-01-2520xx高三物理《受力分析共點(diǎn)力的平衡》高考材料分析。
20xx高三物理《受力分析共點(diǎn)力的平衡》高考材料分析
考點(diǎn)一|受力分析
1.定義
把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來(lái),并畫(huà)出受力示意圖的過(guò)程.
2.受力分析的一般順序
(1)首先分析場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力).
(2)其次分析接觸力(彈力、摩擦力).
(3)最后分析其他力.
3.整體法與隔離法(加試要求)
(1)對(duì)整體法和隔離法的理解
①整體法是指將相互關(guān)聯(lián)的各個(gè)物體看成一個(gè)整體的方法.
②隔離法是指將某物體從周?chē)矬w中隔離出來(lái),單獨(dú)分析該物體的方法.
(2)整體法和隔離法的使用技巧
當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí),宜用整體法;而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí),宜用隔離法.
(20xx·10月浙江學(xué)考)中國(guó)女排在20xx年奧運(yùn)會(huì)比賽中再度奪冠.圖231為比賽中精彩瞬間的照片,此時(shí)排球受到的力有()
圖231
A.推力
B.重力、推力
C.重力、空氣對(duì)球的作用力
D.重力、推力、空氣對(duì)球的作用力
C[力是物體之間的相互作用,圖中排球已經(jīng)離開(kāi)手,球已經(jīng)跟手不接觸了,沒(méi)有力的作用點(diǎn)了,因此不受手對(duì)球的推力了.]
1.受力分析的四個(gè)方法
(1)假設(shè)法
在受力分析時(shí),若不能確定某力是否存在,可先對(duì)其作出存在的假設(shè),然后根據(jù)分析該力存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響來(lái)判斷該力是否存在.
(2)整體法
將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法.
(3)隔離法
將所研究的對(duì)象從周?chē)奈矬w中分離出來(lái),單獨(dú)進(jìn)行受力分析的方法.
(4)動(dòng)力學(xué)分析法
對(duì)加速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析時(shí),應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行分析求解的方法.
2.受力分析的四個(gè)步驟
(1)明確研究對(duì)象
確定受力分析的物體,研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是多個(gè)物體的組合.
(2)隔離物體分析
將研究對(duì)象從周?chē)矬w中隔離出來(lái),進(jìn)而分析周?chē)心膸讉€(gè)物體對(duì)它施加了力的作用(重力—彈力—摩擦力—其他力).
(3)畫(huà)出受力示意圖
畫(huà)出受力示意圖,準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向.
(4)檢查分析結(jié)果
檢查畫(huà)出的每一個(gè)力能否找出它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給的物理狀態(tài).
1.(20xx·桐鄉(xiāng)學(xué)考模擬)如圖232所示,物體A在光滑的斜面上沿斜面下滑,則A受到的作用力有()
圖232
A.重力、彈力和下滑力
B.重力和彈力
C.重力和下滑力
D.重力、壓力和下滑力
B[物體A受到重力以及斜面對(duì)它的支持力作用.選項(xiàng)B正確.]
2.如圖233中,一個(gè)質(zhì)量均勻的球放在夾角為120°的兩塊光滑平面上,保持靜止,OA是水平的.關(guān)于球的受力分析,下面說(shuō)法中正確的是()
圖233
A.球受重力、平面OA和OB的彈力
B.球除了受重力外,只受到平面OA的彈力
C.平面OA對(duì)球的彈力,方向向上偏左
D.平面OB對(duì)球的彈力,方向向上偏右
B[小球受力平衡,受豎直向下的重力和OA對(duì)它的向上的彈力,因平面光滑沒(méi)有摩擦力,所以不可能再受到垂直O(jiān)B方向的彈力作用,所以小球除了受重力外,只受到平面OA的彈力,選項(xiàng)B正確.]
3.如圖234所示,一物體放在水平傳帶上,物體隨傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng),關(guān)于物體的受力情況,下列說(shuō)法正確的是()[幼兒教師教育網(wǎng) yjS21.COM]
圖234
A.物體受到重力、彈力和摩擦力的作用
B.物體受到重力和彈力的作用
C.物體受到摩擦力的方向水平向左
D.物體受到摩擦力的方向水平向右
B[物體在豎直方向受重力和向上的彈力(支持力)作用,假設(shè)水平方向受向左(或向右)的摩擦力作用,與物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)矛盾,假設(shè)錯(cuò)誤,所以物體不受摩擦力作用,選項(xiàng)B正確.]
4.如圖235所示,A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上,A、B間接觸面光滑.在水平推力F作用下兩物體一起加速運(yùn)動(dòng),物體A恰好不離開(kāi)地面,則物體A的受力個(gè)數(shù)為()
圖235
A.3B.4
C.5D.6
A[由于物體A恰好不離開(kāi)地面,因此A不受地面的支持力和摩擦力而只受重力、F和B對(duì)A垂直斜面向上的支持力,故正確答案為A.]
5.(加試要求)如圖236所示,在水平力F的作用下,木塊A、B保持靜止.若木塊A與B的接觸面是水平的,且F≠0.則關(guān)于木塊B的受力個(gè)數(shù),可能是()
圖236
A.3個(gè)或4個(gè)B.3個(gè)或5個(gè)
C.4個(gè)或5個(gè)D.4個(gè)或6個(gè)
C[木塊B一定受重力和A對(duì)它的壓力;將A、B看作整體,因整體保持靜止,所以B一定受斜面的支持力;隔離木塊A并對(duì)其受力分析,因A靜止,故A一定受B的靜摩擦力,從而B(niǎo)也一定受A的靜摩擦力;斜面對(duì)木塊B可能有靜摩擦力的作用.綜上所述,選C.]
考點(diǎn)二|共點(diǎn)力的平衡及應(yīng)用
1.平衡狀態(tài)
物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
2.共點(diǎn)力的平衡條件
F合=0或者
3.平衡條件的推論(加試要求)
(1)二力平衡:如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力必定大小相等,方向相反.
(2)三力平衡:如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小相等,方向相反,并且這三個(gè)力的矢量可以形成一個(gè)封閉的矢量三角形.
(3)多力平衡:如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小相等,方向相反.
(20xx·浙江7月學(xué)考)如圖237所示,有一只重為G的蜻蜓在空中沿虛線方向勻速直線飛行,在此過(guò)程中,蜻蜓受到空氣對(duì)它作用力的方向是()
圖237
A.a(chǎn)方向B.b方向
C.c方向D.d方向
A[蜻蜓做勻速直線運(yùn)動(dòng),蜻蜓受重力和空氣的作用力而平衡,故空氣對(duì)蜻蜓的作用力豎直向上,即沿a方向;故選A.]
1.處理靜態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法
方法內(nèi)容合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡,則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力等大、反向效果分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡,將某一個(gè)力按力的效果分解,則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí),將物體所受的力分解為相互垂直的兩組,每組力都滿足平衡條件2.解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的兩種方法
3.應(yīng)用平衡條件解題的步驟
(1)選取研究對(duì)象:根據(jù)題目要求,選取一個(gè)平衡體(單個(gè)物體或系統(tǒng),也可以是結(jié)點(diǎn))作為研究對(duì)象.
(2)畫(huà)受力示意圖:對(duì)研究對(duì)象按受力分析的順序進(jìn)行受力分析,畫(huà)出受力示意圖.
(3)建立坐標(biāo)系:選取合適的方向建立直角坐標(biāo)系.
(4)列方程求解:根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解平衡方程,對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.
1.在如圖238所示的A、B、C、D四幅圖中,滑輪本身的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過(guò)滑輪,a端固定在墻上,b端下面都掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),圖A、C、D中桿P與豎直方向的夾角均為θ,圖B中桿P在豎直方向上,假設(shè)A、B、C、D四幅圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷中正確的是()
ABCD
圖238
A.FA=FB=FC=FD
B.FD>FA=FB>FC
C.FA=FC=FD>FB
D.FC>FA=FB>FD
B[設(shè)滑輪兩邊細(xì)繩的夾角為φ,對(duì)重物進(jìn)行受力分析,可得繩子拉力等于重物的重力mg,滑輪受到木桿彈力F等于細(xì)繩拉力的合力,即F=2mgcos,由夾角關(guān)系可得FD>FA=FB>FC,選項(xiàng)B正確.]
2.如圖239所示,質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,楔形物塊始終保持靜止.則地面對(duì)楔形物塊的支持力的大小為()
圖239
A.(M+m)gB.(M+m)g-F
C.(M+m)g+FsinθD.(M+m)g-Fsinθ
D[勻速沿斜面上滑的小物塊和楔形物塊都處于平衡狀態(tài),可將二者看作一個(gè)處于平衡狀態(tài)的整體,由豎直方向受力平衡可得:(M+m)g=FN+Fsinθ,解得FN=(M+m)g-Fsinθ.故選D.]
3.(加試要求)(20xx·浙江寧波期末)兩個(gè)質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上,支架的夾角為120°,如圖2310所示,用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接,繩與桿構(gòu)成一個(gè)菱形,則m1∶m2為()
圖2310
A.1∶1B.1∶2
C.1∶D.∶2
A[由對(duì)稱性知兩繩張力相等,設(shè)大小為FT.對(duì)m2受力分析如圖甲,根據(jù)平行四邊形定則可知FT=m2g,再對(duì)左邊小球受力分析如圖乙,根據(jù)平行四邊形定則可知FT=m1g,所以m1∶m2=1∶1.A正確,B、C、D錯(cuò)誤.]
甲乙
4.(加試要求)如圖2311所示,半徑相同、質(zhì)量相同且分布均勻的兩個(gè)圓柱體a、b靠在一起,表面光滑,重力均為G,其中b的下一半剛好固定在水平面MN的下方,上邊露出另一半,a靜止在平面上,現(xiàn)過(guò)a的軸心施以水平作用力F,可緩慢地將a拉離水平面MN一直滑到b的頂端,對(duì)該對(duì)過(guò)程進(jìn)行分析,應(yīng)有()
圖2311
A.拉力F先增大后減小,最大值是G
B.開(kāi)始時(shí)拉力F最大為G,以后逐漸減小為0
C.a(chǎn)、b間壓力由0逐漸增大,最大為G
D.a(chǎn)、b間的壓力開(kāi)始最大為2G,而后逐漸減小到G
D[根據(jù)幾何關(guān)系可知:sinθ=,θ=30°,對(duì)a受力分析,如圖所示,應(yīng)用平衡條件,F(xiàn)==G,之后a緩慢移動(dòng)過(guò)程中,兩軸心連線與豎直方向的夾角越來(lái)越小,由圖可知:N一直變小,F(xiàn)也一直變小,可得拉力從最大值Fm=G逐漸減小為0,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;a、b間的壓力開(kāi)始時(shí)最大為N==2G,而后逐漸減小到G,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.]
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20xx高考物理《功功率》材料分析
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。那么怎么才能寫(xiě)出優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編幫大家編輯的《20xx高考物理《功功率》材料分析》,僅供參考,歡迎大家閱讀。
20xx高考物理《功功率》材料分析
第1節(jié)功功率
[浙江考試標(biāo)準(zhǔn)]
知識(shí)內(nèi)容考試要求命題規(guī)律必考加試追尋守恒量—能量b1.功和功率的計(jì)算;
2.對(duì)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的理解;
3.與牛頓第二定律相結(jié)合考查運(yùn)動(dòng)情況和功能關(guān)系.功、功率cc重力勢(shì)能cc彈性勢(shì)能bb動(dòng)能和動(dòng)能定理dd機(jī)械能守恒定律dd能量守恒定律與能源cd實(shí)驗(yàn)探究做功與物體速度變化的關(guān)系√實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律√考點(diǎn)一|追尋守恒量——能量、功
1.追求守恒量——能量
(1)物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫作動(dòng)能;在直線上同一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)速度越快,其動(dòng)能越大.
(2)向上拋出去一個(gè)物體,在物體上升過(guò)程中,它的動(dòng)能在減小,重力勢(shì)能在增加;當(dāng)物體到最高點(diǎn)時(shí),重力勢(shì)能有最大值,動(dòng)能有最小值;當(dāng)物體開(kāi)始下降后,重力勢(shì)能將轉(zhuǎn)化成動(dòng)能.如果不考慮空氣阻力,整個(gè)過(guò)程中,物體的機(jī)械能將保持不變(又說(shuō)守恒).2.功
(1)定義:一個(gè)物體受到力的作用,如果在力的方向上發(fā)生了一段位移,就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功.
(2)必要因素:力和物體在力的方向上發(fā)生的位移.
(3)物理意義:功是能量轉(zhuǎn)化的量度.
(4)計(jì)算公式
①當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí),力對(duì)物體所做的功為W=Fl.
②當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α?xí)r,力F對(duì)物體所做的功為W=Flcos_α,即力對(duì)物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦值這三者的乘積.
3.功的正負(fù)
(1)當(dāng)0≤α<時(shí),W0,力對(duì)物體做正功.
(2)當(dāng)α≤π時(shí),W0,力對(duì)物體做負(fù)功,或者說(shuō)物體克服這個(gè)力做了功.
(3)當(dāng)α=時(shí),W=0,力對(duì)物體不做功.
(20xx·浙江10月學(xué)考)快艇在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力與速度平方成正比(即Ff=kv2).若油箱中有20L燃油,當(dāng)快艇以10m/s勻速行駛時(shí),還能行駛40km,假設(shè)快艇發(fā)動(dòng)機(jī)的效率保持不變,則快艇以20m/s勻速行駛時(shí),還能行駛()
A.80kmB.40kmC.10kmD.5km
C[快艇以v1=10m/s勻速行駛時(shí)s1=40km,F(xiàn)1=Ff1=kv,且W=F1s1;同理快艇以v2=20m/s勻速行駛時(shí),F(xiàn)2=Ff2=kv,且W=F2s2,可知s2=10km.故選C.]
1.判斷力做功正負(fù)的三種方法
(1)若物體做直線運(yùn)動(dòng),則依據(jù)力與位移的夾角來(lái)判斷.
(2)若物體做曲線運(yùn)動(dòng),則依據(jù)F與v的方向夾角來(lái)判斷.當(dāng)0°≤α90°時(shí),力對(duì)物體做正功;當(dāng)90°α≤180°時(shí),力對(duì)物體做負(fù)功;當(dāng)α=90°時(shí),力對(duì)物體不做功.
(3)根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,若有能量轉(zhuǎn)化,則必有力對(duì)物體做功.此法常用于判斷兩個(gè)相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的情況.
2.正功和負(fù)功的意義
功的正負(fù)只表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功,不表示大小和方向.在力的方向上物體發(fā)生位移,稱該力為“動(dòng)力”;在力的反方向上物體發(fā)生位移,稱該力為“阻力”,“動(dòng)力”和“阻力”是效果力.
3.功的計(jì)算
(1)單個(gè)恒力做功
直接用公式W=Flcosα計(jì)算.
(2)多個(gè)恒力同時(shí)作用的總功
①先求物體所受的合外力,再根據(jù)公式W合=F合·lcosα求合外力的功.
②先根據(jù)W=Flcosα求每個(gè)分力做的功W1、W2…Wn,再根據(jù)W合=W1+W2+…+Wn求合力的功.
1.如圖511甲為一女士站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓,如圖乙為一男士站立在履帶式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓.下列關(guān)于兩人受到的力做功判斷正確的是()
甲乙
圖511
A.甲圖中支持力對(duì)人做正功
B.乙圖中支持力對(duì)人做正功
C.甲圖中摩擦力對(duì)人做負(fù)功
D.乙圖中摩擦力對(duì)人做負(fù)功
A[女士站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓,支持力與重力平衡,不受摩擦力作用,甲圖中支持力對(duì)人做正功,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤.男士站立在履帶式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓,支持力與位移方向垂直,支持力不做功,摩擦力對(duì)人做正功,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.]
2.(20xx·慈溪市調(diào)研)如圖512所示的a、b、c、d中,質(zhì)量為M的物體甲受到相同的恒力F的作用,在力F作用下使物體甲在水平方向移動(dòng)相同的位移.μ表示物體甲與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù),乙是隨物體甲一起運(yùn)動(dòng)的小物塊,比較物體甲移動(dòng)的過(guò)程中力F對(duì)甲所做的功的大小()
a.μ=0b.μ≠0c.μ≠0d.μ=0
圖512
A.Wa最小B.Wd最大
C.WaWcD.四種情況一樣大
D[依據(jù)功的定義式W=Flcosθ,在本題的四種情況下,F(xiàn)、l、θ均相同,這樣四種情況下力F所做的功一樣大,故選項(xiàng)D正確.]
3.(加試要求)起重機(jī)以1m/s2的加速度將質(zhì)量為1000kg的貨物由靜止開(kāi)始勻加速向上提升,g取10m/s2,則在1s內(nèi)起重機(jī)對(duì)貨物做的功是()
A.500JB.4500JC.5000JD.5500J
D[貨物的加速度向上,由牛頓第二定律有:F-mg=ma,起重機(jī)的拉力F=mg+ma=11000N.貨物的位移是l=at2=0.5m,做功為W=Fl=5500J,故D正確.]
4.(20xx·建德學(xué)考模擬)運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過(guò)程,將運(yùn)動(dòng)員和傘看成一個(gè)系統(tǒng),在這兩個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()
A.阻力始終對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功
B.系統(tǒng)受到的合外力始終向下
C.合外力始終對(duì)系統(tǒng)做正功
D.任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等
A[在這兩個(gè)過(guò)程中,阻力始終對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功,選項(xiàng)A正確;加速下降時(shí),系統(tǒng)受到的合外力向下,合外力對(duì)系統(tǒng)做正功,減速運(yùn)動(dòng)時(shí),系統(tǒng)受到的合外力向上,合外力對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;在任意相等時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)下降的高度可能不相等,故重力做功可能不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]
考點(diǎn)二|功率的理解與計(jì)算
1.定義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值.
2.物理意義:描述力對(duì)物體做功的快慢.
3.公式:
(1)P=,P為時(shí)間t內(nèi)的物體做功的快慢.
(2)P=Fv
①v為平均速度,則P為平均功率.
②v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率.
4.對(duì)公式P=Fv的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):(加試要求)
(1)公式P=Fv適用于力F的方向與速度v的方向在一條直線的情況.
(2)功率是標(biāo)量,只有大小,沒(méi)有方向;只有正值,沒(méi)有負(fù)值.
(3)當(dāng)力F的速度v不在同一直線上時(shí),可以將力F分解或者將速度v分解.
1.功率的計(jì)算方法
平均功率利用=.利用=F,其中為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度.瞬時(shí)功率利用公式P=Fv,其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度.2.求功率時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率,對(duì)應(yīng)于某一過(guò)程的功率為平均功率,對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻的功率為瞬時(shí)功率.
1.(20xx·樂(lè)清模擬)一個(gè)成年人以正常的速度騎自行車(chē),受到的阻力為總重力的0.02倍,則成年人騎自行車(chē)行駛時(shí)的功率最接近于()
A.1WB.10WC.100WD.1000W
C[設(shè)人和車(chē)的總質(zhì)量為100kg,勻速行駛時(shí)的速率為5m/s,勻速行駛時(shí)的牽引力與阻力大小相等F=0.02mg=20N,則人騎自行車(chē)行駛時(shí)的功率為P=Fv=100W,故C正確.]
2.關(guān)于功率,以下說(shuō)法中正確的是()
A.據(jù)P=可知,機(jī)器做功越多,其功率就越大
B.據(jù)P=Fv可知,汽車(chē)牽引力一定與速度成反比
C.據(jù)P=可知,只要知道時(shí)間t內(nèi)機(jī)器所做的功,就可以求得這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率
D.根據(jù)P=Fv可知,發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),交通工具的牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比
D[由功率公式P=可知,在相同時(shí)間內(nèi),做功多的機(jī)器,功率一定大,A錯(cuò)誤;根據(jù)P=Fv可知,發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),交通工具的牽引力與速度成反比,故B錯(cuò)誤,D正確;利用公式P=求的是對(duì)應(yīng)t時(shí)間內(nèi)的平均功率,不能求瞬時(shí)功率,C錯(cuò)誤.]
3.(20xx·杭州市聯(lián)考)一起重機(jī)將質(zhì)量為m的貨物由靜止開(kāi)始以加速度a勻加速提升,在t時(shí)間內(nèi)上升h高度,設(shè)在t時(shí)間內(nèi)起重機(jī)對(duì)貨物的拉力做功為W,在時(shí)間t末拉力的瞬時(shí)功率為P,則()
A.W=mahB.W=mgh
C.P=mgatD.P=m(g+a)at
D[對(duì)貨物受力分析,由牛頓第二定律得,F(xiàn)-mg=ma,起重機(jī)對(duì)貨物的拉力為F=m(g+a),根據(jù)恒力功的公式可得,W=m(g+a)h,A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;在時(shí)間t末,貨物的速度為v=at,根據(jù)瞬時(shí)功率的表達(dá)式可得,P=m(g+a)at,C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確.]
4.(加試要求)如圖513所示,質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出,恰好垂直打在傾角為θ的斜面上(不計(jì)空氣阻力),則球落在斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為()
圖513
A.mgv0tanθB.
C.D.mgv0cosθ
B[設(shè)小球從平拋后到斜面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由于小球垂直打在斜面上,則有tanθ=,又此時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率P=mg·gt,可得:P=.選項(xiàng)B正確.]
20xx高三物理《力的合成與分解》高考材料分析
20xx高三物理《力的合成與分解》高考材料分析
考點(diǎn)一|力的合成
1.合力與分力
(1)定義
如果幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果與一個(gè)力的作用效果相同,這一個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力叫作這一個(gè)力的分力.
(2)關(guān)系
合力與分力是等效替代關(guān)系.
2.共點(diǎn)力
(1)共點(diǎn)力
作用在一個(gè)物體上,作用線或作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)的幾個(gè)力.如圖221所示均是共點(diǎn)力.
圖221
(2)共點(diǎn)力平衡的條件
物體所受的合外力為零.
數(shù)學(xué)表達(dá)式有兩種:①F合=0;
②
Fx合和Fy合分別是將力進(jìn)行正交分解后,物體在x軸和y軸上所受的合力.
3.力的合成
(1)定義
求幾個(gè)力的合力的過(guò)程.
(2)運(yùn)算法則
①平行四邊形定則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合力,可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向.
②三角形定則:把兩個(gè)矢量的首尾順次連接起來(lái),第一個(gè)矢量的首到第二個(gè)矢量的尾的有向線段為合矢量.
4.合力大小的范圍(加試要求)
(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:|F1-F2|≤F≤F1+F2.
即兩個(gè)力的大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小,當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|;當(dāng)兩力同向時(shí),合力最大,為F1+F2.
(2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成.
①三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大為F=F1+F2+F3.
②以這三個(gè)力的大小為邊,如果能組成封閉的三角形,則其合力最小值為零,若不能組成封閉的三角形,則合力最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力的大小之和.
共點(diǎn)力合成的常用方法(1)作圖法:從力的作用點(diǎn)起,按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力F1和F2的圖示,再以F1和F2的圖示為鄰邊作平行四邊形,畫(huà)出過(guò)作用點(diǎn)的對(duì)角線,量出對(duì)角線的長(zhǎng)度,計(jì)算出合力的大小,量出對(duì)角線與某一力的夾角確定合力的方向(如圖222所示).
圖222
(2)計(jì)算法:幾種特殊情況的共點(diǎn)力的合成.
類型作圖合力的計(jì)算①互相垂直F=tanθ=②兩力等大,夾角θF=2F1cosF與F1夾角為③兩力等大且?jiàn)A角120°合力與分力等大
1.(20xx·嘉善一中月考)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.兩個(gè)共點(diǎn)力的共同作用效果與其合力單獨(dú)的作用效果相同
B.合力的作用效果與物體受到的每一個(gè)力的作用效果都相同
C.把物體受到的幾個(gè)力的合力求出后,可認(rèn)為物體只受一個(gè)力的作用
D.性質(zhì)不同的力可以合成,作用在不同物體上的力不可以合成
B[合力的作用效果和幾個(gè)分力的共同作用效果相同,因此可以用合力來(lái)代替幾個(gè)分力的作用,認(rèn)為物體只受到一個(gè)力,所以A、C兩項(xiàng)的說(shuō)法正確,B項(xiàng)的說(shuō)法錯(cuò)誤.在進(jìn)行力的合成時(shí),力必須作用在同一物體上,而力的性質(zhì)可以不同,如物體放在水平桌面上,所受的支持力與重力的合力為零.支持力與重力就是不同性質(zhì)的力,所以D項(xiàng)的說(shuō)法正確.]
2.光滑水平面上的一個(gè)物體,同時(shí)受到兩個(gè)力的作用,其中F1=8N,方向水平向左;F2=16N,方向水平向右.當(dāng)F2從16N逐漸減小到0時(shí),二力的合力大小變化是()
A.逐漸增大B.逐漸減小
C.先減小后增大D.先增大后減小
C[F2減至8N的過(guò)程中合力減小至0,當(dāng)F2繼續(xù)減小時(shí),合力開(kāi)始增大,但方向與原來(lái)合力的方向相反,故選項(xiàng)C正確.]
3.(20xx·普陀區(qū)月考)物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)力的作用,下列幾組力的合力不可能為零的是()
A.5N,7N,8NB.5N,2N,3N
C.1N,5N,10ND.10N,10N,10N
C[三個(gè)力合成,若前兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等,方向相反,就可以使這三個(gè)力合力為零,只要使最大的力的大小在其他兩個(gè)較小力的合力范圍之內(nèi),就能使合力為零,即第三個(gè)力F3滿足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2.故選C.]
4.(多選)如圖223所示,用輕繩AO和OB將重為G的重物懸掛在水平天花板和豎直墻壁之間,重物處于靜止?fàn)顟B(tài),AO繩水平,OB繩與豎直方向的夾角為θ,則AO繩的拉力FA、OB繩的拉力FB的大小與G之間的關(guān)系為()
圖223
A.FA=GtanθB.FA=
C.FB=D.FB=Gcosθ
AC[結(jié)點(diǎn)O受到三個(gè)力FA、FB、FC作用,如圖所示,其中FA、FB的合力與FC等大反向,即F合=FC=G,則:=tanθ,=cosθ
解得:FA=Gtanθ,F(xiàn)B=,故A、C正確.]
5.(20xx·嵊州學(xué)考模擬)如圖224所示,體操吊環(huán)運(yùn)動(dòng)有一個(gè)高難度的動(dòng)作就是先雙手撐住吊環(huán)(圖甲),然后身體下移,雙臂緩慢張開(kāi)到圖乙位置,則在此過(guò)程中,吊環(huán)的兩根繩的拉力FT(兩個(gè)拉力大小相等)及它們的合力F的大小變化情況為()
甲乙
圖224
A.FT減小,F(xiàn)不變B.FT增大,F(xiàn)不變
C.FT增大,F(xiàn)減小D.FT增大,F(xiàn)增大
B[吊環(huán)兩繩拉力的合力與運(yùn)動(dòng)員重力相等,即兩繩拉力的合力F不變.在合力不變的情況下,兩分力之間夾角越大,分力就越大,由甲圖到乙圖的過(guò)程是兩分力間夾角增大的過(guò)程,所以FT增大,選項(xiàng)B正確.]考點(diǎn)二|力的分解
1.矢量和標(biāo)量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量,疊加時(shí)遵循平行四邊形定則,如速度、力等.
(2)標(biāo)量:只有大小沒(méi)有方向的物理量,求和時(shí)按算術(shù)法則相加,如路程、動(dòng)能等.
2.力的分解
(1)定義:求一個(gè)力的分力的過(guò)程.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算.
(2)遵循的原則:
①平行四邊形定則.
②三角形定則.
3.力的效果分解法
(1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向;
(2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫(huà)出平行四邊形;
(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩分力的大小.
4.正交分解法(加試要求)
(1)定義:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法.
(2)建立坐標(biāo)軸的原則:以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上).
1.共點(diǎn)力合成的方法
(1)作圖法.
(2)計(jì)算法:根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖,然后利用解三角形的方法求出合力,是解題的常用方法.
2.力的分解方法
(1)按力的效果分解
(2)正交分解法:①定義:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法.
②建立坐標(biāo)軸的原則:一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),在靜力學(xué)中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上);在動(dòng)力學(xué)中,以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系.
圖225
③方法:物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3…,求合力F時(shí),可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解.
x軸上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…
y軸上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…
合力大小:F=
合力方向:與x軸夾角為θ,則tanθ=.
3.用力的矢量三角形定則分析力的最小值
(1)當(dāng)已知合力F的大小、方向及一個(gè)分力F1的方向時(shí),另一個(gè)分力F2取最小值的條件是兩分力垂直.如圖226甲所示,F(xiàn)2的最小值為Fsinα;
甲乙
圖226
(2)當(dāng)已知合力F的方向及一個(gè)分力F1的大小、方向時(shí),另一個(gè)分力F2取最小值的條件是所求分力F2與合力F垂直,如圖乙所示,F(xiàn)2的最小值為F1sinα;
(3)當(dāng)已知合力F的大小及一個(gè)分力F1的大小時(shí),另一個(gè)分力F2最小值的條件是已知大小的分力F1與合力F同方向,F(xiàn)2的最小值為|F-F1|.
1.小劉同學(xué)用輕質(zhì)圓規(guī)做了如圖227所示的小實(shí)驗(yàn),其中圓規(guī)兩腳A與B分別模擬橫梁與斜梁,鑰匙模擬重物.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明:O點(diǎn)受到向下的力F產(chǎn)生的對(duì)橫梁A與斜梁B的作用效果分別是()
圖227
A.壓力、拉力B.壓力、壓力
C.拉力、拉力D.拉力、壓力
D[O點(diǎn)受到向下的力F,由力的效果分解法可知,分解為對(duì)A的拉力和對(duì)B的壓力,選D.]
2.下列說(shuō)法正確的是()
A.把已知力F分解為兩個(gè)分力F1和F2,此時(shí)物體受到F、F1、F2三個(gè)力的作用
B.在力的分解中,分力可以比合力大
C.把已知力F分解時(shí),只能分解為兩個(gè)力
D.由于矢量的方向用正負(fù)表示,故具有正負(fù)值的物理量一定是矢量
B[已知力F分解成的兩個(gè)分力F1與F2并不是物體實(shí)際受到的力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)平行四邊形定則可知,分力可以大于、等于或小于合力,選項(xiàng)B正確;分解已知F時(shí)方法很多,只要分解的幾個(gè)力作用效果與力F的作用效果相同,那么力F可以分解為兩個(gè)力,也可以分解為更多力,一般情況下一個(gè)力分解為兩個(gè)分力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;具有正負(fù)值的物理量不一定是矢量,如溫度有正負(fù)值,但它是標(biāo)量,矢量與標(biāo)量的本質(zhì)區(qū)別是它們的運(yùn)算方法不同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]
3.(20xx·義烏市學(xué)考模擬)如圖228所示,把光滑斜面上的物體所受重力mg分解為F1、F2兩個(gè)力.圖中FN為斜面對(duì)物體的支持力,則下列說(shuō)法正確的是()
圖228
A.F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力
B.物體受到mg、FN、F1、F2共四個(gè)力的作用
C.F2是物體對(duì)斜面的壓力
D.力FN、F1、F2這三個(gè)力的作用效果與mg、FN這兩個(gè)力的作用效果相同
D[F1是重力沿斜面向下的分力,其作用效果是使物體沿斜面下滑,施力物體是地球,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.物體受到重力mg和支持力FN兩個(gè)力的作用,F(xiàn)1、F2是重力的分力,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.F2是重力沿垂直于斜面方向的分力,其作用效果是使物體壓斜面,F(xiàn)2的大小等于物體對(duì)斜面的壓力,但二者的受力物體不同,F(xiàn)2的受力物體是物體本身,物體對(duì)斜面的壓力的受力物體是斜面,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.合力與分力有相同的作用效果,故選項(xiàng)D正確.]
4.(加試要求)如圖229所示,質(zhì)量為m的物體在推力F的作用下,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng).已知物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ,則物體受到的摩擦力的大小為()
圖229
A.μmgB.μ(mg+Fsinθ)
C.μ(Fcosθ+mg)D.Fsinθ
B[先對(duì)物體進(jìn)行受力分析,如圖所示,然后對(duì)力F進(jìn)行正交分解,F(xiàn)產(chǎn)生兩個(gè)效果:
使物體水平向前的F1=Fcosθ,同時(shí)使物體壓緊水平地面的F2=Fsinθ.由力的平衡可得F1=Ff,F(xiàn)2+mg=FN,又滑動(dòng)摩擦力Ff=μFN,即可得Ff=μ(Fsinθ+mg).選B.]
5.(加試要求)如圖2210所示,一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向成30°角時(shí)小球A處于靜止?fàn)顟B(tài),則對(duì)小球施加的力最小為()
圖2210
A.mgB.mg
C.mgD.mg
C[將mg在如圖所示方向分解,施加的最小力與F1等大反向即可使小球靜止,故Fmin=F1=mgsin30°=mg,選項(xiàng)C正確.]
20xx高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析
20xx高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析
1.實(shí)驗(yàn)原理
互成角度的兩個(gè)力F1、F2與另外一個(gè)力F′產(chǎn)生相同的效果,看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F′在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相等.
2.實(shí)驗(yàn)器材
木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、三角板、刻度尺.
3.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上.
(2)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.如實(shí)驗(yàn)原理圖所示.
(3)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的方向,并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F.
(4)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O,記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩的方向.
(5)比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F,看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等.
1.正確使用彈簧測(cè)力計(jì)
(1)將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后水平互鉤對(duì)拉過(guò)程中,讀數(shù)相同,可選;若不同,應(yīng)另?yè)Q或調(diào)校,直至相同為止.
(2)使用時(shí),讀數(shù)應(yīng)盡量大些,但不能超出范圍.
(3)被測(cè)力的方向應(yīng)與軸線方向一致.
(4)讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度.
2.注意事項(xiàng)
(1)位置不變:在同一次實(shí)驗(yàn)中,使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同.
(2)角度合適:用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí),其夾角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°為宜.
(3)在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些,便于確定力的方向.
(4)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):在同一次實(shí)驗(yàn)中,畫(huà)力的圖示選定的標(biāo)度要相同,并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大一些.
3.誤差分析
(1)誤差來(lái)源:除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外,還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等.
(2)減小誤差的辦法:
①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度盤(pán),要按有效數(shù)字位數(shù)要求和彈簧測(cè)力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄.
②作圖時(shí)使用刻度尺,并借助于三角板,使表示兩力的對(duì)邊一定要平行.
1.[實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作]“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理,其等效性是指()
A.使彈簧測(cè)力計(jì)在兩種情況下發(fā)生相同的形變
B.使兩分力與合力滿足平行四邊形定則
C.使兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等
D.使兩次橡皮條與兩繩套的結(jié)點(diǎn)都與O點(diǎn)重合
D[在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中,兩次拉伸橡皮條時(shí),伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度及伸長(zhǎng)的方向均相同,兩分力與合力的作用效果才相同,才具有等效替代關(guān)系,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小和方向是可以不同的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;合力與分力之間滿足平行四邊形定則是客觀規(guī)律,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.]
2.[數(shù)據(jù)處理]“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1甲所示.
圖1
(1)某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖甲所示.其中,細(xì)繩CO對(duì)O點(diǎn)的拉力大小為_(kāi)_______N;
(2)請(qǐng)將圖甲中細(xì)繩CO和BO對(duì)O點(diǎn)兩拉力的合力F合畫(huà)在圖乙上.由圖求出合力的大小F合=________N.(保留兩位有效數(shù)字)
【解析】(1)由圖甲可讀出CO對(duì)O點(diǎn)的拉力大小為2.60N.(2)在圖乙上的畫(huà)圖如圖所示,結(jié)合作圖可求得合力大小為5.1N.
【答案】(1)2.60(2)5.1
20xx高考物理知識(shí)點(diǎn)歸納:受力分析
20xx高考物理知識(shí)點(diǎn)歸納:受力分析
交變電流知識(shí)點(diǎn)
學(xué)習(xí)物體的物體受力前我們必須先認(rèn)識(shí)高中物理物體的平衡及平衡條件
對(duì)于質(zhì)點(diǎn)而言,若該質(zhì)點(diǎn)在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),即加速度為零,則稱為平衡,欲使質(zhì)點(diǎn)平衡須有∑F=0。若將各力正交分解則有:∑FX=0,∑FY=0。
對(duì)于剛體而言,平衡意味著,沒(méi)有平動(dòng)加速度即=0,也沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)加速度即=0(靜止或勻逮轉(zhuǎn)動(dòng)),此時(shí)應(yīng)有:∑F=0,∑M=0。
這里應(yīng)該指出的是物體在三個(gè)力(非平行力)作用下平衡時(shí),據(jù)∑F=0可以引伸得出以下結(jié)論:
①三個(gè)力必共點(diǎn)。
②這三個(gè)力矢量組成封閉三角形。
③任何兩個(gè)力的合力必定與第三個(gè)力等值反向。
對(duì)物體受力的分析及步驟
(一)、高中物理受力分析要點(diǎn):
1、明確研究對(duì)象
2、分析物體或結(jié)點(diǎn)受力的個(gè)數(shù)和方向,如果是連結(jié)體或重疊體,則用“隔離法”
3、作圖時(shí)力較大的力線亦相應(yīng)長(zhǎng)些
4、每個(gè)力標(biāo)出相應(yīng)的符號(hào)(有力必有名),用英文字母表示
5、物體或結(jié)點(diǎn):
6、用正交分解法解題列動(dòng)力學(xué)方程
①受力平衡時(shí)
②受力不平衡時(shí)
7、一些物體的受力特征:
8、同一繩放在光滑滑輪或光滑掛鉤上,兩側(cè)繩子受力大小相等,當(dāng)三段以上繩子在交點(diǎn)打結(jié)時(shí),各段繩受力大小一般不相等。
(二)、高中物理受力分析步驟:
1、判斷物體的個(gè)數(shù)并作圖:
①重力;②接觸力(彈力和摩擦力);③場(chǎng)力(電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)
2、判斷力的方向:
①根據(jù)力的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因去判;
②根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)去判;
a由牛頓第三定律去判;
b由牛頓第二定律去判(有加速度的方向物體必受力)。